一種電動車輪轂電機雙離合器行星變擋機構的製作方法

2023-12-06 02:29:51

專利名稱：一種電動車輪轂電機雙離合器行星變擋機構的製作方法
技術領域：
一種電動車輪轂電機雙離合器行星變擋機構技術領域[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輪轂電機雙離合器行星變擋機構。
背景技術：
[0002]目前，市場上生產的電動車電機，是靠電子控制器來達到無級變速，它的轉速可以從零到額定值，和發動機油門變速相比較，電機的變速更平穩。但採用電子控制器進行變速的方法有很大的不足在爬坡和加載的時候，電機工作時通過電流的不斷增加來增加轉矩， 以此來改變爬坡能力。因此，轉矩大電流就大，電機的輸出轉矩小，耗電量大，續行能力大大地縮短。[0003]有的廠家將行星齒輪機構與電動車的輪轂電機集成在一起，通過行星齒輪機構進行變速。但是在變速的時候，需要將齒輪進行軸向移動，以改變嚙合對象才能實現。當速度較快或者在爬坡、加載的情況下，容易造成齒輪打壞，並且換擋的平穩性較差，換擋時整車易發抖，會影響駕乘的舒適性。同時，現有的輪轂電機變擋機構結構複雜、裝配困難、體積較大、生產成本高，不利於規模化推廣使用。實用新型內容[0004]本實用新型所要解決的技術問題在於提供一種換擋平穩，能有效提高續行能力和爬坡能力的電動車輪轂電機雙離合器行星變擋機構。[0005]本實用新型的技術方案如下一種電動車輪轂電機雙離合器行星變擋機構，包括輪轂(25)，其特徵在於所述輪轂(25)通過軸承支承於電機軸(5)上，在電機軸(5)上套裝電機外殼⑶，該電機外殼⑶與輪轂(25)相對接固定；在所述電機外殼⑶內設置電機內 殼(I)，該電機內殼(I)的內壁上裝有磁鋼片(7),並在電機內殼(I)內設置定子(6),定子[6]固套於電機軸(5)上；所述電機內殼(I)的兩端分別由第一內端蓋⑵和第二內端蓋(3)封口，這兩個內端蓋(2、3)均通過軸承支承在電機軸(5)上，在所述第一內端蓋(2)的旁邊設有至少兩個第一行星齒輪(9)，所有的第一行星齒輪(9)均與第一恆星齒輪(13)相哨合，該第一;〖亙星齒輪(13)活套在電機軸(5)上,且第一;〖亙星齒輪(13)與第一內端蓋(2) 相固定；所述第一行星齒輪(9)位於輪轂(25)內，每一個第一行星齒輪(9)對應一個第二行星齒輪(12)，第一行星齒輪(9)通過行星軸(23)與對應的第二行星齒輪(12)連接，所述行星軸(23)穿設在行星架(10)上，該行星架(10)通過標準軸承單向超越離合器(14)與電機軸(5)連接；所有的第二行星齒輪(12)均與第二恆星齒輪(15)相嚙合，該第二恆星齒輪(15)與輪轂(25)內部的輪轂連接件(24)相固定，並且第二恆星齒輪(15)通過可控雙向離合器與電機軸(5)連接。[0006]採用以上技術方案，電機內殼、磁鋼片、第一內端蓋和第二內端蓋組成電機轉子； 第一恆星齒輪、第一行星齒輪、行星架和行星軸組成行星一級減速結構；行星軸、第二行星齒輪和第二恆星齒輪組成行星二級減速結構。本實用新型具有一個高速擋和一個低速擋，高速擋與低速擋之間的切換由可控雙向離合器實現。當可控雙向離合器處於結合狀態時， 可控雙向離合器將第二恆星齒輪和行星架鎖死，這樣行星一級減速結構和行星二級減速結構處於鎖死狀態，行星一級減速結構和行星二級減速結構能夠整體一起轉動，當電機旋轉時，電機轉子直接帶動第二恆星齒輪，直接將動力通過輪轂連接件傳遞給輪轂，整個傳動系統處於二擋高速狀態。