专利名称：一种电动车用变速轴及变速驱动系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动车用变速驱动部件，特别涉及一种包括超越离合器结构的用于电动车的变速轴及利用该变速轴的用于电动车的变速驱动系统。
背景技术：
离合器是机械传动中用于实现动力断续的装置。离合器的种类较多，包括操作离合器和自动离合器两大类，按其结合形式可分为啮合式和摩擦式。操作离合器通过操作机构实现离与合的控制，也称可控离合器，可控离合器的结构形式有牙崁离合器、齿轮离合器、圆盘摩擦离合器、圆锥摩擦离合器等，这些可控离合器可实现动力的双向传递，因此，本 发明中的这类离合器称为可控双向离合器。超越离合器亦称单向器，属于自动离合器类，包括啮合式和摩擦式，在对摩擦式超越离合器进行改造后可形成本发明中所称的可控超越离合器。可控超越离合器主要由主动盘、从动盘、多个摩擦结合体、弹性元件形成单向器结构，多个摩擦结合体由一拨叉盘带动实现周向相对转动，弹性元件与拨叉盘连接，弹性元件的弹性力用于通过拨叉盘使摩擦结合体保持或脱开与主动盘和从动盘的摩擦连接，拨叉盘通过外接控制机构向其施加一阻力以克服弹性元件弹性力，使摩擦结合体脱开或保持与主动盘和从动盘的摩擦连接，从而实现控制目的。其中的摩擦结合体是滚珠、滚柱和楔块中的一种，这些结构的基本形式在现有技术中已充分公开，如本申请人于2011年5月3日申请，并于2011年10月5日授权的“可控超越离合器”，其中的离合器主体结构就是弹性元件的弹性力用于通过拨叉盘使摩擦结合体与主动盘和从动盘的脱开摩擦连接状态，拨叉盘通过外接控制机构向其施加一阻力以克服弹性元件弹性力，使摩擦结合体与主动盘和从动盘的摩擦连接保持的可控超越离合器。这类离合器中的主动盘和从动盘之间设有具有升程特性的凸轮曲面作为工作曲面，通常工作曲面为设置单向的，因此，属于具有单向可控的超越离合器，当工作曲面设置为双向结构时，其可以实现双向可控的超越离合器。如2008年5月7日授权公开，公告号为CN201057233Y，发明创造名称为“一种电磁、离心摩擦式可控单双向离合器”，其通过设置双向凸轮的方式实现双向可控的动力传递。现有技术中，两轮电动车上通常使用两挡变速轴，而对于三轮或四轮电动车而言，仅有两挡变速还不能满足其倒档要求，因此，用于三轮或四轮电动车的驱动系统中通常都设有包括有两个前进挡和一个后退的倒挡。另外，现有两挡变速的控制方式往往是需要电机停转后才能换挡，不仅其操作复杂，换挡变速冲击大，且需频繁启动电机，造成电机损坏或严重影响电机寿命。而具有倒档变速驱动系统的结构形式较多，但通常都是设置两个可控离合器，其中至少一个为可控双向离合器，通过分别控制两个离合器实现，从而带来控制系统复杂，制造成本高的不足。因此，需要改进。当然，在现有技术中也有这样的实现方式，就是利用一个超越离合器和一个电控离合器实现两挡变速和倒档的功能，其通过巧妙的组合使结构紧凑，且操作方便，但由于其将超越离合器和电控离合器都设在电机轴上，导致超越离合器和电控离合器的工作转速高，并且还不方便实施良好的冷却与润滑，故存在使用寿命低的缺陷。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种结构简单、操作方便的电动车用变速轴，前进换挡时不需断开动力。本发明的另一目的是提供一种使用寿命长的电动车驱动系统。为实现第一目的，本发明采用如下技术方案。一种电动车用变速轴,包括设有动力输出结构的动力传输轴,动力传输轴上还设有可分别与对应主动齿轮常啮合的一挡从动齿轮和二挡从动齿轮，所述一挡从动齿轮与动力传输轴之间形成有可控双向离合器结构或可控超越离合器结构，二挡从动齿轮与动力传输轴之间对应形成有可控超越离合器结构或可控双向离合器结构；二挡从动齿轮或一挡从动齿轮可通过可控超越离合器结构带动动力传输轴同步正向转动，可控超越离合器结构通 过其拨叉盘连接有包括第一控制杆的第一控制机构；所述动力传输轴呈中空结构，所述第一控制杆滑动配合动力传输轴的中部孔中，第一控制杆在轴向外力作用下沿设定方向移动一设定距离后对所述拨叉盘形成一摩擦阻力，以使二挡从动齿轮或一挡从动齿轮与动力传输轴形成分离；所述可控双向离合器结构连接有包括第二控制杆的第二控制机构，第二控制杆与所述第一控制杆同轴线同步移动，第二控制杆按设定方向移动一设定距离后，动力传输轴通过可控双向离合器结构与一挡从动齿轮或二挡从动齿轮形成等转速转动，第二控制杆或所述第一控制杆的任一远端设有用于使第二控制杆和所述第一控制杆自动复位的弹性元件。