專利名稱：電動輪轂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電驅(qū)動裝置，特別涉及一種用于各種電動車驅(qū)動的電動輪轂。
背景技術(shù)：
用于電動車的驅(qū)動結(jié)構(gòu)通常有兩種形式，一種是驅(qū)動電機與輪轂呈分體結(jié)構(gòu)，驅(qū)動電機固定在車架或者車軸上，通過齒輪或者鏈條將電機的旋轉(zhuǎn)運動傳遞給驅(qū)動輪轂，另一種是將驅(qū)動電機與輪轂設(shè)計成一體的整體結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)通常稱為輪轂電機、電機輪轂或者電動輪轂?，F(xiàn)有的一種整體結(jié)構(gòu)的電動輪轂，包括同軸線設(shè)置的電機和輪轂、主要用于支撐電機和輪轂的同軸線設(shè)置且相互固定的第一半軸和第二半軸、用于將電機動力傳遞給輪轂的齒輪傳動系統(tǒng)，其中，第一半軸和第二半軸通過相向端部設(shè)置的盤狀結(jié)構(gòu)固定連接， 第一半軸和第二半軸的盤狀結(jié)構(gòu)間形成有用于容納齒輪傳動系統(tǒng)主要部件的U形空間；輪轂通過兩側(cè)設(shè)有的軸承分別同軸轉(zhuǎn)動支撐在第一半軸和第二半軸的軸桿部，電機樞軸從第一半軸中部設(shè)有的通孔中伸入。由于輪轂和電機轉(zhuǎn)子是同軸線設(shè)置的整體結(jié)構(gòu)，位于輪轂內(nèi)部的傳動齒輪將電機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運動傳遞給輪轂。其不僅具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便的特點，而且由于其傳動齒輪設(shè)在輪轂內(nèi)部，可對齒輪傳動系統(tǒng)提供充分和良好的潤滑，故還具有傳遞效率高、使用壽命長的優(yōu)點。因此，該結(jié)構(gòu)的電動輪轂已在電動摩托車、自行車、電動三輪車、電動四輪車等電動運輸工具上得到越來越廣泛的應(yīng)用。但由于該電動輪轂沒有設(shè)置換擋變速裝置，故存在不能換擋變速，造成車輛需要高速行駛時行車速度上不去而浪費能源，或者因缺少合理的低速擋位而導(dǎo)致車輛不適應(yīng)復(fù)雜路況要求，影響車輛的道路適應(yīng)能力。同時，由于該結(jié)構(gòu)的電動輪轂的電機樞軸需要從第一半軸的中空中伸入，因此，樞軸結(jié)構(gòu)尺寸較小，在使用過程中樞軸容易疲勞損壞，為此，需要進(jìn)一步改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的第一個目的就是提供一種具有換擋變速功能的電動輪轂。本實用新型的第二目的是提供一種使用壽命長的電動輪轂。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案。一種電動輪轂，包括同軸線設(shè)置的電機和組合結(jié)構(gòu)的輪轂、主要用于支撐電機和輪轂的同軸線設(shè)置且相互固定的第一半軸和第二半軸、用于將電機動力傳遞給輪轂的齒輪傳動系統(tǒng)，其中，第一半軸和第二半軸通過相向端部設(shè)置的盤狀結(jié)構(gòu)固定連接，第一半軸和第二半軸的盤狀結(jié)構(gòu)間形成有用于容納齒輪傳動系統(tǒng)主要部件的U形空間，所述齒輪傳動系統(tǒng)設(shè)有換擋變速裝置。采用前述技術(shù)方案后，由于在電動輪轂的齒輪傳動系統(tǒng)中設(shè)有換擋變速裝置，因此，電動輪轂在工作工程中可進(jìn)行換擋變速，車輛在行駛過程中，駕駛?cè)藛T可根據(jù)道路狀況，選擇適當(dāng)擋位以適應(yīng)不同的行車速度要求，從而實現(xiàn)本實用新型的第一目的。優(yōu)選的技術(shù)方案，所述換擋變速裝置為兩擋位電控機擋裝置，包括構(gòu)成齒輪傳動系統(tǒng)的齒輪軸和輸出軸，齒輪軸和輸出軸分別通過兩端的軸承轉(zhuǎn)動支撐在第一半軸和第二半軸的盤狀結(jié)構(gòu)上，齒輪軸由電機的樞軸通過一級齒輪傳動帶動，輸出軸通過一級齒輪傳動帶動帶動輪轂轉(zhuǎn)動；齒輪軸上同軸固定有一擋主動齒輪和二擋主動齒輪，輸出軸上同軸設(shè)有一擋從動齒輪和二擋從動齒輪，一擋主動齒輪與一擋從動齒輪以及二擋主動齒輪與二擋從動齒輪對應(yīng)常嚙合，一擋從動齒輪轉(zhuǎn)速低于二擋從動齒輪轉(zhuǎn)速；所述一擋從動齒輪與輸出軸之間設(shè)有單向器，輸出軸可通過單向器由一擋從動齒輪帶動等轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動；所述二擋從動齒輪與輸出軸之間設(shè)有外力控制的可控超越離合結(jié)構(gòu)，可控超越離合結(jié)構(gòu)通過其控制部件連接有控制機構(gòu)，當(dāng)通過控制機構(gòu)操控可控超越離合結(jié)構(gòu)時，輸出軸通過可控超越離合結(jié)構(gòu)由二擋從動齒輪帶動等轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，輸出軸與一擋從動齒輪處于超越狀態(tài)。換擋變速裝置采用兩擋位電控機械換擋裝置確保結(jié)構(gòu)簡單、成本低、操作方便，特別適用于電動摩托車、電動自行車等輕便型交通、運輸工具。