电动摩托车内转子电机摩擦片式自适应自动分离驱动总成的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种电动摩托车内转子电机摩擦片式自适应自动分离驱动总成，包括驱动电机、箱体和与箱体转动配合且将动力输出的主轴，还包括齿轮座、离合器总成、一级齿轮、传动单元、单向齿轮和单向限位螺旋凸轮。本发明采用新型平面式离合器总成传输扭矩，具有结构简单，装配快捷，易于加工，可无限增加摩擦面积，结合面好，分离快，不冲击，扭矩力值稳定等优点。通过调节外齿摩擦片和内齿衬板的数量和/或调节扭矩调整螺母来适应不同扭矩的需求，当扭矩超过离合器总成的标定值后，单向限位螺旋凸轮推动推力限位螺旋凸轮，使得外齿摩擦片和内齿衬板相互松开，有效限制了轴向无限增压，保证主轴轴向压力小于5000N，避免了主轴上轴承的损坏。
【专利说明】
电动摩托车内转子电机摩擦片式自适应自动分离驱动总成
技术领域
[0001]本发明涉及电动车驱动装置领域，尤其涉及一种电动摩托车内转子电机摩擦片式自适应自动分离驱动总成。
【背景技术】
[0002]目前，汽车、摩托车、电动自行车基本上都是通过调速手柄或加速踏板直接控制节气门或电流控制速度，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，致使电机运行不稳定，出现堵转现象。机动车在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:1、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。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，安装了发动机或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，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。
[0003]如中国专利申请号201510565642.0公开了一种电动摩托车内转子电机螺旋式锥套传动自适应自动变速驱动总成，其包括内转子驱动电机、箱体、传动轴、慢挡传动机构和机械智能化自适应变速总成，慢挡传动机构包括超越离合器内圈外套于一传动轴套且内圈的内圆设有用于与传动轴套配合的螺旋凸轮。该专利存在如下缺陷:
[0004]1、该专利中原有主轴与外锥套的传动方式是采用螺旋导程槽，中间存放直径为6mm的钢珠来实现的，装配基准差，主轴与外锥套螺旋导程槽加工极其复杂，使得产品的制造成本高。此外上述专利机械结构复杂，产品零件较多，实用性差。
[0005]2、该专利中的摩擦面采用锥形传递结构，摩擦面积有限，结合面差，且难以加工，依靠增加碟簧数量来增加扭矩力，扭力值在70-80N.m，结合时轴向压力在15000N以上，而离合器总成分离后的轴向压力最高可达25000N，轴径只有20mm的主轴在长时间的高压应力下，轴向所有相关的轴承无法承受，易造成主轴弯曲，扭矩不稳定，行车爬坡机械转换瞬间有冲击现象，机械性能不稳定，市场维修率高等缺陷，无法批量生产。
【发明内容】
[0006]为克服上述问题，本发明提供了一种新型电动摩托车内转子电机摩擦片式自适应自动分离驱动总成，其解决了传统产品结构复杂，制造成本高，机械性能不稳定，以及市场维修率高的问题。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种电动摩托车内转子电机摩擦片式自适应自动分离驱动总成，包括驱动电机、箱体和与箱体转动配合且将动力输出的主轴，还包括齿轮座、离合器总成、一级齿轮、传动单元、单向齿轮和单向限位螺旋凸轮。
[0008]其中，所述驱动电机为内转子电机，内转子电机的定子固定于箱体，内转子与齿轮座传动配合；
[0009]所述离合器总成具有设置在齿轮座内侧、且套设在主轴上的推力限位螺旋凸轮、花键总成座、碟簧;在花键总成座的外侧交替重叠配置有若干个外齿摩擦片和内齿衬板;推力限位螺旋凸轮的一端与花键总成座相连接，另一端设有与单向限位螺旋凸轮相配合的凸轮;所述碟簧的一端与花键总成座相抵接用于将花键总成座上的外齿摩擦片和内齿衬板压紧，另一端设有用于调节碟簧压紧力的扭矩调整螺母。进一步的，所述花键总成座与主轴相接触的内侧面上开设有花键，相应的在主轴上对应设置有一组与花键相配合的键槽。
