一种节能电动车轮的制作方法

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一种节能电动车轮的制作方法
【技术领域】:
[0001] 本实用新型主要设及车辆车轮领域,尤其设及一种节能电动车轮。
【背景技术】:
[0002] 传统的车轮仅起承重和运转前进的作用。我国是一个多山的国家,很多道路有较 大坡度。当车辆下坡时,由于车辆自身和荷载物的强大的重力势能,使车速激增,为减速安 全行驶,人们不得不刹车。结果把重力势能白白浪费。相反,当车辆上坡时,又往往苦于没 有足够的动力即输出功率。 【实用新型内容】:
[0003] 本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷,提供一种节能电动车轮,它能适 时积蓄车辆自身和荷载物的重力势能,和行进中车辆原动装置的动能,并可恰当放出能量, 达到节省能源,稳定速率和阶段性自动提高输出功率的目的。
[0004] 本实用新型是通过W下技术方案实现的:
[0005] -种节能电动车轮,其特征在于:包括有车辆支架,车辆支架上转动安装有飞轮 轴,飞轮轴上转动安装有飞轮,车轮中屯、有飞轮固定套装在飞轮轴上;飞轮轴的左端传动安 装有电机,飞轮轴的右端安装有齿轮箱,位于齿轮箱内的飞轮轴上固定套装有主动齿轮,主 动齿轮的左侧有齿轮卡套滑动套装在齿轮轴上,齿轮卡套上固定套装有被动齿轮;齿轮箱 内转动安装有飞轮轴平行的过渡齿轮轴,过渡齿轮轴上固定套装有过渡齿轮,过渡齿轮右 侧设有与主动齿轮晒合传动的被动轮齿,左侧设有与被动齿轮晒合传动的主动轮齿;所述 齿轮卡套外端穿过齿轮箱固定在车轮的轮穀上。
[0006] 一种节能电动车轮,其特征在于:所述齿轮箱一侧安装有控制过渡齿轮轴和被动 轮齿离合的离合器。
[0007] -种节能电动车轮,其特征在于:所述车轮包括有轮穀,轮穀上设有左、右轮福,所 述飞轮位于左、右轮福中间的位置。
[0008] -种节能电动车轮,其特征在于:所述齿轮卡套为台阶套,台阶套的左侧固定套装 车轮轮穀的安装孔中。
[0009] 离合器关闭时,电机带动飞轮轴转动,飞轮轴带动飞轮和主动齿轮转动。主动齿轮 通过过渡齿轮、被动齿轮间的晒合关系,通过被动齿轮带动齿轮卡套转动,由于齿轮卡套与 车轮固定连接,进而带动了车轮转动。当离合器开启时,过渡齿轮上的主动轮齿在齿轮轴上 空转,不会带动车轮转动。
[0010] 本实用新型用在该车辆的车轮上,该机构包括电机、轮穀、轮福、和传动轮系构成 由电机、飞轮和重力势能分别或组合作用,使车辆运动,其特点在于:
[0011] 1、在轮福内侧,轮穀的轴线位置上安装与车轮同轴线的蓄能用飞轮,该飞轮通过 安装在车轮一侧的传动轮系与车轮建立传动连接,在车轮另一侧安装电机,驱动飞轮。通过 飞轮的高速转动来积蓄能量,该飞轮通过一组相互晒合的齿轮即轮系与车轮相连接,建立 飞轮与车轮之间的传动比即转速之比,从而可实现飞轮与车轮之间的转速转变和能量的相 互传递。电机的动力可加在飞轮上。因飞轮积蓄的能量与其转速的平方成正比,又因为飞 轮的转速与车轮的转速成正比,比例系数为飞轮与车轮之间轮系的传动比,所W,当车辆下 坡车轮加速时,飞轮也加速积蓄能量,因飞轮积蓄了部分能量,避免了车速的激增,从而不 用刹车,并利用起了势能。当车辆在平路行驶时,加速,并使车辆保持一个较高的车速,此车 速可W是正常车速,而此时飞轮W传动比的关系保持着一个更高的转速,积蓄着巨大的动 能。当车辆上坡车轮减速时,飞轮也减速,放出能量,从而提高了车辆的输出功率,并且飞轮 的转速变化越大,飞轮积蓄或放出的能量就越多,达到所要设计的阶段性自动提高输出功 率的目的。
