一種電動車三擋變速雙機頭驅動系統的製作方法

2023-09-20 14:38:20 1

一種電動車三擋變速雙機頭驅動系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電動車三擋變速雙機頭驅動系統，三擋齒輪（4）上設有二級減速主動齒輪（14），三擋齒輪（4）同時與兩個輸入齒輪（21）嚙合，每個輸入齒輪（21）對應一個電機（22），傳動軸套（3）與輸出花鍵套（5）連接，在傳動軸套（3）的中部並排空套二擋齒輪（7）和一擋齒輪（6），二擋齒輪（7）與二級減速主動齒輪（14）之間設置雙棘爪滑動套（8）。本實用新型換擋時步進電機才工作，能有效節約能源；本實用新型高速運行時只有一級減速因此效率點會比傳統變擋電機都要高，並且換擋便捷、平穩，能夠避免換擋時出現較大的衝擊力；電動車整車的重量全部都承受在主軸上，既降低了裝配的難度及精度，又能有效防止電機軸發生斷裂。
【專利說明】一種電動車三擋變速雙機頭驅動系統【技術領域】
[0001]本實用新型屬於電動車【技術領域】，具體地說，特別涉及電動車上的三擋變速雙機頭驅動系統。
【背景技術】
[0002]目前，電動車的傳動機構普遍採用兩擋變速，所存在的不足在於:
[0003]I)各擋位之間的減速比跨度較大，減速比為2左右；減速比跨度太大換擋時會出現較大的衝擊力，由此造成電流瞬間最大，很容易造成控制系統損壞。
[0004]2)兩擋變速機構是通過軸傳動動力，軸既要承受轉矩又要承受重量，因此對軸的安裝精度要求相當高，稍微有點偏差就會造成電機軸斷裂。
[0005]3)兩擋變速機構不管高速擋還是低速擋都是三級減速，在高速運行時效率點(輸出功率除以輸入功率)難以達到最佳。
[0006]4)需要配備大功率電機，不僅成本高，增大了整個驅動系統的體積，而且電機的發熱量大，會影響系統的可靠性。
[0007]5)換擋由電磁鐵進行控制，由於電磁鐵會一直工作，這樣勢必造成能源浪費。實用新型內容
[0008]本實用新型所要解決的技術問題在於提供一種換擋便捷、平穩，可靠性好的電動車三擋變速雙機頭驅動系統。
[0009]本實用新型的技術方案如下:一種電動車三擋變速雙機頭驅動系統，包括平行布置的主軸(I)和副軸(2)，其特徵在於:所述主軸(I)固定於車體上，在主軸(I)上空套有傳動軸套(3)，該傳動軸套(3)—端的外圍空套三擋齒輪(4)，三擋齒輪(4)上設有二級減速主動齒輪(14)，所述三擋齒輪(4)同時與兩個輸入齒輪(21)嚙合，每個輸入齒輪(21)對應一個電機(22 )，且輸入齒輪(21)通過單向軸承(23 )與對應電機(22 )的輸出軸連接，所述傳動軸套(3)的另一端與輸出花鍵套(5)連接，輸出花鍵套(5)與輪轂相固定，在所述傳動軸套
(3)的中部並排空套二擋齒輪(7)和一擋齒輪(6)，所述二擋齒輪(7)與二級減速主動齒輪
(14)之間設置雙棘爪滑動套(8)，所述雙棘爪滑動套(8)通過花鍵套裝於傳動軸套(3)上；在所述二擋齒輪(7)和二級減速主動齒輪(14)的相對端面上均設置有與雙棘爪滑動套(8)相配合的接合齒；所述一擋齒輪(6)與輸出花鍵套(5)之間設有單棘爪滑動套(9)，該單棘爪滑動套(9 )通過花鍵套裝於傳動軸套(3 )上，並且單棘爪滑動套(9 )通過彈簧(10 )與輸出花鍵套(5)相抵接，在所述一擋齒輪(6)朝向輸出花鍵套(5)的端面上設有與單棘爪滑動套(9)相配合的接合齒；所述副軸(2)上套裝有二級減速從動齒輪(11)、二擋從動齒輪(12)和一擋從動齒輪(13)，所述二級減速從動齒輪(11)與二級減速主動齒輪(14)嚙合，二擋從動齒輪(12)與二擋齒輪(7)嚙合，所述一擋從動齒輪(13)與一擋齒輪(6)嚙合。
