專利名稱：側掛錐盤式自適應兩擋自動變速輪轂的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種機動車或機械動力設備的輪轂，特別涉及一種側掛錐盤式 自適應兩擋自動變速輪轂。
背景技術：
現有技術中，汽車、摩托車、電動自行車等機動車基本上都是通過調速手 柄或加速踏板直接控制電流控制速度，或采用手控機械自動變速機構方式實現 變速。手柄或加速踏板的操作完全取決于駕駛人員的操作，常常會造成操作與 車行狀況不匹配，致使動力裝置運行不穩定。機動車需要實現對電流的智能化控制控制，而負荷、扭矩或轉速是重要的 參數。對這個指標的測量普遍采用多種傳感器分別獲得相關參數，再進行判斷。專利號為ZL200510009329. 0、名稱為"摩托車霍爾差動式自適應傳動傳感裝置" 的實用新型專利公開了一種自適應傳動傳感裝置，該裝置能在直接參與傳動的 同時，同步檢測扭矩和速度信號，為摩托車控制器提供數據，使控制系統具備 了自適應的功能。但是，這種裝置不具備自動換擋功能。以電動車為例，由乘騎者在不知曉行駛阻力的情況下，僅根據經驗操作控 制的變速裝置，難免存在以下問題l.在啟動、上坡和大負載時、由于行駛阻 力增加，迫使電機轉速下降在低效率區工作，造成電池增大供電電流工況下，電 機堵轉、發熱、甚至停止轉動。2.由于沒有機械變速器調整扭矩和速度，只能 在平原地區推廣使用，不能滿足山區、丘陵和重負荷條件下使用，縮小了使用范 圍；3.驅動輪處安裝空間小，安裝了電機后很難再容納自動變速器和其它新技 術；4.不具備自適應的功能，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，會使電機處于非穩態工況下運轉，必然造成電機功率與行駛阻力難以匹配。6.續行距離短、爬坡能力差，適應范圍小。因此，需要對變速器進行改造，能自適應隨行駛阻力變化不切斷驅動力的 情況下自動進行換擋變速，解決扭矩一轉速變化小不能滿足復雜條件下道路使 用的問題，并且安裝所需空間較小。發明內容有鑒于此，本發明的目的是提供一種側掛錐盤式自適應兩擋自動變速輪轂， 能根據行駛阻力檢測驅動扭矩一轉速以及行駛阻力一車速信號，使動力設備輸 出功率與車輛行駛狀況始終處于最佳匹配狀態，實現車輛驅動力矩與綜合行駛阻力的平衡控制；能夠在不需要切斷驅動力的情況下自適應隨行駛阻力變化自 動進行換擋變速，能滿足山區、丘陵和重負荷條件下使用，車速變化穩緩；同 時，本發明的變速器體積小、重量輕、結構緊湊，適合于輪轂處安裝。本發明的側掛錐盤式自適應兩擋自動變速輪轂，包括左輪轂架、右輪轂架、 箱體、動力設備、傳動軸、車輪和設置在傳動軸上的剎車裝置，所述左輪轂架 和右輪轂架與箱體固定連接，傳動軸設置在箱體內與其轉動配合，傳動軸的一 部分伸出箱體與車輪固定配合，左輪轂架和右輪轂架分列車輪左右兩側，還包 括設置在箱體內的主動軸和變速齒輪軸，所述主動軸和變速齒輪軸與傳動軸平 行設置，主動軸由動力設備驅動，主動軸上相對固定設置主動傳動齒輪；所述 變速齒輪軸上設置齒輪變速機構，傳動軸上設置錐盤式自適應兩擋自動變速總 成；a. 齒輪變速機構包括變速齒輪軸、設置在變速齒輪軸上的一級變速齒輪和 二級變速齒輪；所述一級變速齒輪和二級變速齒輪之間通過離合傳動裝置進行 傳動；b. 錐盤式自適應兩擋自動變速總成包括變速彈簧錐盤式自適應離合器和慢 擋超越離合器；I .