本发明中的一挡从动齿轮与动力传输轴之间形成有可控双向离合器结构或可控超越离合器结构，二挡从动齿轮与动力传输轴之间对应形成有可控超越离合器结构或可控双向离合器结构是指以下两种情形，一种是一挡从动齿轮与动力传输轴之间形成可控双向离合器结构，二挡从动齿轮与动力传输轴之间形成可控超越离合器结构；另一种是一挡从动齿轮与动力传输轴之间形成可控超越离合器结构，二挡从动齿轮与动力传输轴之间形成可控双向离合器结构。其中，可控超越离合器结构或可控双向离合器结构即本发明背景技术中所述的相应结构形式；二挡从动齿轮的转速大于一挡从动齿轮转速。采用前述第一种情形技术方案的本发明，动力传输轴与二挡从动齿轮之间设有在二挡从动齿轮正转时可带动动力传输轴同步正向转动的可控超越离合器结构，动力传输轴与一挡从动齿轮之间设有可控双向离合器结构。一挡从动齿轮和二挡从动齿轮在对应主动齿轮带动下正向旋转，第一控制杆和第二控制杆在无轴向外力作用时，可控双向离合器结构处于“离”，动力传输轴与二挡从动齿轮等转速转动。当需要将动力传输轴从二挡变换为一挡转速时，向第二控制杆和第一控制杆施加一轴向外力使其按设定方向同步移动，当第一控制杆移动至设定距离时，可控超越离合器结构被第一控制杆操控，使二挡从动齿轮与动力传输轴处于“分离”状态；若此时，第二控制杆也已移动至设定距离，可控双向离合器结构处于“合”的状态，动力传输轴通过可控双向离合器结构带动一挡从动齿轮与其同步转动，动力传输轴在惯性作用下继续转动，动力传输轴带动一挡从动齿轮按大于一挡从动齿轮的设定转速旋转。由于在行车阻力作用下，动力传输轴转速逐步下降，待动力传输轴转速下降至一挡从动齿轮的设定转速后，动力传输轴由一挡从动齿轮通过可控双向离合器结构带动等转速正向转动，完成从二挡到一挡的换挡变速过程。当需要将动力传输轴由一挡换为二挡转速正向转动时，取消轴向外力，第二控制杆和第一控制杆自动复位，可控双向离合器结构处于“离”的状态，若此时，第一控制杆对可控超越离合器结构的操控被取消，可控超越离合器结构恢复带动动力传输轴正向转动的工作状态，动力传输轴与二挡从动齿轮等转速转动，完成从一挡到二挡的换挡变速过程。若在将动力传输轴从二挡变换为一挡时，可控双向离合器结构处于“合”的态的时点滞后于二挡从动齿轮与动力传输轴处于“分离”状态的时点，即在动力传输轴转速下降至一挡从动齿轮的设定转速时或以后，可控双向离合器结构处于“合”态，动力传输轴由一挡从动齿轮通过可控双向离合器结构带动等转速正向转动；此种情形下，由一挡换为二挡转 速正向转动时，第一控制杆对可控超越离合器结构的操控在滞后于可控双向离合器结构处于“离”的状态的时点被取消，动力传输轴转速在行车阻力作用下下降到低于一挡设定转速后，可控超越离合器结构恢复带动动力传输轴正向转动。当需要动力传输轴反向旋转时，一挡从动齿轮和二挡从动齿轮在对应主动齿轮带动下反向旋转，在无轴向外力作用时，可控双向离合器处于“离”，动力传输轴与二挡从动齿轮在可控超越离合器结构处于超越状态，动力传输轴静止；此时，向第二控制杆和第一控制杆施加一轴向外力使其按设定方向同步移动，当第二控制杆移动至设定距离时，可控双向离合器结构处于“合”的状态，一挡从动齿轮与动力传输轴同步反向转动，不管可控超越离合器是否被操控，由于二挡从动齿轮的反向转速大于一挡从动齿轮反向转速，而由于动力传输轴与一挡从动齿轮同步反向转动，因此二挡从动齿轮的反向转速大于动力传输轴，因此，二挡从动齿轮与动力传输轴处于“分离”状态，以此实现反向传递动力的目的。前述的反向旋转操作过程也可以是在操作第二控制杆和第一控制杆后，启动电机转动带动一挡从动齿轮和二挡从动齿轮旋转。采用前述第二种情形技术方案的本发明，在动力传输轴与一挡从动齿轮之间设有在一挡从动齿轮正转时可带动动力传输轴同步正向转动的可控超越离合器，动力传输轴与二挡从动齿轮之间设有可控双向离合器一挡从动齿轮和二挡从动齿轮在对应主动齿轮带动下正向旋转，在无轴向外力作用时，可控双向离合器结构处于“离”，动力传输轴与一挡从动齿轮等转速转动。当需要将动力传输轴从一挡变换为二挡转速时，向第二控制杆和第一控制杆施加一轴向外力使其按设定方向同步移动，当第一控制杆移动至设定距离时，可控超越离合器结构被第一控制杆操控，使一挡从动齿轮与动力传输轴处于“分离”状态，动力传输轴在惯性作用下继续转动，由于在行车阻力作用下，动力传输轴转速逐步下降，若此时，第二控制杆也已移动至设定距离，可控双向离合器结构处于“合”的状态，二挡从动齿轮通过可控双向离合器结构使动力传输轴与其正向同步转动，完成从一挡到二挡的换挡变速过程。