CN201391581Y - 一种电磁控制离合变速装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电磁控制离合变速装置。它解决了现有的电动车速控变化的范围小、传动扭矩小等问题。本电磁控制离合变速装置，包括壳体和设置在壳体内电机，在电机驱动轴位于驱动轴和传动轴二之间，且传动轴一和驱动轴通过齿轮啮合连接，传动轴二上连接有低速从动轮和齿数少于低速从动轮的高速从动轮，传动轴一上设有与低速从动轮和高速从动轮对应连接的低速主动轮和高速主动轮，低速从动轮通过单向离合器与传动轴二相连接，高速从动轮和传动轴二之间设有通过电磁控制高速从动轮与传动轴二实现离合的电磁控制离合机构。本电磁控制离合变速装置可以变速换挡，调节范围增大，传动扭矩可变等优点。

Description

一种电磁控制离合变速装置

技术领域

本实用新型属于机械技术领域，涉及一种变速装置，特别是一种电磁控制离合变速装置。

背景技术

目前，电动车的电机驱动形式主要有两类：第一类是电机置于车架上，通过链条或齿轮等机械传动方式将电机的动力传至车轮轴；第二类是将电机直接安装在车轮轴上，构成车轮的一部分，其结构为电机的转子固定安装在轮毂内，车胎随电机转子和轮毂一起转动，电机的定子与轮轴置于一体，即所谓电动轮形式。

第三类的结构一般为电机及与电机联动连接的传动机构，传动机构包括有设置在电机一侧的传动箱及活动安装在传动箱内的一次传动轴和二次传动轴，一次传动轴安装在电机驱动轴与二次传动轴之间，一次传动轴上连接有与固连在电机驱动轴上的小齿轮相啮合的中齿轮，二次传动轴上连接有与固连在一次传动轴上的小齿轮相啮合的大齿轮，且二次传动轴一端通过开设在传动箱另一侧上的轴孔贯穿传动箱。

因这种结构紧凑，增大了传动的扭矩，但是，传动扭矩依旧较小且固定不变，特别是在爬坡的时候尤显不足；另外，这类电机的输出的转速调节只能通过控制器对电机进行调节，调节范围受限，行驶速度的调节范围小，不能满足实际使用的需求。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的电磁控制离合变速装置存在上述的缺点，提供一种速度调节范围大，传动扭矩可变的电磁控制离合变速装置。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种电磁控制离合变速装置，包括壳体和设置在壳体内电机，在电机驱动轴一侧的壳体内设有传动轴一和传动轴二，传动轴二的一端穿出壳体，传动轴一位于驱动轴和传动轴二之间，且传动轴一和驱动轴通过齿轮啮合连接，其特征在于，所述的传动轴二上连接有低速从动轮和齿数少于低速从动轮的高速从动轮，传动轴一上设有与低速从动轮和高速从动轮对应连接的低速主动轮和高速主动轮，上述的低速从动轮通过单向离合器与传动轴二相连接，上述的高速从动轮和传动轴二之间设有通过电磁控制高速从动轮与传动轴二实现离合的电磁控制离合机构。

本电磁控制离合变速装置由电机通电后可以驱动驱动轴转动，传动轴一与驱动轴通过齿轮啮合连接，驱动轴能驱动传动轴一转动。由于低速从动轮通过单向离合器与传动轴二连接，在传动轴一转动时，低速从动轮通过低速主动轮从而带动传动轴二一起转动；而高速从动轮通过高速主动轮也在转动，且转速大于低速从动轮，但高速从动轮和传动轴二之间的电磁控制离合机构使高速从动轮与传动轴二保持松开状态即滑行状态，对传动轴二没有作用力，高速从动轮空载，传动轴二保持低速转动状态。电磁控制离合机构控制高速从动轮紧固在传动轴二上时，传动轴二的转速加快，使单向离合器处于滑行状态，低速从动轮只跟随低速主动轮转动，失去对传动轴二的作用力，低速从动轮空载，传动轴二保持高速状态，实现高低速的机械换挡。