變速彈簧錐盤式自適應離合器包括與一級變速齒輪嚙合的內錐面離合齒圈、外錐面傳動套、傳動軸和變速彈簧；所述傳動軸為外圓周上均布加工有至少一個螺旋凸輪槽的凸輪軸，螺旋凸 輪槽的展開方向從左向右看與凸輪軸旋轉方向相反；外錐面傳動套圓周上均布 加工有與螺旋凸輪槽數量相同的徑向通孔，外錐面傳動套間隙配合套在凸輪軸 外圓周，柱銷通過徑向通孔插入凸輪軸的螺旋凸輪槽；內錐面離合齒圈套在外 錐面傳動套外圓周，內錐面離合齒圈的內錐面與外錐面傳動套的外錐面在變速 彈簧作用下緊密貼合；主動軸的主動傳動齒輪通過動力傳遞裝置與內錐面離合齒圈相對固定連接；II.慢擋超越離合器與變速彈簧錐盤式自適應離合器并列設置，包括與二 級變速齒輪嚙合的慢擋超越離合齒圈、與慢擋超越離合齒圈保持超越嚙合接觸 狀態的慢擋超越離合滾柱和慢擋超越離合器內圈；慢擋超越離合器內圈間隙配合套在凸輪軸外圓周，慢擋超越離合器內圈外 圓頂住慢擋超越離合滾柱;外錐面傳動套與慢擋超越離合器內圏徑向固定配合；進一步，所述動力傳遞裝置包括傳動套和與主動傳動齒輪嚙合的從動齒輪， 所述傳動套套在凸輪軸外圓周與其轉動配合，從動齒輪與傳動套相對固定配合， 傳動套一側端面與內錐面離合齒圈徑向固定配合；進一步，所述離合傳動裝置包括壓緊彈簧、傳動棘輪、分離撥叉、撥叉定 軸、回位扭簧和固定設置在二級變速齒輪端面上的從動棘輪，所述變速齒輪軸 與箱體轉動配合，所述一級變速齒輪徑向固定配合套在變速齒輪軸上，二級變速齒輪間隙配合配合套在變速齒輪軸上，二級變速齒輪公稱直徑小于一級變速 齒輪；傳動棘輪徑向固定配合套在變速齒輪軸上在壓緊彈簧的作用下與從動棘 輪嚙合；所述傳動棘輪外圓周設置周向環槽，分離撥叉一端伸入從徑向周向環 槽，另一端與撥叉軸固定配合，撥叉軸可相對箱體轉動并垂直于變速齒輪軸，回位扭簧設置在變速齒輪軸上作用于分離撥叉使其做分離動作后回位；所述箱 體上設置防止分離撥叉與周向環槽摩擦的限位塊；進一步，所述變速彈簧為蝶簧組，位于傳動套與凸輪軸之間形成的空腔內， 右端面緊靠外錐面傳動套左端面，左端面緊靠旋在凸輪軸上的定位螺母上；進一步，所述慢擋超越離合器還包括軸向截面為T形的左慢擋軸承托環和 右慢擋軸承托環；慢擋超越離合器內圈外圓周設置慢擋內圈環形凸臺，內圈環 形凸臺外圓頂住慢擋超越離合滾柱；慢擋超越離合器為外星輪超越離合器，慢 擋超越離合齒圏內圓嵌有楔塊的凹槽，慢擋超越離合滾柱的彈簧緊靠楔塊；左慢擋軸承托環和右慢擋軸承托環以T形端面向內的方式分別設置于慢擋 超越離合器內圈的內圈環形凸臺、慢擋超越離合滾柱和慢擋超越離合齒圈左右 兩側，慢擋超越離合齒圈、左慢擋軸承托環和右慢擋軸承托環分別設置徑向位 置相對的銷孔，銷孔內插入固定銷；左慢擋軸承托環和右慢擋軸承托環內圓與慢擋超越離合器內圈外圓之間位 于內圏環形凸臺左右兩側分別設置左慢擋變速滾柱和右慢擋變速滾柱；進一步，所述螺旋凸輪槽為六個在凸輪軸的圓周上均布，橫截面為矩形；進一步，所述動力設備為外轉子電機，包括轉子和定子，所述定子相對于 箱體固定設置，轉子與主動軸相對固定設置；進一步，所述箱體與左輪轂架固定連接，剎車裝置設置有外部支架，外部 支架與右輪轂架固定連接，凸輪軸伸出箱體部分與車輪固定配合，并與剎車裝 置的外部支架內圓轉動配合；進一步，所述車輪內圈與凸輪軸外圓之間、電機轉子與主動軸之間均通過 花鍵或平健嚙合；主動傳動齒輪與主動軸之間，從動齒輪與傳動套之間，外錐 面傳動套與慢擋超越離合器內圈之間， 一級變速齒輪以及傳動棘輪與變速齒輪 軸之間均通過花鍵嚙合；傳動套與內錐面離合齒圈分別設置有位置相對的柱銷 孔，二者之間通過徑向傳動柱銷連接；進一步，所述傳動套左端通過第二徑向軸承與凸輪軸轉動配合，右端與外錐面傳動套外圓周之間通'過第七徑向軸承轉動配合；所述凸輪軸左右兩端外圓 別通過第一徑向軸承和第五徑向軸承與箱體左右端面配合；變速齒輪軸左右兩 端外圓與箱體之間通過第三徑向軸承和第四徑向軸承配合；剎車裝置支架內圓 與凸輪軸右端通過第六徑向軸承配合；主動軸兩端分別通過第八徑向軸承和第 九徑向軸承配合；凸輪軸上位于慢擋超越離合器右側軸向固定設置定位塊，慢 擋超越離合器內圈與定位塊之間設置平面軸承。