專利名稱：雙凸輪自適應自動變速輪轂的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種機動車輪轂，特別涉及一種雙凸輪自適應自動變速輪轂。
背景技術：
現有技術中，汽車、摩托車、電動自行車基本上都是通過調速手柄或加速 踏板直接控制節氣門或電流控制速度，或采用手控機械自動變速機構方式實現 變速。手柄或加速踏板的操作完全取決于駕駛人員的操作，常常會造成操作與 車行狀況不匹配，致使電機或發動機運行不穩定，出現堵轉現象。
機動車在由乘騎者在不知曉行駛阻力的情況下，僅根據經驗操作控制的變
速裝置，難免存在以下問題l.在啟動、上坡和大負載時、由于行駛阻力增加， 迫使電機或發動機轉速下降在低效率區工作，發動機堵轉、發熱、甚至停止轉 動。2.由于沒有機械變速器調整扭矩和速度，只能在平原地區推廣使用，不能 滿足山區、丘陵和重負荷條件下使用，縮小了使用范圍；3.驅動輪處安裝空間小， 安裝了發動機或電機后很難再容納自動變速器和其它新技術；4.不具備自適應 的功能，不能自動檢測、修正和排除駕駛員的操作錯誤；5.在車速變化突然時， 會使電機或發動機處于非穩態工況下運轉，必然造成電機或發動機功率與行駛 阻力難以匹配。6.續行距離短、爬坡能力差，適應范圍小。
為了解決以上問題，出現了一系列的凸輪自適應自動變速器，利用行駛阻 力驅動凸輪，達到自動換擋的目的；為配合自動換擋，設置超越離合器，而且 傳動存在分流；在倒車時，由于快擋和慢擋傳動存在交匯，因而會使變速器卡 死，無法進行倒車；為解決倒車問題，在自動變速器上設置倒車裝置，需要倒 車時，由駕駛者驅動使傳動鏈分離，實現倒車；由于增加了倒車裝置，使變速器結構變得較為復雜，提高制作成本，而且需要駕駛者手動倒車，使用也較為 復雜。
因此，需要一種自動變速輪轂，不但能夠自適應隨行駛阻力變化不切斷驅 動力的情況下自動進行換擋變速，解決電動機扭矩一轉速變化小不能滿足復雜 條件下道路使用的問題，而且倒車不用手動切斷傳動鏈，結構簡單、體積小、 重量輕，安裝所需空間小。
發明內容
有鑒于此，本發明的目的是提供一種雙凸輪自適應自動變速輪轂，不但能
根據行駛阻力自動^r測驅動扭矩一轉速以及行駛阻力一車速信號，使電機或發 動機輸出功率與車輛行駛狀況始終處于最佳匹配狀態，實現車輛驅動力矩與綜 合行駛阻力的平衡控制，能夠在不需要切斷驅動力的情況下自適應隨行駛阻力 變化自動進行換擋變速，能滿足山區、丘陵和重負荷條件下使用，車速變化穩 緩；而且倒車不需手動切斷傳動鏈，倒車操作與普通車輛相同。
本發明的雙凸輪自適應自動變速輪轂，包括動力裝置、平叉、箱體、傳動 軸、車輪和設置在傳動軸上的剎車裝置，所述傳動軸設置在箱體內與其轉動配 合，傳動軸的一部分伸出箱體將動力輸出，平叉的左腿管和右腿管分列車輪左 右兩側，還包括慢擋傳動機構和設置在傳動軸上的錐盤離合雙凸輪自適應變速 總成；
所述慢擋傳動機構為超越離合式傳動機構；
錐盤離合雙凸輪自適應變速總成包括圓環體軸向外錐盤、圓環體軸向內錐 盤齒圏、變速彈簧和間隙配合套在傳動軸上的傳動齒輪；
所述圓環體軸向內錐盤齒圏與動力裝置的轉動部件在圓周方向固定配合， 圓環體軸向內錐盤齒圈通過超越離合式傳動機構與傳動齒輪嚙合；圓環體軸向 內錐盤齒圏內圓為軸向錐面，圓環體軸向外錐盤外圓周為軸向錐面，圓環體軸
6向內錐盤齒圏以錐面互相配合的方式套在圓環體軸向外錐盤外圓周；
