一种中置式轮芯驱动电驱动自动变速系统的制作方法

1.本实用新型涉及两轮车电驱动系统技术领域，具体涉及一种中置式轮芯驱动电驱动自动变速系统。


背景技术：

2.链条传动的设计结构具有结构简单、轻巧、成本低等优点，而且可以通过更换链轮便能容易改变末级减速比的优点，因此被大多数两轮车采用。此外，链条可以缓冲车辆加减速的冲击，又能减小悬挂系统上下震荡造成链轮之间的距离变化。
3.现有的能够换挡的两轮车电驱动系统通常都将动力输入机构(电机等)和减速换挡机构都设置在两轮车的中部(座位下方)，再通过链条传动组件直接带动车轮转动。由于电机的转速远高于内燃机，导致减速机构相对较为复杂，体积较大。但是，由于两轮车的结构特点，安装空间极为有限，难以设置较大减速比的减速换挡机构，因此导致不能采用高转速电机，电机效率始终不够理想，影响续航里程。
4.解决以上问题成为当务之急。


技术实现要素：

5.为解决以上的技术问题，本实用新型提供了一种中置式轮芯驱动电驱动自动变速系统。
6.其技术方案如下：
7.一种中置式轮芯驱动电驱动自动变速系统，其要点在于，包括动力输入机构、驱动轮、设置在轮外中间轴上的换挡传动机构、通过链条传动组件与轮外中间轴连接的轮内中间轴以及设置在车轮安装轴上的减速输出机构，所述动力输入机构依次通过轮外中间轴、换挡传动机构、链条传动组件和轮内中间轴将动力传递给减速输出机构，由减速输出机构带动驱动轮转动；
8.所述换挡传动机构包括单侧同步器、超越离合器和减速组件，所述单侧同步器、超越离合器与减速组件的减速一级主动齿轮均套装在轮外中间轴上，且超越离合器和减速一级主动齿轮分别位于单侧同步器的两侧，所述减速一级主动齿轮与轮外中间轴同步转动，所述动力输出套、链条传动组件的主动链轮和超越离合器的内心轮同步转动，所述单侧同步器能够在换挡拨叉的作用下与内心轮结合或分离；
9.当单侧同步器与内心轮结合时，超越离合器处于超越状态，轮外中间轴输出的动力依次经单侧同步器和内心轮传递给动力输出套；当单侧同步器与内心轮分离时，超越离合器处于结合状态，轮外中间轴输出的动力依次经减速组件和超越离合器传递给动力输出套。
10.采用以上结构，动力输入机构和换挡传动机构设置的位置不变，在驱动轮的轮芯位置增设减速输出机构，延长了减速传动路径，增大了减速比，从而能够采用高速电机作为驱动，使电机处于高效输出平台上，大幅提高了电机效率，增加了续航里程，同时保留链条
传动的方式，不仅可以缓冲两轮车加减速的冲击，又能减小悬挂系统上下震荡造成链轮之间的距离变化，并且，能够实现两挡换挡，不仅使电动两轮车具有强大的爬坡和重载能力，而且使电机能够始终处于高效平台上，进一步提高了电机在爬坡和重载情况下的效率，降低了电机能耗。
11.作为优选：所述单侧同步器包括与内心轮同步转动的高速挡结合套、同步转动地套装在轮外中间轴上的同步器花键毂以及同步转动地套装在同步器花键毂上的同步器结合套，所述同步器花键毂靠近高速挡结合套的一侧设置有沿径向向外依次套设的高速挡摩擦内片、高速挡摩擦外片和高速挡同步环，所述同步器花键毂的外周上设置有若干与同步器结合套同步滑动的同步器滑块，所述换挡拨叉能够带动同步器结合套轴向滑动；
12.当同步器结合套朝高速挡结合套滑动时，同步器滑块能够驱使高速挡同步环带动高速挡摩擦外片将高速挡摩擦内片压紧在高速挡结合套上，以使同步器结合套与高速挡结合套在同步转动后结合。
13.采用以上结构，设计巧妙，简单可靠，能够稳定可靠地在高速挡和低速挡之间切换，不会发生换挡卡滞和难以进挡的情况。
14.作为优选：所述高速挡摩擦外片的两侧表面分别与高速挡摩擦内片和高速挡同步环斜面配合。采用以上结构，能够更加稳定、可靠且快速地使同步器结合套与高速挡结合套实现同步转动。
15.作为优选：所述高速挡摩擦外片包括一体成型的安装部和斜面配合部，所述安装部为圆环形的片状结构，并套装在同步器花键毂上，所述斜面配合部为自安装部外缘向外倾斜延伸的圆筒形结构，其直径朝着远离安装部的方向逐渐增大，且斜面配合部的两侧面分别与高速挡摩擦内片和高速挡同步环对应的斜面配合。采用以上结构，兼顾了安装的可靠性和摩擦斜面配合的可靠性。