本發明的有益效果是本發明的側掛錐盤式自適應兩擋自動變速輪轂能根 據行駛阻力檢測驅動扭矩一轉速以及行駛阻力一車速信號，使動力裝置輸出功 率與車輛行駛狀況始終處于最佳匹配狀態，實現車輛驅動力矩與綜合行駛阻力的平衡控制；能夠在不切斷驅動力的情況下自適應隨行駛阻力變化自動進行換 擋變速，不但有利于車輛和機械動力設備高效節能，還能控制車輛減少排放， 大大提高車輛的動力性、經濟性、駕駛安全性和舒適性；采用錐盤式自適應兩 擋自動變速器，結構簡單緊湊，體積小，節約制造成本；由于能夠在不切斷驅 動力的情況下自適應隨行駛阻力變化自動進行換擋變速，可以滿足山區、丘陵 和重負荷條件下使用，使動力裝置負荷變化平緩，機動車輛運行平穩，提高安 全性；本發明的變速器體積小、重量輕、結構緊湊，適合于輪轂處安裝，較適 合電動自行車體積小輕便的特點。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。圖1為本發明的軸向剖面結構示意圖；圖2為圖l沿A-A向剖視圖；圖3為圖l沿B-B向剖;見圖；圖4為圖1沿C-C向剖視圖；圖5為圖1沿D-D向剖3見圖；圖6為本發明凸輪軸結構示意圖；圖7為圖5沿E-E向剖視圖； 圖8為本發明外錐面傳動套結構示意圖； 圖9為本發明內錐面離合齒圈結構示意圖； 圖IO為本發明傳動棘輪結構示意圖； 圖11為本發明二級變速齒輪結構示意圖。
具體實施方式
圖1為本發明的軸向剖面結構示意圖，如圖所示本實施例的傳動軸1工 作時由左向右看逆時針旋轉，電機為外轉子電機。側掛錐盤式自適應兩擋自動變速輪轂，包括左輪轂架22、右輪轂架18、箱 體14、電機、傳動軸l、車輪20和設置在傳動軸上的剎車裝置23，車輪20內 圈與凸輪軸1外圓之間通過花鍵固定配合，左輪轂架22和右輪轂架18與箱體 14通過固定螺栓固定連接；箱體14與左輪轂架22固定連接，剎車裝置23設置 有外部支架，外部支架與右輪轂架18通過花鍵固定連接，凸輪軸1伸出箱體14 部分與車輪20通過花鍵固定配合，并與剎車裝置23的外部支架內圓通過第六 徑向軸承24轉動配合；傳動軸1設置在箱體14內，左右兩端外圓別通過第一 徑向軸承3和第五徑向軸承25與箱體14左端面2和右端面2a轉動配合，傳動 軸1的一部分伸出箱體14與車輪20通過花鍵固定配合，左輪轂架22和右輪轂 架18分列車輪20左右兩側，還包括設置在箱體14內的主動軸40和變速齒輪 軸15,主動軸40兩端分別通過第八徑向軸承41和第九徑向軸承42與箱體14 轉動配合；主動軸40和變速齒輪軸15與傳動軸1平行設置，外轉子電機包括 轉子13和定子12,定子12相對于箱體14固定設置，轉子13與主動軸40通過 平鍵相對固定配合，主動軸40上通過花鍵相對固定設置主動傳動齒輪11;變速 齒輪軸15上設置齒輪變速機構，傳動軸1上設置錐盤式自適應兩擋自動變速總 成；a.齒輪變速機構包括變速齒輪軸15、設置在變速齒輪軸15上的一級變速齒輪17和二級變速齒輪19, 二級變速齒輪19公稱直徑小于一級變速齒輪17;所 述一級變速齒輪17和二級變速齒輪19之間通過離合傳動裝置39進行傳動，所 述變速齒輪軸15左右兩端外圓與箱體14之間通過第三徑向軸承16和第四徑向 軸承21轉動配合；離合傳動裝置39包括壓緊彈簧43、傳動棘輪44、分離撥叉45、撥叉軸46、 回位扭簧47和與二級變速齒輪19制成一體設置在左端面上的從動棘輪19a， 一 級變速齒輪17徑向通過花鍵固定配合套在變速齒輪軸15上，二級變速齒輪19 間隙配合配合套在變速齒輪軸15上，二級變速齒輪19公稱直徑小于一級變速 