一種節(jié)能電動車輪的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本實(shí)用新型主要設(shè)及車輛車輪領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種節(jié)能電動車輪。
【背景技術(shù)】：
[0002] 傳統(tǒng)的車輪僅起承重和運(yùn)轉(zhuǎn)前進(jìn)的作用。我國是一個多山的國家，很多道路有較 大坡度。當(dāng)車輛下坡時，由于車輛自身和荷載物的強(qiáng)大的重力勢能，使車速激增，為減速安 全行駛，人們不得不剎車。結(jié)果把重力勢能白白浪費(fèi)。相反，當(dāng)車輛上坡時，又往往苦于沒 有足夠的動力即輸出功率。 【實(shí)用新型內(nèi)容】：
[0003] 本實(shí)用新型目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種節(jié)能電動車輪，它能適 時積蓄車輛自身和荷載物的重力勢能，和行進(jìn)中車輛原動裝置的動能，并可恰當(dāng)放出能量， 達(dá)到節(jié)省能源，穩(wěn)定速率和階段性自動提高輸出功率的目的。
[0004] 本實(shí)用新型是通過W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0005] -種節(jié)能電動車輪，其特征在于：包括有車輛支架，車輛支架上轉(zhuǎn)動安裝有飛輪 軸，飛輪軸上轉(zhuǎn)動安裝有飛輪，車輪中屯、有飛輪固定套裝在飛輪軸上；飛輪軸的左端傳動安 裝有電機(jī)，飛輪軸的右端安裝有齒輪箱，位于齒輪箱內(nèi)的飛輪軸上固定套裝有主動齒輪，主 動齒輪的左側(cè)有齒輪卡套滑動套裝在齒輪軸上，齒輪卡套上固定套裝有被動齒輪；齒輪箱 內(nèi)轉(zhuǎn)動安裝有飛輪軸平行的過渡齒輪軸，過渡齒輪軸上固定套裝有過渡齒輪，過渡齒輪右 側(cè)設(shè)有與主動齒輪曬合傳動的被動輪齒，左側(cè)設(shè)有與被動齒輪曬合傳動的主動輪齒；所述 齒輪卡套外端穿過齒輪箱固定在車輪的輪穀上。
[0006] 一種節(jié)能電動車輪，其特征在于：所述齒輪箱一側(cè)安裝有控制過渡齒輪軸和被動 輪齒離合的離合器。
[0007] -種節(jié)能電動車輪，其特征在于：所述車輪包括有輪穀，輪穀上設(shè)有左、右輪福，所 述飛輪位于左、右輪福中間的位置。
[0008] -種節(jié)能電動車輪，其特征在于：所述齒輪卡套為臺階套，臺階套的左側(cè)固定套裝 車輪輪穀的安裝孔中。
[0009] 離合器關(guān)閉時，電機(jī)帶動飛輪軸轉(zhuǎn)動，飛輪軸帶動飛輪和主動齒輪轉(zhuǎn)動。主動齒輪 通過過渡齒輪、被動齒輪間的曬合關(guān)系，通過被動齒輪帶動齒輪卡套轉(zhuǎn)動，由于齒輪卡套與 車輪固定連接，進(jìn)而帶動了車輪轉(zhuǎn)動。當(dāng)離合器開啟時，過渡齒輪上的主動輪齒在齒輪軸上 空轉(zhuǎn)，不會帶動車輪轉(zhuǎn)動。
[0010] 本實(shí)用新型用在該車輛的車輪上，該機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、輪穀、輪福、和傳動輪系構(gòu)成 由電機(jī)、飛輪和重力勢能分別或組合作用，使車輛運(yùn)動，其特點(diǎn)在于：
[0011] 1、在輪福內(nèi)側(cè)，輪穀的軸線位置上安裝與車輪同軸線的蓄能用飛輪，該飛輪通過 安裝在車輪一側(cè)的傳動輪系與車輪建立傳動連接，在車輪另一側(cè)安裝電機(jī)，驅(qū)動飛輪。通過 飛輪的高速轉(zhuǎn)動來積蓄能量，該飛輪通過一組相互曬合的齒輪即輪系與車輪相連接，建立 飛輪與車輪之間的傳動比即轉(zhuǎn)速之比，從而可實(shí)現(xiàn)飛輪與車輪之間的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變和能量的相 互傳遞。電機(jī)的動力可加在飛輪上。因飛輪積蓄的能量與其轉(zhuǎn)速的平方成正比，又因?yàn)轱w 輪的轉(zhuǎn)速與車輪的轉(zhuǎn)速成正比，比例系數(shù)為飛輪與車輪之間輪系的傳動比，所W，當(dāng)車輛下 坡車輪加速時，飛輪也加速積蓄能量，因飛輪積蓄了部分能量，避免了車速的激增，從而不 用剎車，并利用起了勢能。當(dāng)車輛在平路行駛時，加速，并使車輛保持一個較高的車速，此車 速可W是正常車速，而此時飛輪W傳動比的關(guān)系保持著一個更高的轉(zhuǎn)速，積蓄著巨大的動 能。當(dāng)車輛上坡車輪減速時，飛輪也減速，放出能量，從而提高了車輛的輸出功率，并且飛輪 的轉(zhuǎn)速變化越大，飛輪積蓄或放出的能量就越多，達(dá)到所要設(shè)計(jì)的階段性自動提高輸出功 率的目的。
