专利名称：侧挂锥盘式自适应两挡自动变速轮毂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机动车或机械动力设备的轮毂，特别涉及一种侧挂锥盘式 自适应两挡自动变速轮毂。
背景技术：
现有技术中，汽车、摩托车、电动自行车等机动车基本上都是通过调速手 柄或加速踏板直接控制电流控制速度，或采用手控机械自动变速机构方式实现 变速。手柄或加速踏板的操作完全取决于驾驶人员的操作，常常会造成操作与 车行状况不匹配，致使动力装置运行不稳定。机动车需要实现对电流的智能化控制控制，而负荷、扭矩或转速是重要的 参数。对这个指标的测量普遍采用多种传感器分别获得相关参数，再进行判断。专利号为ZL200510009329. 0、名称为"摩托车霍尔差动式自适应传动传感装置" 的实用新型专利公开了一种自适应传动传感装置，该装置能在直接参与传动的 同时，同步检测扭矩和速度信号，为摩托车控制器提供数据，使控制系统具备 了自适应的功能。但是，这种装置不具备自动换挡功能。以电动车为例，由乘骑者在不知晓行驶阻力的情况下，仅根据经验操作控 制的变速装置，难免存在以下问题l.在启动、上坡和大负载时、由于行驶阻 力增加，迫使电机转速下降在低效率区工作，造成电池增大供电电流工况下，电 机堵转、发热、甚至停止转动。2.由于没有机械变速器调整扭矩和速度，只能 在平原地区推广使用，不能满足山区、丘陵和重负荷条件下使用，缩小了使用范 围；3.驱动轮处安装空间小，安装了电机后很难再容纳自动变速器和其它新技 术；4.不具备自适应的功能，不能自动检测、修正和排除驾驶员的操作错误；5.在车速变化突然时，会使电机处于非稳态工况下运转，必然造成电机功率与行驶阻力难以匹配。6.续行距离短、爬坡能力差，适应范围小。因此，需要对变速器进行改造，能自适应随行驶阻力变化不切断驱动力的 情况下自动进行换挡变速，解决扭矩一转速变化小不能满足复杂条件下道路使 用的问题，并且安装所需空间较小。发明内容有鉴于此，本发明的目的是提供一种侧挂锥盘式自适应两挡自动变速轮毂， 能根据行驶阻力检测驱动扭矩一转速以及行驶阻力一车速信号，使动力设备输 出功率与车辆行驶状况始终处于最佳匹配状态，实现车辆驱动力矩与综合行驶阻力的平衡控制；能够在不需要切断驱动力的情况下自适应随行驶阻力变化自 动进行换挡变速，能满足山区、丘陵和重负荷条件下使用，车速变化稳緩；同 时，本发明的变速器体积小、重量轻、结构紧凑，适合于轮毂处安装。本发明的侧挂锥盘式自适应两挡自动变速轮毂，包括左轮毂架、右轮毂架、 箱体、动力设备、传动轴、车轮和设置在传动轴上的刹车装置，所述左轮毂架 和右轮毂架与箱体固定连接，传动轴设置在箱体内与其转动配合，传动轴的一 部分伸出箱体与车轮固定配合，左轮毂架和右轮毂架分列车轮左右两侧，还包 括设置在箱体内的主动轴和变速齿轮轴，所述主动轴和变速齿轮轴与传动轴平 行设置，主动轴由动力设备驱动，主动轴上相对固定设置主动传动齿轮；所述 变速齿轮轴上设置齿轮变速机构，传动轴上设置锥盘式自适应两挡自动变速总 成；a. 齿轮变速机构包括变速齿轮轴、设置在变速齿轮轴上的一级变速齿轮和 二级变速齿轮；所述一级变速齿轮和二级变速齿轮之间通过离合传动装置进行 传动；b. 锥盘式自适应两挡自动变速总成包括变速弹簧锥盘式自适应离合器和慢 挡超越离合器；I .变速弹簧锥盘式自适应离合器包括与一级变速齿轮啮合的内锥面离合齿圈、外锥面传动套、传动轴和变速弹簧；所述传动轴为外圆周上均布加工有至少一个螺旋凸轮槽的凸轮轴，螺旋凸 轮槽的展开方向从左向右看与凸轮轴旋转方向相反；外锥面传动套圓周上均布 加工有与螺旋凸轮槽数量相同的径向通孔，外锥面传动套间隙配合套在凸轮轴 外圓周，柱销通过径向通孔插入凸轮轴的螺旋凸轮槽；内锥面离合齿圈套在外 锥面传动套外圆周，内锥面离合齿圈的内锥面与外锥面传动套的外锥面在变速 弹簧作用下紧密贴合；主动轴的主动传动齿轮通过动力传递装置与内锥面离合齿圈相对固定连接；II.