齒輪17;傳動棘輪44通過花鍵徑向固定配合套在變速齒輪軸15上，左側在壓 緊彈簧43的作用下與從動棘輪19a嚙合，壓緊彈簧43左端緊靠一級變速齒輪 17;傳動棘輪44外圓周設置周向環槽44a，分離撥叉45—端伸入從徑向周向環 槽44a，另一端與撥叉軸46固定配合，撥叉軸46可相對箱體轉動并垂直于變速 齒輪軸15,回位扭簧47設置在變速齒輪軸15上作用于分離撥叉45使其做分離 動作后回位；箱體14上固定設置防止分離撥叉45與周向環槽44a摩擦的限位 塊48，限位塊48設置于分離撥叉45右側，與箱體14一體制造，阻止分離撥叉 45在回位扭簧47的作用下與周向環槽44a摩^察。b.錐盤式自適應兩擋自動變速總成包括變速彈簧錐盤式自適應離合器和慢 擋超越離合器；I .變速彈簧錐盤式自適應離合器包括與 一級變速齒輪17嚙合的內錐面離 合齒圏34、外錐面傳動套36、傳動軸1和變速蝶簧組5;傳動軸1為外圓周上均布加工有六個橫截面為矩形的螺旋凸輪槽la的凸輪 軸，螺旋凸輪槽la的展開方向從左向右看與凸輪軸1旋轉方向相反，為順時針 方向展開；外錐面傳動套36圓周上均布加工有與螺旋凸輪槽1 a數量相同的也 就是六個徑向通孔36a,外錐面傳動套36間隙配合套在凸輪軸1外圓周，柱銷 35通過徑向通孔36a插入凸輪軸1的螺旋凸輪槽la;內錐面離合齒圈34套在 外錐面傳動套36外圓周，內錐面離合齒圈34的內錐面與外錐面傳動套36的外錐面在變速蝶簧組5作用下緊密貼合；主動軸40的主動傳動齒輪11通過動力傳遞裝置8與內錐面離合齒圏34相 對固定連接；動力傳遞裝置8包括梧動套7和與主動傳動齒輪11嚙合的從動齒輪6，傳 動套7左端內圓通過第二徑向軸承4與凸輪軸1轉動配合，右端內圓與外錐面 傳動套36外圓周之間通過第七徑向軸承9轉動配合；其轉動配合，從動齒輪6 與傳動套7左端通過花4A相對固定配合，傳動套7右側和內錐面離合齒圏34左 側分別設置有位置相對的柱銷孔，二者之間通過徑向傳動柱銷49連接；蝶簧組 5位于傳動套7與凸輪軸1之間形成的空腔內，右端面緊靠外錐面傳動套36左 端面，左端面緊靠旋在凸輪軸1上的定位螺母37上。II.慢擋超越離合器與變速彈簧錐盤式自適應離合器并列設置，包括與二 級變速齒輪19嚙合的慢插超越離合齒圈31、與慢擋超越離合齒圈31保持超越 嚙合接觸狀態的慢擋超越離合滾柱30和慢擋超越離合器內圈28;慢擋超越離合器內圏28間隙配合套在凸輪軸1外圓周，外錐面傳動套36 與慢擋超越離合器內圈28通過花鍵徑向固定配合；慢擋超越離合器還包括軸向截面為T形的左慢擋軸承托環32和右慢擋軸承 托環29;慢擋超越離合器內圖28外圓周設置慢擋內圈環形凸臺28a,內圈環形 凸臺28a外圓頂住慢擋超越離合滾柱30;慢擋超越離合器為外星輪超越離合器， 慢擋超越離合齒圈31內圓嵌有楔塊51的凹槽，慢擋超越離合滾柱30的彈簧緊 靠楔塊51;左慢擋軸承托環32和右慢擋軸承托環29以T形端面向內的方式分別設置 于慢擋超越離合器內圏28的內圈環形凸臺28a、慢擋超越離合滾柱30和慢擋超 越離合齒圏31左右兩側，慢擋超越離合齒圈31、左慢擋軸承托環32和右慢擋 軸承托環29分別設置徑向位置相對的銷孔，銷孔內插入固定銷52;左慢擋軸承托環32和右慢擋軸承托環29內圓與慢擋超越離合器內圏28外 風之間位于內圈環形凸臺28a左右兩側分別設置左慢擋變速滾柱33和右'隻擋變速滾柱27;凸輪軸1上位于慢擋超越離合器右側軸向固定設置定位塊38,慢擋超越離 合器內圏28與定位塊38之間設置平面軸承26。本實施例中，第二徑向軸承4和第七徑向軸承9為滑動含油軸承，第一徑 向軸承3、第三徑向軸承16、第四徑向軸承21、第五徑向軸承25、第六徑向軸 承24、第八徑向軸承41和第九徑向軸承42均為滾動軸承，平面軸承26為平面 滾動軸承。