[0012] 在连接飞轮与车轮之间的轮系上,或独立于轮系可W有一离合装置,W便在紧急 刹车时,迅速切断飞轮与车轮之间的能量传递。
[0013] 适应高低落差路面,可阶段性自动提高车辆的输出功率,稳定了车辆行进过程中 的速率,有利于电机和电池的正常工作及使用寿命。
[0014] 本实用新型的优点是:
[0015] 本实用新型设计紧凑,可应用于电动车、自行车等依靠车轮旋转向前运动的车辆。
【附图说明】:
[0016] 图1是一种节能电动车轮结构示意图。
[0017] 图2是一种节能电动车轮爆炸视图。
【具体实施方式】:
[0018] 参见附图。
[0019] 一种节能电动车轮,包括有车辆支架14,车辆支架14上转动安装有飞轮轴3,车轮 1中屯、有飞轮4固定套装在飞轮轴3上;飞轮轴3的左端传动安装有电机13,飞轮轴3的右 端安装有齿轮箱,位于齿轮箱内的飞轮轴3上固定套装有主动齿轮6,主动齿轮6的左侧有 齿轮卡套11滑动套装在齿轮轴上,齿轮卡套11上固定套装有被动齿轮5 ;齿轮箱内转动安 装有飞轮轴平行的过渡齿轮轴8,过渡齿轮轴8上固定套装两个过渡齿轮,过渡齿轮右侧设 有与主动齿轮晒合传动的被动轮齿7,左侧设有与被动齿轮晒合传动的主动轮齿9 ;被动齿 轮5的安装孔中固定套装有齿轮卡套11,齿轮卡套11滑动套装在飞轮轴3上;所述齿轮卡 套11外端穿过齿轮箱固定在车轮的轮穀上。
[0020] 所述齿轮箱一侧安装有控制过渡齿轮轴和被动轮齿离合的离合器。
[0021] 车轮包括有轮穀2,轮穀2上设有左、右轮福,所述飞轮4位于左、右轮福中间的位 置。
[0022] 齿轮卡套11为台阶套,台阶套的左侧固定套装车轮轮穀的安装孔中。
[0023] 车轮1可做成外圆直径为1. 2m,轮福间有较大间隙的结构形式。车轮1与轮穀2 固接在一起,构成传统车轮的承重和运转前进结构。轮穀2最好通过一对深沟球轴承安装 在飞轮轴3上,使飞轮轴3可在轮穀2内自由转动。飞轮4通过平键与飞轮卡套。飞轮4 可做成直Im,质量为15kg,并且质量主要集中在飞轮边缘的形式。飞轮轴3与飞轮4固接 在一起。飞轮轴3与主动齿轮6固接。被动齿轮5通过花键连接与齿轮卡套12连接。主 动齿轮6与被动轮齿7晒合。过渡齿轮与过渡齿轮轴8固接。过渡齿轮轴8可通过滑动轴 承安装在车辆支架上,并围绕其轴线自由转动。主动轮齿9与被动齿轮5晒合。
[0024] 电机14通过平键与飞轮轴3连接,作为原动机给整个装置提供动力。车辆支架14 最好通过滚柱轴承安装在轮穀2上,并可使轮穀2在车辆支架15上自由转动。可W在过渡 齿轮轴8与被动轮齿9之间设一离合器10,则当离合器10打开时整个过渡齿轮空转。从而 切断了飞轮4与车轮1之间的转速转变和能量的相互传递,达到安全使用的目的。
