一种中置式链传动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链传动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链传动轮芯驱动电驱动自动变速系统。
6.其技术方案如下：
7.一种中置式链传动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减速输入机构、通过链条传动组件与轮外中间轴连接的车轮安装轴以及均设置在车轮安装轴上的换挡传动机构和动力输出部件，所述驱动轮套装在车轮安装轴上，所述动力输入机构依次通过减速输入机构、链条传动组件、车轮安装轴、换挡传动机构和动力输出部件将动力传递给驱动轮；
8.所述换挡传动机构包括双侧同步器和减速组件，所述双侧同步器套装在车轮安装轴上，并能够在换挡拨叉的作用下与动力输出部件或减速组件结合；
9.当双侧同步器与动力输出部件结合时，轮外中间轴输出的动力通过双侧同步器传递给动力输出部件；当双侧同步器与减速组件结合时，轮外中间轴输出的动力通过双侧同步器传递给减速组件，再由减速组件传递给动力输出部件。
10.采用以上结构，将动力输入机构和减速输入机构设置在原始的两轮车中间位置，在驱动轮的轮芯位置增设换挡传动机构，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：所述双侧同步器包括与动力输出部件同步转动的高速挡结合套、与减速组件的减速一级主动齿轮同步转动的低速挡结合套、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，所述减速一级主动齿轮套装在轮外中间轴上，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，所述同步器花键毂靠近低速挡结合套的一侧设置有沿径向向外依次套设的低速挡摩擦内片、低速挡摩擦外片和低速挡同步环，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.当同步器结合套朝低速挡结合套滑动时，同步器滑块能够驱使低速挡同步环带动低速挡摩擦外片将低速挡摩擦内片压紧在低速挡结合套上，以使同步器结合套与低速挡结合套在同步转动后结合。
14.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、空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。
15.作为优选：所述低速挡摩擦外片的两侧表面分别与低速挡摩擦内片和低速挡同步环斜面配合，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或低速挡结合套实现同步转动。
16.作为优选：所述低速挡摩擦外片和高速挡摩擦外片均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或分别与对应的低速挡摩擦内片和低速挡同步环斜面配合，或分别与对应的高速挡摩擦内片和高速挡同步环斜面配合。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。
17.作为优选：所述同步器花键毂的两侧端面均凹陷成型有摩擦结构安装腔，所述低速挡摩擦外片、低速挡摩擦内片、低速挡同步环、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对应的摩擦结构安装腔中。采用以上结构，提高摩擦配合相关零部件安装的可靠性。
18.作为优选：所述动力输出部件包括均可转动地套装在轮外中间轴上的减速二级从动齿轮套和动力输出套，所述减速二级从动齿轮套与高速挡结合套同步转动，所述减速二级从动齿轮套依次通过动力输出套和传动传感机构带动驱动轮同步转动。采用以上结构，动力输出部件为分体式结构，不仅能够稳定可靠地进行传动，而且易于装配。
19.作为优选：所述驱动轮的轮毂通过安装配合套可转动地套装在车轮安装轴上，所述传动传感机构包括套装在安装配合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安装配合套之间形成螺旋传动副，并能够沿安装配合套轴向滑动，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，双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，双侧同步器处于断开状态，处于低速挡。
20.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。
21.作为优选：所述减速组件包括与车轮安装轴平行的减速轴、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减速二级从动齿轮套啮合。采用以上结构，
22.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，所述输入一级主动齿轮通过减速输入机构将动力传递给链条传动组件；
23.所述减速输入机构包括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、可转动地套装轮外中间轴上的动力连接套以及同步转动地套装在动力连接套上的输入二级从动齿轮，所述动力连接套与链条传动组件的主动链轮同步转动，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。
24.采用以上结构，能够稳定可靠地输入动力和减速传动。
25.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
26.采用以上技术方案的一种中置式链传动轮芯驱动电驱动自动变速系统，结构新颖，设计巧妙，将动力输入机构和减速输入机构设置在原始的两轮车中间位置，在驱动轮的轮芯位置增设换挡传动机构，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
27.图1为本实用新型的结构示意图；
28.图2为双侧同步器的结构示意图；
29.图3为传动传感机构与相关零部件的配合关系示意图。
具体实施方式
30.以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。
31.如图1所示，一种中置式链传动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上的减速输入机构、通过链条传动组件与轮外中间轴3连接的车轮安装轴16以及均设置在车轮安装轴 16上的换挡传动机构和动力输出部件，驱动轮2套装在车轮安装轴16上，动力输入机构依次通过减速输入机构、链条传动组件、车轮