進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，所述可控超越離合結(jié)構(gòu)是滾柱式或者滾珠式超越離合器結(jié)構(gòu)，包括與二擋從動齒輪構(gòu)成超越離合關(guān)系的凸輪、可與凸輪和二擋從動齒輪形成摩擦連接的數(shù)個滾柱或滾珠狀摩擦結(jié)合體，凸輪與輸出軸通過花鍵結(jié)構(gòu)形成可拆裝固定連接； 所述控制部件同時與數(shù)個滾柱或滾珠狀摩擦結(jié)合體連接，控制部件與凸輪之間連接有用于使凸輪與二擋從動齒輪保持超越離合狀態(tài)的彈性構(gòu)件，控制部件轉(zhuǎn)動以撥動數(shù)個摩擦結(jié)合體同步運動，使凸輪和二擋從動齒輪通過數(shù)個滾柱或滾珠狀摩擦結(jié)合體形成摩擦連接。進(jìn)一步確保結(jié)構(gòu)簡單、成本低。優(yōu)選的技術(shù)方案，所述控制機構(gòu)為通電后對控制部件形成電磁吸力的電磁線圈。 所述控制機構(gòu)只設(shè)有電磁線圈，可確保結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，同時，故障率低、使用成本低。優(yōu)選的技術(shù)方案，所述控制機構(gòu)包括推桿電磁鐵，以及由推桿電磁鐵推動的具有楔形工作面的楔形桿，楔形桿滑動配合在輸出軸設(shè)有的中心孔中，楔形桿的楔形工作面上連接有球狀撥動元件，球狀撥動元件可從輸出軸的管壁孔伸出，球狀撥動元件與控制部件之間連接有杠桿機構(gòu)，杠桿機構(gòu)用于將球狀撥動元件的徑向位移放大轉(zhuǎn)換控制部件周向轉(zhuǎn)動，以使凸輪與二擋從動齒輪實現(xiàn)摩擦連接。將撥動元件設(shè)計成球狀體，利用球狀體在徑向移動過程中易轉(zhuǎn)動的特性達(dá)到減少摩擦阻力、減少能耗、提高響應(yīng)速度的目的；同時；由于采用杠桿機構(gòu)將球狀撥動元件的徑向位移放大轉(zhuǎn)換成控制部件周向轉(zhuǎn)動，對控制部件的制造精度要求較低，節(jié)省了裝配的調(diào)試時間、減少了返修率，從而提高了生產(chǎn)效率，降低了制造成本。進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，所述杠桿機構(gòu)位于控制部件一側(cè)，杠桿機構(gòu)的杠桿輸入端滑動支撐在球狀撥動元件上，杠桿的輸出端與控制部件活動連接；杠桿機構(gòu)中用于支撐杠桿轉(zhuǎn)動的銷軸固定連接在凸輪上，或者固定在與輸出軸固定的固定盤上。杠桿機構(gòu)中用于支撐杠桿轉(zhuǎn)動的銷軸固定連接在凸輪上，以使結(jié)構(gòu)緊湊；當(dāng)然也可固定在與輸出軸固定的固定盤上，以實現(xiàn)裝拆方便的目的。進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，所述推桿電磁鐵與楔形桿之間還連接有保持機構(gòu)，在推桿電磁鐵通電后失電，保持機構(gòu)使二擋從動齒輪與凸輪從超越狀態(tài)轉(zhuǎn)換到摩擦連接狀態(tài)并予以保持，或者使二擋從動齒輪與凸輪從摩擦連接狀態(tài)轉(zhuǎn)換到超越狀態(tài)。由于在控制機構(gòu)與推桿電磁鐵之間設(shè)有保持機構(gòu)，當(dāng)二擋從動齒輪與凸輪處于超越狀態(tài)時，推桿電磁鐵得電后，保持機構(gòu)使二擋從動齒輪與凸輪從超越狀態(tài)轉(zhuǎn)換到摩擦連接狀態(tài)。此時，即使推桿電磁鐵失電，保持機構(gòu)仍使二擋從動齒輪與凸輪保持摩擦連接而同步旋轉(zhuǎn)，而不需對推桿電磁鐵持續(xù)通電，節(jié)省了電磁鐵所需的能源消耗。更進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，所述保持機構(gòu)包括滑動配合在輸出軸的中心孔內(nèi)的回轉(zhuǎn)體狀的推壓體，推壓體外端與所述推桿電磁鐵的推桿連接，推壓體外周軸向貫穿有滑動槽，滑動槽內(nèi)配合有與輸出軸固定連接的導(dǎo)軌，推壓體與所述楔形桿之間設(shè)有回轉(zhuǎn)體狀的保持體，保持體和推壓體之間或者設(shè)有分離彈性體，保持體和推壓體的相向端面上均布有相互配合的偶數(shù)個棘齒，保持體的外周均布有軸向貫穿且用于接納導(dǎo)軌的滑槽，滑槽數(shù)量是保持體上端面齒數(shù)量的一半，保持體通過滑槽及導(dǎo)軌滑動配合在輸出軸的中心孔內(nèi)，保持體在脫離導(dǎo)軌后可周向轉(zhuǎn)動；所述導(dǎo)軌朝向保持體的端部設(shè)有與保持體的棘齒的工作面相適應(yīng)的引導(dǎo)部分；所述滑動槽位于推壓體任意齒工作面背面的根部，滑槽位于保持體相應(yīng)齒的工作面中部；所述楔形桿的楔形工作面上設(shè)有一設(shè)定距離的平滑段或者在楔形桿與保持體之間連接有保持彈性體，以使保持體在其滑槽脫離導(dǎo)軌后，二擋從動齒輪與凸輪始終處于摩擦連接狀態(tài)；在楔形桿與輸出軸的中心孔底部之間設(shè)有回位彈性體。前述推壓體的外端與推桿電磁鐵的推桿固定連接時，推壓體由推桿電磁鐵的推桿拉動退出；推壓體的外端僅與推桿電磁鐵的推桿形成端面接觸的活動連接時，則在保持體和推壓體之間設(shè)分離彈性體，以便在推桿電磁鐵的推桿退出時，推壓體在分離彈性體作用下隨推桿電磁鐵的推桿退出。