此外，根据同上的原理和结构，在传动轴二上增加一组齿数比高速从动轮更少的从动轮，并在其和传动轴二设置电磁控制离合机构，可实现三挡机械变速。

在上述的电磁控制离合变速装置中，所述的电磁控制离合机构包括设置在高速从动轮和传动轴二之间且与传动轴二固连的花键凸轮，高速从动轮和花键凸轮之间设有保持架，所述的花键凸轮的圆周面上具有偏心圆弧凹面，保持架设有与偏心圆弧凹面接触的滚柱，保持架与花键凸轮之间设有能使保持架将滚柱挤向凸轮偏心圆弧凹面低处的弹簧，在保持架的端部设有在其通电时能吸附住保持架的电磁铁，电磁铁与壳体固连。

电磁铁没通电前，保持架随着花键凸轮同步转动，由于弹簧的作用，保持架一直将滚柱挤向凸轮偏心圆弧凹面低处，高速从动轮与传动轴二保持在滑行状态，实现低速挡运行。电磁铁通电后，保持架被电磁铁吸附，而电磁铁由于和壳体固连，从而使花键凸轮和保持架出现相对转动，这样，保持架克服弹簧的作用力使滚柱向花键凸轮升程方向挤压，滚柱抵靠于花键凸轮和高速从动轮的内壁之间，于是花键凸轮和高速从动轮成为固连状态，使高速从动轮与传动轴二紧固，即电磁控制离合机构控制高速从动轮紧固在传动轴二上，实现高速挡运行。

另外，除了使用电磁铁将保持架固定在壳体上或者松开的方案外，还可以使用普通的机械卡固或摩擦的形式来实现。

在上述的电磁控制离合变速装置中，所述的保持架具有由两根限位柱组成的若干组限位结构，每组限位结构的两根限位柱之间具有限位槽，上述的滚柱设置在限位槽内，所述的花键凸轮的圆周面上的偏心圆弧凹面与上述的限位槽的个数相同。

在上述的电磁控制离合变速装置中，所述的电磁铁与电源相连接，在电源和电磁铁之间连接有手动按钮。利用手动按钮可以方便使用者根据实际的需要来选择高速或者低速。

在上述的电磁控制离合变速装置中，所述的高速从动轮的端部设有固定保持架的端盖，上述的保持架通过端盖固定在高速从动轮内。通过端盖使保持架限制在高速从动轮的中心，结构变得紧凑。

在上述的电磁控制离合变速装置中，所述的电磁铁和固定保持架的端盖之间具有间隙。该间隙不宜过大也不宜过小，过大会使电磁铁吸附保持架时磁力过小，无法使保持架将滚柱挤向花键凸轮的偏心圆弧面升程方向，过小会使电磁铁与端盖发生摩擦。

在上述的电磁控制离合变速装置中，所述的花键凸轮的一侧具有凸轮定位柱，所述的保持架的底面具有导向槽，凸轮定位柱插入导向槽内，所述的弹簧设置在导向槽内一端作用在导向槽的端面上，另一端作用在凸轮定位柱上。

在上述的电磁控制离合变速装置中，所述的高速从动轮和传动轴二之间设有轴承。

在上述的电磁控制离合变速装置中，所述的低速从动轮、高速从动轮、低速主动轮和高速主动轮均为齿轮，且每组对应的齿轮相互啮合。使用齿轮可以提高传动的稳定性，且可以降低成本。

与现有技术相比，本电磁控制离合变速装置具有以下的优点：

1、本电磁控制离合变速装置采用电磁控制离合机构来控制高速传动轮连接或者松开传动轴二来实现高低速的换挡，以改变齿轮传动比的方式来实现电机的变速，使其变速的范围增大，同时由于传动比的改变而使扭矩也变得更大，该电磁控制离合变速装置更适应于大扭矩输出。

2、本电磁控制离合变速装置的电磁控制离合机构采用电磁铁来吸住保持架从而实现高低速的换挡，结构简单可靠，生产成本低。

附图说明

图1是本电磁控制离合变速装置的结构示意图。

图2是本电磁控制离合变速装置的电磁控制离合机构中滚柱处截面的结构示意图。

图3是本电磁控制离合变速装置的电磁控制离合机构中弹簧处截面的结构示意图。

图4是本电磁控制离合变速装置的电磁控制离合机构的爆炸结构示意图。

图中，壳体1、主体11、上端盖12、下端盖13、电机2、转子21、驱动轴22、轴承23、齿轮24、定子25、传动轴一3、齿轮31、传动轴二4、花键凸轮41、凸轮定位柱411、保持架42、导向槽421、限位柱43、限位槽44、滚柱45、圆弧凹面46、弹簧47、电磁铁48、端盖49、低速主动轮5、高速主动轮6、低速从动轮7、高速从动轮8、密封垫圈9、单向离合器10。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本电磁控制离合变速装置，包括壳体1、电机2、传动轴一3、传动轴二4、低速主动轮5、高速主动轮6、低速从动轮7、高速从动轮8、单向离合器10和电磁控制离合机构，是实现高低速的换挡变速。