本實施例的快擋動力傳遞路線電機轉子13 —主動軸40 —主動傳動齒輪11 —從動齒輪6 —傳動套7 —內錐面 離合齒圈34 —外錐面傳動套36 —柱銷35 —凸4侖軸1 —車4侖20。 慢擋動力傳遞路線電機轉子13 —主動軸40 —主動傳動齒輪11 —從動齒輪6 —傳動套7—內錐面 離合齒圏34 — —級變速齒輪17 —變速齒輪軸15 —傳動棘輪44 —從動棘輪19a —二級變速齒輪19 -慢擋超越離合齒圈31 —慢擋超越離合滾柱30 —慢擋超越離 合器內圈28 —外錐面傳動套36 —柱銷35 —凸輪軸1 —車輪20。本發明的快擋傳遞阻力傳遞路線車輪20—凸輪軸1 —螺旋凸輪槽la —柱銷35 —外錐面傳動套36—內錐面離 合齒圈34 —傳動套7 —從動齒輪6 —主動傳動齒輪11 —主動軸40—電機轉子13。 慢擋傳遞阻力傳遞路線車輪20—凸輪軸1 —螺旋凸輪槽la —柱銷35 —外錐面傳動套36 —慢擋超越 離合器內圏28一慢擋超越離合滾柱30 —慢擋超越離合器內圏28 —慢擋超越離合 滾柱30 —慢擋超越離合齒圈31 — 二級變速齒輪19 —從動棘輪19a —傳動棘輪44 —變速齒輪軸15 — —級變速齒輪17 —內錐面離合齒圈34 —傳動套7 —從動齒輪 6 —主動傳動齒輪11 —主動軸40 —電機轉子13同時，阻力還經過下列路線車輪20—凸輪軸1 —螺旋凸輪槽la —柱銷35-外錐面傳動套36 —壓縮蝶簧組5。本變速器在運行時，蝶簧組5使外錐面傳動套36沿著凸輪軸1軸向向右直 線運動，外錐面傳動套36和內錐面離合齒圈34緊密貼合，此時，才艮據快擋動 力傳遞路線電機轉子帶動和車輪20行進。此時慢擋超越離合器處于超越狀態。機動車啟動時阻力大于驅動力，阻力迫使凸輪軸1向與行進方向相反轉動， 螺旋凸輪槽la迫使柱銷35向左移動，帶動外錐面傳動套36向左移動，外錐面 傳動套36和內錐面離合齒圈34分離，同步，慢擋超越離合器嚙合傳動，根據 慢動力傳遞路線電機轉子帶動和車輪20行進。因此，自動實現了低速擋起動，縮短了起動時間，減少了起動力。與此同 時，阻力通過外錐面傳動套36壓縮蝶簧組5,吸收運動阻力矩能量，為恢復快 擋擋位傳遞動力蓄備勢能。啟動成功后，行駛阻力減少，當分力減少到小于變速蝶簧組5所產生的變 速蝶簧自動變速機構中壓力時，因被運動阻力壓縮而產生蝶簧組5壓力迅速釋 放推動下，完成外錐面傳動套36和內錐面離合齒圈34恢復緊密貼合狀態，慢 擋超越離合器處于超越狀態。行駛過程中，隨著運動阻力的變化自動換擋原理同上，在不需要剪斷驅動 力的情況下實現變擋，使整個機車運行平穩，安全低耗。圖2為圖1沿A-A向剖視圖，即內錐面離合齒圈34與一級變速齒輪17的 嚙合結構圖，如圖所示箱體14內 一級變速齒輪17與變速齒輪軸15通過花 鍵徑向固定配合，并與內錐面離合齒圈34嚙合，外錐面傳動套36套在凸輪軸1 上和內錐面離合齒圈34緊密貼合。圖3為圖1沿B-B向剖視圖；為慢擋超越離合器與二級變速齒輪19嚙合結 構圖，如圖所示二級變速齒輪19與變速齒輪軸1通過花鍵徑向固定配合，并 與慢擋超越離合齒圈31嚙合，擋超越離合器為外星輪超越離合器，包括慢擋超 越離合齒圈31、與慢擋超越離合齒圈31保持超越嚙合接觸狀態的慢擋超越離合 滾柱30和慢擋超越離合器內圈28;慢擋超越離合器內圈28間隙配合套在凸輪軸1外圓，慢擋超越離合器內圈28外圓周設置慢擋內圏環形凸臺28a,內圖環 形凸臺28a外圓頂住慢擋超越離合滾柱30。