[00巧]其中相互晒合各齿轮的压力角、模数均相同,齿数情况可W如下:齿轮5齿数为 40,齿轮6齿数为8,齿轮7齿数为40,齿轮9齿数为8。W车辆支架15为参照,则被动齿轮5、 主动齿轮6、过渡齿轮及各自的轴组成一定轴轮系,其传动比为25。该车轮机构可W用此定 轴轮系来确定飞轮与车轮之间的转速比,此时即当飞轮转速为25r/s(转/秒)时,车轮转 速为Ir/s,实现飞轮4与车轮1之间的转速转变和能量的相互传递。由飞轮的结构参数知其 转动惯量为J=MR72(J为转动惯量、M为飞轮质量、R为飞轮半径),J= 15X0. 25X0. 5得J =1. 88化gnO。则由绕定轴转动刚体的动能公式:E=J?2/2巧绕定轴转动刚体的动能、O 角速度),知当飞轮由30r/s(转/秒)即30X2rad/s(角速度单位:弧度每秒)降到IOr/ S即 10X23irad/s时其放出的能量AE二.!(诚-崎)/2 二 1.88x(188;-63;)/2 二 30000.!, 可见其放出的能量是巨大的。如果用此能量将一个60kg的人提升则可垂直提升50米。飞 轮轴(3)与轮穀(2)间的轴承可用裡基润滑剂,其摩擦系数可忽略不计。另外齿轮的传动 效率可达98%。排除空气阻力,此机构总体效率为90%W上。
【主权项】
1. 一种节能电动车轮,其特征在于:包括有车辆支架,车辆支架上转动安装有飞轮轴, 飞轮轴上转动安装有飞轮,飞轮中心有飞轮固定套装在车飞轮轴上;飞轮轴的左端传动安 装有电机,飞轮轴的右端安装有齿轮箱,位于齿轮箱内的飞轮轴上固定套装有主动齿轮,主 动齿轮的左侧有齿轮卡套滑动套装在齿轮轴上,齿轮卡套上固定套装有被动齿轮;齿轮箱 内转动安装有飞轮轴平行的过渡齿轮轴,过渡齿轮轴上固定套装有过渡齿轮,过渡齿轮右 侧设有与主动齿轮啮合传动的被动轮齿,左侧设有与被动齿轮啮合传动的主动轮齿;所述 齿轮卡套外端穿过齿轮箱固定在飞轮的轮毂上。2. 根据权利要求1所述的一种节能电动车轮,其特征在于:所述齿轮箱一侧安装有控 制过渡齿轮轴和被动轮齿离合的离合器。3. 根据权利要求1所述的一种节能电动车轮,其特征在于:所述车轮包括有轮毂,轮毂 上设有左、右轮辐,所述飞轮位于左、右轮辐中间的位置。4. 根据权利要求1所述的一种节能电动车轮,其特征在于:所述齿轮卡套为台阶套,台 阶套的左侧固定套装车轮轮毂的安装孔中。
【专利摘要】本实用新型公开了一种节能电动车轮,包括有车辆支架,车辆支架上转动安装有飞轮轴,飞轮轴上转动安装有车轮,车轮中心有飞轮固定套装在飞轮轴上;飞轮轴的左端传动安装有电机,飞轮轴的右端固定套装有主动齿轮,主动齿轮的左侧有齿轮卡套滑动套装在齿轮轴上,齿轮卡套上固定套装有被动齿轮;齿轮箱内转动安装有车轮轴平行的过渡齿轮轴,过渡齿轮轴上固定套装有过渡齿轮,过渡齿轮右侧设有被动轮齿,左侧设有主动轮齿。本实用新型设计紧凑,可应用于电动车、自行车等依靠车轮旋转向前运动的车辆。
【IPC分类】B60K7/00, B62M1/10, B62M7/12
【公开号】CN204916034
【申请号】CN201520566271
【发明人】李军, 顾玉明, 刘玲, 胡纯栋, 刘智民
【申请人】中国科学院等离子体物理研究所
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年7月31日
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