所述傳動軸圓周上設置有一個以上螺旋展開的凸輪槽，圓環體軸向外錐盤 圓周上加工有與凸輪槽數量相同的銷孔，圓環體軸向外錐盤間隙配合套在傳動
軸上，凸輪銷穿過銷孔插入凸輪槽；變速彈簧間隙配合套在傳動軸上， 一端相 對傳動軸固定設置，另一端靠圓環體軸向外錐盤，圓環體軸向內錐盤齒圈的內 錐面與圓環體軸向外錐盤的外錐面在變速彈簧作用下貼合；
所述傳動齒輪和圓環體軸向外錐盤分別設置端面凸輪并通過端面凸輪互相 嚙合傳動。
進一步，還包括筒形傳感架，所述筒形傳感架一端與圓環體軸向外錐盤固 定配合，另一端固定設置環形磁鋼，與環形磁鋼軸向相對固定設置霍爾元件；
進一步，剎車裝置固定設置在平叉的右腿管上，右腿管端部設置輪軸座， 輪軸座端部開口并-騎在傳動軸的軸承座外圓，所述4侖軸座開口端部通過下固定 塊封口，下固定塊與軸承座之間設置調整塊，調整塊與軸承座外圓接觸的表面 與軸承座外圓適形；
進一步，還包括固定桿和墊圏總成，所述輪軸座設置固定孔，所述固定桿 固定設置在剎車裝置支架上并依次穿過墊圈總成和輪軸座的固定孔使輪軸座與 剎車裝置之間固定連接，所述墊圏總成包括球頭墊圈和與其配合的球面凹槽墊 圈，所述球頭墊圈的球頭緊壓球面凹槽墊圈的球面凹槽；
進一步，所述球面凹槽墊圈與球頭墊圏配合的端部外圓周設置環形凸臺， 球面凹槽墊圏延伸進入輪軸座的固定孔，環形凸臺緊壓輪軸座；
進一步，還包括固定塊，所述固定桿依次穿過輪軸座和固定塊后通過固定 螺母進行固定，所述固定塊端部與軸承座外圓適形并緊頂軸承座外圓；所述固 定塊上的螺栓孔均為縱向腰形孔；
進一步，所述箱體包括左箱體和右箱體，所述動力裝置為設置在左箱體內 的電機，所述左箱體右端部設置筒形凸臺，所述筒形凸臺插接在右箱體上，筒形凸臺與右箱體配合的表面設置o型密封圏；所述電機轉子通過傳動套與圓環 體軸向內錐盤齒圈在圓周方向固定配合，傳動套外圓通過第三徑向滾動軸承和 第二徑向滾動軸承與左箱體的右端面和左端面配合，所述第三徑向滾動軸承通
過密封圈ni、第二徑向滾動軸承通過密封圈iv與左箱體密封；密封圈in和密封
圈IV的軸承側封有潤滑油；
進一步，傳動軸左右兩端外圓分別通過第一徑向滾動軸承和第四徑向滾動 軸承與箱體的左端面和右端面配合，所述第四徑向滾動軸承與外界通過密封圏 V密封，所述右箱體內封有潤滑油；
進一步，剎車裝置的支架通過第五徑向滾動軸承與傳動軸轉動配合，軸承 座套在第五徑向滾動軸承外圓，所述第五徑向滾動軸承兩端分別設置密封圏I 和密封圏II ，密封圈I和密封圏II之間封有潤滑油；
進一步，所述變速彈簧為蝶簧組，設置在圓環體軸向外錐盤的左側；所述
體軸向外 錐盤的端面凸輪嚙合線展開方向由左向右與傳動軸動力輸出旋轉方向 相同；所述變速彈簧與圓環體軸向外錐盤之間設置第三平面軸承；凸輪銷通過 與其間隙配合的凸輪銷套插入凸輪槽。
本發明的有益效果是本發明的雙凸輪自適應自動變速輪轂，不但能根據 行駛阻力檢測驅動扭矩一轉速以及行駛阻力一車速信號，使電機或發動機輸出 功率與車輛行駛狀況始終處于最佳匹配狀態，實現車輛驅動力矩與綜合行駛阻
力的平衡控制，在不切斷驅動力的情況下自適應隨行駛阻力變化自動進行換擋 變速，而且倒車不需手動切斷傳動鏈，倒車操作與普通車輛相同，操作筒單； 本發明不但有利于車輛和機械動力設備高效節能，還能控制車輛減少排放，大 大提高車輛的動力性、經濟性、駕駛安全性和舒適性；由于能夠在不切斷驅動 力的情況下自適應隨行駛阻力變化自動進行換擋變速，可以滿足山區、丘陵和 重負荷條件下使用，使電機或發動機負荷變化平緩，機動車輛運行平穩，提高 安全性；和其它自動變速器相比，本發明具有體積小、重量輕、結構簡單、結構緊湊、制造成本低等優點，適合于輪轂處安裝，更符合于電動自行車體積小 輕便的特點。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。