圖4為圖1沿C-C向剖視圖，為離合傳動裝置結構示意圖，如圖所示結 合圖1，離合傳動裝置39包括壓緊彈簧43、傳動棘輪44、分離撥叉45、撥叉 軸46和回位扭簧47;傳動棘輪44通過花鍵徑向固定配合套在變速齒輪軸15上， 左側在壓緊彈簧43的作用下與從動棘輪19a嚙合，壓緊彈簧43左端緊靠一級 變速齒輪17;傳動棘輪4'4外圓周設置周向環槽44a，分離撥叉45 —端伸入從 徑向周向環槽44a，另一端與撥叉軸46固定配合，撥叉軸46可相對箱體轉動并 垂直于變速齒輪軸15，回位扭簧47設置在變速齒輪軸15上作用于分離撥叉45 使其做分離動作后回位；箱體14上固定設置防止分離撥叉45與周向環槽44a 摩擦的限位塊48，限位塊48設置于分離撥叉45右側，與箱體14一體制造，阻 止分離撥叉45在回位扭簧47的作用下與周向環槽44a摩擦。圖5為圖1沿D-D向剖視圖，如圖所示凸輪軸1外圓周上均布加工有六 個橫截面為矩形的螺旋凸輪槽la,外錐面傳動套36圓周上均布加工有六個徑向 通孔36a,外錐面傳動套纟6間隙配合套在凸輪軸1外圓周，柱銷35通過徑向通 孔36a插入凸輪軸1的螺旋凸輪槽1 a;傳動套7套在從動傳動套36外圓周通 過第七徑向軸承9與其轉動配合。圖6為本發明凸輪軸結構示意圖，圖7為圖6沿E-E向剖視圖，如圖所示 傳動軸1為外圓周上均布加工有六個橫截面為矩形的螺旋凸輪槽la的凸輪軸， 螺旋凸輪槽la的展開方向從左向右看與凸輪軸1旋轉方向相反，為順時針方向 展開。圖8為本發明外錐面傳動套結構示意圖，如圖所示外錐面傳動套36圓周 上均布加工有六個徑向通孔36a，錐面位于右端外圓，右端加工有用于與慢擋超 越離合器內圏28嚙合的花4建。圖9為本發明內錐面離合齒圈結構示意圖，如圖所示內錐面離合齒圏34 外圓周加工有齒圈，左端設置有用于與傳動套7固定連接的銷孔。圖10為本發明傳動棘輪結構示意圖，如圖所示傳動棘輪44內圓設置花 鍵，左側端面設置花鍵，外圓周設置周向環槽44a。圖11為本發明二級變速齒輪結構示意圖，如圖所示從動棘輪19a與二級 變速齒輪19制成一體，設置在二級變速齒輪19的左端面上。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管 參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解， 可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的 精神和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種側掛錐盤式自適應兩擋自動變速輪轂，包括左輪轂架(22)、右輪轂架(18)、箱體(14)、動力設備、傳動軸(1)、車輪(20)和設置在傳動軸(1)上的剎車裝置(23)，所述左輪轂架(22)和右輪轂架(18)與箱體(14)固定連接，傳動軸(1)設置在箱體(14)內與其轉動配合，傳動軸(1)的一部分伸出箱體(14)與車輪(20)固定配合，左輪轂架(22)和右輪轂架(18)分列車輪(20)左右兩側，其特征在于還包括設置在箱體(14)內的主動軸(40)和變速齒輪軸(15)，所述主動軸(40)和變速齒輪軸(15)與傳動軸(1)平行設置，主動軸(40)由動力設備驅動，主動軸(40)上相對固定設置主動傳動齒輪(11)；所述變速齒輪軸(15)上設置齒輪變速機構，傳動軸(1)上設置錐盤式自適應兩擋自動變速總成；a.齒輪變速機構包括變速齒輪軸(15)、設置在變速齒輪軸(15)上的一級變速齒輪(17)和二級變速齒輪(19)；所述一級變速齒輪(17)和二級變速齒輪(19)之間通過離合傳動裝置(39)進行傳動；b.錐盤式自適應兩擋自動變速總成包括變速彈簧錐盤式自適應離合器和慢擋超越離合器；I.