自动变挡差速电机

IPC分类号 : H02K7/10,H02K7/116,F16H57/02

申请号

CN201710558744.9

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专利摘要

一种自动变挡差速电机，动力电机的长驱动轴设置大驱动齿轮和小驱动齿轮，中轴齿轮左端安装高速挡齿轮，中轴左端安装低速挡齿轮，大、小驱动齿轮分别与高、低速挡齿轮啮合，差速器外圆设置差速器齿轮，差速器齿轮与中轴齿轮啮合，高、低速挡齿轮之间设置柔性离合器，柔性离合器设置同步花爪，所述高、低速挡齿轮设置同步圆孔，智能控制器根据动力电机的转速及负荷的变化，自动控制软驱动电机驱动螺丝杆、驱动板、滑动套管、拨动轴、拨叉套管、拨叉、前、后滑轮和同步花爪，同步花爪依靠前、后拉簧的弹性拉力滑进低速挡齿轮或者高速挡齿轮的同步圆孔内，完成高、低速变挡功能，变挡过程不打齿、无顿挫、无冲击，所述自动变挡差速电机所用齿轮少，结构简单、成本低、可靠性高。

权利要求

1.一种自动变挡差速电机，由变速器壳体、动力电机、软驱动电机、柔性离合器、大驱动齿轮、小驱动齿轮、高速挡齿轮、低速挡齿轮、中轴齿轮、差速器、差速器齿轮和智能控器制组成，其特征在于：所述的自动变挡差速电机是一个集变速器、差速器和动力电机为一体的总成，所述变速器壳体设置左半壳（1）和右半壳（2），位于变速器壳体中部外围的左右半壳上均设置若干对称的连接耳（3），连接耳由若干连接螺丝钉（4）将左右半壳紧固成整体，所述右半壳右上端设置安装孔，安装孔内设置动力电机（5），动力电机设置左端盖和右端盖（6），左端盖左端设有止口台（7），止口台与安装孔吻合，左端盖圆周设置4个连接孔，连接孔内设置螺丝钉（8）将无刷永磁电机紧固在右半壳右上端，所述左端盖中心设置左电机轴承（9），右端盖中心设置右电机轴承（10），所述左、右电机轴承内设置长驱动轴（11），长驱动轴左侧设置大驱动齿轮（12）和小驱动齿轮（13），大驱动齿轮内圆与长驱动轴外圆之间设置半月键（14），长驱动轴左端细轴与小驱动齿轮紧配合安装，长驱动轴左端细轴设置驱动轴承（15），驱动轴承安装在左半壳左上端轴承架内，左半壳和右半壳中部设置左轴承架和右轴承架，左、右轴承架内安装左中轴承（16）和右中轴承（17），左、右中轴承内安装中轴，所述中轴是一个左小右大的台阶轴，中轴右端是中轴与齿轮整体制造的中轴齿轮（18），中轴齿轮左端安装高速挡轴承（19），高速挡轴承外圆安装高速挡齿轮（20），高速挡齿轮与大驱动齿轮啮合，此时为空转状态，中轴中部设置外卡簧（21），高速挡轴承左端紧靠外卡簧、右端紧靠中轴齿轮，中轴左端细轴上安装低速挡轴承（22），低速挡轴承外圆安装低速挡齿轮（23），低速挡齿轮与小驱动齿轮啮合，此时为空转状态，低速挡轴承左端与左中轴承之间设置垫圈（24），低速挡轴承左端紧靠垫圈、右端紧靠中轴台阶，所述左半壳下端设置左大轴承架，右半壳下端设置右大轴承架，左、右大轴承架内安装左大轴承（25）和右大轴承（26），左、右大轴承内安装左空心轴（27）和右空心轴（28），左、右空心轴之间安装差速器（29），差速器外圆设置差速器齿轮（30），差速器齿轮与中轴齿轮啮合，所述左大轴承架和右大轴承架上设置左后桥（31）和右后桥（32），左、右后桥安装左后轮和右后轮，左、右后轮中心安装左半轴和右半轴；所述柔性离合器设置软驱动电机（33），软驱动电机右端焊接连接板（34），连接板前后端设置前夹板（35）和后夹板，前、后夹板均设有长孔（36），所述连接板设有滑动轴（37），前、后夹板上端制造在右半壳内上端，软驱动电机跟随滑动轴在前、后长孔内能左右滑动，前、后夹板下端设有轴架（38），所述轴架下端设置右轴孔，左半壳上端设置左轴孔，左、右轴孔内紧配合安装控制轴（39），控制轴上设置滑动套管（40），滑动套管外圆紧配合安装连接圈（41），连接圈上端焊接驱动板（42），驱动板上端设有螺丝孔，螺丝孔内设置螺丝杆（43），螺丝杆与软驱动电机的驱动轴连接，连接圈下端焊接拨动轴（44），拨动轴上安装拨叉套管（45），拨叉套管下端焊接n形拨叉（46），n形拨叉下端设置前滑轮（47）和后滑轮，拨动轴下端设置防脱螺帽（48），所述柔性离合器设置同步花爪，所述同步花爪设置内齿套（49），所述中轴中部设有花键槽，内齿套齿牙与花键槽齿牙吻合，内齿套外圆设有左圆盘（50）和右圆盘（51），左、右圆盘圆周均设置6个等分的左、右对称的圆柱爪（52）；左、右圆盘之间设有环形台阶槽（53），所述前、后滑轮定位于环形台阶槽直径线台阶上，所述低速挡齿轮圆周设有左环形槽（54），所述高速挡齿轮圆周设有右环形槽（55），所述左、右环形槽内均设有6个等分的左、右对称的同步圆孔（56），所有同步圆孔的直径均略大于所有圆柱爪的直径，所述同步花爪向左右滑动时，左右6个圆柱爪对准左右6个同步圆孔均无磨擦进入孔内；所述软驱动电机焊接前吊环和后吊环，所述右半壳内设有前拉环和后拉环，前吊环和后吊环以及前拉环和后拉环均位于软驱动电机的直径线上，前拉环和前吊环之间挂接前拉簧（57），后拉环和后吊环之间挂接后拉簧，软驱动电机受外力左右滑动时，前、后拉簧的拉力是软驱动电机的反作用力，外力消失，前、后拉簧将软驱动电机恢复中间状态；所述右半壳内上面粘接霍尔开关（58），软驱动电机上端粘接左圆柱永磁体（59）和右圆柱永磁体（60），所述左半壳内左下端设置智能控制器（61）；所述柔性离合器的特征在于：当软驱动电机的驱动轴正转时，所述螺丝杆拉动驱动板向左移动，带动滑动套管、拨动轴、拨叉套管、拨叉、前、后滑轮和同步花爪向左推动，同步花爪左端接触低速挡齿轮右端面受阻后，螺丝杆推动软驱动电机向右滑动，滑动到左圆柱永磁体接近霍尔开关，霍尔开关通过智能控制器切断软驱动电机的电源，螺丝杆和驱动板停止，螺丝杆和传动驱动板停止时具有自锁功能，前、后拉簧将软驱动电机向左拉，当同步花爪转动，圆柱爪对准同步圆孔时，同步花爪依靠前、后拉簧的弹性拉力滑进低速挡齿轮的6个同步圆孔内，完成低速挡齿轮与小驱动齿轮的柔性啮合，实现低速挡行驶，反之，当软驱动电机的驱动轴反转时，柔性离合器以相反的过程完成高速挡齿轮与大驱动齿轮的柔性啮合，实现高速挡行驶。