確保結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠。再進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，所述分離彈性體、回位彈性體或者保持彈性體是彈性墊、蝶形彈簧、壓縮彈簧中的任意一種。只需要具有足夠的軸向變形量和彈性力即可，取材廣泛，制造方便。再進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，所述推桿電磁鐵的推桿前端還連接有杠桿轉(zhuǎn)換裝置， 杠桿轉(zhuǎn)換裝置用于將推桿電磁鐵推桿的運動換向通過保持機構(gòu)的推壓體、保持體和分離彈性體傳遞給楔形桿?？墒雇茥U電磁鐵與輸出軸按平行并列的方式設(shè)置，以節(jié)約安裝空間，減小電動輪轂的體積，減少安裝空間，提高適用性。優(yōu)選的技術(shù)方案，所述電機的樞軸呈管狀，電機通過其電機殼體與第一半軸固定， 樞軸通過軸承同軸轉(zhuǎn)動連接在第一半軸桿部，樞軸伸入輪轂內(nèi)；所述齒輪傳動系統(tǒng)包括電機齒輪、輪轂齒輪，電機齒輪固定在樞軸前端，電機齒輪嚙合有輸入齒輪，輸入齒輪固定在齒輪軸上；輪轂齒輪固定在輪轂的第二端蓋上，輪轂齒輪通過軸承同軸轉(zhuǎn)動支撐在第二半軸桿部，輪轂齒輪與輸出軸上的輸出齒輪嚙合；所述輪轂還通過第一端蓋及軸承同軸轉(zhuǎn)動支撐在樞軸上。管狀樞軸截面尺寸大、強度高、剛性好，從而有利于延長電動輪轂的使用壽命，從而實現(xiàn)本實用新型的第二個目的。進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，所述輪轂齒輪為帶緩沖結(jié)構(gòu)的齒輪，包括齒輪本體、緩沖套、緩沖本體，齒輪本體環(huán)套在第二半軸桿部，齒輪本體圓周均布有多個孔洞；所述緩沖本體位于齒輪本體與輪轂之間，緩沖本體上突出有伸入緩沖套孔洞的緩沖軸，緩沖本體與輪轂固定連接，緩沖本體通過軸承同軸轉(zhuǎn)動支撐在第二半軸桿部；所述緩沖套由具有減震性能的材料制成，緩沖套填充在緩沖軸外周與齒輪本體上的多個孔洞內(nèi)壁之間，緩沖套由蓋板阻擋以防沿緩沖軸滑脫，蓋板通過螺釘與緩沖本體固定連接。帶緩沖結(jié)構(gòu)的輪轂齒輪可有效消除換擋沖擊，有利于提高輪轂齒輪的疲勞壽命，從而進(jìn)一步延長電動輪轂的使用壽命。 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是，可實現(xiàn)換擋變速，且能耗低、響應(yīng)速度快、使用壽命長、適用范圍廣。

[0020]圖1是本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。[0021]圖2是本實用新型輪轂齒輪結(jié)構(gòu)示意圖。[0022]圖3本實用新型圖2的左視圖。[0023]圖4是本實用新型2的右視圖。[0024]圖5本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。[0025]圖6是本實用新型圖5中的A部放大圖。[0026]圖7是本實用新型圖6中的B—B剖視圖。[0027]圖8是本實用新型圖6中的C一C剖視圖。[0028]圖9是本實用新型圖8中的D—D剖視圖。[0029]圖10是本實用新型實施例3中的結(jié)構(gòu)示意圖。[0030]圖11是本實用新型圖10中的E部放大圖。[0031]圖12是本實用新型實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。[0032]圖13是本實用新型圖12中的F部放大圖。[0033]圖14是本實用新型圖13中的G—G剖視圖。[0034]圖15是本實用新型實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖。[0035]圖16是本實用新型圖12中的H部放大圖。[0036]圖17是本實用新型圖13中的L一L剖視圖。[0037]圖18是本實用新型中的保持機構(gòu)狀態(tài)變化圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的說明，但并不因此將本實用新型限制在所述的實施例范圍之中。實施例1參見圖1、圖2、圖3、圖4，一種電動輪轂，包括同軸線設(shè)置的電機1和組合結(jié)構(gòu)的輪轂2、主要用于支撐電機1和輪轂2的同軸線設(shè)置且相互固定的第一半軸3和第二半軸4、用于將電機1動力傳遞給輪轂2的齒輪傳動系統(tǒng)，其中，第一半軸3和第二半軸4 通過相向端部設(shè)置的盤狀結(jié)構(gòu)固定連接，第一半軸3和第二半軸4的盤狀結(jié)構(gòu)間形成有用于容納齒輪傳動系統(tǒng)主要部件的U形空間，所述齒輪傳動系統(tǒng)設(shè)有換擋變速裝置。