圖1為本發明的軸向剖面結構示意圖； 圖2為平叉連接結構示意圖； 圖3為圖2沿A向-見圖4為圓環體軸向外錐盤和圓環體軸向內錐盤齒圈配合徑向剖視圖5為圓環體軸向外錐盤結構示意圖6為傳動齒輪結構示意圖7為傳動軸上設置凸輪槽結構示意圖8為輪軸座結構示意圖9為固定塊結構示意圖。
具體實施例方式
圖1為本發明的軸向剖面結構示意圖，如圖所示本實施例的動力裝置為 電機，工作時由左向右看逆時針旋轉，電機為外轉子電機。
本發明的雙凸輪自適應自動變速輪轂，包括平叉、箱體4、電機、傳動軸l、 車輪14和剎車裝置20，平叉包括左腿管7和右腿管18,左腿管7和右腿管18 分列車輪14左右兩側；箱體4包括左箱體41和右箱體42，電機位于左箱體41 內設置在傳動軸l外圓周，電機定子8固定設置在左箱體41內；
所述左箱體41右端部設置筒形凸臺，所述筒形凸臺插接在右箱體42上， 筒形凸臺與右箱體42配合的表面設置o型密封圏38;所述電機轉子通過傳動套 與圓環體軸向內錐盤齒圈27在圓周方向固定配合，傳動套外圓通過第三徑向滾 動軸承28和第二徑向滾動軸承3與左箱體41的右端面和左端面配合，所述第三徑向滾動軸岸義28通過密封圈III28a、第二徑向滾動軸7f: 3通過密封圏IV3a與 左箱體41密封；密封圈III28a和密封圈IV3a的軸承側封有潤滑油；采用有液體 油潤滑的電機結構，使用壽命可延長兩倍以上，節約使用和維護成本；
傳動軸1左右兩端外圓分別通過第一徑向滾動軸承2和第四徑向滾動軸承 23與箱體的左端面和右端面配合；，所述第四徑向滾動軸承23與外界通過密封 圈V39密封，所述右箱體42內封有潤滑油，傳動軸l的右端伸出箱體4與車4侖 14固定配合；
還包括慢擋傳動機構和設置在傳動軸上的錐盤離合雙凸輪自適應變速總 成，慢擋傳動才幾構包括慢擋傳動軸12,慢擋傳動軸12左右兩端與右箱體42的 左右兩端面之間分別通過第六徑向滾動軸承11和第七徑向滾動軸承19配合， 慢擋傳動軸12與傳動軸1平行；
a. 慢擋傳動機構包括并列套在慢擋傳動軸12上并與其在圓周方向固定配 合的慢擋齒輪13和慢擋超越離合器15,本實施例中，固定配合的方式采用花鍵 結構；慢擋超越離合器15設置慢擋齒圈16,慢擋齒輪13和慢擋超越離合器15 外圏在圓周方向釆用螺釘連接的方式固定配合；慢擋M離合器15為滾子式超 越離合器，所述慢擋齒圏16軸向延伸部分做為慢擋超越離合器15的內圈。
b. 錐盤離合雙凸輪自適應變速總成包括圓環體軸向外錐盤29、圓環體軸向 內錐盤齒圏27、變速彈簧5和間隙配合套在傳動軸1上的傳動齒輪25;
所述圓環體軸向內錐盤齒圏27與慢擋齒輪13嚙合，內圓為軸向錐面，電 機轉子9通過傳動套與圓環體軸向內錐盤齒圈27的外圓周通過花鍵結構在圓周 方向固定配合；圓環體軸向外錐盤29外圓周為軸向錐面，圓環體軸向內錐盤齒 圈27以錐面互相配合的方式套在圓環體軸向外錐盤29外圓周；所述傳動軸1 圓周上均布三個螺旋展開的凸輪槽la，圓環體軸向外錐盤29圓周上加工有與凸 輪槽la數量相同的銷孔29a，圓環體軸向外錐盤29間隙配合套在傳動軸1上， 凸輪銷31穿過銷孔29a插入凸輪槽la,所述凸4侖銷31通過與其間隙配合的凸 輪銷套31a插入凸輪槽la，以減小凸輪銷31與凸輪槽la之間的摩擦力；變速彈簧5間隙配合套在傳動軸1上， 一端緊靠傳動軸1設置的凸臺相對傳動軸1