[0010]—级齿轮安装在齿轮座上，并且通过传动单元与单向齿轮相配合实现扭矩的转换。
[0011]在单向限位螺旋凸轮上设有与凸轮相配合的凹槽，单向限位螺旋凸轮套装在主轴上，且可在单向齿轮的带动下轴向抵压推力限位螺旋凸轮，使得离合器总成的外齿摩擦片和内齿衬板相互松开。
[0012]优选的，在碟簧与主轴之间还设有套设在主轴上的碟簧座，该碟簧座可保证主轴受力的均衡性，防止主轴变形的发生。凸轮的轴向距离小于或者等于花键总成座至环状凸缘之间的轴向距离；凸轮的直径小于单向限位螺旋凸轮上凹槽的内径，有效减少了轴向压力，限制了轴向的无限增压。
[0013]优选的，上述齿轮座和一级齿轮是一体成型的。
[0014]作为本发明一种【具体实施方式】，上述传动单元包括副轴，该副轴上具有与一级齿轮相嗤合的第一齿轮，以及与单向齿轮相嗤合的第二齿轮，该第一齿轮与第二齿轮同轴设置，并且一级齿轮的直径小于第一齿轮的直径。由于一级齿轮传递到单向齿轮之间采用由小带大的杠杆式单向齿轮速比设计原理，在推开离合器总成瞬间增加了扭矩效果，同时瞬间降低了电流，使得车辆的爬坡效率大大增强。当然，传动单元的具体结构不限于上面描述的【具体实施方式】，如增加副轴的数量即采用多组齿轮组也可以实现很好的传动效果，在此不再赘述。
[0015]作为本发明的进一步改进，在主轴上对应碟簧的内侧设有紧邻键槽设置的环状凸缘，并且花键总成座的内径小于环状凸缘的外径。初始状态时，在碟簧的作用下花键总成座靠近碟簧一侧的端面与主轴的环状凸缘不相接触。当单向限位螺旋凸轮推动推力限位螺旋凸轮时，花键总成座克服碟簧的作用力向右移动直至到达环状凸缘处与其相抵接，此时花键总成座上的外齿摩擦片和内齿衬板相互松开。上述环状凸缘处起到了限位的作用。
[0016]本发明与现有技术相比，其优点在于:
[0017]1、本发明采用分体多片式离合器总成传输扭矩，一方面可通过调节外齿摩擦片和内齿衬板的数量来适应多种车型不同扭矩的需要，另一方面可通过调节扭矩调整螺母抵压碟簧进而达到标定扭矩要求。本发明采用分体多片式离合器总成具有结构简单，装配快捷，扭矩力值稳定等优点，当扭矩超过离合器总成的标定值后，单向限位螺旋凸轮推动推力限位螺旋凸轮，使得外齿摩擦片和内齿衬板相互松开，有效限制了轴向无限增压，主轴轴向压力小于5000N，避免了主轴上轴承的损坏。
[0018]2、本发明采用推力限位螺旋凸轮与单向限位螺旋凸轮相互配合的方式，并对凸轮、凹槽的结构进行优化，具体的凸轮的轴向距离小于或者等于花键总成座至环状凸缘之间的轴向距离，即离合器总成的松开间隙；凸轮的直径小于单向限位螺旋凸轮上凹槽的内径，有效减少了轴向压力，限制了轴向的无限增压。
[0019]3、本发明的传动单元采用机械杠杆式单向齿轮速比设计原理，结合前述多片式离合器总成的优点，使得行驶爬坡扭距大，电流小，电机效率高，延长了电瓶的使用寿命。
[0020]4、本发明较之传统产品简化了结构，可靠性强，且易于加工。通过把主轴与离合器总成之间的传动方式改为常规的矩形花键，且离合器总成在完全脱开状态下的轴向距离只有0.5?1_，装配基准好，加工更加简单。此外，针对传统产品采用垫片调整扭矩力的问题，现调整为通过扭矩调整螺母来实现，使得扭矩力调节误差由原先的±5N.m缩小为± IN.m，更加稳定了系统控制，方便了市场维护保养与检修。
[0021]5、本发明较之传统产品减少了八种零件，然而机械性能更加卓越，同时降低了成本。
[0022]综上，本发明具有可无限增加摩擦面积，结合面好，分离快，不冲击，扭矩力值稳定的优点。值得一提的是，本发明减少了轴向压力，使得行车爬坡机械转换平稳，且灵敏度较尚O
[0023]以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。
【附图说明】
[0024]图1为本发明的剖视图。
[0025]图2为多片式离合器总成的剖视图。
[0026]图3为图2的局部放大图。
[0027]图4为本发明中多片式离合器总成的工作原理图。