所述換擋變速裝置為兩擋位電控?fù)Q擋裝置，包括構(gòu)成齒輪傳動系統(tǒng)的齒輪軸65 和輸出軸66，齒輪軸65和輸出軸66分別通過兩端的軸承轉(zhuǎn)動支撐在第一半軸3和第二半軸4的盤狀結(jié)構(gòu)上，齒輪軸65由電機1的樞軸11通過一級齒輪傳動帶動，輸出軸66通過一級齒輪傳動帶動帶動輪轂2轉(zhuǎn)動；齒輪軸65上同軸固定有一擋主動齒輪61和二擋主動齒輪62，輸出軸66上同軸設(shè)有一擋從動齒輪63和二擋從動齒輪64，一擋主動齒輪61與一擋從動齒輪63以及二擋主動齒輪62與二擋從動齒輪64對應(yīng)常嚙合，一擋從動齒輪63轉(zhuǎn)速低于二擋從動齒輪64轉(zhuǎn)速；所述一擋從動齒輪63與輸出軸66之間設(shè)有單向器63a，輸出軸66可通過單向器63a由一擋從動齒輪63帶動等轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動；所述二擋從動齒輪64與輸出軸66之間設(shè)有外力控制的可控超越離合結(jié)構(gòu)，可控超越離合結(jié)構(gòu)通過其控制部件69連接有控制機構(gòu)，當(dāng)通過控制機構(gòu)操控可控超越離合結(jié)構(gòu)時，輸出軸66通過可控超越離合結(jié)構(gòu)由二擋從動齒輪64帶動等轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，輸出軸66與一擋從動齒輪63處于超越狀態(tài)。所述可控超越離合結(jié)構(gòu)是滾柱式可控超越離合器結(jié)構(gòu)，包括與二擋從動齒輪64 構(gòu)成超越離合關(guān)系的凸輪67、可與凸輪67和二擋從動齒輪64形成摩擦連接的數(shù)個滾柱狀摩擦結(jié)合體68，凸輪67與輸出軸66通過花鍵結(jié)構(gòu)形成可拆裝固定連接；所述控制部件69 同時與數(shù)個滾柱狀或圓球狀摩擦結(jié)合體68連接，控制部件69與凸輪67之間連接有用于使凸輪67與二擋從動齒輪64保持超越離合狀態(tài)的彈性構(gòu)件87，控制部件69轉(zhuǎn)動以撥動數(shù)個滾柱狀摩擦結(jié)合體68同步運動，使凸輪67與二擋從動齒輪64通過數(shù)個滾柱狀摩擦結(jié)合體 68形成摩擦連接。所述彈性構(gòu)件87為壓縮彈簧。所述控制機構(gòu)為通電后對控制部件69形成電磁吸力的電磁線圈70。所述電機1的樞軸11呈管狀，電機1通過其電機殼體與第一半軸3固定，樞軸11 通過軸承同軸轉(zhuǎn)動連接在第一半軸3桿部，樞軸11伸入輪轂2內(nèi)；所述齒輪傳動系統(tǒng)包括電機齒輪79、輪轂齒輪，電機齒輪79固定在樞軸11前端，電機齒輪79嚙合有輸入齒輪80， 輸入齒輪80固定在齒輪軸65上；輪轂齒輪固定在輪轂2的第二端蓋22上，輪轂齒輪通過軸承同軸轉(zhuǎn)動支撐在第二半軸4桿部，輪轂齒輪與輸出軸66上的輸出齒輪82嚙合；所述輪轂2還通過第一端蓋21及軸承同軸轉(zhuǎn)動支撐在樞軸11上。所述輪轂齒輪為帶緩沖結(jié)構(gòu)的齒輪，包括齒輪本體83、緩沖套84、緩沖本體85，齒輪本體83環(huán)套在第二半軸4桿部，齒輪本體83圓周均布有多個孔洞；所述緩沖本體85位于齒輪本體83與輪轂2之間，緩沖本體85上突出有伸入緩沖套84孔洞的緩沖軸85a，緩沖本體85與輪轂2固定連接，緩沖本體85通過軸承同軸轉(zhuǎn)動支撐在第二半軸4桿部；所述緩沖套84由具有減震性能的橡膠制成，緩沖套84填充在緩沖軸8 外周與齒輪本體83上的多個孔洞內(nèi)壁之間，緩沖套84由蓋板86阻擋以防沿緩沖軸8 滑脫，蓋板86通過螺釘與緩沖本體85固定連接。本實施例超越離合器結(jié)構(gòu)也可以是滾珠式超越離合器結(jié)構(gòu)，所述摩擦結(jié)合體68 為滾珠。實施例2參見圖5、圖6，所述控制機構(gòu)包括推桿電磁鐵71，以及由推桿電磁鐵71 推動的具有楔形工作面的楔形桿72，楔形桿72滑動配合在輸出軸66設(shè)有的中心孔66a中， 楔形桿72的楔形工作面上連接有球狀撥動元件91，球狀撥動元件91可從輸出軸66的管壁孔66b伸出，球狀撥動元件91與控制部件69之間連接有杠桿機構(gòu)，杠桿機構(gòu)用于將球狀撥動元件91的徑向位移放大轉(zhuǎn)換控制部件69周向轉(zhuǎn)動，以使凸輪67與二擋從動齒輪64實現(xiàn)摩擦連接。所述推桿電磁鐵71與楔形桿72之間還連接有保持機構(gòu)，在推桿電磁鐵71通電后失電，保持機構(gòu)使二擋從動齒輪64與凸輪67從超越狀態(tài)轉(zhuǎn)換到摩擦連接狀態(tài)并予以保持， 或者使二擋從動齒輪64與凸輪67從摩擦連接狀態(tài)轉(zhuǎn)換到超越狀態(tài)。所述保持機構(gòu)包括滑動配合在輸出軸66的中心孔66a內(nèi)的鎖套92內(nèi)孔中的回轉(zhuǎn)體狀的推壓體73，推壓體73外端由所述推桿電磁鐵71的推動，推壓體73外周均布有4個軸向貫穿有滑動槽73a，滑動槽73a內(nèi)配合均有導(dǎo)軌74，導(dǎo)軌74設(shè)在鎖套92內(nèi)壁，導(dǎo)軌74 通過鎖套92與輸出軸66固定連接，推壓體73與所述楔形桿72之間設(shè)有回轉(zhuǎn)體狀的保持體75，保持體75和推壓體73之間設(shè)有分離彈性體76，保持體75和推壓體73的相向端面上均布有相互配合的偶數(shù)8個棘齒，保持體75的外周均布有4個軸向貫穿且用于接納導(dǎo)軌 74的滑槽75a，保持體75通過滑槽75a及導(dǎo)軌74滑動配合在輸出軸66的中心孔66a內(nèi)， 保持體75在脫離導(dǎo)軌74后可周向轉(zhuǎn)動；所述導(dǎo)軌74朝向保持體75的端部設(shè)有與保持體 75的棘齒的工作面相適應(yīng)的引導(dǎo)部分；所述滑動槽73a位于推壓體73任意齒工作面背面的根部，滑槽75a位于保持體75相應(yīng)齒的工作面中部；所述楔形桿72的楔形工作面上設(shè)有一設(shè)定距離的平滑段72a，以使保持體75在其滑槽75a脫離導(dǎo)軌74后，二擋從動齒輪64與凸輪67始終處于摩擦連接狀態(tài)；在楔形桿72與輸出軸66的中心孔66a底部之間設(shè)有回位彈性體78。