[0010]本實用新型配備兩個電機作為動力源，通過主控制器隨時檢測電機的轉速與電流，來實現換擋或是雙機頭 同時工作。初始工作時是主電機工作，當需要高速運行時副電機才會工作，當速度達到一定值時副電機可以停止運行，處於休眠狀態；也可以主、副電機交替運行；依次降低電機的發熱量，更好的保證系統的可靠性。
[0011]電動車電機的動力通過輸入齒輪傳遞給三擋齒輪及二級減速主動齒輪，當雙棘爪滑動套既不與二擋齒輪接合、也不與二級減速主動齒輪接合時，二級減速主動齒輪帶動二級減速從動齒輪旋轉，使副軸、二擋從動齒輪和一擋從動齒輪一起轉動，二擋從動齒輪帶動二擋齒輪空轉，一擋從動齒輪帶動一擋齒輪旋轉，在彈簧彈力的作用下，單棘爪滑動套與一擋齒輪相接合，並隨一擋齒輪一起轉動，單棘爪滑動套將動力傳遞給傳動軸套，使輸出花鍵套向輪轂輸出動力，此時對應電動車的低速擋。
[0012]當雙棘爪滑動套與二擋齒輪接合時，二擋從動齒輪帶動二擋齒輪旋轉，一擋從動齒輪帶動一擋齒輪旋轉，二擋齒輪通過雙棘爪滑動套帶動傳動軸套旋轉，使輸出花鍵套向輪轂輸出動力，此時對應電動車的中速擋；由於傳動軸套的轉速高於一擋齒輪的轉速，在轉速不同的甩力作用下，單棘爪滑動套克服彈簧的彈力向輸出花鍵套方向移動，單棘爪滑動套與一擋齒輪分離，使一擋齒輪及單棘爪滑動套均空轉。
[0013]當雙棘爪滑動套與二級減速主動齒輪接合時，二級減速主動齒輪通過雙棘爪滑動套帶動傳動軸套旋轉，使輸出花鍵套向輪轂輸出動力，此時對應電動車的高速擋；與此同時，二擋從動齒輪帶動二擋齒輪空轉，一擋從動齒輪帶動一擋齒輪旋轉，由於傳動軸套的轉速高於一擋齒輪的轉速，在轉速不同的甩力作用下，單棘爪滑動套克服彈簧的彈力向輸出花鍵套方向移動，單棘爪滑動套與一擋齒輪分離，使一擋齒輪及單棘爪滑動套均空轉。
[0014]由此可見，本實用新型採用高、中、低三擋進行傳動，各擋位之間的減速比可以降低至1.5左右，這樣換擋便捷、平穩，能夠避免換擋時出現較大的衝擊力，從而消除了因電流瞬間最大而造成控制系統損壞的弊病。本實用新型採用軸套傳遞動力，主軸只承受重量，不承受轉矩，電動車整車的重量全部都承受在主軸上，對電機的工作沒有影響，這樣一方面降低了裝配的難度及精度，使裝配更簡單，裝配效率更高；另一方面，能有效防止電機軸發生斷裂。同時，本實用新型在高速擋時只有一級減速，高速運行時的效率點(輸出功率除以輸入功率)能夠達到最佳，與傳統結構相比，能夠提高4-6個效率點；車輛始終在靜止狀態起步都是通過低擋起步，對於整個系統有很好的保護作用。
[0015]所述雙棘爪滑動套(8)的外圓周環槽與撥叉(16)連接，撥叉(16)與撥叉軸(19)的端部相固定，在撥叉軸(19)上設有排齒(20)，該排齒(20)與小齒輪(18)嚙合，小齒輪(18)套裝於步進電機(17)的輸出軸上。以上結構簡單緊湊，既有利於布置及裝配，又能夠有效提高步進電機驅動撥叉運動的可靠性；雙棘爪滑動套由步進電機驅動，只有在換擋時步進電機才開啟，能有效節約能源。