当需要将动力传输轴由二挡换为一挡转速正向转动时，取消轴向外力，第二控制杆和第一控制杆自动复位，可控双向离合器结构处于“离”的状态，动力传输轴在惯性作用下继续转动，此时，若可控超越离合器结构仍处于被操控状态，动力传输轴与一挡从动齿轮相对空转；若第一控制杆对可控超越离合器结构的操控被取消，可控超越离合器结构恢复工作状态，但处于动力传输轴与一挡从动齿轮处于超越工作状态，动力传输轴在行车阻力作用下，其转速逐步下降，当其转速降至一挡从动齿轮转速时，一挡从动齿轮通过可控超越离合器结构的单向传递动力特性带动动力传输轴与其同向等转速旋转。若在将动力传输轴从一挡变换为二挡时，可控双向离合器结构处于“合”的态的时点滞后于二挡从动齿轮与动力传输轴处于“分离”状态的时点，即在动力传输轴转速下降至一挡从动齿轮的设定转速以后，可控双向离合器结构处于“合”态，动力传输轴由二挡从动齿轮通过可控双向离合器结构带动等转速正向转动；此种情形下，由二挡换为一挡转速正向转动时，第一控制杆对可控超越离合器结构的操控取消时点滞后于可控双向离合器结构处于“离”的状态的时点，动力传输轴转速在行车阻力作用下下降，此时，可选择按动力传输轴转速降至大于或等于一挡设定转速的时点作为第一控制杆的操控取消时点，在动力传输轴转速大于一挡从动齿轮时，在可控超越离合器结构的操控被取消前动力传输轴与一挡从动齿轮处于空转状态，在可控超越离合器结构的操控被取消后，动力传输轴与一挡从动齿轮处于超越状态，只有在动力传输轴转速下降到与一挡从动齿轮转速相等及以后，一挡从动齿轮通过可控超越离合器结构带动动力传输轴等同向转速转动。
当需要动力传输轴反向旋转时，一挡从动齿轮和二挡从动齿轮在对应主动齿轮带动下反向旋转，在无轴向外力作用时，可控双向离合器处于“离”，动力传输轴与一挡从动齿轮在可控超越离合器结构处于超越状态，动力传输轴静止；此时，向第二控制杆和第一控制杆施加一轴向外力使其按设定方向同步移动，当第二控制杆移动至设定距离时，可控双向离合器结构处于“合”的状态，二挡从动齿轮与动力传输轴同步反向转动，此时，由于二挡从动齿轮的反向转速大于一挡从动齿轮反向转速，因此，可控超越离合器必须处于被操控状态，使一挡从动齿轮与动力传输轴之间处于相对分离的空转状态，以此实现反向传递动力的目的。前述的反向旋转操作过程最好是先启动电机转动带动一挡从动齿轮和二挡从动齿轮反向旋转，后操作第二控制杆和第一控制杆，以实现倒挡的无负载启动。本发明中，第二控制杆和第一控制杆移动的设定距离应进行适当匹配，可实现可控超越离合器的“离”或“合”与可控双向离合器的“合”与“离”的动作同时或在较短的时差内完成，以确保在前进过程中从一挡换入二挡或从二挡换入一挡时无换挡冲击，在前进过程中的换挡操作无需切断动力，用于驱动系统时，不需频繁启动电机。优选的技术方案，所述可控超越离合器结构包括花键套，花键套通过花键配合机构固定在所述动力传输轴上，花键套上设有滑动轴承；所述二挡从动齿轮或一挡从动齿轮通过滑动轴承同轴转动支撑在所述花键套上。可确保构成可控超越离合器结构传递扭矩时，各个摩擦结合体载荷均匀，且结构紧凑，刚性好，从而延长变速轴的使用寿命。优选的技术方案，所述第一控制机构还包括第一钢球，第一钢球滑动配合在所述动力传输轴设有的第一横向穿孔中，动力传输轴的中孔前端固定有挡板；所述弹性元件设在所述第一控制杆前端与挡板之间，弹性元件用于推压第一控制杆和第二控制杆自动复位，第一控制杆前端部设有第一圆锥面，第一圆锥面的小端方向位于所述弹性元件一侧，第一圆锥面用于将所述第一钢球推向所述拨叉盘。所述弹性元件可以是由弹性材料制成的弹性垫、弹性环形垫或由钢丝制成的压缩弹簧，以取材方便、制造简单为原则选用；同时，通过钢球移动的方式实现换挡控制，可确保换挡操作灵活无卡滞，且功能可靠。优选的技术方案，所述可控双向离合器结构包括主动盘、从动盘，主动盘固定在所述一挡从动齿轮或二挡从动齿轮一侧端面上，从动盘连接在所述动力传输轴上并与动力传输轴同步转动，从动盘连接有用于使其与主动盘自动分离的复位弹性元件，从动盘还与所述第二控制机构连接；所述动力传输轴上还设有圆周均布的多个第二横向穿孔；所述第二控制杆位于所述第一控制杆后端，第二控制杆上设有推压工作面，第二控制杆通过推压工作面使所述可控双向离合器结构的主动盘和从动盘结合。本可控双向离合器的结构可采用多种结构形式，既包括盘式结构端面摩擦离合器、端面齿啮合离合器、端面牙崁啮合的离合器，也包括可控双向超越离合器，还可以是鼓式结构的摩擦离合器、齿啮合离合器、牙崁啮合离合器。这些结构形式除外，均属于本发明的背景技术中介绍的离合器种类，因此，其适用范围广，且可充分利用传统结构的离合器技术平台，降低产品开发成本，从而降低制造成本和确保离合器的可靠性。