慢挡超越离合器与变速弹簧锥盘式自适应离合器并列设置，包括与二 级变速齿轮啮合的慢挡超越离合齿圈、与慢挡超越离合齿圈保持超越啮合接触 状态的慢挡超越离合滚柱和慢挡超越离合器内圈；慢挡超越离合器内圈间隙配合套在凸轮轴外圆周，慢挡超越离合器内圈外 圆顶住慢挡超越离合滚柱;外锥面传动套与慢挡超越离合器内圏径向固定配合；进一步，所述动力传递装置包括传动套和与主动传动齿轮啮合的从动齿轮， 所述传动套套在凸轮轴外圆周与其转动配合，从动齿轮与传动套相对固定配合， 传动套一侧端面与内锥面离合齿圈径向固定配合；进一步，所述离合传动装置包括压紧弹簧、传动棘轮、分离拨叉、拨叉定 轴、回位扭簧和固定设置在二级变速齿轮端面上的从动棘轮，所述变速齿轮轴 与箱体转动配合，所述一级变速齿轮径向固定配合套在变速齿轮轴上，二级变速齿轮间隙配合配合套在变速齿轮轴上，二级变速齿轮公称直径小于一级变速 齿轮；传动棘轮径向固定配合套在变速齿轮轴上在压紧弹簧的作用下与从动棘 轮啮合；所述传动棘轮外圓周设置周向环槽，分离拨叉一端伸入从径向周向环 槽，另一端与拨叉轴固定配合，拨叉轴可相对箱体转动并垂直于变速齿轮轴，回位扭簧设置在变速齿轮轴上作用于分离拨叉使其做分离动作后回位；所述箱 体上设置防止分离拨叉与周向环槽摩擦的限位块；进一步，所述变速弹簧为蝶簧组，位于传动套与凸轮轴之间形成的空腔内， 右端面紧靠外锥面传动套左端面，左端面紧靠旋在凸轮轴上的定位螺母上；进一步，所述慢挡超越离合器还包括轴向截面为T形的左慢挡轴承托环和 右慢挡轴承托环；慢挡超越离合器内圈外圆周设置慢挡内圈环形凸台，内圈环 形凸台外圓顶住慢挡超越离合滚柱；慢挡超越离合器为外星轮超越离合器，慢 挡超越离合齿圏内圓嵌有楔块的凹槽，慢挡超越离合滚柱的弹簧紧靠楔块；左慢挡轴承托环和右慢挡轴承托环以T形端面向内的方式分别设置于慢挡 超越离合器内圈的内圈环形凸台、慢挡超越离合滚柱和慢挡超越离合齿圈左右 两侧，慢挡超越离合齿圈、左慢挡轴承托环和右慢挡轴承托环分别设置径向位 置相对的销孔，销孔内插入固定销；左慢挡轴承托环和右慢挡轴承托环内圓与慢挡超越离合器内圈外圆之间位 于内圏环形凸台左右两侧分別设置左慢挡变速滚柱和右慢挡变速滚柱；进一步，所述螺旋凸轮槽为六个在凸轮轴的圓周上均布，横截面为矩形；进一步，所述动力设备为外转子电机，包括转子和定子，所述定子相对于 箱体固定设置，转子与主动轴相对固定设置；进一步，所述箱体与左轮毂架固定连接，刹车装置设置有外部支架，外部 支架与右轮毂架固定连接，凸轮轴伸出箱体部分与车轮固定配合，并与剎车装 置的外部支架内圆转动配合；进一步，所述车轮内圈与凸轮轴外圆之间、电机转子与主动轴之间均通过 花键或平健啮合；主动传动齿轮与主动轴之间，从动齿轮与传动套之间，外锥 面传动套与慢挡超越离合器内圈之间， 一级变速齿轮以及传动棘轮与变速齿轮 轴之间均通过花键啮合；传动套与内锥面离合齿圈分别设置有位置相对的柱销 孔，二者之间通过径向传动柱销连接；进一步，所述传动套左端通过第二径向轴承与凸轮轴转动配合，右端与外锥面传动套外圆周之间通'过第七径向轴承转动配合；所述凸轮轴左右两端外圆 别通过第一径向轴承和第五径向轴承与箱体左右端面配合；变速齿轮轴左右两 端外圆与箱体之间通过第三径向轴承和第四径向轴承配合；刹车装置支架内圆 与凸轮轴右端通过第六径向轴承配合；主动轴两端分别通过第八径向轴承和第 九径向轴承配合；凸轮轴上位于慢挡超越离合器右侧轴向固定设置定位块，慢 挡超越离合器内圈与定位块之间设置平面轴承。