變速彈簧錐盤式自適應離合器包括與一級變速齒輪(17)嚙合的內錐面離合齒圈(34)、外錐面傳動套(36)、傳動軸(1)和變速彈簧(5)；所述傳動軸(1)為外圓周上均布加工有至少一個螺旋凸輪槽(1a)的凸輪軸，螺旋凸輪槽(1a)的展開方向從左向右看與凸輪軸(1)旋轉方向相反；外錐面傳動套(36)圓周上均布加工有與螺旋凸輪槽(1a)數量相同的徑向通孔(36a)，外錐面傳動套(36)間隙配合套在凸輪軸(1)外圓周，柱銷(35)通過徑向通孔(36a)插入凸輪軸(1)的螺旋凸輪槽(1a)；內錐面離合齒圈(34)套在外錐面傳動套(36)外圓周，內錐面離合齒圈(34)的內錐面與外錐面傳動套(36)的外錐面在變速彈簧(5)作用下緊密貼合；主動軸(40)的主動傳動齒輪(11)通過動力傳遞裝置(8)與內錐面離合齒圈(34)相對固定連接；II.慢擋超越離合器與變速彈簧錐盤式自適應離合器并列設置，包括與二級變速齒輪(19)嚙合的慢擋超越離合齒圈(31)、與慢擋超越離合齒圈(31)保持超越嚙合接觸狀態的慢擋超越離合滾柱(30)和慢擋超越離合器內圈(28)；慢擋超越離合器內圈(28)間隙配合套在凸輪軸(1)外圓周，慢擋超越離合器內圈(28)外圓頂住慢擋超越離合滾柱(30)；外錐面傳動套(36)與慢擋超越離合器內圈(28)徑向固定配合。
2. 根據權利要求1所述的側掛錐盤式自適應兩擋自動變速輪穀，其特征在 于所述動力傳遞裝置(8 )包括傳動套(7 )和與主動傳動齒輪(11 )嚙合的 從動齒輪(6)，所述傳動套(7)套在凸輪軸(1)外圓周與其轉動配合，從動 齒輪(6)與傳動套(7)相對固定配合，傳動套(7) —側端面與內錐面離合齒 圈(34)徑向固定配合。
3. 根據權利要求1或2所述的側掛錐盤式自適應兩擋自動變速輪轂，其特 征在于所述離合傳動裝置(39)包括壓緊彈簧(43)、傳動棘輪(44)、分離 撥叉(45)、撥叉軸(46)、回位扭簧(47)和固定設置在二級變速齒輪(19)端 面上的從動棘輪(19a)，所述變速齒輪軸(15)與箱體(14)轉動配合，所述一 級變速齒輪(17)徑向固定配合套在變速齒輪軸(15)上，二級變速齒輪(19)間隙 配合配合套在變速齒輪軸(15)上，二級變速齒輪(19)公稱直徑小于一級變速齒 輪(17);傳動棘輪(44)徑向固定配合套在變速齒輪軸(15)上在壓緊彈簧(43) 的作用下與從動棘輪(19a )嚙合；所述傳動棘輪(44 )外圓周設置周向環槽(44a )， 分離撥叉(45) —端伸入從徑向周向環槽(44a),另一端與撥叉軸(46)固定 配合，撥叉軸(46)可相對箱體轉動并垂直于變速齒輪軸(15)，回位扭簧(47) 設置在變速齒輪軸(15)上作用于分離撥叉(45)使其做分離動作后回位；所述 箱體(14)上設置防止分離撥叉(45)與周向環槽("a)摩擦的限位塊(48)。
4. 根據權利要求3所述的側掛錐盤式自適應兩擋自動變速輪轂，其特征在于所述變速彈簧(5 )為蝶簧組，位于傳動套(7 )與凸輪軸(1 )之間形成的 空腔內，右端面緊靠外錐面傳動套(36)左端面，左端面緊靠旋在凸輪軸(1) 上的定位螺母(37)上。