在輸出軸66與推壓體73設(shè)鎖套92，以將導(dǎo)軌74設(shè)在鎖套92，導(dǎo)軌74磨損后可更換鎖套92，以延長保持機構(gòu)的使用壽命，從而提高電動輪轂的使用壽命。所述分離彈性體76、回位彈性體78均為壓縮彈簧。參見圖7、圖8，所述杠桿機構(gòu)設(shè)有兩套，兩套杠桿機構(gòu)圓周均布在控制部件69 — 側(cè)的固定盤90上，固定盤90設(shè)有用于隱匿杠桿機構(gòu)的缺口，固定盤90通過花鍵可拆裝地固定連接在輸出軸66上，杠桿機構(gòu)用于轉(zhuǎn)動支撐杠桿88的銷軸89固定連接在固定盤90 上，杠桿88輸入端滑動支撐在球狀撥動元件91上，杠桿88的輸出端設(shè)有滾動柱88a滑動并可轉(zhuǎn)動地配合在控制部件69設(shè)有的滑槽中。參見圖9，所述推桿電磁鐵71的推桿前端還連接有杠桿轉(zhuǎn)換裝置71a，杠桿轉(zhuǎn)換裝置71a用于將推桿電磁鐵71推桿的運動換向通過保持機構(gòu)的推壓體73、保持體75和分離彈性體76傳遞給楔形桿72。本實施例的其余結(jié)構(gòu)與實施例1相同，在此不再贅述。實施例3參見圖10、圖11，所述楔形桿72的楔形工作面上不設(shè)平滑段72a，在楔形桿72與保持體75之間連接有保持彈性體77，保持彈性體77使保持體75在其滑槽75a 脫離導(dǎo)軌74后，二擋從動齒輪64與凸輪67始終處于摩擦連接狀態(tài)。所述保持彈性體77是壓縮彈簧。本實施例的其余結(jié)構(gòu)與實施例2相同，在此不再贅述。實施例4參見圖12、圖13、圖14，所述控制部件69內(nèi)側(cè)設(shè)有缺口，杠桿機構(gòu)位于控制部件69的缺口中，杠桿機構(gòu)的杠桿88輸入端滑動支撐在球狀撥動元件91上，杠桿88 的輸出端滑動支撐在與控制部件69固定連接的撥動軸93上，杠桿機構(gòu)中用于支撐杠桿88 轉(zhuǎn)動的銷軸89固定連接在凸輪67相應(yīng)側(cè)端面上。本實施例的其余結(jié)構(gòu)與實施例3相同，在此不再贅述。實施例5 參見圖15、圖16、圖17，一種電動輪轂，所述可控超越離合結(jié)構(gòu)是楔塊式雙保持架超越離合器，包括與二擋從動齒輪64構(gòu)成超越離合關(guān)系的凸輪67、可與凸輪67 和二擋從動齒輪64形成摩擦連接的數(shù)個楔塊式摩擦結(jié)合體68，楔塊式摩擦結(jié)合體68由第一保持架93和第二保持架94控制，第一保持架93位于第二保持架94內(nèi)部，第一保持架93 與凸輪67固定連接，第二保持架94 一端固定連接由控制盤95，第二保持架94與控制盤95 形成控制部件69，第一保持架93與凸輪67固定連接之間設(shè)有的彈簧鋼帶構(gòu)成可控超越離合器的彈性構(gòu)件87，彈性構(gòu)件87使凸輪67與二擋從動齒輪64保持超越離合狀態(tài)，控制部
10件69轉(zhuǎn)動以撥動數(shù)個楔塊式摩擦結(jié)合體68同步運動，使數(shù)個楔塊式摩擦結(jié)合體68與凸輪 67和二擋從動齒輪64形成摩擦連接。本實施例的其余結(jié)構(gòu)與實施例2相同，在此不再贅述。上述實施例1和2中的可控超越離合結(jié)構(gòu)也可以是滾珠式可控超越離合器，所述摩擦結(jié)合體68為滾珠。工作過程下面以實施例2為例對本實用新型的工作過程進(jìn)行簡要說明。參見圖5，電機通電，樞軸11旋轉(zhuǎn)通過電機齒輪79、輸入齒輪80帶動齒輪軸65轉(zhuǎn)動，固定在齒輪軸65上的一擋主動齒輪61、二擋主動齒輪62隨齒輪軸65轉(zhuǎn)動，相應(yīng)與一擋主動齒輪61、二擋主動齒輪62分別常嚙合的一擋從動齒輪63和二擋從動齒輪64轉(zhuǎn)動，一擋從動齒輪63通過單向器63a帶動輸出軸66轉(zhuǎn)動，此時，楔形桿72在回位彈性體78作用下處于外端，球狀撥動元件91在彈性構(gòu)件87、控制部件69及杠桿機構(gòu)作用下徑向回縮到最小位置，摩擦結(jié)合體68與二擋從動齒輪64脫離，二擋從動齒輪64與控制部件69形成超越狀態(tài)即二擋從動齒輪64與輸出軸66構(gòu)成超越狀態(tài)，保持機構(gòu)的推壓體73、保持體75在分離彈性體76作用下處于分離狀態(tài)，輸出軸66通過輸出齒輪82、輪轂齒輪帶動輪轂2轉(zhuǎn)動， 從而實現(xiàn)輪轂驅(qū)動。參見圖6、圖7、圖8、圖9、圖18，在二擋從動齒輪64與凸輪67處于超越工作狀態(tài)時，推壓體73與保持體75處于分離狀態(tài)，導(dǎo)軌74同時位于推壓體73的滑動槽73a和保持體75的滑槽75a中，如圖18中的a狀態(tài)。此時若需換擋使輸出軸66與二擋從動齒輪64 同步旋轉(zhuǎn)時，接通推桿電磁鐵71電源，推桿電磁鐵71通過杠桿轉(zhuǎn)換裝置71a推動推壓體73 移動，推壓體73克服分離彈性體76的彈性力接近保持體75，二者相向端部的棘齒在工作齒面頂端形成局部接觸，形成圖18中的b狀態(tài)；保持體75在其自身的滑槽7 及導(dǎo)軌74 限制下隨推壓體73移動并克服回位彈性體78的彈性力推動楔形桿72移動，球狀撥動元件 91在楔形桿72的作用下沿輸出軸66徑向向外運動，杠桿機構(gòu)在彈性元件87及控制部件 69的作用下，杠桿88的輸入端與球狀撥動元件91接觸，球狀撥動元件91通過杠桿機構(gòu)的杠桿88輸出端使控制部件69轉(zhuǎn)動，進(jìn)而從而實現(xiàn)二擋從動齒輪64與凸輪67的摩擦連接， 達(dá)到輸出軸66與二擋從動齒輪64同步旋轉(zhuǎn)的目的。