專利名稱：壓力可調式凸輪離合機構的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電動或燃油車輪轂，特別涉及一種壓力可調式凸輪離合機構。
背景技術：
現有技術中，電動汽車、電動摩托車、電動自行車和燃油車輪轂基本上都 是通過調速手柄或加速踏板直接控制電流控制速度或控制油量控制速度，或采 用手控機械自動變速機構方式實現變速。手柄或加速踏板的才喿作完全取決于駕 駛人員的操作，常常會造成操作與車行狀況不匹配，致使電機運行不穩定，出 現堵轉現象。
為解決以上問題，出現了一系列自動變速輪轂，但現有技術的自動變速車 輛，沒有有效的調節裝置，無法根據車輛的行駛狀況和所處行駛環境，根據阻 力情況調節自動變速所需的壓力，不能根據行駛環境的阻力情;兌隨時調節與變 速所需阻力適應，不能充分節能和體現自動變速的優點，因此，會造成能量的 浪費。
因此，需要一種可調的自動變速離合機構，可以根據車輛的行駛狀況和所 處行駛環境，根據阻力情況調節自動變速所需的壓力，并且變速機構能自適應 隨行駛阻力變化，在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，并且結構簡單、體積小、 重量輕，機構安裝所需空間小
發明內容
有鑒于此，本發明的目的是提供一種壓力可調式凸輪離合機構，可以根據 車輛的行駛狀況和所處行駛環境，根據阻力情況調節自動變速離^所需的壓力，
利于充分利用動力，使行駛狀況與動力輸出能夠達到最佳匹配，提高效率；同 時，本發明結構簡單、體積小、重量輕、結構緊湊、制造成本低。
本發明的壓力可調式凸輪離合機構，包括傳動軸和自適應自動變速機構， 自適應自動變速機構包括離合裝置和變速彈簧；所述離合裝置分為主動傳動部 分和從動傳動部分；所述傳動軸圓周上設置有一個以上螺旋展開的凸輪槽，凸 輪槽內插入凸輪銷，離合裝置根據行駛阻力在變速彈簧、凸輪槽和凸輪銷的配 合下完成離合；
還包括壓力調節裝置，包括調節桿和調壓塊，所述傳動軸與變速彈簧配合 的端部設置軸向內螺紋，傳動軸設置徑向通槽，內螺紋與徑向通槽貫通，調壓 塊嵌入徑向通槽設置在變速彈簧的端部，調節桿一端通過外螺紋旋入并穿過軸 向內螺紋與調壓塊軸向固定連接，所述調壓塊緊靠變速彈簧，通過旋轉調節桿 帶動調壓塊軸向移動調節變速彈簧的壓縮量。
進一步，所述主動傳動部分為圓環體軸向內錐盤，從動傳動部分為圓環體 軸向外錐盤，還包括間隙配合套在傳動軸上的傳動齒輪；
使用時圓環體軸向內錐盤與動力輸入裝置在圓周方向固定配合；圓環體軸 向外錐盤外圓周為軸向錐面，圓環體軸向內錐盤以錐面互相配合的方式套在圓 環體軸向外錐盤外圓周；所述圓環體軸向外錐盤圓周上加工有與凸輪槽數量相 同的徑向銷孔，圓環體軸向外錐盤間隙配合套在傳動軸上，凸輪銷穿過徑向銷 孔插入凸輪槽；變速彈簧間隙配合套在傳動軸上，緊靠圓環體軸向外錐盤，圓 環體軸向內錐盤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緊密 貼合；所述傳動齒輪端部與圓環體軸向外錐盤的端部嚙合。
進一步，所述調壓塊上固定設置調壓環，所述調壓塊通過調壓環緊靠變速 彈簧；
進一步，所述凸輪銷通過與其間隙配合的凸輪銷套插入凸輪槽；200810070380.0
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進一步，所述變速彈簧為蝶簧組；
進一步，所述變速彈簧端部與圓環體軸向外錐盤之間設置平面軸承； 進一步，所述凸輪銷通過圓周方向設置的固定圏徑向固定；' 進一步，圓環體軸向內錐盤設置花鍵和外齒圏。