进一步优选的技术方案，所述从动盘通过花键配合结构滑动套接在所述动力传输轴上；所述第二控制机构包括杠杆机构，杠杆机构的杠杆座固定连接在所述动力传输轴上，杠杆机构的杠杆一端与从动盘活动连接，杠杆机构的杠杆另一端通过第二钢球与第二控制杆的推压工作面连接，推压工作面为锥面，推压工作面的锥面小端方向与所述第一控制杆的第一圆锥面的小端方向相同；所述第二钢球滑动配合第二横向穿孔中；或者，杠杆机构的杠杆另一端从第二横向穿孔伸入所述动力传输轴的中部孔中与所述第二控制杆的推压工作面连接，推压工作面为第二控制杆上形成的台阶端面；所述主动盘和从动盘形成端面 摩擦盘、端面齿或端面牙崁啮合的离合器结构。所述弹性元件可以是由弹性材料制成的弹性垫、弹性环形垫或由钢丝制成的压缩弹簧，以取材方便、制造简单为原则选用；同时，通过第二控制杆锥面推动钢球移动，或者第二控制杆的台阶端面直接推动杠杆机构摆动的方式实现换挡控制，可确保换挡操作灵活无卡滞，且功能可靠。进一步优选的技术方案，所述从动盘包括紧固在所述动力传输轴上的从动盘本体，从动盘本体上圆周均布有多个径向贯穿的台阶孔，台阶孔的位置和数量与第二横向穿孔的位置和数量相适应，台阶孔内设有带轴肩的插销，插销轴部前端可从台阶孔的前端小孔伸出；所述第二控制机构包括第二钢球，第二钢球滑动配合第二横向穿孔中，第二钢球与所述插销的尾端连接；所述第二控制杆的推压工作面为圆锥面，推压工作面的圆锥小端与所述第一控制杆的第一圆锥面的小端方向相同，推压工作面与所述第二钢球连接；所述复位弹性元件呈套状结构，复位弹性元件套装在插销中部连接在插销的轴肩与台阶孔内台阶之间；所述主动盘呈环状结构，主动盘环套在从动盘本体圆周外部，主动盘上设有用于容纳插销插入的孔洞或槽，或者，插销前端面与主动盘的内侧面之间形成齿啮合或摩擦连接的结构，以形成鼓式结构的摩擦离合器、齿啮合离合器、牙崁啮合离合器。丰富了离合器的结构，进一步拓宽了使用范围。为实现第二目的，本发明采用如下技术方案。一种电动车用变速驱动系统，包括电机、变速箱、差减速器总成，所述变速箱内设有主动轴和实现本发明第一目的的电动车用变速轴、主动轴，主动轴与所述电机的输出轴同轴等转速连接，主动轴上同轴固定有分别与所述电动车用变速轴的一挡从动齿轮和二挡从动齿轮常啮合的一挡主动齿轮和二挡主动齿轮；所述差减速器总成设有的减速主动齿轮固定连接在所述电动车用变速轴的动力传输轴上，动力传输轴中的一侧外端设有用于推动或拉动所述第一控制杆和第二控制杆的执行机构。其结构简单、操作方便，且由于变速轴设在变速箱内，可对变速轴上的可控超越离合器和可控双向离合器实施良好的润滑，能有效提高驱动系统的使用寿命。其执行机构可以是电控操作的结构，也可以是手扳或脚踏的人力操作结构，这些都是现有技术中常见的结构形式。执行机构采用推动或拉动方式视第一控制杆和第二控制杆上的第一圆锥面和推压工作面方向、弹性元件位置以及执行机构的位
置确定。优选的技术方案，所述执行机构为推拉电磁铁，推拉电磁铁的推杆从所述变速箱的变速箱壳体外部伸入壳体内部推动或拉动所述第一控制杆和第二控制杆。变速操作时，只需执行相应电控操作即可，进一步确保操作的方便性，且结构简单。进一步优选的技术方案，所述电机设有的风冷通道，风冷通道内设有内置风扇，风冷通道包括设在电机前端盖与所述变速箱的变速箱壳体结合面之间的迷宫式进风通道，进 风通道下端与大气连通，进风通道通过电机前端盖上部设有的进风孔与电机壳体内部连通，电机壳体内部的缝隙构成风冷通道的一部分；所述内置风扇位于电机壳体尾端；所述电机设有的密封型后端盖与电机壳体之间还设有盖垫，盖垫呈中部有镂空孔的环状垫结构，盖垫的环状体部分位于后端盖一侧面上形成有环形槽，环形槽上部与盖垫呈中部有镂空孔连通，环形槽下部与大气连通，盖垫的外端面由后端盖密封。由于进风通道呈迷宫式结构，电机壳体内部的缝隙构成了风冷通道的一部分，因此，在对电机实施充分冷却的同时利用进风对变速箱实施冷却，可进一步延长驱动系统的使用寿命。另外，由于进风通道通过电机前端盖上部设有的进风孔与电机壳体内部连通，同时，风扇内置式，因此，可有效减少电机壳内进水而被水浸泡的隐患，提高电机的防水能力，利于保护电机。本发明与现有技术相比的有益效果是，变速轴结构简单、操作方便，前进换挡时不需断开动力；动力驱动系统的使用寿命长。