當(dāng)保持體75脫離導(dǎo)軌74后，保持體 75在楔形桿72反作用力作用下，保持體75與推壓體73相配合的工作齒面形成完整接觸， 相應(yīng)保持體75按設(shè)定方向旋轉(zhuǎn)一定角度，形成圖18中的c狀態(tài)，保持體或者繼續(xù)隨推壓體 73移動。由于楔形桿72的工作楔形面上設(shè)有的平滑段，故二擋從動齒輪64與凸輪67持續(xù)處于摩擦連接狀態(tài)。此時，關(guān)斷推桿電磁鐵71的電源，推桿電磁鐵71失電推桿退出，推壓體73在分離彈性體76作用下隨推桿退出，推壓體73與保持體75相接觸的齒部脫開連接， 保持體75在回位彈性體78的作用下隨楔形桿72移動，當(dāng)保持體75前端齒頂部與導(dǎo)軌74 的引導(dǎo)部分接觸后，保持體75按設(shè)定方向再次轉(zhuǎn)動，直到導(dǎo)軌74的引導(dǎo)部分接頂持到保持體75工作齒面根部，形成圖18中的d狀態(tài)，并以此阻擋保持體75退出，以保持二擋從動齒輪64與凸輪67保持摩擦連接狀態(tài)。由于滑動槽73a位于推壓體73任意齒工作面背面的根部，滑槽7 位于保持體75相應(yīng)齒的工作面中部，此時，保持體75轉(zhuǎn)過的總角度大于端面齒一個齒所對應(yīng)的角度。當(dāng)需要使二擋從動齒輪64與凸輪67恢復(fù)到超越工作狀態(tài)時， 再次接通推桿電磁鐵71電源，推桿電磁鐵71工作推動推壓體73移動，保持體75與推壓體 73克服分離彈性體76的彈性力，在相配合的工作齒面上再次形成局部接觸，此次局部接觸與上一次的接觸錯開一個齒以上的位置，形成圖18中的e狀態(tài)，而保持體75在推壓體73 推動下克服回位彈性體78的彈性力與楔形桿72 —起移動，或者克服保持彈性體77的彈性力朝楔形桿72方向移動，當(dāng)保持體75脫離導(dǎo)軌74后，在楔形桿72反作用力作用下，保持體75與推壓體73相配合的工作齒面形成完整接觸，相應(yīng)保持體75按設(shè)定方向再次旋轉(zhuǎn)一定角度，形成圖18中的f狀態(tài)，保持體75或者繼續(xù)隨推壓體73移動。此時，關(guān)斷推桿電磁鐵71電源，推桿電磁鐵71失電推桿退出，推壓體73在分離彈性體76作用下隨推桿退出， 推壓體73與保持體75相接觸的齒部脫開連接，保持體75在回位彈性體78的作用下隨楔形桿72朝推壓體73方向移動，當(dāng)保持體75前端齒頂部與導(dǎo)軌74的引導(dǎo)部分接觸后，保持體75按設(shè)定方向再次轉(zhuǎn)動，直到導(dǎo)軌74的引導(dǎo)部分與保持體75的滑槽75a對正，形成圖 18中的g狀態(tài)，此時，保持體75已累計轉(zhuǎn)動了兩個齒的角度，在楔形桿72的推動下，保持體75沿導(dǎo)軌74退出，恢復(fù)到圖18中的a狀態(tài)，相應(yīng)控制部件69在彈性元件87作用下朝前述相反方向轉(zhuǎn)動，球狀撥動元件91在杠桿機構(gòu)作用下，沿楔形桿72工作面徑向回退，直至二擋從動齒輪64與凸輪67脫離摩擦連接狀態(tài)而恢復(fù)到超越狀態(tài)。在導(dǎo)軌74脫離保持體75滑槽75a的整個過程中，由于楔形桿72的楔形工作面上設(shè)有一設(shè)定距離的平滑段，因此，二擋從動齒輪64與凸輪67始終保持摩擦連接狀態(tài)。實施例3中的保持彈性體77與實施例1中楔形桿72所設(shè)的平滑段的作用相同， 用于在二擋從動齒輪64與凸輪67摩擦期間吸收保持體75的軸向移動。顯然，保持彈性體 77的彈性力必須大于回位彈性體78的彈性力。當(dāng)保持體75脫離導(dǎo)軌74后，在保持彈性體 77的彈性力作用下，保持體75與推壓體73相配合的工作齒面形成完整接觸。以上雖然結(jié)合了附圖描述了本實用新型的實施方式，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員也可以意識到對所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)作出各種變化或修改。這些修改和變化應(yīng)理解為是在本實用新型的范圍和意圖之內(nèi)的。
權(quán)利要求1.