固定設置，另一端通過第三平面軸承17緊靠圓環體軸向外錐盤29,避免因變速 彈簧5與圓環體軸向外錐盤29之間的摩擦力導致變速彈簧扭轉，影響動作的靈 活性；圓環體軸向內錐盤齒圈27的內錐面與圓環體軸向外錐盤29的外錐面在 變速彈簧5作用下緊密貼合，變速彈簧5與傳動軸1的凸臺之間設置有預應力 調整圈6;變速彈簧5設置在圓環體軸向外錐盤29的左側，位于電機轉子傳動 架與傳動軸1之間的空腔內，本實施例中變速彈簧5為蝶簧組；凸輪槽la的展 開方向由左向右與傳動軸1動力輸出旋轉方向相反，即順時針方向；
還包括筒形傳感架35,所述筒形傳感架35 —端與圓環體軸向外錐盤29固 定配合，另一端固定設置環形;茲鋼36,與環形》茲鋼36軸向相對在箱體4上固定 設置霍爾元件3 7,通過霍爾元件3 7檢測到由于行駛阻力導致的圓環體軸向外錐 盤29軸向移動距離，直接傳輸至車輛控制單元，由車輛控制單元根據位移(阻 力)情況控制發動機的運行，達到節能降耗和減排的目的；
傳動齒輪25與慢擋齒圈16嚙合，傳動齒輪25左端部與圓環體軸向外錐盤 29的右端部分別設置端面凸輪，傳動齒輪25和圓環體軸向外錐盤29通過端面 凸輪互相嚙合傳動嚙合，傳動齒輪25和圓環體軸向外錐盤29的端面凸輪嚙合 線展開方向由左向右與傳動軸1動力輸出旋轉方向相同，即逆時針方向；傳動 齒輪25左端與圓環體軸向內錐盤齒圏27設置第一平面軸承26，右端與第四徑 向滾動軸承23之間設置第二平面軸承24;
剎車裝置20固定設置在平叉的右腿管18上，右腿管18端部設置輪軸座22， 輪軸座22端部開口并騎在傳動軸1的軸承座33外圓，所述輪軸座22開口端部 通過下固定塊30封口，下固定塊與軸承座33之間設置調整塊34,調整塊34與 軸承座33外圓接觸的表面與軸承座33外圓適形；采用可拆分的調整塊34結構， 安裝時能夠根據情況調整同軸度，安裝方便并能保證機構的長周期正常運行；
本實施例中，還包括固定桿32和墊圏總成，所述輪軸座22設置固定孔， 所述固定桿32固定設置在剎車裝置20支架上并依次穿過墊圈總成和輪軸座22
ii的固定孔使輪軸座22與剎車裝置20之間固定連接，所述墊圈總成包括球頭墊 圈32a和與其配合的球面凹槽墊圈32b,所述球頭墊圈32a的球頭緊壓球面凹槽 墊圈32b的J求面凹槽，安裝時5泉頭墊圈32a和3求面凹槽墊圈32b能夠自適應調 整剎車裝置與傳動系統的同軸度，保證裝置能正常運行；
所述球面凹槽墊圈32b與球頭墊圈32a配合的端部外圓周設置環形凸臺， 球面凹槽墊圈32b延伸進入輪軸座22的固定孔，環形凸臺緊壓輪軸座22,結構 簡單，安裝方便；
本實施例中，還包括固定塊10,所述固定桿32依次穿過輪軸座22和固定 塊10后通過固定螺母進行固定，所述固定塊10端部與軸承座33外圓適形并緊 頂軸承座33外圓，能夠根據裝配情況方便的調整安裝誤差，包裝精度；固定塊 上的螺栓孔101和螺檢孔102均為縱向腰形孔，便于縱向調節安裝位置，達到 良好定位的目的；
剎車裝置20的支架通過第五徑向滾動軸承21與傳動軸1轉動配合，軸承 座33套在第五徑向滾動軸承21外圓，所述第五徑向滾動軸承21兩端分別設置 密封圈I 21a和密封圈II 21b，密封圏I 21a和密封圈II 21b之間封有潤滑油，保 證軸承能長周期運行；