[0028]其中，1、主轴;2、扭矩调整螺母;3、碟簧;4、花键总成座;5、外齿摩擦片;6、内齿衬板;8、齿轮座;9、推力限位螺旋凸轮；1、单向限位螺旋凸轮；11、单向齿轮；12、调整垫片；13、驱动电机;14、副轴；15、压盖;16、第一主轴轴承；17、第二主轴轴承；18、第一轴承；19、第二轴承;20、第一副轴轴承;21、第二副轴轴承;22、环状凸缘;23、一级齿轮;24、箱体固定板；25、左箱体;26、右箱体;27、轴套;28、第三轴承；29、滚珠;30、压板;11、凸轮；102、凹槽。
【具体实施方式】
[0029]实施例，
[0030]请参阅图1至4，一种电动摩托车内转子电机摩擦片式自适应自动分离驱动总成，包括驱动电机13、箱体和与箱体转动配合且将动力输出的主轴I，还包括齿轮座8、离合器总成、一级齿轮23、传动单元、单向齿轮11和单向限位螺旋凸轮10。
[0031]其中，箱体包括箱体固定板24，位于箱体固定板24左侧的左箱体25，以及位于箱体固定板24右侧的右箱体26，右箱体26与箱体固定板24通过螺丝进行固定。
[0032]主轴I从左箱体25向右箱体26方向延伸，并贯穿箱体固定板24。在右箱体26的外侧还设有通过螺丝固定的压盖15，该压盖15与主轴I之间安装有第一主轴轴承16。箱体固定板24上对应副轴14的位置设有内径与副轴14相连的第一副轴轴承20，左箱体25上对应设置有内径与副轴14相连的第二副轴轴承21。
[0033]驱动电机13为内转子电机，内转子电机的定子固定于箱体，内转子通过传动支架与齿轮座8传动配合。工作时，齿轮座8可在驱动电机13的带动下围绕主轴I转动，该齿轮座8与箱体固定板24的配合处设有第二轴承19。在齿轮座8的右侧还设有通过螺丝固定的轴套27，该轴套27与右箱体26的连接处设有第一轴承18。
[0034]所述离合器总成安装在齿轮座8与轴套27围成的腔室内，其具有设置在齿轮座8内侦U、且套设在主轴I上的推力限位螺旋凸轮9、花键总成座4和碟簧3;在花键总成座4的外侧交替重叠配置有若干个外齿摩擦片5和内齿衬板6，其中外齿摩擦片5的外齿与轴套27的内壁紧配合使得齿轮座8与轴套27—起转动时，离合器总成在此作用力下工作。推力限位螺旋凸轮9的一端与花键总成座4十字连接，另一端设有与单向限位螺旋凸轮10相配合的凸轮101;所述碟簧3的一端与花键总成座4相抵接用于将花键总成座4上的外齿摩擦片5和内齿衬板6压紧，另一端设有用于调节碟簧压紧力的扭矩调整螺母2。所述扭矩调整螺母2与轴套27之间设置有油封，在扭矩调整螺母2与第一主轴轴承16之间还安装有用于调整轴向轴承位置的调整垫片12。
[0035]在本实施例中，花键总成座4与主轴I相接触的内侧面上开设有矩形花键，相应的在主轴I上对应设置有一组与花键相配合的键槽。
[0036]在本实施例中，在主轴I上靠近单向限位螺旋凸轮10的外侧还设有第二主轴轴承17，主轴I上对应碟簧3的内侧设有紧邻键槽设置的环状凸缘22，并且花键总成座4的内径小于环状凸缘22的外径。
[0037]一级齿轮23安装在齿轮座8上，并且通过传动单元与单向齿轮11相配合实现扭矩的转换。上述传动单元包括副轴14，该副轴14上具有与一级齿轮23相啮合的第一齿轮，以及与单向齿轮11相啮合的第二齿轮，该第一齿轮与第二齿轮同轴设置，并且一级齿轮的直径小于第一齿轮的直径。单向限位螺旋凸轮10套装在主轴I上，在单向齿轮11和单向限位螺旋凸轮10之间设有两个第三轴承28，两第三轴承28之间装设有滚珠29以及压板30，该第三轴承28的内齿与单向限位螺旋凸轮10相固定。
[0038]在单向限位螺旋凸轮10上设有与凸轮101相配合的凹槽102，在单向齿轮11的带动下单向限位螺旋凸轮10轴向抵压推力限位螺旋凸轮9，使得离合器总成上的外齿摩擦片5和内齿衬板6相互松开。
[0039]初始状态时，在碟簧3的作用下花键总成座4靠近碟簧3—侧的端面与主轴的环状凸缘22不相接触，并且两者之间的轴向距离就是离合器的松开间隙X，该X的范围为0.5?1mm。上述凸轮101的轴向距离Y小于或者等于花键总成座4至环状凸缘22之间的轴向距离，即离合器的松开间隙X;凸轮101的直径Dl小于单向限位螺旋凸轮20上凹槽102的内径D2。
[0040]本发明的工作原理如下:
[0041]1、驱动电机13通过磁场带动内转子工作，再由传动支架带动齿轮座8转动，从而带动离合器总成运转并产生扭矩，当产生的扭矩处于标定值范围内时，离合器总成带动主轴I将力输出，传递给电动摩托车后轮。此时，推力限位螺旋凸轮与单向限位螺旋凸轮上的螺旋面相互配合，两者在齿轮座的作用下一起转动。
