專利名稱：節(jié)能滑行自適應(yīng)自動變速輪轂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動或燃油車輪轂，特別涉及一種節(jié)能滑行自適應(yīng)自動變 速輪轂。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，電動汽車、電動摩托車、電動自行車和燃油車輪轂基本上都 是通過調(diào)速手柄或加速踏板直接控制電流控制速度或控制油量控制速度，或采 用手控機(jī)械自動變速機(jī)構(gòu)方式實(shí)現(xiàn)變速。手柄或加速踏板的操作完全取決于駕 駛?cè)藛T的操作，常常會造成操作與車行狀況不匹配，致使電機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定，出
現(xiàn)堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象；現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)動車在行駛過程中需要滑行后停止，由于滑行過程 中，車輪需要帶動一系列傳動機(jī)構(gòu)一同滑行，則會導(dǎo)致車輪動能無法全部用于 滑行，使得車輛滑行距離短，浪費(fèi)能量。
電動車、燃油車在由乘騎者在不知曉行駛阻力的情況下，僅根據(jù)經(jīng)驗(yàn)操作
控制的變速裝置，難免存在以下問題l.在啟動、上坡和大負(fù)載時、由于行駛 阻力增加，迫使電機(jī)轉(zhuǎn)速下降在低效率區(qū)工作，造成電池增大供電電流工況下， 電機(jī)堵轉(zhuǎn)、發(fā)熱、甚至停止轉(zhuǎn)動；或發(fā)動機(jī)熄火和燃油消耗量過大。2.由于沒 有機(jī)械變速器調(diào)整扭矩和速度，只能在平原地區(qū)推廣使用，不能滿足山區(qū)、丘 陵和重負(fù)荷條件下使用，縮小了使用范圍；3.電動車在驅(qū)動輪處安裝空間小， 安裝了電機(jī)后很難再容納自動變速器和其它新技術(shù)；4.不具備自適應(yīng)的功能， 不能自動檢測、修正和排除駕駛員的操作錯誤；5.在車速變化突然時，會使電 機(jī)/發(fā)動機(jī)處于非穩(wěn)態(tài)工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，必然造成電機(jī)/發(fā)動機(jī)輸出功率與行駛阻力 難以匹配；6.續(xù)行距離短、爬坡能力差，適應(yīng)范圍小。
為了解決以上問題，出現(xiàn)了一系列的自動變速器，但是由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成 本高，存在無法實(shí)際應(yīng)用的問題。
因此，需要一種自動變速輪轂，車輛滑行時能充分利用車輪行駛過程中產(chǎn) 生的動能，相同動能的情況下滑行距離長，節(jié)約能量，能自適應(yīng)隨行駛阻力變 化不切斷驅(qū)動力的情況下自動進(jìn)行換擋變速，解決電動機(jī)扭矩一轉(zhuǎn)速變化小不 能滿足復(fù)雜條件下道路使用的問題，并且結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕，機(jī)構(gòu)安 裝所需空間小。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種節(jié)能滑行自適應(yīng)自動變速輪轂，車輛 滑行時能充分利用車輪行駛過程中產(chǎn)生的動能，相同動能的情況下滑行距離長，
節(jié)約能量；能根據(jù)行駛阻力自動檢測驅(qū)動扭矩一轉(zhuǎn)速以及行駛阻力一車速信號， 使電機(jī)/發(fā)動機(jī)輸出功率與車輛行駛狀況始終處于最佳匹配狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)車輛驅(qū)動 力矩與綜合行駛阻力的平衡控制；能夠在不需要切斷驅(qū)動力的情況下自適應(yīng)隨 行駛阻力變化自動進(jìn)行換擋變速，能滿足山區(qū)、丘陵和重負(fù)荷條件下使用，車 速變化穩(wěn)緩；同時，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、制造成本 低。
本發(fā)明的節(jié)能滑行自適應(yīng)自動變速輪轂，包括輪轂架I、輪轂架II、箱體、 動力輸入裝置、傳動軸、車輪和制動器，所述輪轂架I和輪轂架II與箱體相對 固定設(shè)置，傳動軸的一部分伸出箱體與車輪在圓周方向配合，還包括慢擋傳動 軸、設(shè)置在慢擋傳動軸上的慢擋傳動機(jī)構(gòu)、設(shè)置在傳動軸上的凸輪自適應(yīng)變速 總成和節(jié)能滑行離合裝置，所述慢擋傳動軸設(shè)置于箱體內(nèi)與箱體轉(zhuǎn)動配合；
a. 慢擋傳動機(jī)構(gòu)包括并列套在慢擋傳動軸上并與其在圓周方向固定配合 的慢擋齒輪和慢擋超越離合器，所述慢擋超越離合器設(shè)置慢擋齒圈，所述慢擋 齒輪和慢擋齒圈通過慢擋超越離合器配合；
b. 凸輪自適應(yīng)變速總成包括傳動軸、離合裝置、變速彈簧和設(shè)置在傳動軸
上的傳動齒輪；所述離合裝置分為主動傳動部分和從動傳動部分；