[0007]當可控雙向離合器處於分離狀態時，可控雙向離合器鬆開對第二恆星齒輪以及行星架的控制，這樣當電機旋轉時，電機轉子帶動第一恆星齒輪一起轉動，第一恆星齒輪再帶動第一行星齒輪，使與第一行星齒輪同軸的第二行星齒輪旋轉，第二行星齒輪再帶動第二恆星齒輪，使第二恆星齒輪將動力通過輪轂連接件傳遞給輪轂，整個傳動系統在通過行星一級減速和行星二級減速後，處於一擋低速狀態。[0008]由此可見，本實用新型在輸入轉速不變的情況下，傳動齒輪不發生軸向移動，通過可控雙向離合器可以得到不同的轉速，這樣電動車在爬坡和加載的情況下，轉矩增加而電流不增加，從而有效提高了電動車的續行能力和爬坡能力，使電動車能夠適應各種路面狀況行駛。本實用新型的變擋由可控雙向離合器進行控制，既避免了齒輪打壞的現象發生，又確保了換擋的平穩性，換擋時整車不會發生發抖，大大提高了駕乘的舒適性。[0009]所述可控雙向離合器包括保持架(16)、第一彈簧(17)、滾柱(22)和鎖緊裝置，保持架(16)位於第二恆星齒輪(15)內，該保持架(16)與電機軸(5)間隙配合，並且保持架(16)在鎖緊裝置的作用下能夠鎖死在電機軸(5)上，行星架(10)的端部凸臺(IOa)伸入第二恆星齒輪(15)內，該端部凸臺(IOa)與第二恆星齒輪(15)之間形成多個按圓周均勻分布的滾道，各滾道的中間寬兩邊窄，並且每個滾道中均設有滾柱(22)，該滾柱(22)位於保持架(16)上的定位缺口中，在所述保持架(16)與端部凸臺(IOa)之間設有按圓周均勻分布的第一彈簧(17),該第一彈簧(17)的一端與保持架(16)抵接,另一端與端部凸臺(IOa) 抵接。[0010]以上結構中，鎖緊裝置用於控制保持架，使保持架鎖死在電機軸上或者與電機軸分離。當保持架與電機軸分離時 ，保持架與行星架作相對運動，在第一彈簧的作用下，滾柱被推入滾道的一邊卡緊，使行星架和保持架結合在一起，將第二恆星齒輪和行星架鎖死；當保持架在電機軸上鎖死時，滾柱始終處於滾道的最低點，行星架與保持架分離，行星一級減速結構和行星二級減速結構能夠旋轉工作。由此可見，可控雙向離合器的結構簡單、緊湊， 不僅製作裝配方便，而且結合與分離容易，性能可靠。[0011]為了簡化結構、方便加工製作、降低生產成本，所述行星架(10)的端部凸臺(IOa) 為六方凸塊。[0012]所述鎖緊裝置由滾動體(18)、推桿(19)、彈簧卡圈(20)和第二彈簧(21)組成，推桿(19)的內端伸入電機軸(5)沿軸心開設的盲孔中，並與第二彈簧(21)相抵接，推桿(19) 靠近外端的部位設有凸臺，該凸臺由電機軸(5)端部嵌裝的彈簧卡圈(20)限位，在所述電機軸(5)上沿半徑方向對稱開設有兩個通孔，該通孔與電機軸(5)軸心的盲孔相通，每個通孔中均裝有滾動體(18)，在所述推桿(19)上開有與滾動體(18)配合，並能驅動滾動體(18)運動的驅動槽。[0013]以上結構中，推桿在第二彈簧的作用下滑動到彈簧卡圈限位點，此時滾動體位於驅動槽的最低處，保持架能夠相對電機軸旋轉；推動推桿向第二彈簧的方向運動，推桿克服第二彈簧的彈力，並且推桿驅動滾動體，使滾動體朝著保持架運動，直至滾動體將保持架的內壁頂緊，使保持架鎖死在電機軸上。