图I是本发明中电动车用变速轴实施例I的结构示意图。图2是本发明图I中的A— A剖视图。图3是本发明图中电动车用变速轴实施例2的结构示意图。图4是本发明图中电动车用变速轴实施例3的结构示意图。图5是本发明图中电动车用变速轴实施例4的结构示意图。图6是本发明中电动车用变速驱动系统的外部结构示意轴测图。图7是本发明中电动车用变速驱动系统拆去变速箱壳体24后的内部结构示意轴测图。图8是本发明中电动车用变速驱动系统的变速箱壳体24结构示意轴测图。图9是本发明中电动车用变速驱动系统的电机前端盖23结构示意轴测图。图10是本发明中电动车用变速驱动系统的盖垫27结构示意轴测图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。实施例I参见图I、图2，一种电动车用变速轴，包括设有动力输出结构的动力传输轴I，动力传输轴I上还设有可分别与对应主动齿轮常啮合的一挡从动齿轮2和二挡从动齿轮3，所述一挡从动齿轮2与动力传输轴I之间形成有可控双向离合器结构，二挡从动齿轮3与动力传输轴I之间对应形成有可控超越离合器结构；二挡从动齿轮3可通过可控超越离合器结构带动动力传输轴I同步正向转动，可控超越离合器结构通过其拨叉盘5连接有包括第一控制杆6的第一控制机构；所述动力传输轴I呈中空结构，所述第一控制杆6滑动配合动力传输轴I的中部孔中，第一控制杆6在轴向外力作用下沿设定方向移动一设定距离后对所述拨叉盘5形成一摩擦阻力，以使二挡从动齿轮3或一挡从动齿轮2与动力传输轴I形成分离；所述可控双向离合器结构连接有包括第二控制杆7的第二控制机构，第二控制杆7与所述第一控制杆6同轴线同步移动，第二控制杆7按设定方向移动一设定距离后，动力传输轴I通过可控双向离合器结构与一挡从动齿轮2形成等转速转动，第二控制杆7或所述第一控制杆6的任一远端设有用于使第二控制杆7和所述第一控制杆6自动复位的弹性元件11。 所述第一控制杆6移动的设定距离与第二控制杆7移动的设定距离相等。以确保前进换挡无冲击。所述可控超越离合器结构包括花键套8，花键套8通过花键配合机构固定在所述动力传输轴I上，花键套8上设有滑动轴承9 ;所述二挡从动齿轮3或一挡从动齿轮2通过滑动轴承9同轴转动支撑在所述花键套8上。所述第一控制机构还包括第一钢球12，第一钢球12滑动配合在所述动力传输轴I设有的第一横向穿孔Ia中，动力传输轴I的中孔前端固定有挡板10 ;所述弹性元件11设在所述第一控制杆6前端与挡板10之间，弹性元件11用于推压第一控制杆6和第二控制杆7自动复位，第一控制杆6前端部设有第一圆锥面6a,第一圆锥面6a的小端方向位于所述弹性元件11 一侧，第一圆锥面6a用于将所述第一钢球12推向所述拨叉盘5。所述弹性元件11是由钢丝制成的压缩弹簧。所述可控双向离合器结构包括主动盘12、从动盘13，主动盘12固定在所述一挡从动齿轮2或二挡从动齿轮3 —侧端面上，从动盘13连接在所述动力传输轴I上并与动力传输轴I同步转动，从动盘13连接有用于使其与主动盘12自动分离的复位弹性元件4，从动盘13还与所述第二控制机构连接；所述动力传输轴I上还设有圆周均布的多个第二横向穿孔Ib ;所述第二控制杆7位于所述第一控制杆6后端，第二控制杆7上设有推压工作面7a，第二控制杆7通过推压工作面7a使所述可控双向离合器结构的主动盘12和从动盘13结
八
口 ο所述从动盘13包括紧固在所述动力传输轴I上的从动盘本体131，从动盘本体131上圆周均布有多个径向贯穿的台阶孔13a，台阶孔13a的位置和数量与第二横向穿孔Ib的位置和数量相适应，台阶孔13a内设有带轴肩的插销14，插销14轴部前端可从台阶孔13a的前端小孔伸出；所述第二控制机构包括第二钢球15，第二钢球15滑动配合第二横向穿孔Ib中，第二钢球15与所述插销14的尾端连接；所述第二控制杆7的推压工作面7a为圆锥面，推压工作面7a的圆锥小端与所述第一控制杆6的第一圆锥面6a的小端方向相同，推压工作面7a与所述第二钢球15连接；所述复位弹性元件4呈套状结构，复位弹性元件4套装在插销14中部连接在插销14的轴肩与台阶孔13a内台阶之间；所述主动盘12呈环状结构，主动盘12环套在从动盘本体131圆周外部，主动盘12上设有用于容纳插销14插入的槽。所述复位弹性元件4是由钢丝制成的压缩弹簧。
本实施例中的弹性元件11和复位弹性元件4还可以是由弹性材料制成的弹性垫或弹性环形垫。本实施例中主动盘12上用于容纳插销14插入的槽也可以是孔洞结构。本实施例中插销14前端面与主动盘12的内侧面之间还可以是形成齿啮合的结构，或者形成摩擦连接的结构。本实施例中的第二控制杆7和第一控制杆6可以是整体结构，也可以是同步移动的分体结构，整体结构刚性好，同步效果好，但加工难度较大；分体结构便于加工，其直线度容易控制，不易产生弯曲变形，使用寿命长。