所述傳動齒輪與慢擋齒圈嚙合，離合裝置的主動傳動部分與慢擋齒輪嚙合； 所述傳動軸圓周上設(shè)置有一個以上螺旋展開的凸輪槽，凸輪槽內(nèi)插入凸輪
銷，離合裝置根據(jù)行駛阻力在變速彈簧、凸輪槽和凸輪銷的配合下完成離合；
離合裝置嚙合，變速器快檔傳動，離合裝置分離，則依次通過慢擋齒輪、慢擋
超越離合器和慢擋齒圈實(shí)現(xiàn)慢檔傳動；
c.節(jié)能滑行離合裝置包括第二超越離合器，所述傳動軸通過第二超越離合
器與車輪在圓周方向配合，所述第二超越離合器外圈與車輪在圓周方向固定配
合，正常行駛時，第二超越離合器內(nèi)圈與傳動軸在圓周方向固定配合。
進(jìn)一步，節(jié)能滑行離合裝置還包括倒車離合機(jī)構(gòu)，所述倒車離合機(jī)構(gòu)包括 倒車離合頂桿、回位彈簧和離合塊；所述傳動軸動力輸出端軸向中空，傳動軸 設(shè)置徑向通槽，軸向中空部位與徑向通槽貫通，離合塊嵌入徑向通槽并在回位 彈簧的作用下與第二超越離合器內(nèi)圈軸向端面嚙合，倒車離合頂桿以可軸向移 動的方式穿過傳動軸軸向中空部位與離合塊軸向固定連接，倒車離合頂桿可軸 向移動壓縮回位彈簧使離合塊與第二超越離合器內(nèi)圈脫離嚙合；第二超越離合 器外圈通過傳動架與車輪在圓周方向固定配合；
進(jìn)一步，還包括壓力調(diào)節(jié)裝置，所述壓力調(diào)節(jié)裝置包括調(diào)節(jié)桿和調(diào)壓塊， 所述傳動軸與變速彈簧配合的端部設(shè)置軸向內(nèi)螺紋，傳動軸設(shè)置第二徑向通槽， 內(nèi)螺紋與第二徑向通槽貫通，調(diào)壓塊嵌入第二徑向通槽設(shè)置在變速彈簧的端部，
調(diào)節(jié)桿一端通過外螺紋旋入并穿過軸向內(nèi)螺紋與調(diào)壓塊軸向固定連接；所述調(diào)
壓塊緊靠變速彈簧，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿帶動調(diào)壓塊調(diào)節(jié)變速彈簧的壓縮量；
進(jìn)一步，凸輪自適應(yīng)變速總成為錐盤離合凸輪自適應(yīng)變速總成，所述主動
傳動部分為圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈，從動傳動部分為圓環(huán)體軸向外錐盤，所述
傳動齒輪間隙配合套在傳動軸上；
所述圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈與慢擋齒輪嚙合，內(nèi)圓為軸向錐面，圓環(huán)體軸
向內(nèi)錐盤齒圏與動力輸入裝置在圓周方向固定配合；圓環(huán)體軸向外錐盤外圓周
為軸向錐面，圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈以錐面互相配合的方式套在圓環(huán)體軸向外
錐盤外圓周；所述圓環(huán)體軸向外錐盤圓周上加工有與凸輪槽數(shù)量相同的徑向銷 孔，圓環(huán)體軸向外錐盤間隙配合套在傳動軸上，凸輪銷穿過徑向銷孔插入凸輪 槽；變速彈簧間隙配合套在傳動軸上，緊靠圓環(huán)體軸向外錐盤，圓環(huán)體軸向內(nèi) 錐盤齒圈的內(nèi)錐面與圓環(huán)體軸向外錐盤的外錐面在變速彈簧作用下緊密貼合； 所述傳動齒輪端部與圓環(huán)體軸向外錐盤的端部嚙合；
進(jìn)一步，所述動力輸入裝置為外轉(zhuǎn)子電機(jī)，箱體的端蓋與電機(jī)定子集成為 一體，所述端蓋外側(cè)設(shè)置散熱片；電機(jī)轉(zhuǎn)子與圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈在圓周方 向固定配合；
進(jìn)一步，所述離合塊上固定設(shè)置環(huán)形嚙合塊，離合塊通過環(huán)形嚙合塊的端 面花鍵與第二超越離合器內(nèi)圈端面軸向嚙合；所述調(diào)壓塊上固定設(shè)置調(diào)壓環(huán)， 所述調(diào)壓塊通過調(diào)壓環(huán)緊靠變速彈簧；
進(jìn)一步，所述輪轂架II與制動器固定連接，制動器支架內(nèi)圓與傳動軸轉(zhuǎn)動 配合；
進(jìn)一步，輪轂架II與制動器固定連接，制動器支架內(nèi)圓與傳動軸轉(zhuǎn)動配合； 倒車離合頂桿通過驅(qū)動桿驅(qū)動軸向移動使環(huán)形嚙合塊與第二超越離合器內(nèi)圈脫 開，所述驅(qū)動桿通過銷軸4交接在制動器支架上，驅(qū)動桿以銷軸為支點(diǎn)形成杠桿 結(jié)構(gòu)；所述驅(qū)動桿的阻力點(diǎn)為斜面，所述斜面與倒車離合頂桿端部接觸，所述 倒車離合頂桿的端部為^求面結(jié)構(gòu)，通過驅(qū)動桿阻力點(diǎn)沿斜面方,的移動和回位 彈簧的預(yù)緊力配合，驅(qū)動倒車離合頂桿往復(fù)運(yùn)動；
進(jìn)一步，所述變速彈簧為蝶簧組；所述凸輪銷通過與其間隙配合的凸輪銷 套插入凸輪槽，凸輪銷通過圓周方向設(shè)置的固定圏徑向固定；所述變速彈簧設(shè) 置在圓環(huán)體軸向外錐盤的左側(cè)，位于電^/L定子與傳動軸之間的空腔內(nèi)；所述凸 輪槽的展開方向由左向右看與傳動軸旋轉(zhuǎn)方向相反；