鎖緊裝置結構簡單，操作容易，既靈敏又可靠，能夠確保可控雙向離合器按需結合或分離。[0014]所述推桿(19)上的驅動槽中間深兩邊淺，該驅動槽的槽底為圓柱面，兩邊的槽壁為錐面。以上結構一方面造型簡單，易於加工製造，另一方面，驅動滾動體運動的可靠性好， 能有效防止滾動體發生卡滯。[0015]在所述 第一恆星齒輪(13)的外圍設有兩個第一行星齒輪(9)，這兩個第一行星齒輪(9)相對於第一恆星齒輪(13)對稱分布。以上結構布置合理，運轉平穩、可靠，有利於裝配及降低生產成本。[0016]為了使第二內端蓋運轉更靈活，所述第二內端蓋(3)的中部一體形成有環形凸臺，該環形凸臺通過軸承與電機外殼(8)的外端蓋(4)相支承。[0017]本實用新型的有益效果是[0018]I)在輸入轉速不變的情況下，通過可控雙向離合器可以使輪轂得到不同的轉速， 有效提高了電動車的續行能力和爬坡能力。[0019]2)變擋由可控雙向離合器進行控制，可以防止齒輪打壞，確保了換擋的平穩性，使換擋時整車不會發生發抖，大大提高了駕乘的舒適性。[0020]3)整體結構簡單緊湊，裝配容易、快捷，體積小巧，生產成本低，變擋操作簡便，性能可靠，有利於電動車的規模化推廣使用。[0021]4)能夠使電動車適應各種路面狀況行駛，擴大了電動車的使用場合，在各種類型的電動汽車、電動摩託車和電動自行車上均可使用。


[0022]圖I為本實用新型的結構示意圖。[0023]圖2為圖I的A-A剖視圖，也是可控雙向離合器的分離狀態圖。[0024]圖3為可控雙向離合器的結合狀態圖。
具體實施方式
[0025]
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明[0026]請看圖I,輪轂25位於如圖I所示電機軸5左部的位置,該輪轂25通過軸承支承在電機軸5上，輪轂25能相對電機軸5旋轉。所述輪轂25的右端敞口，在輪轂25的右側設有電機外殼8,該電機外殼8為圓套結構，電機外殼8的左端與輪轂25右端的敞口相對接，並通過螺釘固定在一起。在電機外殼8的右側設置外端蓋4，該外端蓋4將電機外殼8 的右端封口，且外端蓋4通過螺釘固定在電機外殼8的右端，所述電機軸5的右端從外端蓋 4中部的過孔向右伸出。[0027]請看圖I、圖2和圖3，輪轂25、電機外殼8和外端蓋4組成密閉的空腔，該空腔內設置有電機內殼I、第一內端蓋2、第二內端蓋3、定子6、磁鋼片7、第一行星齒輪9、行星架 10、輪轂連接塊11、第二行星齒輪12、第一恆星齒輪13、標準軸承單向超越離合器14、第二恆星齒輪15、保持架16和輪轂連接件24等部件。其中，電機內殼I位於電機外殼8內，該電機內殼I也為圓套結構，在電機內殼I的內壁上安裝磁鋼片7，並在電機內殼I內設置定子6,定子6固套於電機軸5上。所述電機內殼I的右端由第二內端蓋3封口，該第二內端蓋3通過螺釘與電機內殼I相固定，第二內端蓋3的中部通過軸承支承在電機軸5的右部軸身上。所述第二內端蓋3的中部朝著外端蓋4的方向一體延伸，形成有環形凸臺，該環形凸臺通過軸承與外端蓋4相支承。電機內殼I的左端由第一內端蓋2封口，該第一內端蓋 2通過螺釘與電機內殼I相固定，第一內端蓋2的中部通過軸承支承在電機軸5上。[0028]如圖I、圖2、圖3所示，在所述第一內端蓋2的左側設有第一恆星齒輪13，該第一恆星齒輪13活套在電機軸5上，並且第一恆星齒輪13的右端與第一內端蓋2相固定。