实施例2 参见图3，所述从动盘13通过花键配合结构滑动套接在所述动力传输轴I上；所述第二控制机构包括杠杆机构16，杠杆机构16的杠杆座固定连接在所述动力传输轴I上，杠杆机构16的杠杆一端与从动盘13,杠杆机构16的杠杆另一端通过第二钢球15与第二控制杆7的推压工作面7a连接，推压工作面7a为锥面，推压工作面7a的锥面小端方向与所述第一控制杆6的第一圆锥面6a的小端方向相同；所述第二钢球15滑动配合第二横向穿孔Ib中；所述主动盘12和从动盘13形成端面摩擦盘的离合器结构。本实施例中的主动盘12和从动盘13还可形成端面齿或端面牙崁啮合的离合器结构。本实施例的其余结构与实施例I相同，在此不再赘述。实施例3 参见图4，所述从动盘13通过花键配合结构滑动套接在所述动力传输轴I上；所述第二控制机构包括杠杆机构16，杠杆机构16的杠杆座固定连接在所述动力传输轴I上，杠杆机构16的杠杆一端与从动盘13活动连接,杠杆机构16的杠杆另一端从第二横向穿孔Ib伸入所述动力传输轴I的中部孔中与所述第二控制杆7的推压工作面7a连接，推压工作面7a为第二控制杆7上形成的台阶端面；所述主动盘12和从动盘13形成端面摩擦盘、端面齿或端面牙崁啮合的离合器结构。本实施例的其余结构与实施例2相同，在此不再赘述。实施例4 参见图5，一种电动车用变速轴，包括设有动力输出结构的动力传输轴1，动力传输轴I上还设有可分别与对应主动齿轮常啮合的一挡从动齿轮2和二挡从动齿轮3，所述一挡从动齿轮2与动力传输轴I之间形成有可控超越离合器结构，二挡从动齿轮3与动力传输轴I之间对应形成有可控双向离合器结构；二挡从动齿轮3或一挡从动齿轮2可通过可控超越离合器结构带动动力传输轴I同步正向转动，可控超越离合器结构通过其拨叉盘5连接有包括第一控制杆6的第一控制机构；所述动力传输轴I呈中空结构，所述第一控制杆6滑动配合动力传输轴I的中部孔中，第一控制杆6在轴向外力作用下沿设定方向移动一设定距离后对所述拨叉盘5形成一摩擦阻力，以使一挡从动齿轮2与动力传输轴I形成分离；所述可控双向离合器结构连接有包括第二控制杆7的第二控制机构，第二控制杆7与所述第一控制杆6同轴线同步移动，第二控制杆7按设定方向移动一设定距离后，动力传输轴I通过可控双向离合器结构与一挡从动齿轮2或二挡从动齿轮3形成等转速转动。所述可控超越离合器结构包括花键套8，花键套8通过花键配合机构固定在所述动力传输轴I上，花键套8上设有滑动轴承9 ;所述一挡从动齿轮2通过滑动轴承9同轴转 动支撑在所述花键套8上。
所述可控双向离合器结构包括主动盘12、从动盘13，主动盘12固定在所述二挡从动齿轮3 —侧端面上，从动盘13连接在所述动力传输轴I上并与动力传输轴I同步转动，从动盘13连接有用于使其与主动盘12自动分离的复位弹性元件4，从动盘13还与所述第二控制机构连接；所述动力传输轴I上还设有圆周均布的多个第二横向穿孔Ib ;所述第二控制杆7位于所述第一控制杆6后端，第二控制杆7上设有推压工作面7a，第二控制杆7通过推压工作面7a使所述可控双向离合器结构的主动盘12和从动盘13结合。本实施例的其余结构与实施例1、2或3相同，在此不再赘述。实施例5参见图I、图2、图6、图7、图8、图9、图10，一种电动车用变速驱动系统，包括电机17、变速箱28、差减速器总成29，所述变速箱28内设有主动轴18和前述实施例I所述的电动车用变速轴，主动轴18与所述电机17的输出轴同轴等转速连接，主动轴18上同轴固定有分别与所述电动车用变速轴的一挡从动齿轮2和二挡从动齿轮3常啮合的一挡主动齿轮19和二挡主动齿轮20 ;所述差减速器总成29设有的减速主动齿轮21固定连接在所述电动车用变速轴的动力传输轴I上，动力传输轴I中的一侧外端设有用于推动所述第一控制杆6和第二控制杆7的执行机构22，执行机构22的执行元件推压第二控制杆7外端。所述执行机构22为推拉电磁铁，推拉电磁铁的推杆22a构成执行元件，推拉电磁铁的推杆22a从所述变速箱28的变速箱壳体24外部伸入壳体内部推压第二控制杆7外端。所述电机17设有的风冷通道，风冷通道内设有内置风扇30，风冷通道包括设在电机前端盖23与所述变速箱28的变速箱壳体24结合面之间的迷宫式进风通道25，进风通道25下端与大气连通，进风通道25通过电机前端盖23上部设有的进风孔23a与电机17壳体内部连通，电机17壳体内部的缝隙构成风冷通道的一部分；所述内置风扇30位于电机17壳体尾端；所述电机17设有的密封型后端盖26与电机17壳体之间还设有盖垫27，盖垫27呈中部有镂空孔27a的环状垫结构，盖垫27的环状体部分位于后端盖26 —侧面上形成有环形槽27b，环形槽27b上部与盖垫27呈中部有镂空孔27a连通，环形槽27b下部与大气连通，盖垫27的外端面由后端盖26密封。所述进风通道25设在变速箱壳体24上。所述盖垫27的环状垫结构内设有多个辐条27c，相邻辐条27c之间形成所述镂空孔 27a。本实施例中的执行机构还可以是用手扳、拉或用脚踩踏等操作方式的人力操作结构。本实施例中的电动车用变速轴也可以采用本发明中实施例2、3或4所述的电动车用变速轴予以替代。本实施例中的执行机构也可以采用拉动方式工作，执行机构22从第一控制杆6的外端拉动第一控制杆6和第二控制杆7。