[0042]2、当多片式离合器总成扭矩阻力达到标定值后，齿轮座8上的一级齿轮23动力传向副轴14右侧的第一齿轮，再由左侧的第二齿轮传向单向齿轮11，带动单向限位螺旋凸轮10，单向限位螺旋凸轮10推动推力限位螺旋凸轮9使得花键总成座克服碟簧的作用力向右移动，直至外齿摩擦片38和内齿衬板37松开。由于一级齿轮23传递到单向齿轮11之间采用由小带大的杠杆式单向齿轮速比原理，在推开离合器总成瞬间增加了扭矩效果，同时瞬间降低了电流，使车辆增加了爬坡效率。
[0043]以上所述仅是对发明的较佳实施例，并非对发明的范围进行限定，故在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明所述的构造、特征及原理所做的等效变化或装饰，均应落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种电动摩托车内转子电机摩擦片式自适应自动分离驱动总成，包括驱动电机、箱体和与箱体转动配合且将动力输出的主轴，其特征在于:还包括齿轮座、离合器总成、一级齿轮、传动单元、单向齿轮和单向限位螺旋凸轮;其中，所述驱动电机为内转子电机，内转子电机的定子固定于箱体，内转子与齿轮座传动配合； 所述离合器总成具有设置在齿轮座内侧、且套设在主轴上的推力限位螺旋凸轮、花键总成座和碟簧;在花键总成座的外侧交替重叠配置有若干个外齿摩擦片和内齿衬板;推力限位螺旋凸轮的一端与花键总成座相连接，另一端设有与单向限位螺旋凸轮相配合的凸轮;所述碟簧的一端与花键总成座相抵接用于将花键总成座上的外齿摩擦片和内齿衬板压紧，另一端设有用于调节碟簧压紧力的扭矩调整螺母； 所述一级齿轮安装在齿轮座上，并且通过传动单元与单向齿轮相配合实现扭矩的转换;在单向限位螺旋凸轮上设有与凸轮相配合的凹槽，单向限位螺旋凸轮套装在主轴上，且可在单向齿轮的带动下轴向抵压推力限位螺旋凸轮，使得离合器总成的外齿摩擦片和内齿衬板相互松开。2.如权利要求1所述电动摩托车内转子电机摩擦片式自适应自动分离驱动总成，其特征在于:所述花键总成座与主轴相接触的内侧面上开设有花键，相应的在主轴上对应设置有一组与花键相配合的键槽。3.如权利要求1所述电动摩托车内转子电机摩擦片式自适应自动分离驱动总成，其特征在于:所述单向齿轮与单向限位螺旋凸轮之间还设有两第三轴承，位于两第三轴承之间的滚珠，以及用于固定第三轴承的压板。4.如权利要求1所述电动摩托车内转子电机摩擦片式自适应自动分离驱动总成，其特征在于:所述碟簧与主轴之间还设有套设在主轴上的碟簧座。5.如权利要求1所述电动摩托车内转子电机摩擦片式自适应自动分离驱动总成，其特征在于:所述主轴上还对应碟簧的位置还设有环状凸缘，并且花键总成座的内径小于环状凸缘的外径;初始状态时在碟簧的作用下花键总成座靠近碟簧一侧的端面与主轴的环状凸缘不相接触。6.如权利要求5所述电动摩托车内转子电机摩擦片式自适应自动分离驱动总成，其特征在于:所述凸轮的轴向距离小于或者等于花键总成座至环状凸缘之间的轴向距离；凸轮的直径小于单向限位螺旋凸轮上凹槽的内径。7.如权利要求1所述电动摩托车内转子电机摩擦片式自适应自动分离驱动总成，其特征在于:所述齿轮座和一级齿轮是一体成型的。8.如权利要求1至7任一项所述电动摩托车内转子电机摩擦片式自适应自动分离驱动总成，其特征在于:所述传动单元包括副轴，该副轴上具有与一级齿轮相啮合的第一齿轮，以及与单向齿轮相啮合的第二齿轮，该第一齿轮与第二齿轮同轴设置，并且一级齿轮的直径小于第一齿轮的直径。9.如权利要求8所述电动摩托车内转子电机摩擦片式自适应自动分离驱动总成，其特征在于:所述箱体包括箱体固定板，位于箱体固定板左侧的左箱体，以及位于箱体固定板右侧的右箱体，右箱体与箱体固定板通过螺丝进行固定。10.如权利要求9所述电动摩托车内转子电机摩擦片式自适应自动分离驱动总成，其特征在于:所述右箱体的外侧还设有压盖，该压盖与主轴之间安装有第一主轴轴承，在扭矩调整螺母与第一主轴轴承之间还安装有用于调整轴向轴承位置的调整垫片。
【文档编号】F16D13/75GK105947102SQ201610300504
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】庄全林, 华少杰, 邵焕华
【申请人】黄山奔马集团有限公司