裝配時，通過調整固定桿32的球面凸臺32a與球頭墊圏32a之間的相對位 置，使平叉、剎車裝置20與傳動軸1之間保證垂直度，將固定塊10和調整塊 34卡合并上緊，使輪軸座與傳動軸保持同軸度，避免剎車裝置20以及輪軸座偏 摩。
以上實施例只是本發明的最佳結構，并不是對本發明保護范圍的限定；比 如，電機也不局限于外轉子電機，也可以是內轉子電機，只是在連接方式上有 所調整，等等一些技術特征都可做相應改變，而不影響本發發明目的的實現。 本實施例的快擋動力傳遞路線
電機轉子—圓環體軸向內錐盤齒圈27 —圓環體軸向外錐盤29 —凸輪銷31 —傳動軸1 —車輪14。
慢擋動力傳遞路線
電機轉子—圓環體軸向內錐盤齒圏27 —慢擋齒輪13 —慢擋傳動軸12 —慢擋 超越離合器15—慢擋齒圈16 —傳動齒輪25—圓環體軸向外錐盤29—凸輪銷31 —傳動軸l一車輪14。
慢擋動力傳遞路線同時還經過下列路線傳動齒輪25 —端面凸輪嚙合副—圓 環體軸向外錐盤29-壓縮變速彈簧5,防止慢擋傳動過程中出現壓縮變速彈簧5 往復壓縮，防止圓環體軸向內錐盤齒圈27和圓環體軸向外錐盤29貼合；
倒車動力傳遞^各線
車輪14 —傳動軸1—圓環體軸向外錐盤29 —傳動齒輪25 —慢擋齒圏16 —慢 擋超越離合器15—慢擋傳動軸12 —慢擋齒輪13—圓環體軸向內錐盤齒圈27 — 電機轉子
同時，車輪14 —傳動軸1 —圓環體軸向外錐盤29 —端面凸輪嚙合副一壓縮變 速彈簧5，使圓環體軸向內錐盤齒圈27和圓環體軸向外錐盤29脫離貼合，順利 實現倒車；
本發明的快擋傳遞阻力傳遞路線和慢擋傳遞阻力傳遞路線與動力傳遞路線 相反。
阻力還經過下列^各線傳動軸1 -凸輪銷31 —圓環體軸向外錐盤29 —壓縮變 速彈簧5;同時，圓環體軸向外錐盤29—推動筒形傳感架35 (環形磁鋼36 )— 霍爾元件37-控制單元-發動機；
本發明在運行時，圓環體軸向內錐盤齒圈27的內錐面與圓環體軸向外錐盤 29的外錐面在變速彈簧5作用下緊密貼合，形成一個保持一定壓力的自動變速 機構，并且可以通過增加預應力調整圈6厚度來調整離合器嚙合所需壓力，達 到傳動目的，此時，電機轉子帶動圓環體軸向內錐盤齒圈27、圓環體軸向外錐 盤29、凸輪銷31、傳動軸l,使車輪14逆時針旋轉；此時慢擋超越離合器處于 超越狀態。機動車啟動時阻力大于驅動力，阻力迫使傳動軸1順時針轉動一定角度，
在凸輪槽la的作用下，凸輪銷31向壓縮變速彈簧5的方向運動，帶動圓環體 軸向外錐盤29壓縮變速彈簧5;圓環體軸向外錐盤29和圓環體軸向內錐盤齒圈 27分離，同步，慢擋超越離合器嚙合，傳動電機轉子帶動圓環體軸向內錐盤齒 圏27、慢擋齒輪13、慢擋傳動軸12、慢擋超越離合器15、慢擋齒圏16、傳動 齒輪25、圓環體軸向外錐盤29、凸輪銷31、傳動軸l,使車輪14以慢擋速度 轉動；因此，自動實現了低速擋起動，縮短了起動時間，減少了起動力。與此 同時，變速彈簧5吸收運動阻力矩能量，為恢復快擋擋位傳遞動力蓄備勢能。
啟動成功后，4亍駛阻力減少，當分力減少到小于變速彈簧5所產生的變速 蝶簧自動變速機構中壓力時，因被運動阻力壓縮而產生變速彈簧5壓力迅速釋 放推動下，完成圓環體軸向外錐盤29的外錐面和圓環體軸向內錐盤齒圈27的 內錐面恢復緊密貼合狀態，慢擋超越離合器處于超越狀態。