本发明的有益效果是本发明的侧挂锥盘式自适应两挡自动变速轮毂能根 据行驶阻力检测驱动扭矩一转速以及行驶阻力一车速信号，使动力装置输出功 率与车辆行驶状况始终处于最佳匹配状态，实现车辆驱动力矩与综合行驶阻力的平衡控制；能够在不切断驱动力的情况下自适应随行驶阻力变化自动进行换 挡变速，不但有利于车辆和机械动力设备高效节能，还能控制车辆减少排放， 大大提高车辆的动力性、经济性、驾驶安全性和舒适性；采用锥盘式自适应两 挡自动变速器，结构简单紧凑，体积小，节约制造成本；由于能够在不切断驱 动力的情况下自适应随行驶阻力变化自动进行换挡变速，可以满足山区、丘陵 和重负荷条件下使用，使动力装置负荷变化平緩，机动车辆运行平稳，提高安 全性；本发明的变速器体积小、重量轻、结构紧凑，适合于轮毂处安装，较适 合电动自行车体积小轻便的特点。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。图1为本发明的轴向剖面结构示意图；图2为图l沿A-A向剖视图；图3为图l沿B-B向剖;见图；图4为图1沿C-C向剖视图；图5为图1沿D-D向剖3见图；图6为本发明凸轮轴结构示意图；图7为图5沿E-E向剖视图； 图8为本发明外锥面传动套结构示意图； 图9为本发明内锥面离合齿圈结构示意图； 图IO为本发明传动棘轮结构示意图； 图11为本发明二级变速齿轮结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明的轴向剖面结构示意图，如图所示本实施例的传动轴1工 作时由左向右看逆时针旋转，电机为外转子电机。侧挂锥盘式自适应两挡自动变速轮毂，包括左轮毂架22、右轮毂架18、箱 体14、电机、传动轴l、车轮20和设置在传动轴上的刹车装置23，车轮20内 圈与凸轮轴1外圆之间通过花键固定配合，左轮毂架22和右轮毂架18与箱体 14通过固定螺栓固定连接；箱体14与左轮毂架22固定连接，刹车装置23设置 有外部支架，外部支架与右轮毂架18通过花键固定连接，凸轮轴1伸出箱体14 部分与车轮20通过花键固定配合，并与刹车装置23的外部支架内圓通过第六 径向轴承24转动配合；传动轴1设置在箱体14内，左右两端外圆别通过第一 径向轴承3和第五径向轴承25与箱体14左端面2和右端面2a转动配合，传动 轴1的一部分伸出箱体14与车轮20通过花键固定配合，左轮毂架22和右轮毂 架18分列车轮20左右两侧，还包括设置在箱体14内的主动轴40和变速齿轮 轴15,主动轴40两端分别通过第八径向轴承41和第九径向轴承42与箱体14 转动配合；主动轴40和变速齿轮轴15与传动轴1平行设置，外转子电机包括 转子13和定子12,定子12相对于箱体14固定设置，转子13与主动轴40通过 平键相对固定配合，主动轴40上通过花键相对固定设置主动传动齿轮11;变速 齿轮轴15上设置齿轮变速机构，传动轴1上设置锥盘式自适应两挡自动变速总 成；a.齿轮变速机构包括变速齿轮轴15、设置在变速齿轮轴15上的一级变速齿轮17和二级变速齿轮19, 二级变速齿轮19公称直径小于一级变速齿轮17;所 述一级变速齿轮17和二级变速齿轮19之间通过离合传动装置39进行传动，所 述变速齿轮轴15左右两端外圆与箱体14之间通过第三径向轴承16和第四径向 轴承21转动配合；离合传动装置39包括压紧弹簧43、传动棘轮44、分离拨叉45、拨叉轴46、 回位扭簧47和与二级变速齿轮19制成一体设置在左端面上的从动棘轮19a， 一 级变速齿轮17径向通过花键固定配合套在变速齿轮轴15上，二级变速齿轮19 