[0016]在所述雙棘爪滑動套(8)的兩端對稱設置有第一棘爪，該第一棘爪由多個按圓周均勻分布的第一棘齒(8a)組成,所述第一棘齒(8a)為三角形塊狀結構,第一棘齒(8a)突出於雙棘爪滑動套(8)端面的高度按圓周方向逐漸減小，所述二擋齒輪(7)或二級減速主動齒輪(14)上的接合齒能夠與對應的第一棘齒(8a)相對接貼合。
[0017]雙棘爪滑動套上的的第一棘齒採用三角形塊狀結構，一方面造型簡單，加工製作容易，強度可靠；另一方面，第一棘齒突出於雙棘爪滑動套的端面即工作面為斜坡結構，在雙棘爪滑動套與對應的擋位齒輪接合時，各第一棘齒與擋位齒輪上的接合齒面對面貼合，通過摩擦力進行傳動，不僅確保了傳動的可靠性，而且使得換擋更容易、便捷，能有效避免打齒。
[0018]所述第一棘齒(8a)與雙棘爪滑動套(8)為一體結構，且第一棘齒(8a)的工作面為圓弧面。以上結構有利於加工製作，第一棘齒的工作面採用圓弧面與對應的擋位齒輪接合，接合更緊密、傳動更可靠，並且分離非常容易。
[0019]在所述單棘爪滑動套(9)朝向一擋齒輪(6)的端面上設置有第二棘爪，該第二棘爪由多個按圓周均勻分布的第二棘齒(9a)組成，所述第二棘齒(9a)為三角形塊狀結構，第二棘齒(9a)突出於單棘爪滑動套(9)端面的高度按圓周方向逐漸減小，所述一擋齒輪(6)上的接合齒能夠與第二棘齒(9a)相對接貼合。
[0020]單棘爪滑動套上的第二棘齒採用三角形塊狀結構，一方面造型簡單，加工製作容易，強度可靠；另一方面，第二棘齒突出於單棘爪滑動套的端面即工作面為斜坡結構，在單棘爪滑動套與一擋齒輪接合時，各第二棘齒與一擋齒輪上的接合齒面對面貼合，通過摩擦力進行傳動，不僅確保了傳動的可靠性，而且分離更方便、快捷。作為優選，第二棘齒的工作面也為圓弧面。
[0021]在所述單棘爪滑動套(9)的外圓周面上固定有偏心配重塊(15)，利用離心力能夠使單棘爪滑動套與一擋齒輪分離更快速，從而進一步提高了換擋的便捷性。
[0022]所述偏心配重塊(15)為圓環形塊狀結構，並通過螺栓與單棘爪滑動套(9)相固定。以上結構一方面偏心配重塊造型簡單、易於加工製作、成本低；另一方面，偏心配重塊拆裝便捷，與單棘爪滑動套連接牢靠，並且更換偏心配重塊非常方便。
[0023]有益效果:本實用新型配備兩個電機作為動力源，能夠降低電機的發熱量，保證系統的可靠性；換擋時步進電機才工作，能有效節約能源；本實用新型高速運行時的效率點(輸出功率除以輸入功率)能夠達到最佳，並且換擋便捷、平穩，能夠避免換擋時出現較大的衝擊力，從而消除了因電流瞬間最大而造成控制系統損壞的弊病；電動車整車的重量全部都承受在主軸上，對電機的工作沒有影響，既降低了裝配的難度及精度，又能有效防止電機軸發生斷裂。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0025]圖2為圖1的左視圖。
[0026]圖3為單棘爪滑動套的結構示意圖。
[0027]圖4為圖3的俯視圖。
[0028]圖5為雙棘爪滑動套的結構示意圖。
[0029]圖6為圖5的俯視圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明:
[0031]如圖1、圖2所示，與電動車車體相連接的主軸I固定不動，該主軸I與副軸2相平行，副軸2能夠自由轉動。在所述主軸I上空套有傳動軸套3，該傳動軸套3能夠相對於主軸I旋轉。所述傳動軸套3如圖示左端的外圍空套三擋齒輪4，該三擋齒輪4的右端設置二級減速主動齒輪14，二級減速主動齒輪14和三擋齒輪4可以是一體結構，也可以是固裝在一起的分體式結構。所述三擋齒輪4同時與兩個輸入齒輪21嚙合，每個輸入齒輪21對應一個電機22，且輸入齒輪21通過單向軸承23與各自對應的電機22的輸出軸連接。所述傳動軸套3的右端與輸出花鍵套5連接，輸出花鍵套5通過花鍵套裝於傳動軸套3上，且輸出花鍵套5與電動車的輪轂連接，當傳動軸套3旋轉的時候，能夠帶動輸出花鍵套5 —起轉動，向電動車的輪轂輸出動力。
[0032]如圖1、圖5、圖6所示，在傳動軸套3的中部並排空套二擋齒輪7和一擋齒輪6，二擋齒輪7位於一擋齒輪6的左側。在所述二擋齒輪7與二級減速主動齒輪14之間設置雙棘爪滑動套8，該雙棘爪滑動套8通過花鍵套裝於傳動軸套3上。在所述雙棘爪滑動套8的兩端對稱設置有第一棘爪，該第一棘爪由多個按圓周均勻分布的第一棘齒8a組成，第一棘齒8a與雙棘爪滑動套8為一體結構，第一棘齒8a的數目根據實際需要確定，本實施例優選為10個。所述第一棘齒8a為三角形塊狀結構，第一棘齒8a突出於雙棘爪滑動套8端面(即第一棘齒8a的工作面)的高度按圓周方向逐漸減小，且第一棘齒8a的工作面為圓弧面。
[0033]如圖1、圖5、圖6所示，在所述二擋齒輪7的左端面以及二級減速主動齒輪14的右端面均設有與第一棘齒8a相配合的接合齒，所述接合齒的數目與第一棘齒8a相等，接合齒的位置與第一棘齒8a相對,接合齒的形狀與第一棘齒8a相適應,所述接合齒能夠與第一棘齒8a以相對貼合的方式進行接合。在所述雙棘爪滑動套8外圓周面的中部開有環槽，該環槽與撥叉16連接，所述撥叉16與撥叉軸19的端部相固定，在撥叉軸19上設有排齒20，該排齒20與小齒輪18嚙合，小齒輪18套裝於步進電機17的輸出軸上。當步進電機17開啟的時候，步進電機17的輸出軸帶動小齒輪18轉動，小齒輪18通過排齒20帶動撥叉軸19沿左右方向移動，撥叉軸19移動的同時，通過撥叉16撥動雙棘爪滑動套8，使雙棘爪滑動套8能夠在傳動軸套3上左右滑移，有選擇地與二擋齒輪7接合，或者與二級減速主動齒輪14接合，或者同時與二擋齒輪7及二級減速主動齒輪14分離。
[0034]如圖1、圖3、圖4所示，在一擋齒輪6與輸出花鍵套5之間設有單棘爪滑動套9，該單棘爪滑動套9通過花鍵套裝於傳動軸套3上。所述單棘爪滑動套9與輸出花鍵套5之間設置彈簧10，該彈簧10環套在主軸I上，彈簧10的左端與單棘爪滑動套9抵接，彈簧10的右端與輸出花鍵套5相抵接。在所述單棘爪滑動套9的左端面一體形成有第二棘爪，該第二棘爪由多個按圓周均勻分布的第二棘齒9a組成，第二棘齒9a所圍成圓周的圓心在單棘爪滑動套9的軸線上，第二棘齒9a的數目根據實際需要確定，本實施例優選為10個。所述第二棘齒9a為三角形塊狀結構，第二棘齒9a突出於單棘爪滑動套9端面(即第二棘齒9a的工作面)的高度按圓周方向逐漸減小，第二棘齒9a的工作面為圓弧面。在所述單棘爪滑動套9的外圓周面上設置有偏心配重塊15，該偏心配重塊15為圓環形塊狀結構，並通過螺栓與單棘爪滑動套9相固定。
