一种两轴三级减速的中置力矩传动系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电动自行车领域，具体涉及一种两轴三级减速的中置力矩传动系统。
【背景技术】
[0002]电动自行车(motorized bicycle/electric bicycle)，俗称为电动车、电瓶车，是一种以蓄电池为主要能源的一种交通工具，其外形与自行车和摩托车较为相似，一般都带有脚踏板、链条，可以用人力作为辅助动力。现有电动自行车的中置力矩传动系统大都采用两级减速，减速比较低、空间尺寸较大。
【发明内容】
[0003]本实用新型目的是:提供一种两轴三级减速的中置力矩传动系统，其采用两轴三级减速设计，减速比高的同时，减小了空间尺寸，降低了误差积累、便于减速箱的装配；另外本实用新型采用了两个自行车的无齿飞轮解决电机直接传动和脚踏直接传动的离合问题，比起传统的采用单向轴承加轴承的设计大大降低了空间尺寸和制造成本。
[0004]本实用新型的技术方案是:一种两轴三级减速的中置力矩传动系统，包括设置在电机壳体内的定子、转子、用于驱动转子转动的电机轴、中轴式力矩传感装置、齿盘、及控制器，所述中轴式力矩传感装置包括中轴、套设于中轴上的弹性连接器、套设于弹性连接器上且可与中轴及弹性连接器相对转动的轴套、及传感器，所述电机轴上带有第一级传动齿轮，电机轴上通过轴承支撑有传动组件，该传动组件包括同心固定的第二级传动齿轮、第一无齿飞轮及第三级输入齿轮，所述轴套分别通过轴承支撑有双联齿轮及第三级输出齿轮，上述双联齿轮的输入齿轮与第一级传动齿轮啮合，双联齿轮的输出齿轮与第二级传动齿轮啮合，上述第三级输出齿轮与第三级输入齿轮啮合，第三级输出齿轮的外侧端装有轴承，该轴承连接有输出法兰，输出法兰通过第二无齿飞轮与上述齿盘连接在一起形成输出端，所述弹性连接器的输出端卡接有一个小法兰，该小法兰与第二无齿飞轮旋接，实现弹性连接器与齿盘的同步。
[0005]上述第一、第二无齿飞轮都是起到单向离合作用，即均为单向工作(拖动)，反向则不工作(打滑)。
[0006]上述弹性连接器的具体结构为:所述弹性连接器为双螺旋弹性连接器，其包括弹性变形段及设于弹性变形段左、右两侧的左固定段和右固定段，所述弹性变形段的管壁上开设有两个同旋向且错开的螺旋槽，所述弹性变形段管壁在两螺旋槽之间形成有两条螺旋状的簧丝。其中，所述两螺旋槽的螺距相同，且两螺旋槽的同侧端部在弹性变形段的同圆周方向间隔180度布置。
[0007]为了便于中轴式力矩传感装置的整体装配，所述左固定段的内孔壁上于圆周方向间隔地布置有若干个卡槽；所述右固定段的右端部于圆周方向间隔地开设置有若干个开口槽。
[0008]进一步的，所述中轴式力矩传感装置通过一侧的锁紧螺母可拆卸地安装在电机壳体上；所述控制器通过锁紧件可拆卸地安装在电机壳体上，以便于中轴式力矩传感装置及控制器的拆卸、更换及维修。
[0009]本实用新型的工作原理为:
[0010]本实用新型采用两轴三级减速设计，当电机驱动转子转动时，电机轴的第一级传动齿轮带动双联齿轮转动，双联齿轮的输出齿轮带动第二级传动齿轮转动，由于传动组件内的第二级传动齿轮、第一无齿飞轮及第三级输入齿轮是相对固定的，因此第三级输入齿轮随之转动并带动第三级输出齿轮转动，第三级输出齿轮则通过输出法兰、第二无齿飞轮带动齿盘转动。
[0011]当电机加力时:第一无齿飞轮处于工作状态而第二无齿飞轮处于非工作状态，实现电机的直驱，中轴不旋转。
[0012]当脚踏中轴时:第一无齿飞轮处于非工作状态而第二无齿飞轮处于工作状态，脚踏产生的力在有负载的情况下使弹性连接器扭曲变形，如果:1.未加电，脚踏仅有第三级输出齿轮旋转，电机及前两级齿轮(第一级传动齿轮和第二级传动齿轮)均不工作；如果:2.加电，弹性连接器扭曲变形，力矩传感装置将有信号输出，使得人力与电力合成输出，此时整个系统工作处于正常工作状态。