间隙配合配合套在变速齿轮轴15上，二级变速齿轮19公称直径小于一级变速 齿轮17;传动棘轮44通过花键径向固定配合套在变速齿轮轴15上，左側在压 紧弹簧43的作用下与从动棘轮19a啮合，压紧弹簧43左端紧靠一级变速齿轮 17;传动棘轮44外圆周设置周向环槽44a，分离拨叉45—端伸入从径向周向环 槽44a，另一端与拨叉轴46固定配合，拨叉轴46可相对箱体转动并垂直于变速 齿轮轴15,回位扭簧47设置在变速齿轮轴15上作用于分离拨叉45使其做分离 动作后回位；箱体14上固定设置防止分离拨叉45与周向环槽44a摩擦的限位 块48，限位块48设置于分离拨叉45右侧，与箱体14一体制造，阻止分离拨叉 45在回位扭簧47的作用下与周向环槽44a摩^察。b.锥盘式自适应两挡自动变速总成包括变速弹簧锥盘式自适应离合器和慢 挡超越离合器；I .变速弹簧锥盘式自适应离合器包括与 一级变速齿轮17啮合的内锥面离 合齿圏34、外锥面传动套36、传动轴1和变速蝶簧组5;传动轴1为外圆周上均布加工有六个横截面为矩形的螺旋凸轮槽la的凸轮 轴，螺旋凸轮槽la的展开方向从左向右看与凸轮轴1旋转方向相反，为顺时针 方向展开；外锥面传动套36圆周上均布加工有与螺旋凸轮槽1 a数量相同的也 就是六个径向通孔36a,外锥面传动套36间隙配合套在凸轮轴1外圆周，柱销 35通过径向通孔36a插入凸轮轴1的螺旋凸轮槽la;内锥面离合齿圈34套在 外锥面传动套36外圆周，内锥面离合齿圈34的内锥面与外锥面传动套36的外锥面在变速蝶簧组5作用下紧密贴合；主动轴40的主动传动齿轮11通过动力传递装置8与内锥面离合齿圏34相 对固定连接；动力传递装置8包括梧动套7和与主动传动齿轮11啮合的从动齿轮6，传 动套7左端内圓通过第二径向轴承4与凸轮轴1转动配合，右端内圆与外锥面 传动套36外圓周之间通过第七径向轴承9转动配合；其转动配合，从动齿轮6 与传动套7左端通过花4A相对固定配合，传动套7右侧和内锥面离合齿圏34左 侧分别设置有位置相对的柱销孔，二者之间通过径向传动柱销49连接；蝶簧组 5位于传动套7与凸轮轴1之间形成的空腔内，右端面紧靠外锥面传动套36左 端面，左端面紧靠旋在凸轮轴1上的定位螺母37上。II.慢挡超越离合器与变速弹簧锥盘式自适应离合器并列设置，包括与二 级变速齿轮19啮合的慢插超越离合齿圈31、与慢挡超越离合齿圈31保持超越 啮合接触状态的慢挡超越离合滚柱30和慢挡超越离合器内圈28;慢挡超越离合器内圏28间隙配合套在凸轮轴1外圆周，外锥面传动套36 与慢挡超越离合器内圈28通过花键径向固定配合；慢挡超越离合器还包括轴向截面为T形的左慢挡轴承托环32和右慢挡轴承 托环29;慢挡超越离合器内图28外圓周设置慢挡内圈环形凸台28a,内圈环形 凸台28a外圆顶住慢挡超越离合滚柱30;慢挡超越离合器为外星轮超越离合器， 慢挡超越离合齿圈31内圆嵌有楔块51的凹槽，慢挡超越离合滚柱30的弹簧紧 靠楔块51;左慢挡轴承托环32和右慢挡轴承托环29以T形端面向内的方式分别设置 于慢挡超越离合器内圏28的内圈环形凸台28a、慢挡超越离合滚柱30和慢挡超 越离合齿圏31左右两侧，慢挡超越离合齿圈31、左慢挡轴承托环32和右慢挡 轴承托环29分别设置径向位置相对的销孔，销孔内插入固定销52;左慢挡轴承托环32和右慢挡轴承托环29内圆与慢挡超越离合器内圏28外 風之间位于内圈环形凸台28a左右两侧分别设置左慢挡变速滚柱33和右'隻挡变速滚柱27;凸轮轴1上位于慢挡超越离合器右侧轴向固定设置定位块38,慢挡超越离 合器内圏28与定位块38之间设置平面轴承26。