[0012] 在連接飛輪與車輪之間的輪系上，或獨(dú)立于輪系可W有一離合裝置，W便在緊急 剎車時，迅速切斷飛輪與車輪之間的能量傳遞。
[0013] 適應(yīng)高低落差路面，可階段性自動提高車輛的輸出功率，穩(wěn)定了車輛行進(jìn)過程中 的速率，有利于電機(jī)和電池的正常工作及使用壽命。
[0014] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：
[0015] 本實(shí)用新型設(shè)計(jì)緊湊，可應(yīng)用于電動車、自行車等依靠車輪旋轉(zhuǎn)向前運(yùn)動的車輛。
【附圖說明】：
[0016] 圖1是一種節(jié)能電動車輪結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖2是一種節(jié)能電動車輪爆炸視圖。
【具體實(shí)施方式】：
[0018] 參見附圖。
[0019] 一種節(jié)能電動車輪，包括有車輛支架14,車輛支架14上轉(zhuǎn)動安裝有飛輪軸3,車輪 1中屯、有飛輪4固定套裝在飛輪軸3上；飛輪軸3的左端傳動安裝有電機(jī)13,飛輪軸3的右 端安裝有齒輪箱，位于齒輪箱內(nèi)的飛輪軸3上固定套裝有主動齒輪6,主動齒輪6的左側(cè)有 齒輪卡套11滑動套裝在齒輪軸上，齒輪卡套11上固定套裝有被動齒輪5 ;齒輪箱內(nèi)轉(zhuǎn)動安 裝有飛輪軸平行的過渡齒輪軸8,過渡齒輪軸8上固定套裝兩個過渡齒輪，過渡齒輪右側(cè)設(shè) 有與主動齒輪曬合傳動的被動輪齒7,左側(cè)設(shè)有與被動齒輪曬合傳動的主動輪齒9 ;被動齒 輪5的安裝孔中固定套裝有齒輪卡套11，齒輪卡套11滑動套裝在飛輪軸3上；所述齒輪卡 套11外端穿過齒輪箱固定在車輪的輪穀上。
[0020] 所述齒輪箱一側(cè)安裝有控制過渡齒輪軸和被動輪齒離合的離合器。
[0021] 車輪包括有輪穀2，輪穀2上設(shè)有左、右輪福，所述飛輪4位于左、右輪福中間的位 置。
[0022] 齒輪卡套11為臺階套，臺階套的左側(cè)固定套裝車輪輪穀的安裝孔中。
[0023] 車輪1可做成外圓直徑為1. 2m，輪福間有較大間隙的結(jié)構(gòu)形式。車輪1與輪穀2 固接在一起，構(gòu)成傳統(tǒng)車輪的承重和運(yùn)轉(zhuǎn)前進(jìn)結(jié)構(gòu)。輪穀2最好通過一對深溝球軸承安裝 在飛輪軸3上，使飛輪軸3可在輪穀2內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。飛輪4通過平鍵與飛輪卡套。飛輪4 可做成直Im,質(zhì)量為15kg，并且質(zhì)量主要集中在飛輪邊緣的形式。飛輪軸3與飛輪4固接 在一起。飛輪軸3與主動齒輪6固接。被動齒輪5通過花鍵連接與齒輪卡套12連接。主 動齒輪6與被動輪齒7曬合。過渡齒輪與過渡齒輪軸8固接。過渡齒輪軸8可通過滑動軸 承安裝在車輛支架上，并圍繞其軸線自由轉(zhuǎn)動。主動輪齒9與被動齒輪5曬合。
[0024] 電機(jī)14通過平鍵與飛輪軸3連接，作為原動機(jī)給整個裝置提供動力。車輛支架14 最好通過滾柱軸承安裝在輪穀2上，并可使輪穀2在車輛支架15上自由轉(zhuǎn)動。可W在過渡 齒輪軸8與被動輪齒9之間設(shè)一離合器10,則當(dāng)離合器10打開時整個過渡齒輪空轉(zhuǎn)。從而 切斷了飛輪4與車輪1之間的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變和能量的相互傳遞，達(dá)到安全使用的目的。