[0013]本实用新型的优点是:
[0014]1、本实用新型采用两轴三级减速设计:减速比高的同时，减小了空间尺寸、降低了误差积累(多轴中心距之间的误差积累)、便于减速箱的装配(采取单纯的叠加式装配即可)。一般采用两级减速比为1:22左右，本系统同样尺寸的前提下，减速比大于1:33，提升了 50%，因此系统效率大大提升，输出扭矩增大50%，因此启动相应更快，随动性更好，爬坡能力更强。
[0015]2、本实用新型采用了两个自行车的无齿飞轮解决电机直接传动和脚踏直接传动的离合问题，比起传统的采用单向轴承加轴承的设计大大降低了空间尺寸和制造成本。
[0016]3、本实用新型采用模块化设计，可将中轴力矩传感器系统和控制器系统单独拆下，以便维修和更换。
[0017]4、本实用新型齿盘齿数可根据轮径和后变速的变速比不同进行更换以适应不同的车型要求。
[0018]5、本实用新型的弹性连接器为双螺旋弹性连接器，其具有承受大扭矩、短轴距、大角度变形、双重保险等特点，与普通螺旋弹性连接器相比可靠性更高，由于采用了双螺旋的结构，在使用相当时间过程后，由于材料的各种缺陷，当其中的一根簧丝断裂时，还有另一根簧丝可以工作，使用者不必担心产生颠覆性损坏。
[0019]6、本实用新型双螺旋弹性连接器具有超负荷自动角度限位功能，由于弹性连接器为管状结构，在使用过程中其内穿设有一根轴，使用时，由于受力后弹性连接器扭曲直径减小，将对轴的外表面有一个抱紧力，当抱紧到两者簧丝与轴外表面贴合后将不会再转动，从而保证了簧丝不再产生进一步的变形，保护弹性连接器不会损坏，本实用新型与传统的连接器相比，无须特定的角度限位机构即可实现角度限位功能，不仅省去超负荷的限位机构，同时简化了设计和加工。
【附图说明】
[0020]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述:
[0021]图1为本实用新型一角度的剖面结构示意图；(未画出弹性连接器及中轴)
[0022]图2为本实用新型另一角度的剖面结构示意图；
[0023]图3、图4、图5为本实用新型中弹性连接器的立体结构示意图；
[0024]图6为本实用新型中弹性连接器的剖面示意图。
[0025]其中:1电机壳体；
[0026]2 定子；
[0027]3 转子；
[0028]4电机轴；
[0029]5中轴式力矩传感装置；51中轴；52弹性连接器；521弹性变形段；522左固定段；523右固定段；524螺旋槽；525簧丝；526卡槽；527开口槽；53轴套；
[0030]6传动组件；61第二级传动齿盘；62第一无齿飞轮；63第三级输入齿轮；
[0031]7双联齿轮；
[0032]8第三级输出齿轮；
[0033]9 轴承；
[0034]10输出法兰；
[0035]11第二无齿飞轮；
[0036]12 齿盘；
[0037]13锁紧螺母；
[0038]14控制器。
【具体实施方式】
[0039]实施例:如图1至图6所示，一种两轴三级减速的中置力矩传动系统，包括设置在电机壳体I内的定子2、转子3、用于驱动转子3转动的电机轴4、中轴式力矩传感装置5、齿盘12、及控制器14，所述中轴式力矩传感装置5包括中轴51、套设于中轴51上的弹性连接器52、套设于弹性连接器52上且可与中轴51及弹性连接器52相对转动的轴套53、及传感器，所述电机轴4上带有第一级传动齿轮，电机轴4上通过轴承支撑有传动组件6，该传动组件6包括同心固定的第二级传动齿轮61、第一无齿飞轮62及第三级输入齿轮63，所述轴套53分别通过轴承支撑有双联齿轮7及第三级输出齿轮8，上述双联齿轮7的输入齿轮与第一级传动齿轮啮