本实施例中，第二径向轴承4和第七径向轴承9为滑动含油轴承，第一径 向轴承3、第三径向轴承16、第四径向轴承21、第五径向轴承25、第六径向轴 承24、第八径向轴承41和第九径向轴承42均为滚动轴承，平面轴承26为平面 滚动轴承。本实施例的快挡动力传递路线电机转子13 —主动轴40 —主动传动齿轮11 —从动齿轮6 —传动套7 —内锥面 离合齿圈34 —外锥面传动套36 —柱销35 —凸4仑轴1 —车4仑20。 慢挡动力传递路线电机转子13 —主动轴40 —主动传动齿轮11 —从动齿轮6 —传动套7—内锥面 离合齿圏34 — —级变速齿轮17 —变速齿轮轴15 —传动棘轮44 —从动棘轮19a —二级变速齿轮19 -慢挡超越离合齿圈31 —慢挡超越离合滚柱30 —慢挡超越离 合器内圈28 —外锥面传动套36 —柱销35 —凸轮轴1 —车轮20。本发明的快挡传递阻力传递路线车轮20—凸轮轴1 —螺旋凸轮槽la —柱销35 —外锥面传动套36—内锥面离 合齿圈34 —传动套7 —从动齿轮6 —主动传动齿轮11 —主动轴40—电机转子13。 慢挡传递阻力传递路线车轮20—凸轮轴1 —螺旋凸轮槽la —柱销35 —外锥面传动套36 —慢挡超越 离合器内圏28一慢挡超越离合滚柱30 —慢挡超越离合器内圏28 —慢挡超越离合 滚柱30 —慢挡超越离合齿圈31 — 二级变速齿轮19 —从动棘轮19a —传动棘轮44 —变速齿轮轴15 — —级变速齿轮17 —内锥面离合齿圈34 —传动套7 —从动齿轮 6 —主动传动齿轮11 —主动轴40 —电机转子13同时，阻力还经过下列路线车轮20—凸轮轴1 —螺旋凸轮槽la —柱销35-外锥面传动套36 —压缩蝶簧组5。本变速器在运行时，蝶簧组5使外锥面传动套36沿着凸轮轴1轴向向右直 线运动，外锥面传动套36和内锥面离合齿圈34紧密贴合，此时，才艮据快挡动 力传递路线电机转子带动和车轮20行进。此时慢挡超越离合器处于超越状态。机动车启动时阻力大于驱动力，阻力迫使凸轮轴1向与行进方向相反转动， 螺旋凸轮槽la迫使柱销35向左移动，带动外锥面传动套36向左移动，外锥面 传动套36和内锥面离合齿圈34分离，同步，慢挡超越离合器啮合传动，根据 慢动力传递路线电机转子带动和车轮20行进。因此，自动实现了低速挡起动，缩短了起动时间，减少了起动力。与此同 时，阻力通过外锥面传动套36压缩蝶簧组5,吸收运动阻力矩能量，为恢复快 挡挡位传递动力蓄备势能。启动成功后，行驶阻力减少，当分力减少到小于变速蝶簧组5所产生的变 速蝶簧自动变速机构中压力时，因被运动阻力压缩而产生蝶簧组5压力迅速释 放推动下，完成外锥面传动套36和内锥面离合齿圈34恢复紧密贴合状态，慢 挡超越离合器处于超越状态。行驶过程中，随着运动阻力的变化自动换挡原理同上，在不需要剪断驱动 力的情况下实现变挡，使整个机车运行平稳，安全低耗。图2为图1沿A-A向剖视图，即内锥面离合齿圈34与一级变速齿轮17的 啮合结构图，如图所示箱体14内 一级变速齿轮17与变速齿轮轴15通过花 键径向固定配合，并与内锥面离合齿圈34啮合，外锥面传动套36套在凸轮轴1 上和内锥面离合齿圈34紧密贴合。图3为图1沿B-B向剖视图；为慢挡超越离合器与二级变速齿轮19啮合结 构图，如图所示二级变速齿轮19与变速齿轮轴1通过花键径向固定配合，并 与慢挡超越离合齿圈31啮合，挡超越离合器为外星轮超越离合器，包括慢挡超 越离合齿圈31、与慢挡超越离合齿圈31保持超越啮合接触状态的慢挡超越离合 滚柱30和慢挡超越离合器内圈28;慢挡超越离合器内圈28间隙配合套在凸轮轴1外圓，慢挡超越离合器内圈28外圆周设置慢挡内圏环形凸台28a,内图环 形凸台28a外圆顶住慢挡超越离合滾柱30。