以上虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但本领域的普通技术人员也可以意识到对所附权利要求的范围内作出各种变化或修改。这些修改和变化应理解为是在本发明的范围和意图之内的。
权利要求
1.ー种电动车用变速轴，包括设有动力输出结构的动力传输轴(I)，动カ传输轴(I)上还设有可分别与对应主动齿轮常啮合的ー挡从动齿轮(2 )和ニ挡从动齿轮(3 )，其特征在于所述ー挡从动齿轮(2)与动カ传输轴(I)之间形成有可控双向离合器结构或可控超越离合器结构，ニ挡从动齿轮(3)与动カ传输轴(I)之间对应形成有可控超越离合器结构或可控双向离合器结构；ニ挡从动齿轮(3)或ー挡从动齿轮(2)可通过可控超越离合器结构带动动力传输轴(I)同步正向转动，可控超越离合器结构通过其拨叉盘(5)连接有包括第一控制杆(6)的第一控制机构；所述动カ传输轴(I)呈中空结构，所述第一控制杆(6)滑动配合动カ传输轴(I)的中部孔中，第一控制杆(6)在轴向外力作用下沿设定方向移动ー设定距离后对所述拨叉盘(5)形成一摩擦阻力，以使ニ挡从动齿轮(3)或ー挡从动齿轮(2)与动カ传输轴(I)形成分离；所述可控双向离合器结构连接有包括第二控制杆(7)的第二控制机构，第二控制杆(7)与所述第一控制杆(6)同轴线同步移动，第二控制杆(7)按设定方向移动ー设定距离后，动カ传输轴(I)通过可控双向离合器结构与ー挡从动齿轮(2)或ニ挡从动齿轮(3 )形成等转速转动，第二控制杆(7 )或所述第一控制杆(6 )的任一远端设有用于使第二控制杆(7)和所述第一控制杆(6)自动复位的弾性元件(11)。
2.根据权利要求I所述的电动车用变速轴，其特征在于所述可控超越离合器结构包括花键套(8)，花键套(8)通过花键配合机构固定在所述动カ传输轴(I)上，花键套(8)上设有滑动轴承(9);所述ニ挡从动齿轮(3)或ー挡从动齿轮(2)通过滑动轴承(9)同轴转动支撑在所述花键套(8)上。
3.根据权利要求I所述的电动车用两挡变速轴，其特征在于所述第一控制机构还包括第一钢球(12)，第一钢球(12)滑动配合在所述动カ传输轴(I)设有的第一横向穿孔(Ia)中，动カ传输轴(I)的中孔前端固定有挡板(10);所述弹性元件(11)设在所述第一控制杆(6)前端与挡板(10)之间，弾性元件(11)用于推压第一控制杆(6)和第二控制杆(7)自动复位，第一控制杆(6)前端部设有第一圆锥面(6a),第一圆锥面(6a)的小端方向位于所述弾性元件(11) ー侧，第一圆锥面(6a)用于将所述第一钢球(12)推向所述拨叉盘(5)。
4.根据权利要求3所述的电动车用变速轴，其特征在于所述弹性元件(11)是由弹性材料制成的弹性垫、弹性环形垫或由钢丝制成的压缩弹簧。
5.根据权利要求I或3所述的电动车用变速轴，其特征在于所述可控双向离合器结构包括主动盘(12 )、从动盘(13 )，主动盘(12 )固定在所述ー挡从动齿轮(2 )或ニ挡从动齿轮(3) —侧端面上，从动盘(13)连接在所述动カ传输轴(I)上并与动力传输轴(I)同步转动，从动盘(13)连接有用于使其与主动盘(12)自动分离的复位弾性元件(4)，从动盘(13)还与所述第二控制机构连接；所述动カ传输轴(I)上还设有圆周均布的多个第二横向穿孔(Ib);所述第二控制杆(7)位于所述第一控制杆(6)后端，第二控制杆(7)上设有推压工作面(7a)，第二控制杆(7)通过推压工作面(7a)使所述可控双向离合器结构的主动盘(12)和从动盘(13)结合。
6.根据权利要求5所述的电动车用两挡变速轴，其特征在于所述从动盘(13)通过花键配合结构滑动套接在所述动カ传输轴(I)上；所述第二控制机构包括杠杆机构(16)，杠杆机构(16)的杠杆座固定连接在所述动カ传输轴(I)上,杠杆机构(16)的杠杆一端与从动盘(13)活动连接，杠杆机构(16)的杠杆另一端通过第二钢球(15)与第二控制杆(7)的推压工作面(7a)连接，推压工作面(7a)为锥面，推压工作面(7a)的锥面小端方向与所述第一控制杆(6)的第一圆锥面(6a)的小端方向相同；所述第二钢球(15)滑动配合第二横向穿孔 (Ib)中；或者，杠杆机构(16)的杠杆另一端从第二横向穿孔(Ib)伸入所述动力传输轴(I) 的中部孔中与所述第二控制杆(7)的推压工作面(7a)连接，推压工作面(7a)为第二控制杆 (7)上形成的台阶端面；所述主动盘(12)和从动盘(13)形成端面摩擦盘、端面齿或端面牙 炭哨合的离合器结构。