在所述第一恆星齒輪13圓周方向的外圍設有兩個第一行星齒輪9，這兩個第一行星齒輪9均位於輪轂25內，且兩個第一行星齒輪9相對於第一;〖亙星齒輪13對稱分布，即兩個第一行星齒輪9和第一恆星齒輪13布置在一條直線上。所述兩個第一行星齒輪9均與第一恆星齒輪13相嚙合。在第一恆星齒輪13的左側設置行星架10，該行星架10通過標準軸承單向超越離合器14與電機軸5連接，標準軸承單向超越離合器14起單向傳動的作用。標準軸承單向超越離合器14為現有技術，其結構及工作原理在此不作贅述。在所述行星架10上穿設有兩根行星軸23，這兩根行星軸23與兩個第一行星齒輪9 一一對應，每根行星軸23的右端與對應第一行星齒輪9的中部相固定，每根行星軸23的左端與第二行星齒輪12的中部連接，兩個第二行星齒輪12與兩個第一行星齒輪9相對應。在兩個第二行星齒輪12之間設有第二恆星齒輪15，三者在一條直線上，並且兩個第二行星齒輪12均與第二恆星齒輪 15相嚙合。所述第二恆星齒輪15通過螺栓與輪轂連接件24相固定，輪轂連接件24通過輪轂連接塊11與所述輪轂25固定連接在一起。 如圖I、圖2、圖3所示，在第二恆星齒輪15內設置有保持架16，該保持架16與電機軸5間隙配合。所述行星架10左端的中部一體形成有端部凸臺10a，該端部凸臺IOa為六方凸塊，其外輪廓近似為正六邊形。所述端部凸臺IOa伸入第二恆星齒輪15內，該端部凸臺IOa與第二恆星齒輪15之間形成六個按圓周均勻分布的滾道，各滾道的中間寬兩邊窄， 並且每個滾道中均設有滾柱22，該滾柱22位於保持架16上的定位缺口中。在所述保持架 16與端部凸臺IOa之間設有按圓周均勻分布的第一彈簧17，本實施例中，第一彈簧17優選為兩個，第一彈簧17的一端與保持架16抵接，另一端與端部凸臺IOa抵接。[0030]如圖I所示，在電機軸5的左端沿其軸心線向右開設有盲孔，推桿19的內端伸入該盲孔，並與第二彈簧21的左端相抵接，第二彈簧21的右端抵接在盲孔的孔底。推桿19 的外端在盲孔外，推桿19靠近外端的部位一體形成有凸臺，該凸臺由電機軸5左端部嵌裝的彈簧卡圈20限位，彈簧卡圈20位於該凸臺的左側。在所述電機軸5上對應保持架16內壁的位置開有兩個通孔，這兩個通孔均沿電機軸5的半徑方向開設，該通孔的中心線與電機軸5的軸心線相垂直，兩個通孔相對於電機軸5的軸心線對稱布置，並且各通孔均與電機軸5軸心的盲孔相通。在每個通孔中均裝有滾動體18，該滾動體18可以是鋼球，鋼球的數目根據實際需要確定；滾動體18也可以是滾柱或者其它類似的結構。所述保持架16的內壁上開有與滾動體18相對應的定位槽，該定位槽優選為半月形。在所述推桿19上開有與滾動體18配合，並能驅動滾動體18運動的驅動槽，該驅動槽類似為馬鞍形，驅動槽中間深兩邊淺，驅動槽的槽底為圓柱面，兩邊的槽壁為錐面。[0031]本實用新型的工作原理如下[0032]電機內殼I、磁鋼片7、第一內端蓋2和第二內端蓋3組成電機轉子，該電機轉子和定子6以及電機軸5組成電機；第一;〖亙星齒輪13、第一行星齒輪9、行星架10和行星軸23 組成行星一級減速結構；行星軸23、第二行星齒輪12和第二恆星齒輪15組成行星二級減速結構；保持架16、第一彈簧17、滾動體18、推桿19、彈簧卡圈20、第二彈簧21、滾柱22和行星架10組成可控雙向離合器。