图4为图1沿C-C向剖视图，为离合传动装置结构示意图，如图所示结 合图1，离合传动装置39包括压紧弹簧43、传动棘轮44、分离拨叉45、拨叉 轴46和回位扭簧47;传动棘轮44通过花键径向固定配合套在变速齿轮轴15上， 左侧在压紧弹簧43的作用下与从动棘轮19a啮合，压紧弹簧43左端紧靠一级 变速齿轮17;传动棘轮4'4外圓周设置周向环槽44a，分离拨叉45 —端伸入从 径向周向环槽44a，另一端与拨叉轴46固定配合，拨叉轴46可相对箱体转动并 垂直于变速齿轮轴15，回位扭簧47设置在变速齿轮轴15上作用于分离拨叉45 使其做分离动作后回位；箱体14上固定设置防止分离拨叉45与周向环槽44a 摩擦的限位块48，限位块48设置于分离拨叉45右侧，与箱体14一体制造，阻 止分离拨叉45在回位扭簧47的作用下与周向环槽44a摩擦。图5为图1沿D-D向剖视图，如图所示凸轮轴1外圆周上均布加工有六 个橫截面为矩形的螺旋凸轮槽la,外锥面传动套36圆周上均布加工有六个径向 通孔36a,外锥面传动套纟6间隙配合套在凸轮轴1外圆周，柱销35通过径向通 孔36a插入凸轮轴1的螺旋凸轮槽1 a;传动套7套在从动传动套36外圆周通 过第七径向轴承9与其转动配合。图6为本发明凸轮轴结构示意图，图7为图6沿E-E向剖视图，如图所示 传动轴1为外圆周上均布加工有六个横截面为矩形的螺旋凸轮槽la的凸轮轴， 螺旋凸轮槽la的展开方向从左向右看与凸轮轴1旋转方向相反，为顺时针方向 展开。图8为本发明外锥面传动套结构示意图，如图所示外锥面传动套36圆周 上均布加工有六个径向通孔36a，锥面位于右端外圓，右端加工有用于与慢挡超 越离合器内圏28啮合的花4建。图9为本发明内锥面离合齿圈结构示意图，如图所示内锥面离合齿圏34 外圓周加工有齿圈，左端设置有用于与传动套7固定连接的销孔。图10为本发明传动棘轮结构示意图，如图所示传动棘轮44内圆设置花 键，左侧端面设置花键，外圆周设置周向环槽44a。图11为本发明二级变速齿轮结构示意图，如图所示从动棘轮19a与二级 变速齿轮19制成一体，设置在二级变速齿轮19的左端面上。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管 参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解， 可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的 精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种侧挂锥盘式自适应两挡自动变速轮毂，包括左轮毂架(22)、右轮毂架(18)、箱体(14)、动力设备、传动轴(1)、车轮(20)和设置在传动轴(1)上的刹车装置(23)，所述左轮毂架(22)和右轮毂架(18)与箱体(14)固定连接，传动轴(1)设置在箱体(14)内与其转动配合，传动轴(1)的一部分伸出箱体(14)与车轮(20)固定配合，左轮毂架(22)和右轮毂架(18)分列车轮(20)左右两侧，其特征在于还包括设置在箱体(14)内的主动轴(40)和变速齿轮轴(15)，所述主动轴(40)和变速齿轮轴(15)与传动轴(1)平行设置，主动轴(40)由动力设备驱动，主动轴(40)上相对固定设置主动传动齿轮(11)；所述变速齿轮轴(15)上设置齿轮变速机构，传动轴(1)上设置锥盘式自适应两挡自动变速总成；a.齿轮变速机构包括变速齿轮轴(15)、设置在变速齿轮轴(15)上的一级变速齿轮(17)和二级变速齿轮(19)；所述一级变速齿轮(17)和二级变速齿轮(19)之间通过离合传动装置(39)进行传动；b.锥盘式自适应两挡自动变速总成包括变速弹簧锥盘式自适应离合器和慢挡超越离合器；I.