[0035]如圖1、圖3、圖4所示，在一擋齒輪6的右端面一體形成有與第二棘齒9a相配合的接合齒，該接合齒的數目與第二棘齒9a相等，接合齒的位置與第二棘齒9a相對，接合齒的形狀與第二棘齒9a相適應，所述接合齒能夠與第二棘齒9a以相對貼合的方式進行接合。
[0036]如圖1所示，在副軸2上從左往右依次套裝二級減速從動齒輪11、二擋從動齒輪12和一擋從動齒輪13，二級減速從動齒輪11、二擋從動齒輪12及一擋從動齒輪13均通過花鍵與副軸2配合。所述二級減速從動齒輪11與二級減速主動齒輪14嚙合，二擋從動齒輪12與二擋齒輪7嚙合，所述一擋從動齒輪13與一擋齒輪6嚙合。[0037]本實用新型中，各電機22通過單向軸承23帶動輸入齒輪21旋轉，輸入齒輪21將動力傳動給三擋齒輪4和二級減速主動齒輪14。
[0038]本實用新型具有高、中、低三個擋位，具體如下:
[0039]當雙棘爪滑動套8既不與二擋齒輪7相接合、也不與二級減速主動齒輪14相接合時，二級減速主動齒輪14帶動二級減速從動齒輪11旋轉，使副軸2、二擋從動齒輪12和一擋從動齒輪13 —起轉動，二擋從動齒輪12帶動二擋齒輪7空轉，一擋從動齒輪13帶動一擋齒輪6旋轉，在彈簧10彈力的作用下，單棘爪滑動套9與一擋齒輪6相接合，並隨一擋齒輪6 —起轉動，單棘爪滑動套9將動力傳遞給傳動軸套3，使輸出花鍵套5向輪轂輸出動力，此時對應電動車的低速擋。
[0040]當雙棘爪滑動套8與二擋齒輪7接合時，二級減速主動齒輪14帶動二級減速從動齒輪11旋轉，使副軸2、二擋從動齒輪12和一擋從動齒輪13 —起轉動，二擋從動齒輪12帶動二擋齒輪7旋轉，一擋從動齒輪13帶動一擋齒輪6旋轉，二擋齒輪7通過雙棘爪滑動套8帶動傳動軸套3旋轉，使輸出花鍵套5向輪轂輸出動力，此時對應電動車的中速擋；由於傳動軸套3的轉速高於一擋齒輪6的轉速，在轉速不同的甩力作用下，單棘爪滑動套9克服彈簧10的彈力向輸出花鍵套5方向移動，單棘爪滑動套9與一擋齒輪6分離，使一擋齒輪6及單棘爪滑動套9均空轉。
[0041]當雙棘爪滑動套8與二級減速主動齒輪14接合時，二級減速主動齒輪14通過雙棘爪滑動套8帶動傳動軸套3旋轉，使輸出花鍵套5向輪轂輸出動力，此時對應電動車的高速擋；與此同時，二級減速主動齒輪14帶動二級減速從動齒輪11旋轉，使副軸2、二擋從動齒輪12和一擋從動齒輪13 —起轉動，二擋從動齒輪12帶動二擋齒輪7空轉，一擋從動齒輪13帶動一擋齒輪6旋轉，由於傳動軸套3的轉速高於一擋齒輪6的轉速，在轉速不同的甩力作用下，單棘爪滑動套9與一擋齒輪6分離，使一擋齒輪6及單棘爪滑動套9均空轉。
[0042]儘管以上結合附圖對本實用新型的優選實施例進行了描述，但本實用新型不限於上述【具體實施方式】，上述【具體實施方式】僅僅是示意性的而不是限定性的，本領域的普通技術人員在本實用新型的啟示下，在不違背本實用新型宗旨及權利要求的前提下，可以作出多種類似的表示，如更改滑動套棘齒的的造型及數目，或者改變滑動套與對應齒輪的結合方式，或者改變換擋結構等等，這樣的變換均落入本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種電動車三擋變速雙機頭驅動系統，包括平行布置的主軸(I)和副軸(2)，其特徵在於:所述主軸(I)固定於車體上，在主軸(I)上空套有傳動軸套(3),該傳動軸套(3) —端的外圍空套三擋齒輪(4)，三擋齒輪(4)上設有二級減速主動齒輪(14)，所述三擋齒輪(4)同時與兩個輸入齒輪(21)哨合,每個輸入齒輪(21)對應一個電機(22),且輸入齒輪(21)通過單向軸承(23 )與對應電機(22 )的輸出軸連接，所述傳動軸套(3 )的另一端與輸出花鍵套(5 )連接，輸出花鍵套(5 )與輪轂相固定，在所述傳動軸套(3 )的中部並排空套二擋齒輪(7 )和一擋齒輪(6)，所述二擋齒輪(7)與二級減速主動齒輪(14)之間設置雙棘爪滑動套(8)，所述雙棘爪滑動套(8)通過花鍵套裝於傳動軸套(3)上；在所述二擋齒輪(7)和二級減速主動齒輪(14)的相對端面上均設置有與雙棘爪滑動套(8)相配合的接合齒；所述一擋齒輪(6 )與輸出花鍵套(5 )之間設有單棘爪滑動套(9 )，該單棘爪滑動套(9 )通過花鍵套裝於傳動軸套(3 )上，並且單棘爪滑動套(9 )通過彈簧(10 )與輸出花鍵套(5 )相抵接，在所述一擋齒輪(6 )朝向輸出花鍵套(5 )的端面上設有與單棘爪滑動套(9 )相配合的接合齒；所述副軸(2)上套裝有二級減速從動齒輪(11)、二擋從動齒輪(12)和一擋從動齒輪(13)，所述二級減速從動齒輪(11)與二級減速主動齒輪(14)嚙合，二擋從動齒輪(12)與二擋齒輪(7)嚙合，所述一擋從動齒輪(13)與一擋齒輪(6)哨合。
2.根據權利要求1所述的電動車三擋變速雙機頭驅動系統，其特徵在於:所述雙棘爪滑動套(8)的外圓周環槽與撥叉(16)連接，撥叉(16)與撥叉軸(19)的端部相固定，在撥叉軸(19)上設有排齒(20)，該排齒(20)與小齒輪(18)嚙合，小齒輪(18)套裝於步進電機(17)的輸出軸上。
3.根據權利要求1所述的電動車三擋變速雙機頭驅動系統，其特徵在於:在所述雙棘爪滑動套(8)的兩端對稱設置有第一棘爪，該第一棘爪由多個按圓周均勻分布的第一棘齒(8a)組成，所述第一棘齒(8a)為三角形塊狀結構，第一棘齒(8a)突出於雙棘爪滑動套(8)端面的高度按圓周方向逐漸減小，所述二擋齒輪(7)或二級減速主動齒輪(14)上的接合齒能夠與對應的第一棘齒(8a)相對接貼合。
4.根據權利要求3所述的電動車三擋變速雙機頭驅動系統，其特徵在於:所述第一棘齒(8a)與雙棘爪滑動套(8)為一體結構，且第一棘齒(8a)的工作面為圓弧面。
5.根據權利要求1所述的電動車三擋變速雙機頭驅動系統，其特徵在於:在所述單棘爪滑動套(9)朝向一擋齒輪(6)的端面上設置有第二棘爪，該第二棘爪由多個按圓周均勻分布的第二棘齒(9a)組成，所述第二棘齒(9a)為三角形塊狀結構，第二棘齒(9a)突出於單棘爪滑動套(9)端面的高度按圓周方向逐漸減小，所述一擋齒輪(6)上的接合齒能夠與第二棘齒(9a)相對接貼合。
6.根據權利要求5所述的電動車三擋變速雙機頭驅動系統，其特徵在於:在所述單棘爪滑動套(9)的外圓周面上固定有偏心配重塊(15)。
7.根據權利要求6所述的電動車三擋變速雙機頭驅動系統，其特徵在於:所述偏心配重塊(15)為圓環形塊狀結構，並通過螺栓與單棘爪滑動套(9)相固定。
【文檔編號】F16H59/04GK203717802SQ201420095990
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年3月4日 優先權日:2014年3月4日
【發明者】李紅波, 黃玉權 申請人:李紅波, 重慶綠華電動車有限公司