具体来说，壳体1由主体11和上、下端盖12、13扣合而成，上、下端盖12、13和主体11之间设置密封垫圈9。在壳体1内的一边为电机2，包括了电机2定子25和电机2转子21，驱动轴22通过轴承23设置在壳体1内且其一端与转子21相固连，另一端具有有齿轮24。在壳体1内的另一边设有传动轴一3和传动轴二4，传动轴二4的一端穿出壳体1，传动轴一3位于驱动轴22和传动轴二4之间，传动轴一3设有与驱动轴22的齿轮24啮合的齿轮31。

传动轴二4上连接有低速从动轮7和直径小于低速从动轮7的高速从动轮8，传动轴一3上设有与低速从动轮7和高速从动轮8对应连接的低速主动轮5和高速主动轮6，低速从动轮7通过单向离合器10与传动轴二4相连接，高速从动轮8和传动轴二4之间设有通过电磁控制高速从动轮8与传动轴二4实现离合的电磁控制离合机构，且为了运行稳定，高速从动轮8和传动轴二4之间设有轴承23。低速从动轮7、高速从动轮8、低速主动轮5和高速主动轮6均为齿轮，且对应的齿轮相互啮合。

如图1、图2、图3和图4所示，电磁控制离合机构包括设置在高速从动轮8和传动轴二4之间且与传动轴二4固连的花键凸轮41，高速从动轮8和花键凸轮41之间设有保持架42，保持架42具有由两根限位柱43组成的若干组限位结构，每组限位结构的两根限位柱43之间具有限位槽44，在限位槽44内设有滚柱45，花键凸轮41的圆周面上具有与限位槽44相同个数的偏心圆弧凹面46，保持架42与花键凸轮41之间设有能使保持架42将滚柱45挤向凸轮偏心圆弧凹面46低处的弹簧47，在保持架42的外侧设有在其通电时能将保持架42与其固连的电磁铁48，电磁铁48与壳体1固连。电磁铁48和保持架42具有间隙。该间隙不宜过大也不宜过小，过大会使电磁铁48无法正常吸附保持架42，过小会使电磁铁48与保持架42发生摩擦。电磁铁48与电源相连接，在电源和电磁铁48之间连接有手动按钮。高速从动轮8的端部设有固定保持架42的端盖49，保持架42通过端盖49使保持架42限制在高速从动轮8的中心。

花键凸轮41的一侧具有凸轮定位柱411，保持架42的底面具有导向槽421，凸轮定位柱411插入导向槽421内，弹簧47设置在导向槽421内一端作用在导向槽421的端面上，另一端作用在凸轮定位柱411上。

本电磁控制离合变速装置由电机2通电后可以驱动驱动轴22转动，传动轴一3与驱动轴22通过齿轮啮合连接，驱动轴22能驱动传动轴一3转动。由于低速从动轮7通过单向离合器10与传动轴二4连接，在传动轴一3转动时，低速从动轮7通过低速主动轮5从而带动传动轴二4一起转动；而高速从动轮8通过高速主动轮6也在转动，且转速大于低速从动轮7，但电磁铁48没通电前，保持架42随着花键凸轮41一起转动，由于弹簧47的作用，保持架42一直将滚柱45挤向凸轮偏心圆弧凹面46低处，高速从动轮8与传动轴二4保持在滑行状态，即高速从动轮8和传动轴二4之间的电磁控制离合机构使高速从动轮8与传动轴二4保持松开状态即滑行状态，对传动轴二4没有作用力，高速从动轮8空载，传动轴二4保持低速转动状态。