变速弹簧锥盘式自适应离合器包括与一级变速齿轮(17)啮合的内锥面离合齿圈(34)、外锥面传动套(36)、传动轴(1)和变速弹簧(5)；所述传动轴(1)为外圆周上均布加工有至少一个螺旋凸轮槽(1a)的凸轮轴，螺旋凸轮槽(1a)的展开方向从左向右看与凸轮轴(1)旋转方向相反；外锥面传动套(36)圆周上均布加工有与螺旋凸轮槽(1a)数量相同的径向通孔(36a)，外锥面传动套(36)间隙配合套在凸轮轴(1)外圆周，柱销(35)通过径向通孔(36a)插入凸轮轴(1)的螺旋凸轮槽(1a)；内锥面离合齿圈(34)套在外锥面传动套(36)外圆周，内锥面离合齿圈(34)的内锥面与外锥面传动套(36)的外锥面在变速弹簧(5)作用下紧密贴合；主动轴(40)的主动传动齿轮(11)通过动力传递装置(8)与内锥面离合齿圈(34)相对固定连接；II.慢挡超越离合器与变速弹簧锥盘式自适应离合器并列设置，包括与二级变速齿轮(19)啮合的慢挡超越离合齿圈(31)、与慢挡超越离合齿圈(31)保持超越啮合接触状态的慢挡超越离合滚柱(30)和慢挡超越离合器内圈(28)；慢挡超越离合器内圈(28)间隙配合套在凸轮轴(1)外圆周，慢挡超越离合器内圈(28)外圆顶住慢挡超越离合滚柱(30)；外锥面传动套(36)与慢挡超越离合器内圈(28)径向固定配合。
2. 根据权利要求1所述的侧挂锥盘式自适应两挡自动变速轮穀，其特征在 于所述动力传递装置(8 )包括传动套(7 )和与主动传动齿轮(11 )啮合的 从动齿轮(6)，所述传动套(7)套在凸轮轴(1)外圓周与其转动配合，从动 齿轮(6)与传动套(7)相对固定配合，传动套(7) —侧端面与内锥面离合齿 圈(34)径向固定配合。
3. 根据权利要求1或2所述的侧挂锥盘式自适应两挡自动变速轮毂，其特 征在于所述离合传动装置(39)包括压紧弹簧(43)、传动棘轮(44)、分离 拨叉(45)、拨叉轴(46)、回位扭簧(47)和固定设置在二级变速齿轮(19)端 面上的从动棘轮(19a)，所述变速齿轮轴(15)与箱体(14)转动配合，所述一 级变速齿轮(17)径向固定配合套在变速齿轮轴(15)上，二级变速齿轮(19)间隙 配合配合套在变速齿轮轴(15)上，二级变速齿轮(19)公称直径小于一级变速齿 轮(17);传动棘轮(44)径向固定配合套在变速齿轮轴(15)上在压紧弹簧(43) 的作用下与从动棘轮(19a )啮合；所述传动棘轮(44 )外圆周设置周向环槽(44a )， 分离拨叉(45) —端伸入从径向周向环槽(44a),另一端与拨叉轴(46)固定 配合，拨叉轴(46)可相对箱体转动并垂直于变速齿轮轴(15)，回位扭簧(47) 设置在变速齿轮轴(15)上作用于分离拨叉(45)使其做分离动作后回位；所述 箱体(14)上设置防止分离拨叉(45)与周向环槽("a)摩擦的限位块(48)。
4. 根据权利要求3所述的侧挂锥盘式自适应两挡自动变速轮毂，其特征在于所述变速弹簧(5 )为蝶簧组，位于传动套(7 )与凸轮轴(1 )之间形成的 空腔内，右端面紧靠外锥面传动套(36)左端面，左端面紧靠旋在凸轮轴(1) 上的定位螺母(37)上。