進(jìn)一步，所述變速彈簧端部與圓環(huán)體軸向外錐盤之間設(shè)置平面軸承。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的節(jié)能滑行自適應(yīng)自動變速輪轂在車輛滑行
時能充分利用車輪行駛過程中產(chǎn)生的動能，相同動能的情況下滑行距離長，節(jié)
約能量；能根據(jù)行駛阻力檢測驅(qū)動扭矩一轉(zhuǎn)速以及行駛阻力一車速信號，使電 機(jī)輸出功率與車輛行駛狀況始終處于最佳匹配狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)車輛驅(qū)動力矩與綜合 行駛阻力的平衡控制；能夠在不切斷驅(qū)動力的情況下自適應(yīng)隨々駛阻力變化自 動進(jìn)行換擋變速，不但有利于車輛和機(jī)械動力設(shè)備高效節(jié)能，還能控制車輛減 少排放，大大提高車輛的動力性、經(jīng)濟(jì)性、駕駛安全性和舒適性；由于能夠在 不切斷驅(qū)動力的情況下自適應(yīng)隨行駛阻力變化自動進(jìn)行換擋變速，可以滿足山 區(qū)、丘陵和重負(fù)荷條件下使用，使電機(jī)負(fù)荷變化平緩，機(jī)動車輛運(yùn)行平穩(wěn)，提 高安全性；和其它自動變速器相比，本發(fā)明具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、 結(jié)構(gòu)緊湊、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，更符合于電動自行車體積小輕便的特點(diǎn)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。 圖1為本發(fā)明軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖2為圓環(huán)體軸向外錐盤和圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圏配合徑向剖視圖3為為傳動軸上設(shè)置凸4侖槽結(jié)構(gòu)示意圖4為圖1沿A向^L圖5為圖1沿B-B向剖視圖6為圖1沿C-C向剖視圖7為圖1沿D向^L圖8為圓環(huán)體軸向外錐盤結(jié)構(gòu)剖視圖9為圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤結(jié)構(gòu)剖視圖10為制動器局部^見圖ll為圖IO中驅(qū)動桿沿E向視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1為本發(fā)明軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示本實(shí)施例的動力輸入裝置 為外轉(zhuǎn)子電機(jī)，電機(jī)轉(zhuǎn)子工作時由左向右看逆時針旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的節(jié)能滑行自適應(yīng)自動變速輪轂，包括輪轂架I7、輪轂架I118、箱 體4、外轉(zhuǎn)子電機(jī)、傳動軸l、車輪14和制動器20，所述動力輸入裝置為外轉(zhuǎn) 子電機(jī)，箱體4的端蓋41向內(nèi)設(shè)置凸臺，電機(jī)定子8固定設(shè)置在凸臺上，采用 以上方式將端蓋41和電機(jī)定子8集成為一體，利于傳熱；端蓋41外側(cè)設(shè)置散 熱片42，箱體4分為左箱體和右箱體，外轉(zhuǎn)子電機(jī)設(shè)在左箱體內(nèi)設(shè)置在傳動軸 l外圓周，將電機(jī)定子固定于右端蓋，也就是外側(cè)端蓋，并設(shè)置散熱片結(jié)構(gòu)，可 以使電機(jī)充分散熱，提高效率，實(shí)驗(yàn)證明可提高2 — 5%的效率；輪轂架I7與端 蓋41通過螺栓固定連接，輪轂架I118與制動器20通過螺栓固定連接，制動器 20支架內(nèi)圓與傳動軸1伸出箱體4的右端通過第五徑向滾動軸承21配合，第五 徑向滾動軸承21外端部設(shè)置防塵罩35，防塵罩35內(nèi)側(cè)設(shè)置傳感器，傳動軸1 上與傳感器對應(yīng)設(shè)置磁鋼，傳感器用于測定傳動軸轉(zhuǎn)速； -
傳動軸1左右兩端外圓分別通過第一徑向滾動軸承2和第四徑向滾動軸承 23與箱體4左右端蓋配合；傳動軸1的一部分伸出箱體4，在向前行駛時與車 輪14固定配合，輪轂架I 7和輪轂架II 18分列車輪14左右兩側(cè)，還包括慢擋 傳動軸12、設(shè)置在慢擋傳動軸12上的慢擋傳動機(jī)構(gòu)、設(shè)置在傳動軸1上的凸輪 自適應(yīng)變速總成和節(jié)能滑行離合裝置，慢擋傳動軸12左右兩端與右變速箱體42 的左右兩端面之間分別通過第六徑向滾動軸承11和第七徑向滾動軸承19配合， 慢擋傳動軸12與傳動軸1平行；
a. 慢擋傳動機(jī)構(gòu)包括并列套在慢擋傳動軸12上并與其在圓周方向固定配 合的慢擋齒輪13和慢擋超越離合器15，本實(shí)施例中，慢擋超越離合器15內(nèi)圈 固定設(shè)置慢擋齒圈16，慢擋齒輪13和慢擋超越離合器15外圈在圓周方向采用 螺釘連接的方式固定配合；慢擋齒圏16軸向延伸部分做為超越離合器15的內(nèi) 圏；