16.作为优选：所述同步器花键毂靠近高速挡结合套的一侧端面凹陷成型有摩擦结构安装腔，所述高速挡摩擦外片、高速挡摩擦内片和高速挡同步环均部分位于摩擦结构安装腔中。采用以上结构，提高摩擦配合相关零部件安装的可靠性。
17.作为优选：所述动力输出套通过传动传感机构将动力传递给链条传动组件，所述主动链轮包括可转动地套装在轮外中间轴上的链轮套以及成型在链轮套上的链轮本体，所述传动传感机构包括套装在链轮套上的传动传感凸轮套、用于驱使传动传感凸轮套靠近动力输出套的弹性复位元件以及用于检测实时功率的检测装置，所述传动传感凸轮套与链轮套之间形成螺旋传动副，并能够沿链轮套轴向滑动，所述动力输出套和传动传感凸轮套的相邻端面构成端面凸轮配合。采用以上结构，能够在传动的同时准确监测实时功率，简单可靠；若传感传动机构测得的实时功率大于设定的功率目标，单侧同步器处于结合状态，处于高速挡；若传感传动机构测得的实时功率小于设定的功率目标，单侧同步器处于断开状态，处于低速挡。
18.作为优选：所述检测装置包括均设置在传动传感凸轮套上的转速检测永磁体和位移检测永磁体以及均设置在外壳体上的转速检测霍尔元件和位移检测霍尔元件。采用以上结构，能够通过检测传动传感凸轮套的转速和位移获悉实时功率，抗干扰能力强，成本低廉，简单可靠。
19.作为优选：所述动力输入机构包括驱动电机、与驱动电机的电机轴同步转动的输
入一级主动齿轮、与轮外中间轴和电机轴均平行的输入轴、同步转动地套装在输入轴上的输入一级从动齿轮以及同步转动地套装在轮外中间轴上的输入二级从动齿轮，所述输入一级主动齿轮与输入一级从动齿轮啮合，所述输入轴上成型有与输入二级从动齿轮啮合的输入二级主动齿。采用以上结构，能够稳定可靠地实现动力输入和减速传动。
20.作为优选：所述减速组件包括与轮外中间轴平行的减速轴、同步转动地套装在减速轴上的减速一级从动齿轮和减速二级主动齿轮，所述减速一级从动齿轮与减速一级主动齿轮啮合，所述减速二级主动齿轮与超越离合器的外圈上设置的减速二级从动齿啮合。采用以上结构，能够稳定可靠地实现减速传动。
21.作为优选：所述减速输出机构包括同步转动地套装在轮内中间轴上的输出一级主动齿轮、与轮内中间轴和车轮安装轴均平行的输出轴、同步转动地套装在输出轴上的输出一级从动齿轮、可转动地套装在车轮安装轴上的转动输出元件以及同步转动地套装在转动输出元件上的输出二级从动齿轮，所述一级主动齿轮与输出一级从动齿轮啮合，所述输出轴上具有与输出二级从动齿轮啮合的二级主动齿，所述转动输出元件能够带动驱动轮与其同步转动。采用以上结构，能够稳定可靠地实现减速传动和动力输出。
22.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
23.采用以上技术方案的一种中置式轮芯驱动电驱动自动变速系统，结构新颖，设计巧妙，在驱动轮的轮芯位置增设减速输出机构，延长了减速传动路径，增大了减速比，从而能够采用高速电机作为驱动，使电机处于高效输出平台上，大幅提高了电机效率，增加了续航里程，同时保留链条传动的方式，不仅可以缓冲两轮车加减速的冲击，又能减小悬挂系统上下震荡造成链轮之间的距离变化，并且，能够实现两挡换挡，不仅使电动两轮车具有强大的爬坡和重载能力，而且使电机能够始终处于高效平台上，进一步提高了电机在爬坡和重载情况下的效率，降低了电机能耗。
附图说明
24.图1为本实用新型的结构示意图；
25.图2为单侧同步器的结构示意图；
26.图3为传动传感机构与相关零部件的配合关系示意图；
27.图4为超越离合器的结构示意图；
28.图5为超越离合器的剖视图。
具体实施方式
29.以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。
30.如图1所示，一种中置式轮芯驱动电驱动自动变速系统，其主要包括动力输入机构、驱动轮2、设置在轮外中间轴3上的换挡传动机构、通过链条传动组件与轮外中间轴3连接的轮内中间轴16以及设置在车轮安装轴17上的减速输出机构，动力输入机构依次通过轮外中间轴3、换挡传动机构、链条传动组件和轮内中间轴16将动力传递给减速输出机构，由减速输出机构带动驱动轮2转动。