5. 根據權利要求4所述的側掛錐盤式自適應兩擋自動變速輪轂，其特征在 于所述慢擋超越離合器還包括軸向截面為T形的左慢擋軸承托環(32)和右 慢擋軸承托環(29);慢擋超越離合器內圈(28)外圓周設置慢擋內圈環形凸臺(28a)，內圈環形凸臺(28a)外圓頂住慢擋超越離合滾柱(30);慢擋超越離 合器為外星輪超越離合器，慢擋超越離合齒圈(31)內圓嵌有楔塊(51)的凹 槽，慢擋超越離合滾柱(30)的彈簧緊靠楔塊(51);左慢擋軸承托環(32)和右慢擋軸承托環(29)以T形端面向內的方式分 別設置于慢擋超越離合器內圈(28)的內圈環形凸臺(28a)、慢擋超越離合滾 柱(30)和慢擋超越離合齒圈(31)左右兩側，慢擋超越離合齒圏(31)、左慢 擋軸承托環(32)和右慢擋軸承托環(29)分別設置徑向位置相對的銷孔，銷 孔內插入固定銷(52);左慢擋軸承托環(32)和右慢擋軸承托環(29)內圓與慢擋超越離合器內 圏(28)外圓之間位于內圈環形凸臺(28a)左右兩側分別設置左慢擋變速滾柱(33)和右慢擋變速滾柱(27)。
6. 根據權利要求5所述的側掛錐盤式自適應兩擋自動變速輪轂，其特征在 于所述螺旋凸輪槽(la)為六個在凸輪軸(1)的圓周上均布，橫截面為矩形。
7. 根據權利要求6所述的側掛錐盤式自適應兩擋自動變速輪轂，其特征在 于所述動力設備為外轉子電機，包括轉子(13 )和定子(12 )，所述定子(12 ) 相對于箱體(14)固定設置，轉子(13)與主動軸(40)相對固定設置。
8. 根據權利要求7所述的側掛錐盤式自適應兩擋自動變速輪轂，其特征在 于所述箱體(14)與左輪轂架(22)固定連接，剎車裝置(23)設置有外部支 架，外部支架與右輪轂架(18)固定連接，凸輪軸(1)伸出箱體(14)部分與車 輪(20)固定配合，并與剎車裝置(23)的外部支架內圓轉動配合。
9. 根據權利要求8所述的側掛錐盤式自適應兩擋自動變速輪轂，其特征在 于所述車輪(20)內圈與凸輪軸(l)外圓之間、電機轉子(13)與主動軸(40) 之間均通過花鍵或平健嚙合；主動傳動齒輪(11)與主動軸(40)之間，從動 齒輪(6 )與傳動套(7 )之間，外錐面傳動套(36 )與慢擋超越離合器內圏(28 ) 之間， 一級變速齒輪(17)以及傳動棘輪(44)與變速齒輪軸(15)之間均通過花 鍵嚙合；傳動套(7)與內錐面離合齒圈(34)分別設置有位置相對的柱銷孔， 二者之間通過徑向傳動柱銷(49 )連接。
10. 根據權利要求9所述的側掛錐盤式自適應兩擋自動變速輪轂，其特征 在于所述傳動套(7 )左端通過第二徑向軸承(4 )與凸輪軸(1 )轉動配合， 右端與外錐面傳動套(36)外圓周之間通過第七徑向軸承(9)轉動配合；所述 凸輪軸(1)左右兩端外圓別通過第一徑向軸承(3)和第五徑向軸承(25)與 箱體(14)左右端面配合；變速齒輪軸(15)左右兩端外圓與箱體(14)之間通過第 三徑向軸承(16)和第四徑向軸承(n)配合；剎車裝置(23)支架內圓與凸 輪軸(1)右端通過第六徑向軸承(24)配合；主動軸(40)兩端分別通過第八 徑向軸承(41 )和第九徑向軸承(42 )配合；凸輪軸(1 )上位于慢擋超越離合 器右側軸向固定設置定位塊(38)，慢擋超越離合器內圏(28)與定位塊(38) 之間設置平面軸承(26)。
全文摘要
本發明公開了一種側掛錐盤式自適應兩擋自動變速輪轂，包括左輪轂架、右輪轂架、箱體、動力設備、傳動軸、車輪和設置在傳動軸上的剎車裝置，還包括由動力設備驅動的主動軸、設置在變速齒輪軸上的齒輪變速機構和設置在傳動軸上的錐盤式自適應兩擋自動變速總成，所述主動軸和變速齒輪軸設置于箱體內與傳動軸平行，本發明能使電機輸出功率與車輛行駛狀況始終處于最佳匹配狀態，實現車輛驅動力矩與綜合行駛阻力的平衡控制；在不切斷驅動力的情況下自適應隨行駛阻力變化自動進行換擋變速，有利于車輛和機械動力設備高效節能，可以滿足山區、丘陵和重負荷條件下使用；本發明的變速器重量輕、結構緊湊。
文檔編號B62M11/00GK101244752SQ20081006942
公開日2008年8月20日 申請日期2008年3月3日 優先權日2008年3月3日
發明者林毓培, 薛榮生, 郝允志 申請人:西南大學