b. 錐盤離合凸輪自適應(yīng)變速總成包括傳動軸1、圓環(huán)體軸向外錐盤29、圓
環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈27、變速彈簧5和間隙配合套在傳動軸1上的傳動齒輪25;
所述圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈27與慢擋齒輪13嚙合，內(nèi)圓為軸向錐面，電 機(jī)轉(zhuǎn)子9與圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈27通過花鍵結(jié)構(gòu)在圓周方向固定配合，圓環(huán) 體軸向內(nèi)錐盤齒圏27外圓周與左變速箱體41的右端面之間徑向設(shè)置第三徑向 滾動軸承28;電機(jī)轉(zhuǎn)子9迂回部分與傳動軸1之間設(shè)置第二徑向滾動軸承3; 圓環(huán)體軸向外錐盤29外圓周為軸向錐面，圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圏27以錐面互 相配合的方式套在圓環(huán)體軸向外錐盤29外圓周；所述傳動軸1圓周上均布三個 螺旋展開的凸輪槽la,圓環(huán)體軸向外錐盤29圓周上加工有與凸輪槽la數(shù)量相 同的銷孔29a，圓環(huán)體軸向外錐盤29間隙配合套在傳動軸1上，凸輪銷31穿過 銷孔29a插入凸輪槽la，所述凸輪銷31通過與其間隙配合的凸輪銷套31a插入 凸輪槽la，以減小凸輪銷31與凸輪槽la之間的摩擦力，增加傳動精度；三個 凸輪銷31通過圓周方向設(shè)置的固定圏34徑向固定；變速彈簧5間隙配合套在 傳動軸l上，緊靠圓環(huán)體軸向外錐盤29,圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圏27的內(nèi)錐面與 圓環(huán)體軸向外錐盤29的外錐面在變速彈簧5作用下緊密貼合，變速彈簧5端部 與圓環(huán)體軸向外錐盤29之間設(shè)置平面軸承6,當(dāng)圓環(huán)體軸向外錐盤29在阻力作 用下轉(zhuǎn)動時，防止與變速彈簧5之間產(chǎn)生摩擦而影響傳動和反應(yīng)精度，變速彈 簧5設(shè)置在圓環(huán)體軸向外錐盤29的左側(cè)，位于電機(jī)定子8與傳動軸1之間的空 腔內(nèi)，本實(shí)施例中變速彈簧5為蝶簧組；凸輪槽la的展開方向由左向右看與傳 動軸l旋轉(zhuǎn)方向相反，即順時針方向；
傳動齒輪25與慢擋齒圈16嚙合,端部與圓環(huán)體軸向外錐盤29的端部嚙合， 傳動齒輪25左端與圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈27_沒置第三平面軸承26,右端與第 四徑向滾動軸承23之間設(shè)置第二平面軸承24; '
c.節(jié)能滑行離合裝置包括第二超越離合器10，所述傳動軸1通過第二超越 離合器10與車輪14在圓周方向配合，所述第二超越離合器外圏10b與車輪14 在圓周方向固定配合，正常行駛時，第二超越離合器內(nèi)圈10a與傳動軸1在圓 周方向固定配合；節(jié)能滑行離合裝置還包括倒車離合機(jī)構(gòu)，所述倒車離合機(jī)構(gòu)
包括倒車離合頂桿22、回位彈簧22c和離合塊22a;所述傳動軸1動力輸出端 軸向中空，傳動軸l設(shè)置徑向通槽lb，軸向中空部位與徑向通槽lb貫通，離合 塊22a嵌入徑向通槽lb，離合塊22a上通過螺釘固定設(shè)置圓形環(huán)形嚙合塊22b， 環(huán)形嚙合塊22b在回位彈簧22c的作用下與第二超越離合器內(nèi)圈10a軸向端面 嚙合，采用環(huán)形嚙合塊22b結(jié)構(gòu)，可以保證傳動過程中受力均勻；倒車離合頂 桿22以可軸向移動的方式穿過傳動軸1軸向中空部位與離合塊22a軸向固定連 接，回位彈簧22c設(shè)置在離合塊22a與傳動軸1徑向通槽軸向側(cè)面之間，倒車 離合頂桿22通過驅(qū)動桿33驅(qū)動軸向移動使環(huán)形嚙合塊22b與第二超越離合器 內(nèi)圈10a脫開，所述驅(qū)動桿33通過銷軸4交接在制動器20支架上，驅(qū)動桿33以 銷軸為支點(diǎn)形成杠桿結(jié)構(gòu)，圖1中，驅(qū)動桿33為展開后的形狀；所述驅(qū)動桿33 的阻力點(diǎn)為橫向斜面，所述斜面與倒車離合頂桿22端部接觸，所述倒車離合頂 桿22的端部為J求面結(jié)構(gòu)，通過驅(qū)動桿33斜面的^f黃向移動和回位彈簧22c的預(yù) 緊力，驅(qū)動倒車離合頂桿22往復(fù)運(yùn)動，當(dāng)然，斜面也可以是其他方向，驅(qū)動過 程中使驅(qū)動桿阻力點(diǎn)沿斜面方向移動，即可驅(qū)動倒車離合頂桿22軸向移動，也 可達(dá)到發(fā)明目的；第二超越離合器外圈10b通過傳動架17與車輪14在圓周方 向固定配合；