31.换挡传动机构包括单侧同步器4、超越离合器15和减速组件，单侧同步器4、超越离合器15与减速组件的减速一级主动齿轮6均套装在轮外中间轴3上，且超越离合器15和减速
一级主动齿轮6分别位于单侧同步器4的两侧，减速一级主动齿轮6与轮外中间轴3同步转动，动力输出套18、链条传动组件的主动链轮7和超越离合器15的内心轮15c同步转动，单侧同步器4能够在换挡拨叉5的作用下与内心轮15c结合或分离。
32.当单侧同步器4与内心轮15c结合时，超越离合器15处于超越状态，轮外中间轴3输出的动力依次经单侧同步器4和内心轮15c传递给动力输出套18；当单侧同步器4与内心轮15c分离时，超越离合器15处于结合状态，轮外中间轴3输出的动力依次经减速组件和超越离合器15传递给动力输出套18。
33.本实施例中，驱动轮2包括轮毂和设置在轮毂上的轮胎，轮毂的中心位置设置有传动结构安装腔，轮内中间轴16和车轮安装轴17的转动轴线一致，且相互远离的一端分别穿出传动结构安装腔的两侧壁，减速输出机构安装在传动结构安装腔中。
34.请参见图1和图2，单侧同步器4包括与内心轮15c同步转动的高速挡结合套4a、同步转动地套装在轮外中间轴3上的同步器花键毂4c以及同步转动地套装在同步器花键毂4c上的同步器结合套4d，同步器花键毂4c靠近高速挡结合套4a的一侧设置有沿径向向外依次套设的高速挡摩擦内片4k、高速挡摩擦外片4e和高速挡同步环4f，同步器花键毂4c的外周上设置有若干与同步器结合套4d同步滑动的同步器滑块4j，换挡拨叉5能够带动同步器结合套4d轴向滑动。
35.当同步器结合套4d朝高速挡结合套4a滑动时，同步器滑块4j能够驱使高速挡同步环4f带动高速挡摩擦外片4e将高速挡摩擦内片4k压紧在高速挡结合套4a上，以使同步器结合套4d与高速挡结合套4a在同步转动后结合，处于高速挡。当同步器结合套4d反向滑动，使同步器结合套4d与高速挡结合套4a分离(不同步转动)时，处于低速挡。
36.高速挡摩擦外片4e的两侧表面分别与高速挡摩擦内片4k和高速挡同步环4f斜面配合。具体地说，高速挡摩擦外片4e包括一体成型的安装部和斜面配合部，安装部为圆环形的片状结构，并套装在同步器花键毂4c上，斜面配合部为自安装部外缘向外倾斜延伸的圆筒形结构，其直径朝着远离安装部的方向逐渐增大，且斜面配合部的两侧面分别与高速挡摩擦内片4k和高速挡同步环4f对应的斜面配合。
37.进一步地，同步器花键毂4c靠近高速挡结合套4a的一侧端面凹陷成型有摩擦结构安装腔4c1，高速挡摩擦外片4e、高速挡摩擦内片4k和高速挡同步环4f均部分位于摩擦结构安装腔4c1中。
38.请参见图1和图3，动力输出套18通过传动传感机构将动力传递给链条传动组件，链条传动组件包括可转动地套装在轮外中间轴3上的主动链轮7、同步转动地套装在轮内中间轴16上的从动链轮27以及连接主动链轮7和从动链轮27的链条28。
39.其中，主动链轮7包括可转动地套装在轮外中间轴3上的链轮套7a以及成型在链轮套7a上的链轮本体7b，传动传感机构包括套装在链轮套7a上的传动传感凸轮套8、用于驱使传动传感凸轮套8靠近动力输出套18的弹性复位元件10以及用于检测实时功率的检测装置，传动传感凸轮套8与链轮套7a之间形成螺旋传动副，并能够沿链轮套7a轴向滑动，动力输出套18和传动传感凸轮套8的相邻端面构成端面凸轮配合。其中，螺旋传动副包括沿周向分布在传动传感凸轮套8内壁上的内螺旋滚道以及沿周向分布在链轮套7a外壁上的外螺旋滚道，在每个外螺旋滚道中均嵌设有若干向外凸出的滚珠，各个滚珠分别能够在对应的内螺旋滚道和外螺旋滚道中滚动。当传动传感凸轮套8相对链轮套7a转动时，能够相对链轮套
7a进行轴向移动。
40.检测装置包括均设置在传动传感凸轮套8上的转速检测永磁体9和位移检测永磁体27以及均设置在外壳体上的转速检测霍尔元件和位移检测霍尔元件。检测装置能够获取精确的转速和位移信息，根据转速和位移信息能够准确地获悉轮外中间轴3的实时功率，当实时功率小于功率目标时，能够主动从高速挡换为低速挡，当实时功率大于功率目标时，能够主动从低速挡换为高速挡。