按下手动按钮，电磁铁48通电后，保持架42被电磁铁48吸附，而电磁铁48由于壳体1固连，从而使花键凸轮41和保持架42之间相对转动，这样，保持架42克服弹簧47的作用力使滚柱45向花键凸轮41升程方向挤压，滚柱45与抵靠于花键凸轮41和高速从动轮8的内壁之间，于是花键凸轮41和高速从动轮8成为固连状态，从而使高速从动轮8与传动轴二4紧固，即电磁控制离合机构控制高速从动轮8紧固在传动轴二4上时，传动轴二4的转速加快，单向离合器10处于滑行状态，低速从动轮7跟随低速主动轮5转动，失去对传动轴二4的作用力，低速从动轮7空载，传动轴二4保持高速状态，实现高低速的机械换挡。

Claims (9)

1、一种电磁控制离合变速装置，包括壳体(1)和设置在壳体(1)内电机(2)，在电机(2)驱动轴(22)一侧的壳体(1)内设有传动轴一(3)和传动轴二(4)，传动轴二(4)的一端穿出壳体(1)，传动轴一(3)位于驱动轴(22)和传动轴二(4)之间，且传动轴一(3)和驱动轴(22)通过齿轮啮合连接，其特征在于，所述的传动轴二(4)上连接有低速从动轮(7)和齿数少于低速从动轮(7)的高速从动轮(8)，传动轴一(3)上设有与低速从动轮(7)和高速从动轮(8)对应连接的低速主动轮(5)和高速主动轮(6)，上述的低速从动轮(7)通过单向离合器(10)与传动轴二(4)相连接，上述的高速从动轮(8)和传动轴二(4)之间设有通过电磁控制高速从动轮(8)与传动轴二(4)实现离合的电磁控制离合机构。

2、根据权利要求1所述的电磁控制离合变速装置，其特征在于，所述的电磁控制离合机构包括设置在高速从动轮(8)和传动轴二(4)之间且与传动轴二(4)固连的花键凸轮(41)，高速从动轮(8)和花键凸轮(41)之间设有保持架(42)，所述的花键凸轮(41)的圆周面上具有偏心圆弧凹面(46)，保持架(42)设有与偏心圆弧凹面(46)接触的滚柱(45)，保持架(42)与花键凸轮(41)之间设有能使保持架(42)将滚柱(45)挤向凸轮偏心圆弧凹面(46)低处的弹簧，在保持架(42)的端部设有在其通电时能吸附住保持架(42)的电磁铁(48)，电磁铁(48)与壳体(1)固连。

3、根据权利要求2所述的电磁控制离合变速装置，其特征在于，所述的保持架(42)具有由两根限位柱(43)组成的若干组限位结构，每组限位结构的两根限位柱(43)之间具有限位槽(44)，上述的滚柱(45)设置在限位槽(44)内，所述的花键凸轮(41)的圆周面上的偏心圆弧凹面(46)与上述的限位槽(44)的个数相同。

4、根据权利要求2或3或所述的电磁控制离合变速装置，其特征在于，所述的电磁铁(48)与电源相连接，在电源和电磁铁(48)之间连接有手动按钮。

5、根据权利要求2或3所述的电磁控制离合变速装置，其特征在于，所述的高速从动轮(8)的端部设有固定保持架(42)的端盖(49)，上述的保持架(42)通过端盖(49)固定在高速从动轮(8)内。

6、根据权利要求5所述的电磁控制离合变速装置，其特征在于，所述的电磁铁(48)和固定保持架(42)的端盖(49)之间具有间隙。

7、根据权利要求2或3所述的电磁控制离合变速装置，其特征在于，所述的花键凸轮(41)的一侧具有凸轮定位柱(411)，所述的保持架(42)的底面具有导向槽(421)，凸轮定位柱(411)插入导向槽(421)内，所述的弹簧设置在导向槽(421)内一端作用在导向槽(421)的端面上，另一端作用在凸轮定位柱(411)上。

8、根据权利要求1或2或3所述的电磁控制离合变速装置，其特征在于，所述的高速从动轮(8)和传动轴二(4)之间设有轴承(23)。

9、根据权利要求1或2或3所述的电磁控制离合变速装置，其特征在于，所述的低速从动轮(7)、高速从动轮(8)、低速主动轮(5)和高速主动轮(6)均为齿轮，且每组对应的齿轮相互啮合。

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