本實(shí)施例還包括壓力調(diào)節(jié)裝置，壓力調(diào)節(jié)裝置包括調(diào)節(jié)桿30和調(diào)壓塊32， 傳動軸1與變速彈簧5配合的端部設(shè)置軸向內(nèi)螺紋，傳動軸1設(shè)置第二徑向通 槽lc，內(nèi)螺紋與徑向通槽lc貫通，調(diào)壓塊32嵌入第二徑向通槽lc設(shè)置在變速 彈簧5的左端部，調(diào)節(jié)桿30 —端通過外螺紋旋入并穿過軸向內(nèi)螺紋與調(diào)壓塊32 軸向固定連接，調(diào)壓塊32上固定設(shè)置調(diào)壓環(huán)32a，所述調(diào)壓塊32通過調(diào)壓環(huán) 32a緊靠變速彈簧5，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿30帶動調(diào)壓塊32從而帶動調(diào)壓環(huán)調(diào) 節(jié)變速彈簧5的壓縮量，達(dá)到調(diào)節(jié)變速彈簧預(yù)緊力的作用，本實(shí)施例中，調(diào)壓 環(huán)32a為環(huán)形結(jié)構(gòu)，調(diào)整過程中使變速彈簧5受力均勻，利于調(diào)節(jié)，保證調(diào)整 精度；通過調(diào)整變速彈簧5的預(yù)緊力，可以調(diào)整自適應(yīng)變速機(jī)構(gòu)在不同阻力下 進(jìn)行變速，應(yīng)用簡單方便。
以上實(shí)施例只是本發(fā)明的最佳結(jié)構(gòu)，并不是對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定；比 如，電機(jī)也不局限于外轉(zhuǎn)子電機(jī)，也可以是內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)，只是在連接方式上有 所調(diào)整，等等一些技術(shù)特征都可做相應(yīng)改變，而不影響本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)。 本實(shí)施例的快擋動力傳遞路線
電機(jī)轉(zhuǎn)子—圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈27—圓環(huán)體軸向外錐盤29 —凸輪銷31 — 傳動軸1 —離合塊22a —環(huán)形嚙合塊22b —第二超越離合器10的內(nèi)圈10a —第二 超越離合器10的外圈10b —傳動架17 —車輪14。
慢擋動力傳遞路線
電機(jī)轉(zhuǎn)子—圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈27 —慢擋齒輪13 —慢擋傳動軸12 —慢擋 超越離合器15 —慢擋齒圈16 —傳動齒輪25 —圓環(huán)體軸向外錐盤29 —凸輪銷31 —傳動軸1 —離合塊22a —環(huán)形嚙合塊22b —第二超越離合器10的內(nèi)圈10a —第 二超越離合器10的外圈10b —傳動架17 —車輪14。
本發(fā)明的快擋傳遞阻力傳遞路線和慢擋傳遞阻力傳遞路線與動力傳遞路線 相反。
同時，阻力還經(jīng)過下列路線傳動軸1 —凸輪槽la —凸輪銷31 —圓環(huán)體軸向 外錐盤29-壓縮變速彈簧5。
本發(fā)明在車輛滑行時，第二超越離合器處于超越狀態(tài)，車輪14直接帶動傳 動架17轉(zhuǎn)動，充分利用車輪動能進(jìn)行滑行，節(jié)約能量；
本變速器在運(yùn)行時，圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圏27的內(nèi)錐面與圓環(huán)體軸向外錐 盤29的外錐面在變速彈簧5作用下緊密貼合，形成一個保持一定壓力的自動變 速機(jī)構(gòu)，并且可以通過壓力調(diào)節(jié)裝置來調(diào)整離合器嚙合所需壓力，達(dá)到傳動目 的，此時，電機(jī)轉(zhuǎn)子帶動圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圏27、圓環(huán)體軸向外錐盤29、凸 輪銷31、傳動軸1、離合塊22a、環(huán)形嚙合塊22b、第二超越離合器和傳動架17, 使車輪14逆時針旋轉(zhuǎn)；此時慢擋超越離合器處于超越狀態(tài)。 '
機(jī)動車啟動時阻力大于驅(qū)動力，阻力迫使傳動軸1順時針轉(zhuǎn)動一定角度， 在凸輪槽la的作用下，凸輪銷31向壓縮變速彈簧5的方向運(yùn)動，帶動圓環(huán)體
軸向外錐盤29壓縮變速彈簧5;圓環(huán)體軸向外錐盤29和圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圏 27分離，同步，慢擋超越離合器嚙合傳動，電機(jī)轉(zhuǎn)子帶動圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒 圈27、慢擋齒輪13、慢擋傳動軸12、慢擋超越離合器15、慢擋齒圈16、傳動 齒輪25、圓環(huán)體軸向外錐盤29、凸輪銷31、傳動軸l、離合塊22a、環(huán)形嚙合 塊22b、第二超越離合器和傳動架17，使車輪14以慢擋速度轉(zhuǎn)動；因此，自動 實(shí)現(xiàn)了低速擋起動，縮短了起動時間，減少了起動力；與此同時，變速彈簧5 吸收運(yùn)動阻力矩能量，為恢復(fù)快擋擋位傳遞動力蓄備勢能。