本發明的有益效杲是本發明的壓力可調式凸輪離合機構，可以根據車輛 的行駛狀況和所處行駛環境，根據阻力情況調節自動變速所需的壓力，充分利 用車輛動力，使行駛狀況與動力輸出能夠達到最佳匹配，提高效率；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，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，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為本發明軸向剖面結構示意圖2為圖1沿A-A向剖視圖，為圓環體軸向外錐盤和圓環體軸向內錐盤配合 徑向剖視圖3為傳動軸上設置凸輪槽結構示意圖； 圖4為圖1沿B-B向剖視圖； 圖5為圓環體軸向外錐盤結構剖視圖； 圖6為圓環體軸向內錐盤結構剖視圖。
具體實施例方式
圖1為本發明軸向剖面結構示意圖，如圖所示本發明的壓力可調式凸輪 離合機構，包括傳動軸1和自適應自動變速機構，自適應自動變速機構包括壓 力調節裝置、離合裝置、變速彈簧5和間隙配合套在傳動軸1上的傳動齒輪10， 本實施例中變速彈簧5為蝶簧組；離合裝置分為主動傳動部分和從動傳動部分； 傳動軸1圓周上設置有三個螺旋展開的凸輪槽la,主動傳動部分為圓環體軸向 內錐盤8，本實施例中圓環體軸向內錐盤8設置花鍵和外齒圏，從動傳動部分為 圓環體軸向外錐盤7;
本裝置在使用時，圓環體軸向內錐盤8通過花鍵與動力輸入裝置在圓周方 向固定配合，慢擋傳動時，通過外齒圈將動力傳遞到慢擋傳動機構；圓環體軸 向外錐盤7外圓周為軸向錐面，圓環體軸向內錐盤8以錐面互相配合的方式套 在圓環體軸向外錐盤7外圓周；圓環體軸向外錐盤7圓周上加工有與凸輪槽la 數量相同的徑向銷孔7a，圓環體軸向外錐盤7間隙配合套在傳動軸1上，凸輪 銷14穿過徑向銷孔7a插入凸輪槽la，凸輪銷14通過與其間隙配合的凸輪銷套 12插入凸輪槽la，減少凸輪槽la與凸輪銷14之間的摩擦力，提高傳動的精確 性，三個凸輪銷14通過圓周方向設置的固定圈13徑向固定；
變速彈簧5間隙配合套在傳動軸1上，緊靠圓環體軸向外錐盤7，變速彈簧 5端部與圓環體軸向外錐盤7之間設置平面軸承6，防止圓環體軸向外錐盤7轉 動帶動變速彈簧5，降低變速傳動精度；圓環體軸向內錐盤8的內錐面與圓環體 軸向外錐盤7的外錐面在變速彈簧5作用下緊密貼合；傳動齒輪10端部與圓環 體軸向外錐盤7的端部通過花鍵嚙合，慢擋傳動時，慢擋傳動機構將動力傳至 傳動齒輪10并傳至圓環體軸向外錐盤7;圓環體軸向內錐盤8端部與傳動齒輪 10之間通過設置第二平面軸承9轉動配合，傳動齒輪10另一側設置第三平面軸 承ll;
還包括調節桿2和調壓塊3,傳動軸1與變速彈簧5配合的端部設置軸向內 螺紋，傳動軸l設置徑向通槽lb，內螺紋與徑向通槽lb貫通，調壓塊3嵌入徑 向通槽lb設置在變速彈簧5端部，調節桿2 —端通過外螺紋旋入并穿過軸向內 螺紋與調壓塊3軸向固定連接，調壓塊3上固定設置調壓環4，調壓塊3通過調 壓環4設置在變速彈簧5的端部，緊靠變速彈簧5，通過4t轉調節桿2帶動調壓 塊3從而帶動調壓環4調節變速彈簧5的壓縮量，達到調節變速彈簧5預緊力 的作用，本實施例中，調壓環4為環形結構，調整過程中使變速彈簧5受力均 勻，利于調節，保證調整精度；通過調整變速彈簧5的預緊力，可以調整自適 應變速機構在不同阻力下進行變速，應用簡單方便。 本實施例的快擋動力傳遞路線
動力—圓環體軸向內錐盤8—圓環體軸向外錐盤7 —凸輪銷14 —傳動軸1 — 輸出。
慢擋動力傳遞路線