[0033]如圖I、圖3所示，推桿19在第二彈簧21的作用下向左滑動到彈簧卡圈20限位點，此時滾動體18位於驅動槽的最低處,保持架6能夠相對電機軸5旋轉,並且保持架6可以與行星架10作相對運動，在第一彈簧17的作用下，滾柱22被推入滾道的一邊，在端部凸臺IOa和第二恆星齒輪15之間卡緊，並使行星架10和保持架6結合在一起，由此將第二恆星齒輪15和行星架10鎖死，這樣行星一級減速結構和行星二級減速結構處於鎖死狀態，行星一級減速結構和行星二級減速結構能夠整體一起轉動，當電機旋轉時，電機轉子直接帶動第二恆星齒輪15，直接將動力通過輪轂連接件24傳遞給輪轂25，整個傳動系統處於二擋高速狀態。[0034]如圖I、圖2所示，推動推桿19向第二彈簧21的方向運動，推桿19克服第二彈簧 21的彈力，並且推桿19通過驅動槽槽壁的錐面驅動滾動體18，使滾動體18朝著保持架16 運動，直至滾動體18嵌入保持架16內壁的半月形定位槽中，將保持架16的內壁頂緊，使保持架6鎖死在電機軸5上,保持架16保持靜止。此後,滾柱22始終處於滾道的最低點,保持架16與第二恆星齒輪15之間分離，並且行星架10與保持架16分離，行星一級減速結構和行星二級減速結構能夠旋轉工作。電機的轉子旋轉時，電機轉子帶動第一恆星齒輪13 — 起轉動，第一恆星齒輪13再帶動第一行星齒輪9，使與第一行星齒輪9同軸的第二行星齒輪 12旋轉，第二行星齒輪12再帶動第二恆星齒輪15，使第二恆星齒輪15將動力通過輪轂連接件24傳遞給輪轂25，整個傳動系統在通過行星一級減速和行星二級減速後，處於一擋低速狀態。[0035]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，比如將可控雙向離合器改為其它類似的結構，只要能夠實現本實用新型的功能即可，或者改變控制可控雙向離合器結合與分離的方式，或者改變滾動體的結構，或者將第一行星齒輪的數目改為三個，或者改變滾柱的數目等等，這樣的變換均落入本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種電動車輪轂電機雙離合器行星變擋機構，包括輪轂(25)，其特徵在於所述輪轂(25)通過軸承支承於電機軸(5)上,在電機軸(5)上套裝電機外殼(8),該電機外殼(8) 與輪轂(25)相對接固定；在所述電機外殼⑶內設置電機內殼(I)，該電機內殼⑴的內壁上裝有磁鋼片(7)，並在電機內殼⑴內設置定子(6)，定子(6)固套於電機軸(5)上；所述電機內殼⑴的兩端分別由第一內端蓋⑵和第二內端蓋⑶封口，這兩個內端蓋(2、 3)均通過軸承支承在電機軸(5)上，在所述第一內端蓋(2)的旁邊設有至少兩個第一行星齒輪(9)，所有的第一行星齒輪(9)均與第一恆星齒輪(13)相嚙合，該第一恆星齒輪(13) 活套在電機軸(5)上，且第一恆星齒輪(13)與第一內端蓋(2)相固定；所述第一行星齒輪(9)位於輪轂(25)內，每一個第一行星齒輪(9)對應一個第二行星齒輪(12)，第一行星齒輪(9)通過行星軸(23)與對應的第二行星齒輪(12)連接，所述行星軸(23)穿設在行星架(10)上，該行星架(10)通過標準軸承單向超越離合器(14)與電機軸(5)連接；所有的第二行星齒輪(12)均與第二恆星齒輪(15)相嚙合，該第二恆星齒輪(15)與輪轂(25)內部的輪轂連接件(24)相固定，並且第二恆星齒輪(15)通過可控雙向離合器與電機軸(5)連接。