啟動成功后，行駛阻力減少，當(dāng)分力減少到小于變速彈簧5所產(chǎn)生的變速 蝶簧自動變速機(jī)構(gòu)中壓力時，因被運(yùn)動阻力壓縮而產(chǎn)生變速彈簧5壓力迅速釋 放推動下，完成圓環(huán)體軸向外錐盤29的外錐面和圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈27的 內(nèi)錐面恢復(fù)緊密貼合狀態(tài)，慢擋超越離合器處于超越狀態(tài)。
行駛過程中，隨著運(yùn)動阻力的變化自動換擋原理同上，在不需要剪斷驅(qū)動 力的情況下實(shí)現(xiàn)變擋，使整個機(jī)車運(yùn)行平穩(wěn)，安全低耗，而且傳遞i 各線簡單化， 提高傳動效率；
倒車過程中，通過手動使驅(qū)動桿的斜面橫移，使倒車離合頂桿22端沿斜面 方向移動，使倒車離合頂桿22向回位彈簧22c方向移動，使環(huán)形嚙合塊22b脫 離嚙合，車輪14即可自由轉(zhuǎn)動，避免自適應(yīng)自動換擋機(jī)構(gòu)鎖死，實(shí)現(xiàn)倒車操作， 操作簡單方便。
圖2為圓環(huán)體軸向外錐盤和圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈配合徑向剖視圖，如圖 所示圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈27以錐面互相配合的方式套在圓環(huán)體軸向外錐盤 29外圓周；傳動軸1圓周上均布三個螺旋展開的凸輪槽la，圓環(huán)體軸向外錐盤 29圓周上加工有與凸輪槽la數(shù)量相同的銷孔29a，圓環(huán)體軸向外錐盤29間隙 配合套在傳動軸1上，凸輪銷31通過與其間隙配合的凸輪銷套31a穿過銷孔29a 插入凸輪槽la，圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈27的內(nèi)錐面與圓環(huán)體軸向外錐盤29的 外錐面緊密貼合。
圖3為傳動軸上設(shè)置凸輪槽結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示傳動軸1圓周上均布
加工三個螺旋展開的凸輪槽la，本實(shí)施例中，由左向右看凸輪槽la按順時針展 開。
圖4為圖1沿A向視圖，如圖所示驅(qū)動桿33通過銷軸鉸接在制動器20 上，驅(qū)動桿33以銷軸為支點(diǎn)形成杠桿結(jié)構(gòu)；所述驅(qū)動桿33的阻力點(diǎn)為橫向斜 面，所述斜面與倒車離合頂桿22端部接觸，倒車離合頂桿22的端部為球面結(jié) 構(gòu)；防塵罩35罩在制動器支架外部。
圖5為圖1沿B-B向剖^L圖；環(huán)形嚙合塊22b套在傳動軸1上，倒車離合 頂桿22以可軸向移動的方式穿過傳動軸1軸向中空部位；傳動軸1 :沒置徑向通 槽lb，離合塊22a嵌入傳動軸l的徑向通槽lb，倒車離合頂桿22與離合塊22a 軸向固定連接；離合塊22a與環(huán)形嚙合塊22b固定連接，回位彈簧22c設(shè)置在 離合塊22a與傳動軸1徑向通槽軸向側(cè)面之間。
圖6為圖1沿C-C向剖視圖，如圖所示壓力調(diào)節(jié)裝置包括調(diào)節(jié)桿30和調(diào) 壓塊32，傳動軸1與變速彈簧5配合的端部設(shè)置軸向內(nèi)螺紋，傳動軸l設(shè)置第 二徑向通槽lc，調(diào)壓塊32嵌入第二徑向通槽lc,調(diào)節(jié)桿30與調(diào)壓塊32軸向 固定連接，調(diào)壓塊32上固定設(shè)置調(diào)壓環(huán)32a。
圖7為圖1沿D向視圖，如圖所示端蓋41外側(cè)設(shè)置散熱片42，輪轂架I 7與端蓋41通過螺栓固定連接。
圖8為圓環(huán)體軸向外錐盤結(jié)構(gòu)剖視圖，圖9為圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤結(jié)構(gòu)剖視 圖，如圖所示圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈27外圓周設(shè)置外齒圈，內(nèi)圓為軸向錐面； 圓環(huán)體軸向外錐盤29外圓周為軸向錐面，圓環(huán)體軸向外錐盤29圓周上均布加 工有銷孔29a,端部加工用于與傳動齒輪25嚙合的花鍵。
圖10為制動器局部視圖，圖ll為圖IO中驅(qū)動桿沿E向視圖，如圖所示 驅(qū)動桿33通過銷軸鉸接在制動器20支架上，驅(qū)動桿33以銷軸為支點(diǎn)形成杠桿 結(jié)構(gòu)；所述驅(qū)動桿33的阻力點(diǎn)為橫向斜面，當(dāng)然，斜面也可以是其他方向，驅(qū) 動過程中使驅(qū)動桿阻力點(diǎn)沿斜面方向移動，即可驅(qū)動倒車離合頂奸22軸向移動， 也可達(dá)到發(fā)明目的。