動力—圓環體軸向內錐盤8—圓環體軸向內錐盤8外齒圏輸出—慢擋傳動機 構—傳動齒輪10 —圓環體軸向外錐盤7 —凸輪銷14 —傳動軸1 ~>輸出。
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。
同時，阻力還經過下列路線傳動軸1 —凸輪槽la —凸4侖銷14—圓環體軸向 外錐盤7-壓縮變速彈簧5。
本發明在運行過程中，駕駛者根據行車環境，通過旋轉調節桿2，帶動調節 塊3和調壓環4，從而調整變速彈簧5的壓縮量，達到調整變速壓力的目的。
本變速器在運行時，設定動力輸入轉動從左向右看為逆時針；圓環體軸向 內錐盤8的內錐面與圓環體軸向外錐盤7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，并且可以通過壓力調節裝置來調 整離合器嚙合所需壓力，達到傳動目的，此時，動力帶動圓環體軸向內錐盤8、 圓環體軸向外錐盤7、凸輪銷14、傳動軸l逆時針旋轉輸出。
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14向壓縮變速彈簧5的方向運動，帶動圓環體 軸向外錐盤7壓縮變速彈簧5;圓環體軸向外錐盤7和圓環體軸向內錐盤8分離， 同步，慢擋傳動機構嚙合傳動，動力帶動圓環體軸向內錐盤8、慢擋傳動機構、 傳動齒輪IO、圓環體軸向外錐盤7、凸輪銷14、傳動軸l輸出；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，行駛阻力減少，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7的外錐面和圓環體軸向內錐盤8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。
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為圖1沿A-A向剖視圖，為圓環體軸向外錐盤和圓環體軸向內錐盤配合 徑向剖視圖，如圖所示圓環體軸向內錐盤8以錐面互相配合的方式套在圓環 體軸向外錐盤7外圓周；傳動軸1圓周上均布三個螺旋展開的凸4侖槽la，圓環 體軸向外錐盤7圓周上加工有與凸輪槽la數量相同的銷孔7a，圓環體軸向外錐 盤7間隙配合套在傳動軸1上，凸輪銷14通過與其間隙配合的凸輪銷套14a穿 過銷孔7a插入凸輪槽la，圓環體軸向內錐盤8的內錐面與圓環體軸向外錐盤7 的外錐面緊密貼合。
圖3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，由左向右看凸輪槽la按順時針展 開。
圖4為圖1沿B-B向剖一見圖，如圖所示壓力調節裝置包括調節桿2和調 壓塊3，傳動軸1與變速彈簧5配合的端部設置軸向內螺紋，傳動軸1設置徑向 通槽lb,調壓塊3嵌入徑向通槽lb，調節桿2與調壓塊3軸向固定連接，調壓
塊3上固定設置調壓環4。
圖5為圓環體軸向外錐盤結構剖視圖，圖6為圓環體軸向內錐盤結構剖視 圖，如圖所示圓環體軸向內錐盤8外圓周設置外齒圏和與動力輸入裝置嚙合 的花鍵，內圓為軸向錐面；圓環體軸向外錐盤7外圓周為軸向錐面，圓環體軸 向外錐盤7圓周上均布加工有銷孔7a,端部加工有用于與傳動齒輪10嚙合的花 鍵。 ，