倒車過程中，倒車動力通過車輪14、傳動軸l、圓環體軸向外錐盤29傳遞 到端面凸輪嚙合副，端面凸輪驅動圓環體軸向外錐盤29壓縮變速彈簧5,使圓 環體軸向內錐盤齒圈27和圓環體軸向外錐盤29脫離貼合，順利實現倒車；
行駛過程中，隨著運動阻力的變化自動換擋原理同上，在不需要剪斷驅動 力的情況下實現變擋，使整個機車運行平穩，安全低耗，而且傳遞路線簡單化， 提高傳動效率。
圖2為平叉連接結構示意圖，圖3為圖2沿A向視圖，圖8為輪軸座結構 示意圖，圖9為固定塊結構示意圖，如圖所示剎車裝置20固定設置在平叉的 右腿管18上，右腿管18端部設置輪軸座22，輪軸座22端部開口并騎在傳動軸 l的軸承座33外圓，所述輪軸座22開口端部通過下固定塊30封口，下固定塊 與軸承座33之間設置調整塊34,調整塊34與軸承座33外圓接觸的表面與軸承 座33外圓適形；采用可拆分的調整塊34結構，安裝時能夠根據情況調整同軸 度，安裝方便并能保證機構的長周期正常運行；本實施例中，還包括固定桿32和墊圏總成，所述輪軸座22設置固定孔， 所述固定桿32固定設置在剎車裝置20支架上并依次穿過墊圏總成和輪軸座22 的固定孑L使輪軸座22與剎車裝置20之間固定連接，所迷墊圏總成包括球頭墊 圏32a和與其配合的球面凹槽墊圈32b,所述球頭墊圈32a的球頭緊壓球面凹槽 墊圏32b的球面凹槽，安裝時球頭墊圈32a和球面凹槽墊圈32b能夠自適應調 整剎車裝置與傳動系統的同軸度，保證裝置能正常運行；
所述球面凹槽墊圈32b與球頭墊圈32a配合的端部外圓周設置環形凸臺， 球面凹槽墊圈32b延伸進入輪軸座22的固定孔，環形凸臺緊壓輪軸座22，結構 簡單，安裝方便；
本實施例中，還包括固定塊10，所述固定桿32依次穿過輪軸座22和固定 塊IO后通過固定螺母進行固定，所述固定塊IO端部與軸承座33外圓適形并緊 頂軸承座33外圓，能夠根據裝配情況方便的調整安裝誤差，包裝精度；固定塊 上的螺栓孔101和螺栓孔102均為縱向腰形孔，便于縱向調節安裝位置，達到 良好定位的目的；
裝配時，通過調整固定桿32的球面凸臺32a與球頭墊圈32a之間的相對位 置，使平叉、剎車裝置20與傳動軸1之間保證垂直度，將固定塊10和調整塊 34卡合并上緊，使4侖軸座與傳動軸保持同軸度，避免剎車裝置20以及輪軸座偏摩。
圖4為圓環體軸向外錐盤和圓環體軸向內錐盤齒圈配合徑向剖視圖，如圖 所示圓環體軸向內錐盤齒圈27以錐面互相配合的方式套在圓環體軸向外錐盤 29外圓周；傳動軸1圓周上均布三個螺旋展開的凸輪槽la，圓環體軸向外錐盤 29圓周上加工有與凸專侖槽la數量相同的銷孔29a，圓環體軸向外錐盤29間隙 配合套在傳動軸1上，凸輪銷31穿過銷孔29a插入凸輪槽la圓環體軸向內錐 盤齒圈27的內錐面與圓環體軸向外錐盤29的外錐面緊密貼合。
圖5為圓環體軸向外錐盤結構示意圖，圖6為傳動齒輪結構示意圖，如圖 所示圓環體軸向外錐盤29設置銷孔29a，右端設置端面凸輪，傳動齒輪25左
15端設置端面凸l侖，圓環體軸向外錐盤29和傳動齒輪25的端面凸輪嚙合形成端
面凸輪嚙合副，本實施例中，端面凸輪嚙合副的嚙合線從左向右按逆時針方向展開。
圖7為傳動軸上設置凸輪槽結構示意圖，如圖所示傳動軸1圓周上均布 加工三個螺旋展開的凸輪槽la,本實施例中，由左向右凸輪槽la按順時針展開。