最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管 參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解， 可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的 精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1. 一種節(jié)能滑行自適應(yīng)自動變速輪轂，包括輪轂架I(7)、輪轂架II(18)、箱體(4)、動力輸入裝置、傳動軸(1)、車輪(14)和制動器(20)，所述輪轂架I(7)和輪轂架II(18)與箱體(4)相對固定設(shè)置，傳動軸.(1)的動力輸出端與車輪(14)在圓周方向配合，其特征在于:還包括慢擋傳動軸(12)、設(shè)置在慢擋傳動軸(12)上的慢擋傳動機(jī)構(gòu)、設(shè)置在傳動軸(1)上的凸輪自適應(yīng)變速總成和節(jié)能滑行離合裝置，所述慢擋傳動軸(12)設(shè)置于箱體(4)內(nèi)與箱體(4)轉(zhuǎn)動配合；a. 慢擋傳動機(jī)構(gòu)包括并列套在慢擋傳動軸(12)上并與其在圓周方向固定配合的慢擋齒輪(13)和慢擋超越離合器(15)，所述慢擋超越離合器(15)設(shè)置慢擋齒圈(16)，所述慢擋齒輪(13)和慢擋齒圈(16)通過慢擋超越離合器(15)配合；b. 凸輪自適應(yīng)變速總成包括傳動軸(1)、離合裝置、變速彈簧(5)和設(shè)置在傳動軸(1)上的傳動齒輪(25)；所述離合裝置分為主動傳動部分和從動傳動部分；所述傳動齒輪(25)與慢擋齒圈(16)嚙合，離合裝置的主動傳動部分與慢擋齒輪(13)嚙合；所述傳動軸(1)圓周上設(shè)置有一個以上螺旋展開的凸輪槽(1a)，凸輪槽(1a)內(nèi)插入凸輪銷(31)，離合裝置根據(jù)行駛阻力在變速彈簧(5)、凸輪槽(1a)和凸輪銷(31)的配合下完成離合；離合裝置嚙合，變速器快檔傳動，離合裝置分離，則依次通過慢擋齒輪(13)、慢擋超越離合器(15)和慢擋齒圈(16)實(shí)現(xiàn)慢檔傳動；c. 節(jié)能滑行離合裝置包括第二超越離合器(10)，所述傳動軸(1)通過第二超越離合器(10)與車輪(14)在圓周方向配合，所述第二超越離合器外圈(10b)與車輪(14)在圓周方向固定配合，正常行駛時，第二超越離合器內(nèi)圈(10a)與傳動軸(1)在圓周方向固定配合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能滑行自適應(yīng)自動變速輪轂，其特征在于節(jié) 能滑行離合裝置還包括倒車離合機(jī)構(gòu)，所述倒車離合機(jī)構(gòu)包括倒車離合頂桿(22)、回位彈簧(22c)和離合塊(22a);所述傳動軸(1)動力輸出端軸向中 空，傳動軸(1)設(shè)置徑向通槽(lb),軸向中空部位與徑向通槽(lb)貫通， 離合塊(22a)嵌入徑向通槽(lb)并在回位彈簧("c)的作用下與第二超越 離合器內(nèi)圈(10a)軸向端面嚙合，倒車離合頂桿(22)以可軸向移動的方式穿 過傳動軸(1 )軸向中空部位與離合塊(22a )軸向固定連接，倒車離合頂桿(22 ) 可軸向移動壓縮回位彈簧(22c )使離合塊()與第二超越離合器內(nèi)圈(10a ) 脫離嚙合；第二超越離合器外圈(10b)通過傳動架(17)與車輪(14)在圓周 方向固定配合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能滑行自適應(yīng)自動變速輪轂，其特征在于還 包括壓力調(diào)節(jié)裝置，所述壓力調(diào)節(jié)裝置包括調(diào)節(jié)桿(30)和調(diào)壓塊(32),所述 傳動軸(1 )與變速彈簧(5 )配合的端部設(shè)置軸向內(nèi)螺紋，傳動軸(1)設(shè)置第 二徑向通槽(lc)，內(nèi)螺紋與第二徑向通槽(lc)貫通，調(diào)壓塊(32)嵌入第二 徑向通槽(lc)設(shè)置在變速彈簧(5)的端部，調(diào)節(jié)桿(30) —端通過外螺紋旋 入并穿過軸向內(nèi)螺紋與調(diào)壓塊(32)軸向固定連接，所述調(diào)壓塊(32)緊靠變 速彈簧(5 ),通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿(30 )帶動調(diào)壓塊(32 )調(diào)節(jié)變速彈簧(5 )的壓 縮量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的節(jié)能滑行自適應(yīng)自動變速輪轂，其特征在于凸 輪自適應(yīng)變速總成為錐盤離合凸輪自適應(yīng)變速總成，所述主動傳動部分為圓環(huán) 體軸向內(nèi)錐盤齒圏(27)，從動傳動部分為圓環(huán)體軸向外錐盤(29)，所述傳動 齒輪(25 )間隙配合套在傳動軸(1)上；所述圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圏(27)與慢擋齒輪(13)嚙合，內(nèi)圓為軸向錐 面，圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈(27)與動力輸入裝置在圓周方向固定配合；圓環(huán) 體軸向外錐盤(29)外圓周為軸向錐面，圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈(27)以錐面 互相配合的方式套在圓環(huán)體軸向外錐盤(29)外圓周；所述圓環(huán)體軸向外錐盤 (29)圓周上加工有與凸輪槽(la)數(shù)量相同的徑向銷孔(29a )，圓環(huán)體軸向 外錐盤(29 )間隙配合套在傳動軸(1)上，凸輪銷(31 )穿過徑向銷孔(29a ) 插入凸輪槽(la );變速彈簧(5 )間隙配合套在傳動軸(1)上，緊靠圓環(huán)體軸 向外錐盤(29 ),圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈(27 )的內(nèi)錐面與圓環(huán)體軸向外錐盤(29 ) 的外錐面在變速彈簧(5)作用下緊密貼合；所述傳動齒輪(25)端部與圓環(huán)體 軸向外錐盤(29)的端部嚙合。 '