41.请参见图1，动力输入机构包括驱动电机1、与驱动电机1的电机轴1a同步转动的输入一级主动齿轮11、与轮外中间轴3和电机轴1a均平行的输入轴12、同步转动地套装在输入轴12上的输入一级从动齿轮13以及同步转动地套装在轮外中间轴3上的输入二级从动齿轮14，输入一级主动齿轮11与输入一级从动齿轮13啮合，输入轴12上成型有与输入二级从动齿轮14啮合的输入二级主动齿12a。
42.请参见图1、图4和图5，减速组件包括与轮外中间轴3平行的减速轴19、同步转动地套装在减速轴19上的减速一级从动齿轮20和减速二级主动齿轮21，减速一级从动齿轮20与减速一级主动齿轮6啮合，减速二级主动齿轮21与超越离合器15的外圈15a上设置的减速二级从动齿15b啮合。
43.超越离合器15还包括设置在外圈15a与内心轮15c之间的滚动体，内心轮15c包括一体成型的内心轮主体15c1和内心轮输入套15c2，高速挡结合套4a同步转动地套装在内心轮输入套15c2上，内心轮主体15c1与动力输出套18同步转动。动力输出套18与内心轮主体15c1相互靠近的一端端面齿槽配合。
44.沿内心轮15c外周分布的滚动体由交替设置的粗滚动体15d和细滚动体15e组成，在内心轮15c的外周面上设置有两个相对的保持架15f，在每个保持架15f的内壁上均开设有一圈环形槽15f1，各个细滚动体15e的两端分别均可滑动地插入对应的环形槽15f1中。采用以上结构，使各个细滚动体15e能够随动，提高了整体的稳定性和可靠性，增加了使用寿命。
45.外圈15a的外壁上具有沿周向设置的减速二级从动齿15b。通过上述结构，能够可靠地进行动力传递。
46.内心轮15c的外周上这是有与粗滚动体15d相适应的外齿15c3，外齿15c3包括顶弧段15c32以及分别位于顶弧段15c32两侧的短边段15c31和长边段15c33，短边段15c31为向内凹陷的弧形结构，长边段15c33为向外凸出的弧形结构，短边段15c31的曲率小于长边段15c33的曲率。采用以上结构，能够保证单向传动功能的稳定性和可靠性。
47.请参见图1，减速输出机构包括同步转动地套装在轮内中间轴16上的输出一级主动齿轮22、与轮内中间轴16和车轮安装轴17均平行的输出轴23、同步转动地套装在输出轴23上的输出一级从动齿轮24、可转动地套装在车轮安装轴17上的转动输出元件25以及同步转动地套装在转动输出元件25上的输出二级从动齿轮26，一级主动齿轮22与输出一级从动齿轮24啮合，输出轴23上具有与输出二级从动齿轮26啮合的二级主动齿23a，转动输出元件25能够带动驱动轮2与其同步转动。
48.本实施例中，转动输出元件25采用法兰盘，该法兰盘可靠地安装在驱动轮2上，并与输出二级从动齿轮26花键配合。
49.高速挡传动路线：驱动电机1
→
输入一级主动齿轮11
→
输入一级从动齿轮13
→
输
入轴12
→
输入二级从动齿轮14
→
轮外中间轴3
→
单侧同步器4
→
内心轮15c
→
动力输出套18
→
传动传感凸轮套8
→
主动链轮7
→
链条28
→
从动链轮27
→
轮内中间轴16
→
输出一级主动齿轮22
→
输出一级从动齿轮24
→
输出轴23
→
输出二级从动齿轮26
→
转动输出元件25
→
驱动轮2。
50.低速挡传动路线：驱动电机1
→
输入一级主动齿轮11
→
输入一级从动齿轮13
→
输入轴12
→
输入二级从动齿轮14
→
轮外中间轴3
→
减速一级主动齿轮6
→
减速一级从动齿轮20
→
减速轴19
→
减速二级主动齿轮21
→
超越离合器15
→
动力输出套18
→
传动传感凸轮套8
→
主动链轮7
→
链条28
→
从动链轮27
→
轮内中间轴16
→
输出一级主动齿轮22
→
输出一级从动齿轮24
→
输出轴23
→
输出二级从动齿轮26
→
转动输出元件25
→
驱动轮2。
51.最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。