一種電動輪轂，包括同軸線設(shè)置的電機(1)和組合結(jié)構(gòu)的輪轂(2)、主要用于支撐電機(1)和輪轂(2)的同軸線設(shè)置且相互固定的第一半軸(3)和第二半軸(4)、用于將電機(1) 動力傳遞給輪轂(2)的齒輪傳動系統(tǒng)，其中，第一半軸(3)和第二半軸(4)通過相向端部設(shè)置的盤狀結(jié)構(gòu)固定連接，第一半軸(3)和第二半軸(4)的盤狀結(jié)構(gòu)間形成有用于容納齒輪傳動系統(tǒng)主要部件的U形空間，其特征在于所述齒輪傳動系統(tǒng)設(shè)有換擋變速裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動輪轂，其特征在于所述換擋變速裝置為兩擋位電控?fù)Q擋裝置，包括構(gòu)成齒輪傳動系統(tǒng)的齒輪軸(65)和輸出軸(66)，齒輪軸(65)和輸出軸(66)分別通過兩端的軸承轉(zhuǎn)動支撐在第一半軸(3)和第二半軸(4)的盤狀結(jié)構(gòu)上，齒輪軸(65)由電機(1)的樞軸(11)通過一級齒輪傳動帶動，輸出軸(66)通過一級齒輪傳動帶動帶動輪轂 (2)轉(zhuǎn)動；齒輪軸(65)上同軸固定有一擋主動齒輪(61)和二擋主動齒輪(62)，輸出軸(66) 上同軸設(shè)有一擋從動齒輪(63)和二擋從動齒輪(64)，一擋主動齒輪(61)與一擋從動齒輪(63)以及二擋主動齒輪(62)與二擋從動齒輪(64)對應(yīng)常嚙合，一擋從動齒輪(63)轉(zhuǎn)速低于二擋從動齒輪(64)轉(zhuǎn)速；所述一擋從動齒輪(63)與輸出軸(66)之間設(shè)有單向器(63a)， 輸出軸(66)可通過單向器(63a)由一擋從動齒輪(63)帶動等轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動；所述二擋從動齒輪(64)與輸出軸(66)之間設(shè)有外力控制的可控超越離合結(jié)構(gòu)，可控超越離合結(jié)構(gòu)通過其控制部件(69)連接有控制機構(gòu)，當(dāng)通過控制機構(gòu)操控可控超越離合結(jié)構(gòu)時，輸出軸(66)通過可控超越離合結(jié)構(gòu)由二擋從動齒輪(64)帶動等轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，輸出軸(66)與一擋從動齒輪(63) 處于超越狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動輪轂，其特征在于所述可控超越離合結(jié)構(gòu)包括與二擋從動齒輪(64)構(gòu)成超越離合關(guān)系的凸輪(67)、可與凸輪(67)和二擋從動齒輪(64)形成摩擦連接的數(shù)個摩擦結(jié)合體(68)，凸輪(67)與輸出軸(66)通過花鍵結(jié)構(gòu)形成可拆裝固定連接；所述控制部件(69)同時與數(shù)個摩擦結(jié)合體(68)連接，控制部件(69)與凸輪(67)之間連接有用于使凸輪(67)與二擋從動齒輪(64)保持超越離合狀態(tài)的彈性構(gòu)件(87)，控制部件(69)轉(zhuǎn)動以撥動數(shù)個摩擦結(jié)合體(68)同步運動，使凸輪(67)與二擋從動齒輪(64)通過數(shù)個摩擦結(jié)合體(68)形成摩擦連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動輪轂，其特征在于所述控制機構(gòu)為通電后對控制部件 (69 )形成電磁吸力的電磁線圈(70 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動輪轂，其特征在于所述控制機構(gòu)包括推桿電磁鐵(71)， 以及由推桿電磁鐵(71)推動的具有楔形工作面的楔形桿(72)，楔形桿(72)滑動配合在輸出軸(66)設(shè)有的中心孔(66a)中，楔形桿(72)的楔形工作面上連接有球狀撥動元件(91 )， 球狀撥動元件(91)可從輸出軸(66)的管壁孔(66b)伸出，球狀撥動元件(91)與控制部件 (69)之間連接有杠桿機構(gòu)，杠桿機構(gòu)用于將球狀撥動元件(91)的徑向位移放大轉(zhuǎn)換控制部件(69)周向轉(zhuǎn)動，以使凸輪(67)與二擋從動齒輪(64)實現(xiàn)摩擦連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動輪轂，其特征在于所述杠桿機構(gòu)位于控制部件(69)— 側(cè)，杠桿機構(gòu)的杠桿(88)輸入端滑動支撐在球狀撥動元件(91)上，杠桿(88)的輸出端與控制部件(69)活動連接；杠桿機構(gòu)中用于支撐杠桿(88)轉(zhuǎn)動的銷軸(89)固定連接在凸輪 (67)上，或者固定在與輸出軸(66)固定的固定盤(90)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動輪轂，其特征在于所述控制部件(69)內(nèi)側(cè)設(shè)有缺口，杠桿機構(gòu)位于控制部件(69)的缺口中，杠桿機構(gòu)的杠桿(88)輸入端滑動支撐在球狀撥動元件(91)上，杠桿(88)的輸出端滑動支撐在與控制部件(69)固定連接的撥動軸(93)上，杠桿機構(gòu)中用于支撐杠桿(88)轉(zhuǎn)動的銷軸(89)固定連接在凸輪(67)相應(yīng)側(cè)端面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動輪轂，其特征在于所述推桿電磁鐵(71)與楔形桿(72) 之間還連接有保持機構(gòu)，在推桿電磁鐵(71)通電后失電，保持機構(gòu)使二擋從動齒輪(64)與凸輪(67)從超越狀態(tài)轉(zhuǎn)換到摩擦連接狀態(tài)并予以保持，或者使二擋從動齒輪(64)與凸輪 (67)從摩擦連接狀態(tài)轉(zhuǎn)換到超越狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動輪轂，其特征在于所述保持機構(gòu)包括滑動配合在輸出軸(66)的中心孔(66a)內(nèi)的回轉(zhuǎn)體狀的推壓體(73)，推壓體(73)外端與所述推桿電磁鐵 (71)的推桿連接，推壓體(73)外周軸向貫穿有滑動槽(73a)，滑動槽(73a)內(nèi)配合有與輸出軸(66)固定連接的導(dǎo)軌(74)，推壓體(73)與所述楔形桿(72)之間設(shè)有回轉(zhuǎn)體狀的保持體(75)，保持體(75)和推壓體(73)之間或者設(shè)有分離彈性體(76)，保持體(75)和推壓體 (73)的相向端面上均布有相互配合的偶數(shù)個棘齒，保持體(75)的外周均布有軸向貫穿且用于接納導(dǎo)軌(74)的滑槽(75a)，滑槽(75a)數(shù)量是保持體(75)上端面齒數(shù)量的一半，保持體 (75)通過滑槽(75a)及導(dǎo)軌(74)滑動配合在輸出軸(66)的中心孔(66a)內(nèi)，保持體(75) 在脫離導(dǎo)軌(74)后可周向轉(zhuǎn)動；所述導(dǎo)軌(74)朝向保持體(75)的端部設(shè)有與保持體(75) 的棘齒的工作面相適應(yīng)的引導(dǎo)部分；所述滑動槽(73a)位于推壓體(73)任意齒工作面背面的根部，滑槽(75a)位于保持體(75)相應(yīng)齒的工作面中部；所述楔形桿(72)的楔形工作面上設(shè)有一設(shè)定距離的平滑段(72a)或者在楔形桿(72)與保持體(75)之間連接有保持彈性體(77)，以使保持體(75)在其滑槽(75a)脫離導(dǎo)軌(74)后，二擋從動齒輪(64)與凸輪(67) 始終處于摩擦連接狀態(tài)；在楔形桿(72)與輸出軸(66)的中心孔(66a)底部之間設(shè)有回位彈性體(78)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動輪轂，其特征在于所述分離彈性體(76)是彈性墊、蝶形彈簧、壓縮彈簧中的任意一種；所述回位彈性體(78)是彈性墊、蝶形彈簧、壓縮彈簧中的任意一種；所述保持彈性體(77)是彈性墊、蝶形彈簧、壓縮彈簧中的任意一種。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動輪轂，其特征在于所述推桿電磁鐵(71)的推桿前端還連接有杠桿轉(zhuǎn)換裝置(71a)，杠桿轉(zhuǎn)換裝置(71a)用于將推桿電磁鐵(71)推桿的運動換向通過保持機構(gòu)的推壓體(73)、保持體(75)和分離彈性體(76)傳遞給楔形桿(72)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1 11中任意一項權(quán)利要求所述的電動輪轂，其特征在于所述電機(1)的樞軸(11)呈管狀，電機(1)通過其電機殼體與第一半軸(3)固定，樞軸(11)通過軸承同軸轉(zhuǎn)動連接在第一半軸(3)桿部，樞軸(11)伸入輪轂(2)內(nèi)；所述齒輪傳動系統(tǒng)包括電機齒輪(79 )、輪轂齒輪，電機齒輪(79 )固定在樞軸(11)前端，電機齒輪(79 )嚙合有輸入齒輪(80 )，輸入齒輪(80 )固定在齒輪軸(65 )上；輪轂齒輪固定在輪轂(2 )的第二端蓋(22 ) 上，輪轂齒輪通過軸承同軸轉(zhuǎn)動支撐在第二半軸(4)桿部，輪轂齒輪與輸出軸(66)上的輸出齒輪(82 )嚙合；所述輪轂(2 )還通過第一端蓋(21)及軸承同軸轉(zhuǎn)動支撐在樞軸(11)上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電動輪轂，其特征在于所述輪轂齒輪設(shè)有緩沖結(jié)構(gòu)，包括齒輪本體(83)、緩沖套(84)、緩沖本體(85)，齒輪本體(83)環(huán)套在第二半軸(4)桿部，齒輪本體(83)圓周均布有多個孔洞；所述緩沖本體(85)位于齒輪本體(83)與輪轂(2)之間， 緩沖本體(85 )上突出有伸入緩沖套(84)孔洞的緩沖軸(85a)，緩沖本體(85 )與輪轂(2 )固定連接，緩沖本體(85)通過軸承同軸轉(zhuǎn)動支撐在第二半軸(4)桿部；所述緩沖套(84)由具有減震性能的材料制成，緩沖套(84)填充在緩沖軸(8 )外周與齒輪本體(83)上的多個孔洞內(nèi)壁之間。
專利摘要本實用新型公開了一種電動輪轂，包括同軸線設(shè)置的電機和組合結(jié)構(gòu)的輪轂、主要用于支撐電機和輪轂的同軸線設(shè)置且相互固定的第一半軸和第二半軸、用于將電機動力傳遞給輪轂的齒輪傳動系統(tǒng)，其中，第一半軸和第二半軸通過相向端部設(shè)置的盤狀結(jié)構(gòu)固定連接，第一半軸和第二半軸的盤狀結(jié)構(gòu)間形成有用于容納齒輪傳動系統(tǒng)主要部件的U形空間，所述齒輪傳動系統(tǒng)設(shè)有兩擋位電控?fù)Q擋裝置。優(yōu)選換擋裝置主要由推桿電磁鐵、可控超越離合結(jié)構(gòu)和控制機構(gòu)構(gòu)成，控制機構(gòu)設(shè)有保持機構(gòu)用以在推桿電磁鐵短暫得電后失電后，電動輪轂從一擋轉(zhuǎn)換到二擋并予以保持，或者從二擋轉(zhuǎn)換到一擋。本實用新型的有益效果是，可實現(xiàn)換擋變速，且能耗低、響應(yīng)速度快、使用壽命長。
文檔編號B60K17/06GK202213480SQ20112022882
公開日2012年5月9日 申請日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者傅元才, 周永生, 秦兆量 申請人:重慶阿爾迪機電技術(shù)開發(fā)有限公司