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. 一種壓力可調式凸輪離合機構，包括傳動軸(1)和自適應自動變速機構，其特征在于:自適應自動變速機構包括離合裝置和變速彈簧(5)；所述離合裝置分為主動傳動部分和從動傳動部分；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)，凸輪槽(1a)內插入凸輪銷(14)，離合裝置根據行駛阻力在變速彈簧(5)、凸輪槽(1a)和凸輪銷(14)的配合下完成離合；還包括壓力調節裝置，包括調節桿(2)和調壓塊(3)，所述傳動軸(1)與變速彈簧(5)配合的端部設置軸向內螺紋，傳動軸(1)設置徑向通槽(1b)，內螺紋與徑向通槽(1b)貫通，調壓塊(3)嵌入徑向通槽(1b)設置在變速彈簧(5)的端部，調節桿(2)一端通過外螺紋旋入并穿過軸向內螺紋與調壓塊(3)軸向固定連接，所述調壓塊(3)緊靠變速彈簧(5)，通過旋轉調節桿(2)帶動調壓塊(3)軸向移動調節變速彈簧(5)的壓縮量。
2. 根據權利要求1所述的壓力可調式凸輪離合機構，其特征在于所述主 動傳動部分為圓環體軸向內錐盤(8)，從動傳動部分為圓環體軸向外錐盤(7)， 還包括間隙配合套在傳動軸(1)上的傳動齒輪(10);使用時圓環體軸向內錐盤(8)與動力輸入裝置在圓周方向固定配合；圓環 體軸向外錐盤(7)外圓周為軸向錐面，圓環體軸向內錐盤(8)以錐面互相配 合的方式套在圓環體軸向外錐盤(7)外圓周；所述圓環體軸向外錐盤(7)圓 周上加工有與凸輪槽(la )數量相同的徑向銷孔(7a ),圓環體軸向外錐盤(7 ) 間隙配合套在傳動軸(1)上，凸輪銷(14 )穿過徑向銷孔(7a )插入凸輪槽(la ); 變速彈簧(5)間隙配合套在傳動軸(1)上，緊靠圓環體軸向外錐盤(7)，圓 環體軸向內錐盤(8)的內錐面與圓環體軸向外錐盤(7)的外雉面在變速彈簧 (5)作用下緊密貼合；所述傳動齒輪(10)端部與圓環體軸向外錐盤(7).的 端部嚙合。
3. 根據權利要求2所述的壓力可調式凸輪離合機構，其特征在于所述調 壓塊(3)上固定設置調壓環(4),所述調壓塊(3)通過調壓環(4)緊靠變速 彈簧(5 )。
4. 根據權利要求3所述的壓力可調式凸輪離合機構，其特征在于所述凸 輪銷(14 )通過與其間隙配合的凸輪銷套(12 )插入凸輪槽(la )。
5. 根據權利要求4所述的壓力可調式凸輪離合^L構，其特征在于所述變 速彈簧(5 )為蝶簧組。
6. 根據權利要求5所述的壓力可調式凸輪離合機構，其特征在于所述變 速彈簧(5)端部與圓環體軸向外錐盤(7)之間設置平面軸承(6)。
7. 根據權利要求6所述的壓力可調式凸輪離合機構，其特征在于所述凸 輪銷(14)通過圓周方向設置的固定圈(13)徑向固定。
8. 根據權利要求7所述的壓力可調式凸輪離合^L構，其特征在于圓環體 軸向內錐盤(8)設置花鍵和外齒圈。
全文摘要
本發明公開了一種壓力可調式凸輪離合機構，包括傳動軸和自適應自動變速機構和壓力調節裝置，自適應自動變速機構包括離合裝置和變速彈簧；壓力調節裝置包括調節桿和調壓塊，通過旋轉調節桿帶動調壓塊軸向移動調節變速彈簧的壓縮量，達到調節自動變速所需預緊力的目的，本發明可以根據車輛的行駛狀況和所處行駛環境，可根據阻力情況調節自動變速所需的壓力，充分利用車輛動力，利于使行駛狀況與動力輸出能夠達到最佳匹配，利于高效節能；能使輸出功率與車輛行駛狀況始終處于最佳匹配狀態，自適應隨行駛阻力變化自動進行換擋變速，本發明重量輕、結構簡單緊湊、制造成本低，適合電動自行車體積小輕便的特點。
文檔編號F16H59/00GK101377236SQ200810070380
公開日2009年3月4日 申請日期2008年9月26日 優先權日2008年9月26日
發明者林毓培, 薛榮生, 郝允志 申請人:西南大學