最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管 參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解， 可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的 精神和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種雙凸輪自適應自動變速輪轂，包括動力裝置、平叉、箱體(4)、傳動軸(1)、車輪(14)和設置在傳動軸(1)上的剎車裝置(20)，所述傳動軸(1)設置在箱體(4)內與其轉動配合，傳動軸(1)的一部分伸出箱體(4)將動力輸出，平叉的左腿管(7)和右腿管(18)分列車輪(14)左右兩側，其特征在于還包括慢擋傳動機構和設置在傳動軸(1)上的錐盤離合雙凸輪自適應變速總成；所述慢擋傳動機構為超越離合式傳動機構；錐盤離合雙凸輪自適應變速總成包括圓環體軸向外錐盤(29)、圓環體軸向內錐盤齒圈(27)、變速彈簧(5)和間隙配合套在傳動軸(1)上的傳動齒輪(25)；所述圓環體軸向內錐盤齒圈(27)與動力裝置的轉動部件在圓周方向固定配合，圓環體軸向內錐盤齒圈(27)通過超越離合式傳動機構與傳動齒輪(25)嚙合；圓環體軸向內錐盤齒圈(27)內圓為軸向錐面，圓環體軸向外錐盤(29)外圓周為軸向錐面，圓環體軸向內錐盤齒圈(27)以錐面互相配合的方式套在圓環體軸向外錐盤(29)外圓周；所述傳動軸(1)圓周上設置有一個以上螺旋展開的凸輪槽(1a)，圓環體軸向外錐盤(29)圓周上加工有與凸輪槽(1a)數量相同的銷孔(29a)，圓環體軸向外錐盤(29)間隙配合套在傳動軸(1)上，凸輪銷(31)穿過銷孔(29a)插入凸輪槽(1a)；變速彈簧(5)間隙配合套在傳動軸(1)上，一端相對傳動軸(1)固定設置，另一端靠圓環體軸向外錐盤(29)，圓環體軸向內錐盤齒圈(27)的內錐面與圓環體軸向外錐盤(29)的外錐面在變速彈簧(5)作用下貼合；所述傳動齒輪(25)和圓環體軸向外錐盤(29)分別設置端面凸輪并通過端面凸輪互相嚙合傳動。
2. 根據權利要求1所述的雙凸輪自適應自動變速輪轂，其特征在于還包 括筒形傳感架(35)，所述筒形傳感架(35) —端與圓環體軸向外錐盤(29)固 定配合，另一端固定設置環形磁鋼(36)，與環形磁鋼(36)軸向相對固定設置 霍爾元件(37)。
3. 根據權利要求2所述的雙凸輪自適應自動變速輪轂，其特征在于剎車 裝置(20)固定設置在平叉的右腿管(18)上，右腿管(18)端部設置輪軸座(22)，輪軸座(22)端部開口并騎在傳動軸(1)的軸承座(33)外圓，所述 輪軸座(22)開口端部通過下固定塊(30)封口，下固定塊與軸承座(33)之 間設置調整塊(34 ),調整塊(34 )與軸承座(33 )外圓接觸的表面與軸承座(33 ) 外圓適形。
4. 根據權利要求3所述的雙凸輪自適應自動變速輪轂，其特征在于還包 括固定桿(32)和墊圈總成，所述輪軸座(22)設置固定孔，所述固定桿(32) 固定設置在剎車裝置(20)支架上并依次穿過墊圈總成和輪軸座(22)的固定 孔使輪軸座(22)與剎車裝置(20)之間固定連接，所述墊圈總成包括球頭墊 圈(32a)和與其配合的球面凹槽墊圈(32b)，所述球頭墊圏(32a )的球頭緊 壓J求面凹槽墊圈(32b)的J求面凹才曹。
5. 根據權利要求4所述的雙凸輪自適應自動變速輪轂，其特征在于所述 球面凹槽墊圈(32b)與球頭墊圏(32a)配合的端部外圓周設置環形凸臺，球 面凹槽墊圈(32b )延伸進入輪軸座(22 )的固定孔，環形凸臺緊壓輪軸座(22 )。