7.根据权利要求5所述的电动车用变速轴，其特征在于所述从动盘(13)包括紧固在 所述动力传输轴(I)上的从动盘本体(131)，从动盘本体(131)上圆周均布有多个径向贯穿 的台阶孔(13a)，台阶孔(13a)的位置和数量与第二横向穿孔(Ib)的位置和数量相适应，台 阶孔(13a)内设有带轴肩的插销(14)，插销(14)轴部前端可从台阶孔(13a)的前端小孔伸 出；所述第二控制机构包括第二钢球(15)，第二钢球(15)滑动配合第二横向穿孔(Ib)中， 第二钢球(15)与所述插销(14)的尾端连接；所述第二控制杆(7)的推压工作面(7a)为圆 锥面，推压工作面(7a)的圆锥小端与所述第一控制杆(6)的第一圆锥面(6a)的小端方向相 同，推压工作面(7a)与所述第二钢球(15)连接；所述复位弹性元件(4)呈套状结构，复位弹 性元件(4)套装在插销(14)中部连接在插销(14)的轴肩与台阶孔(13a)内台阶之间；所述 主动盘(12)呈环状结构，主动盘(12)环套在从动盘本体(131)圆周外部，主动盘(12)上设 有用于容纳插销(14)插入的孔洞或槽，或者，插销(14)前端面与主动盘(12)的内侧面之间 形成齿啮合或摩擦连接的结构。
8.根据权利要求7所述的电动车用变速轴，其特征在于所述复位弹性元件(4)是由弹 性材料制成的弹性垫、弹性环形垫或由钢丝制成的压缩弹簧。
9.一种电动车用变速驱动系统，包括电机(17 )、变速箱(28 )、差减速器总成(29 )，其特 征在于所述变速箱(28)内设有主动轴(18)和权利要求I 8中任意一项权利要求所述的 电动车用变速轴，主动轴(18)与所述电机(17)的输出轴同轴等转速连接，主动轴(18)上同 轴固定有分别与所述电动车用变速轴的一挡从动齿轮(2)和二挡从动齿轮(3)常啮合的一 挡主动齿轮(19)和二挡主动齿轮(20);所述差减速器总成(29)设有的减速主动齿轮(21) 固定连接在所述电动车用变速轴的动力传输轴(I)上，动力传输轴(I)中的一侧外端设有 用于推动或拉动所述第一控制杆(6)和第二控制杆(7)的执行机构(22)。
10.根据权利要求9所述的一种电动车用变速驱动系统，其特征在于所述执行机构 (22)为推拉电磁铁，推拉电磁铁的推杆(22a)从所述变速箱(28)的变速箱壳体(24)外部 伸入壳体内部推动或拉动所述第一控制杆(6)和第二控制杆(7)。
11.根据权利要求9或10所述的一种电动车用变速驱动系统，其特征在于所述电机 (17)设有的风冷通道，风冷通道内设有内置风扇(30)，风冷通道包括设在电机前端盖(23) 与所述变速箱(28)的变速箱壳体(24)结合面之间的迷宫式进风通道(25)，进风通道(25) 下端与大气连通，进风通道(25 )通过电机前端盖(23 )上部设有的进风孔(23a)与电机(17 ) 壳体内部连通，电机(17)壳体内部的缝隙构成风冷通道的一部分；所述内置风扇(30)位于 电机(17)壳体尾端；所述电机(17)设有的密封型后端盖(26)与电机(17)壳体之间还设 有盖垫(27)，盖垫(27)呈中部有镂空孔(27a)的环状垫结构，盖垫(27)的环状体部分位于 后端盖(26) —侧面上形成有环形槽(27b)，环形槽(27b)上部与盖垫(27)呈中部有镂空孔 (27a)连通，环形槽(27b)下部与大气连通，盖垫(27)的外端面由后端盖(26)密封。
全文摘要
本发明公开了一种电动车用变速轴和变速驱动系统，变速轴包括设有一挡从动齿轮和二挡从动齿轮的中空结构的动力传输轴，二挡从动齿轮与动力传输轴之间形成有可带动动力传输轴同步正向转动的可控超越离合器结构，可控超越离合器结构连接有用于使二挡从动齿轮与动力传输轴形成分离的第一控制杆，第一控制杆滑动配合动力传输轴的中部孔中；一挡从动齿轮与动力传输轴之间设有可控双向离合器结构，可控双向离合器结构连接有用于使动力传输轴与一挡从动齿轮形成等转速转动的第二控制杆，第二控制杆与第一控制杆同轴线且可同步移动。变速驱动系统包括前述变速轴、电机、主动轴、差减速器总成、推杆电磁铁。本发明的有益效果是，变速轴结构简单、操作方便，动力驱动系统使用寿命长。
文档编号F16H3/10GK102661362SQ201210154500
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月18日 优先权日2012年5月18日
发明者傅元才, 周永生 申请人:重庆阿尔迪机电技术开发有限公司