2.根據權利要求I所述的電動車輪轂電機雙離合器行星變擋機構，其特徵在於所述可控雙向離合器包括保持架(16)、第一彈簧(17)、滾柱(22)和鎖緊裝置，保持架(16)位於第二恆星齒輪(15)內，該保持架(16)與電機軸(5)間隙配合，並且保持架(16)在鎖緊裝置的作用下能夠鎖死在電機軸(5)上，行星架(10)的端部凸臺(IOa)伸入第二恆星齒輪(15) 內，該端部凸臺(IOa)與第二恆星齒輪(15)之間形成多個按圓周均勻分布的滾道，各滾道的中間寬兩邊窄，並且每個滾道中均設有滾柱(22)，該滾柱(22)位於保持架(16)上的定位缺口中，在所述保持架(16)與端部凸臺(IOa)之間設有按圓周均勻分布的第一彈簧(17)， 該第一彈簧(17)的一端與保持架(16)抵接，另一端與端部凸臺(IOa)抵接。
3.根據權利要求2所述的電動車輪轂電機雙離合器行星變擋機構，其特徵在於所述行星架(10)的端部凸臺(IOa)為六方凸塊。
4.根據權利要求2或3所述的電動車輪轂電機雙離合器行星變擋機構，其特徵在於 所述鎖緊裝置由滾動體(18)、推桿(19)、彈簧卡圈(20)和第二彈簧(21)組成，推桿(19) 的內端伸入電機軸(5)沿軸心開設的盲孔中，並與第二彈簧(21)相抵接，推桿(19)靠近外端的部位設有凸臺，該凸臺由電機軸(5)端部嵌裝的彈簧卡圈(20)限位，在所述電機軸(5)上沿半徑方向對稱開設有兩個通孔，該通孔與電機軸(5)軸心的盲孔相通，每個通孔中均裝有滾動體(18)，在所述推桿(19)上開有與滾動體(18)配合，並能驅動滾動體(18)運動的驅動槽。
5.根據權利要求4所述的電動車輪轂電機雙離合器行星變擋機構，其特徵在於所述推桿(19)上的驅動槽中間深兩邊淺，該驅動槽的槽底為圓柱面，兩邊的槽壁為錐面。
6.根據權利要求I所述的電動車輪轂電機雙離合器行星變擋機構，其特徵在於在所述第一恆星齒輪(13)的外圍設有兩個第一行星齒輪(9)，這兩個第一行星齒輪(9)相對於第一恆星齒輪(13)對稱分布。
7.根據權利要求I所述的電動車輪轂電機雙離合器行星變擋機構，其特徵在於所述第二內端蓋(3)的中部一體形成有環形凸臺，該環形凸臺通過軸承與電機外殼(8)的外端蓋⑷相支承。
專利摘要本實用新型公開了一種電動車輪轂電機雙離合器行星變擋機構，電機內殼、磁鋼片、第一內端蓋和第二內端蓋組成電機轉子，該電機轉子和定子以及電機軸組成電機；第一恆星齒輪、第一行星齒輪、行星架和行星軸組成行星一級減速結構；行星軸、第二行星齒輪和第二恆星齒輪組成行星二級減速結構；保持架、第一彈簧、滾動體、推桿、彈簧卡圈、第二彈簧、滾柱和行星架組成可控雙向離合器。本實用新型在輸入轉速不變的情況下，通過可控雙向離合器可以使輪轂得到不同的轉速，一方面有效提高了電動車的續行能力和爬坡能力；另一方面，可以防止齒輪打壞，確保了換擋的平穩性，使換擋時整車不會發生發抖，大大提高了駕乘的舒適性。
文檔編號H02K7/116GK202798317SQ20122044843
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月5日 優先權日2012年9月5日
發明者都躍進 申請人:四川阿克拉斯電動車有限公司