5. 根据权利要求4所述的侧挂锥盘式自适应两挡自动变速轮毂，其特征在 于所述慢挡超越离合器还包括轴向截面为T形的左慢挡轴承托环(32)和右 慢挡轴承托环(29);慢挡超越离合器内圈(28)外圓周设置慢挡内圈环形凸台(28a)，内圈环形凸台(28a)外圆顶住慢挡超越离合滚柱(30);慢挡超越离 合器为外星轮超越离合器，慢挡超越离合齿圈(31)内圓嵌有楔块(51)的凹 槽，慢挡超越离合滚柱(30)的弹簧紧靠楔块(51);左慢挡轴承托环(32)和右慢挡轴承托环(29)以T形端面向内的方式分 别设置于慢挡超越离合器内圈(28)的内圈环形凸台(28a)、慢挡超越离合滚 柱(30)和慢挡超越离合齿圈(31)左右两侧，慢挡超越离合齿圏(31)、左慢 挡轴承托环(32)和右慢挡轴承托环(29)分别设置径向位置相对的销孔，销 孔内插入固定销(52);左慢挡轴承托环(32)和右慢挡轴承托环(29)内圆与慢挡超越离合器内 圏(28)外圆之间位于内圈环形凸台(28a)左右两侧分别设置左慢挡变速滚柱(33)和右慢挡变速滚柱(27)。
6. 根据权利要求5所述的侧挂锥盘式自适应两挡自动变速轮毂，其特征在 于所述螺旋凸轮槽(la)为六个在凸轮轴(1)的圆周上均布，横截面为矩形。
7. 根据权利要求6所述的侧挂锥盘式自适应两挡自动变速轮毂，其特征在 于所述动力设备为外转子电机，包括转子(13 )和定子(12 )，所述定子(12 ) 相对于箱体(14)固定设置，转子(13)与主动轴(40)相对固定设置。
8. 根据权利要求7所述的侧挂锥盘式自适应两挡自动变速轮毂，其特征在 于所述箱体(14)与左轮毂架(22)固定连接，刹车装置(23)设置有外部支 架，外部支架与右轮毂架(18)固定连接，凸轮轴(1)伸出箱体(14)部分与车 轮(20)固定配合，并与刹车装置(23)的外部支架内圆转动配合。
9. 根据权利要求8所述的侧挂锥盘式自适应两挡自动变速轮毂，其特征在 于所述车轮(20)内圈与凸轮轴(l)外圆之间、电机转子(13)与主动轴(40) 之间均通过花键或平健啮合；主动传动齿轮(11)与主动轴(40)之间，从动 齿轮(6 )与传动套(7 )之间，外锥面传动套(36 )与慢挡超越离合器内圏(28 ) 之间， 一级变速齿轮(17)以及传动棘轮(44)与变速齿轮轴(15)之间均通过花 键啮合；传动套(7)与内锥面离合齿圈(34)分别设置有位置相对的柱销孔， 二者之间通过径向传动柱销(49 )连接。
10. 根据权利要求9所述的侧挂锥盘式自适应两挡自动变速轮毂，其特征 在于所述传动套(7 )左端通过第二径向轴承(4 )与凸轮轴(1 )转动配合， 右端与外锥面传动套(36)外圆周之间通过第七径向轴承(9)转动配合；所述 凸轮轴(1)左右两端外圓别通过第一径向轴承(3)和第五径向轴承(25)与 箱体(14)左右端面配合；变速齿轮轴(15)左右两端外圓与箱体(14)之间通过第 三径向轴承(16)和第四径向轴承(n)配合；刹车装置(23)支架内圆与凸 轮轴(1)右端通过第六径向轴承(24)配合；主动轴(40)两端分别通过第八 径向轴承(41 )和第九径向轴承(42 )配合；凸轮轴(1 )上位于慢挡超越离合 器右侧轴向固定设置定位块(38)，慢挡超越离合器内圏(28)与定位块(38) 之间设置平面轴承(26)。
全文摘要
本发明公开了一种侧挂锥盘式自适应两挡自动变速轮毂，包括左轮毂架、右轮毂架、箱体、动力设备、传动轴、车轮和设置在传动轴上的刹车装置，还包括由动力设备驱动的主动轴、设置在变速齿轮轴上的齿轮变速机构和设置在传动轴上的锥盘式自适应两挡自动变速总成，所述主动轴和变速齿轮轴设置于箱体内与传动轴平行，本发明能使电机输出功率与车辆行驶状况始终处于最佳匹配状态，实现车辆驱动力矩与综合行驶阻力的平衡控制；在不切断驱动力的情况下自适应随行驶阻力变化自动进行换挡变速，有利于车辆和机械动力设备高效节能，可以满足山区、丘陵和重负荷条件下使用；本发明的变速器重量轻、结构紧凑。
文档编号B62M11/00GK101244752SQ20081006942
公开日2008年8月20日 申请日期2008年3月3日 优先权日2008年3月3日
发明者林毓培, 薛荣生, 郝允志 申请人:西南大学