6. 根據權利要求5所述的雙凸輪自適應自動變速輪轂，其特征在于還包 括固定塊(10),所述固定塊(10)通過螺栓連接固定設置在輪軸座(22)上， 所述固定桿(32)依次穿過輪軸座(22)和固定塊(10)后通過固定螺母進行 固定，所述固定塊(10)端部與軸承座(33)外圓適形并緊頂軸承座(33)外 圓；所述固定塊(10)上的螺栓孔均為縱向腰形孔。
7. 根據權利要求6所述的雙凸輪自適應自動變速輪轂，其特征在于所述箱體(4 )包括左箱體(41 )和右箱體(42 )，所述動力裝置為設置在左箱體(41 ) 內的電機，所述左箱體(41)右端部設置筒形凸臺，所述筒形凸臺插接在右箱 體(4"上，筒形凸臺與右箱體(42)配合的表面設置o型密封圈(38);所述 電機轉子通過傳動套與圓環體軸向內錐盤齒圏(27)在圓周方向固定配合，傳 動套外圓通過第三徑向滾動軸承(28 )和第二徑向滾動軸承(3 )與左箱體(41 ) 的右端面和左端面配合，所述第三徑向滾動軸豸義(28)通過密封圈in (28a)、 第二徑向滾動軸承(3 )通過密封團IV ( 3a )與左箱體(41 )密封；密封圏III ( 28a ) 和密封圈IV (3a)的軸承側封有潤滑油。
8. 根據權利要求7所述的雙凸輪自適應自動變速輪轂，其特征在于傳動 軸(1 )左右兩端外圓分別通過第一徑向滾動軸承(2 )和第四徑向滾動軸承(23 ) 與箱體(4)的左端面和右端面配合，所述第四徑向滾動軸承(23)與外界通過 密封圈V (39)密封，所述右箱體內封有潤滑油。
9. 根據權利要求8所述的雙凸輪自適應自動變速輪轂，其特征在于剎車 裝置(20)的支架通過第五徑向滾動軸承(21)與傳動軸(1)轉動配合，軸承 座(33)套在第五徑向滾動軸承(21)外圓，所述第五徑向滾動軸承(21)兩 端分別設置密封圈I (21a)和密封圈I1 (21b),密封圈I (21a)和密封圈I1(21b)之間封有潤滑油。
10. 根據權利要求9所述的雙凸輪自適應自動變速輪轂，其特征在于所 述變速彈簧(5)為蝶簧組，設置在圓環體軸向外錐盤(29)的左側；所述凸輪 槽(la)的展開方向由左向右與傳動軸(1)動力輸出旋轉方向相反，傳動齒輪(25)和圓環體軸向外錐盤(29)的端面凸輪嚙合線展開方向由左向右與傳動 軸(1)動力輸出旋轉方向相同；所述變速彈簧(5)與圓環體軸向外錐盤(29) 之間設置第三平面軸承(17 );凸輪銷(31 )通過與其間隙配合的凸輪銷套(31a ) 插入凸輪槽(la )。
全文摘要
本發明公開了一種雙凸輪自適應自動變速輪轂，包括動力裝置、平叉、箱體、剎車裝置和設置于箱體內并與其轉動配合的傳動軸，還包括慢擋傳動機構和設置在傳動軸上的錐盤離合雙凸輪自適應變速總成，慢擋傳動軸設置于箱體內與箱體轉動配合并與傳動軸平行，本發明不但能使電機輸出功率與車輛行駛狀況始終處于最佳匹配狀態，實現車輛驅動力矩與綜合行駛阻力的平衡控制；而且倒車不需手動切斷傳動鏈，倒車操作與普通車輛相同，操作簡單，在不切斷驅動力的情況下自適應隨行駛阻力變化自動進行換擋變速，利于車輛和機械動力設備高效節能，本發明體積小、重量輕、結構簡單、適合于輪轂處安裝，適合電動自行車體積小輕便的特點。
文檔編號B62M11/00GK101525034SQ20091010350
公開日2009年9月9日 申請日期2009年3月31日 優先權日2009年3月31日
發明者林毓培, 薛榮生 申請人:西南大學