[00巧]其中相互曬合各齒輪的壓力角、模數(shù)均相同，齒數(shù)情況可W如下：齒輪5齒數(shù)為 40,齒輪6齒數(shù)為8,齒輪7齒數(shù)為40,齒輪9齒數(shù)為8。W車輛支架15為參照，則被動齒輪5、 主動齒輪6、過渡齒輪及各自的軸組成一定軸輪系，其傳動比為25。該車輪機(jī)構(gòu)可W用此定 軸輪系來確定飛輪與車輪之間的轉(zhuǎn)速比，此時即當(dāng)飛輪轉(zhuǎn)速為25r/s(轉(zhuǎn)/秒）時，車輪轉(zhuǎn) 速為Ir/s，實(shí)現(xiàn)飛輪4與車輪1之間的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變和能量的相互傳遞。由飛輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)知其 轉(zhuǎn)動慣量為J=MR72(J為轉(zhuǎn)動慣量、M為飛輪質(zhì)量、R為飛輪半徑），J= 15X0. 25X0. 5得J =1. 88化gnO。則由繞定軸轉(zhuǎn)動剛體的動能公式：E=J?2/2巧繞定軸轉(zhuǎn)動剛體的動能、O 角速度），知當(dāng)飛輪由30r/s(轉(zhuǎn)/秒）即30X2rad/s(角速度單位：弧度每秒）降到IOr/ S即 10X23irad/s時其放出的能量AE二.!(誠-崎）/2 二 1.88x(188;-63;)/2 二 30000.!， 可見其放出的能量是巨大的。如果用此能量將一個60kg的人提升則可垂直提升50米。飛 輪軸（3)與輪穀（2)間的軸承可用裡基潤滑劑，其摩擦系數(shù)可忽略不計(jì)。另外齒輪的傳動 效率可達(dá)98%。排除空氣阻力，此機(jī)構(gòu)總體效率為90%W上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種節(jié)能電動車輪，其特征在于：包括有車輛支架，車輛支架上轉(zhuǎn)動安裝有飛輪軸， 飛輪軸上轉(zhuǎn)動安裝有飛輪，飛輪中心有飛輪固定套裝在車飛輪軸上；飛輪軸的左端傳動安 裝有電機(jī)，飛輪軸的右端安裝有齒輪箱，位于齒輪箱內(nèi)的飛輪軸上固定套裝有主動齒輪，主 動齒輪的左側(cè)有齒輪卡套滑動套裝在齒輪軸上，齒輪卡套上固定套裝有被動齒輪；齒輪箱 內(nèi)轉(zhuǎn)動安裝有飛輪軸平行的過渡齒輪軸，過渡齒輪軸上固定套裝有過渡齒輪，過渡齒輪右 側(cè)設(shè)有與主動齒輪嚙合傳動的被動輪齒，左側(cè)設(shè)有與被動齒輪嚙合傳動的主動輪齒；所述 齒輪卡套外端穿過齒輪箱固定在飛輪的輪轂上。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能電動車輪，其特征在于：所述齒輪箱一側(cè)安裝有控 制過渡齒輪軸和被動輪齒離合的離合器。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能電動車輪，其特征在于：所述車輪包括有輪轂，輪轂 上設(shè)有左、右輪輻，所述飛輪位于左、右輪輻中間的位置。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能電動車輪，其特征在于：所述齒輪卡套為臺階套，臺 階套的左側(cè)固定套裝車輪輪轂的安裝孔中。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種節(jié)能電動車輪，包括有車輛支架，車輛支架上轉(zhuǎn)動安裝有飛輪軸，飛輪軸上轉(zhuǎn)動安裝有車輪，車輪中心有飛輪固定套裝在飛輪軸上；飛輪軸的左端傳動安裝有電機(jī)，飛輪軸的右端固定套裝有主動齒輪，主動齒輪的左側(cè)有齒輪卡套滑動套裝在齒輪軸上，齒輪卡套上固定套裝有被動齒輪；齒輪箱內(nèi)轉(zhuǎn)動安裝有車輪軸平行的過渡齒輪軸，過渡齒輪軸上固定套裝有過渡齒輪，過渡齒輪右側(cè)設(shè)有被動輪齒，左側(cè)設(shè)有主動輪齒。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)緊湊，可應(yīng)用于電動車、自行車等依靠車輪旋轉(zhuǎn)向前運(yùn)動的車輛。
【IPC分類】B60K7/00, B62M1/10, B62M7/12
【公開號】CN204916034
【申請?zhí)枴緾N201520566271
【發(fā)明人】李軍, 顧玉明, 劉玲, 胡純棟, 劉智民
【申請人】中國科學(xué)院等離子體物理研究所
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年7月31日