安装轴16、换挡传动机构和动力输出部件将动力传递给驱动轮2。
32.换挡传动机构包括双侧同步器4和减速组件，双侧同步器4套装在车轮安装轴16上，并能够在换挡拨叉5的作用下与动力输出部件或减速组件结合；当双侧同步器4与动力输出部件结合时，轮外中间轴3输出的动力通过双侧同步器4传递给动力输出部件；当双侧同步器4与减速组件结合时，轮外中间轴3输出的动力通过双侧同步器4传递给减速组件，再由减速组件传递给动力输出部件。
33.请参见图1和图3，本实施例中，驱动轮2包括组合式轮毂2a以及设置在组合式轮毂2a上轮胎2b，组合式轮毂2a包括轮毂外圈2a2和轮毂内圈2a1，轮胎2b套装在轮毂外圈2a2上，轮毂内圈2a1可转动地套装在车轮安装轴16 上，轮毂外圈2a2的内缘与轮毂内圈2a1的外缘通过若干螺栓2a3连接。
34.请参见图1和图2，双侧同步器4包括与动力输出部件同步转动的高速挡结合套4a、与减速组件的减速一级主动齿轮6同步转动的低速挡结合套4b、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，减速一级主动齿轮6套装在轮外中间轴3上，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靠近低速挡结合套4b的一侧设置有沿径向向外依次套设的低速挡摩擦内片4g、低速挡摩擦外片4h和低速挡同步环4i，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朝低速挡结合套4b滑动时，同步器滑块4j 能够驱使低速挡同步环4i带动低速挡摩擦外片4h将低速挡摩擦内片4g压紧在低速挡结合套4b上，以使同步器结合套4d与低速挡结合套4b在同步转动后结合，处于低速挡；当同步器结合套4d位于中间位置时，即当同步器结合套4d既不与高速挡结合套4a结合，又不与低速挡结合套4b结合，处于空挡，动力断开。
36.低速挡摩擦外片4h的两侧表面分别与低速挡摩擦内片4g和低速挡同步环4i斜面配合，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。
37.具体地说，同步器花键毂4c的外周面上设置有花键毂外花键，同步器结合套4d的内壁上设置有与花键毂外花键相适应的结合套内花键，即结合套内花键与花键毂外花键花键配合，以使同步器结合套4d不能相对同步器花键毂 4c转动，只能沿同步器花键毂4c轴线滑动。相应的，低速挡同步环4i、高速挡同步环4f、低速挡结合套4b和高速挡结合套4a的外周面上均具有能够与结合套内花键花键配合的结合外花键。
38.进一步地，低速挡摩擦外片4h和高速挡摩擦外片4e均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或分别与对应的低速挡摩擦内片4g和低速挡同步环4i斜面配合，或分别与对应的高速挡摩擦内片 4k和高速挡同步环4f斜面配合。
39.同步器花键毂4c的两侧端面均凹陷成型有摩擦结构安装腔4c1，低速挡摩擦外片
4h、低速挡摩擦内片4g、低速挡同步环4i、高速挡摩擦外片4e、高速挡摩擦内片4k和高速挡同步环4f均部分位于对应的摩擦结构安装腔4c1 中。
40.请参见图1和图3，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、同步转动地套装在车轮安装轴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。动力输出部件包括均可转动地套装在轮外中间轴3上的减速二级从动齿轮套15和动力输出套18，减速二级从动齿轮套 15与高速挡结合套4a同步转动，减速二级从动齿轮套15依次通过动力输出套18和传动传感机构带动驱动轮2同步转动。
41.驱动轮2的轮毂2a通过安装配合套2a11可转动地套装在车轮安装轴16 上，传动传感机构包括套装在安装配合套2a11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与安装配合套2a11之间形成螺旋传动副，并能够沿安装配合套2a11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。
42.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安装配合套2a11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相对安装配合套2a11转动时，能够相对安装配合套2a11进行轴向移动。
43.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。
44.减速组件包括与车轮安装轴16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与减速二级从动齿轮套 15啮合。
45.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，输入一级主动齿轮11通过减速输入机构将动力传递给链条传动组件。
46.减速输入机构包括与轮外中间轴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、可转动地套装轮外中间轴 3上的动力连接套25以及同步转动地套装在动力连接套25上的输入二级从动齿轮14，动力连接套25与链条传动组件的主动链轮7同步转动，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。
47.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
→
动力连接套25
→
主动链轮7
→
链条 28
→
从动链轮27
→
车轮安装轴16
→
双侧同步器4
→
减速二级从动齿轮套15
→
动力输出套18
→
传动传感凸轮套8
→
驱动轮2。
48.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
→
动力连接套25
→
主动链轮7
→
链条 28
→
从动链轮27
→
车轮安装轴16
→
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
→
减速二级从动齿轮套15
→
动力输出套 18
→
传动传感凸轮套8
→
驱动轮2。
49.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。