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的節(jié)能滑行自適應(yīng)自動變速輪轂，其特征在于所 述動力輸入裝置為外轉(zhuǎn)子電機(jī)，箱體(4)的端蓋(41)與電機(jī)定子(8)集成 為一體，所述端蓋(41)外側(cè)設(shè)置散熱片(42);電機(jī)轉(zhuǎn)子(9)與圓環(huán)體軸向 內(nèi)錐盤齒圈(27)在圓周方向固定配合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的節(jié)能滑行自適應(yīng)自動變速輪轂，其特征在于所 述離合塊(22a)上固定設(shè)置環(huán)形嚙合塊(22b)，離合塊(22a)通過環(huán)形嚙合 塊(22b)的端面花^:與第二超越離合器內(nèi)圈(10a)端面軸向嚙合；所述調(diào)壓 塊(32 )上固定設(shè)置調(diào)壓環(huán)(32a )，所述調(diào)壓塊(32 )通過調(diào)壓杯(32a )緊靠 變速彈簧(5 )。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的節(jié)能滑行自適應(yīng)自動變速輪轂，其特征在于所 述輪轂架II (18)與制動器(20)固定連接，制動器(20)支架內(nèi)圓與傳動軸(1)轉(zhuǎn)動配合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的節(jié)能滑行自適應(yīng)自動變速輪轂，其特征在于倒 車離合頂桿(22)通過驅(qū)動桿(33)驅(qū)動軸向移動使環(huán)形嚙合塊(22b)與第二 超越離合器內(nèi)圈(10a)脫開，所述驅(qū)動桿(33)通過銷軸4史接在制動器(20) 支架上，驅(qū)動桿(33)以銷軸為支點(diǎn)形成杠桿結(jié)構(gòu)；所述驅(qū)動抖(33)的阻力 點(diǎn)為斜面，所述斜面與倒車離合頂桿(22)端部接觸，所述倒車離合頂桿(22) 的端部為球面結(jié)構(gòu)，通過驅(qū)動桿(33 )阻力點(diǎn)沿斜面方向的移動和回位彈簧(22c ) 的預(yù)緊力的配合，驅(qū)動倒車離合頂桿(22)往復(fù)運(yùn)動。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的節(jié)能滑行自適應(yīng)自動變速輪轂，其特征在于所 述變速彈簧(5 )為蝶簧組；所述凸輪銷(31 )通過與其間隙配合的凸輪銷套(31a ) 插入凸輪槽(la)，凸輪銷(31)通過圓周方向設(shè)置的固定圏(34)徑向固定； 所述變速彈簧(5)設(shè)置在圓環(huán)體軸向外錐盤(29)的左側(cè)，位于電機(jī)定子(8) 與傳動軸(1)之間的空腔內(nèi)；所述凸輪槽(la)的展開方向由左向右看與傳動 軸(1)旋轉(zhuǎn)方向相反。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的節(jié)能滑行自適應(yīng)自動變速輪轂，其特征在于 所述變速彈簧(5)端部與圓環(huán)體軸向外錐盤(29)之間設(shè)置平^軸承(6)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種節(jié)能滑行自適應(yīng)自動變速輪轂，包括輪轂架I、輪轂架II、箱體、動力輸入裝置、傳動軸、車輪和剎車裝置，還包括慢擋傳動軸、設(shè)置在慢擋傳動軸上的慢擋傳動機(jī)構(gòu)、設(shè)置在傳動軸上的錐盤離合凸輪自適應(yīng)變速總成和節(jié)能滑行離合裝置，慢擋傳動軸設(shè)置于箱體內(nèi)與箱體轉(zhuǎn)動配合，本發(fā)明在車輛滑行時能充分利用車輪行駛過程中產(chǎn)生的動能，相同動能的情況下滑行距離長，節(jié)約能量，能使輸出功率與車輛行駛狀況始終處于最佳匹配狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)車輛驅(qū)動力矩與綜合行駛阻力的平衡控制；在不切斷驅(qū)動力的情況下自適應(yīng)隨行駛阻力變化自動進(jìn)行換擋變速，利于高效節(jié)能，本發(fā)明重量輕、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、制造成本低，適合電動自行車體積小輕便的特點(diǎn)。
文檔編號B62M11/04GK101376420SQ20081007038
公開日2009年3月4日 申請日期2008年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者林毓培, 薛榮生, 郝允志 申請人:西南大學(xué)