2.根据权利要求1所述的自动变挡差速电机，其特征在于：所述动力电机是8极内转子的无刷永磁电机，所述软驱动电机是驱动变挡的有刷永磁电机，所述智能控制器是按照设定程序根据工况自动识别、自动调整挡位的软驱动电机控制器，动力电机左端盖设置出线孔（62），所述左半壳左上端设置电缆插座（63），电缆插座内设置电缆插头（64），电缆插座与插头的连接是多线连接，动力电机的输出线经过出线孔，沿变速器壳体内壁，连接电缆插座接线端，软驱动电机输出线沿变速器壳体内壁连接所述智能控制器输出端，霍尔开关输出线和动力电机的三相输出线合并一股电缆，沿变速器壳体内壁连接智能控制器输入端，给智能控制器提供开关信号、电机负荷信号和电机转速信号，电缆插头接线端连接输出电缆（65）。

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动三轮车差速电机，确切地说，是一种自动变挡差速电机。

背景技术

目前，随着市场需求的变化，电动三轮车的差速电机经历了从开始的不变挡到手动变挡，又从手动变挡到自动变挡的不断进步和发展的过程，有一种申请号是“2015104435079”名称是“自动变挡电机”的发明专利，它是根据电机转速及负荷的变化，自动高低挡变速，解决手动变挡操作不当带来的机构损坏，是一种理想的变挡方式，但是它存在结构复杂、成本高的缺点。

发明内容

为了克服现有自动变挡电机的不足，本发明推出一种自动变挡差速电机，该差速电机不仅能够自动高低挡变速，解决手动变挡操作不当带来的机构损坏，而且结构简单、成本低、可靠性高。

所述自动变挡差速电机所采取的技术方案是由变速器壳体、动力电机、软驱动电机、柔性离合器、大驱动齿轮、小驱动齿轮、高速挡齿轮、低速挡齿轮、中轴齿轮、差速器、差速器齿轮和智能控器制组成，其结构特点是：所述的自动变挡差速电机是一个集变速器、差速器和动力电机为一体的总成，所述变速器壳体设置左半壳和右半壳，位于变速器壳体中部外围的左右半壳上均设置若干对称的连接耳，连接耳由若干连接螺丝钉将左右半壳紧固成整体，所述右半壳右上端设置安装孔，安装孔内设置动力电机，动力电机设置左端盖和右端盖，左端盖左端制有止口台，止口台与安装孔吻合，左端盖圆周设置4个连接孔，连接孔内设置螺丝钉将无刷永磁电机紧固在右半壳右上端，左端盖中心设置左电机轴承，右端盖中心设置右电机轴承，所述左、右电机轴承内设置长驱动轴，长驱动轴左侧设置大驱动齿轮和小驱动齿轮，大驱动齿轮内圆与长驱动轴外圆之间设置半月键，长驱动轴左端细轴与小驱动齿轮紧配合安装，长驱动轴左端细轴设置驱动轴承，驱动轴承安装在左半壳左上端轴承架内，左半壳和右半壳中部设置左轴承架和右轴承架，左、右轴承架内安装左中轴承和右中轴承，左、右中轴承内安装中轴，所述中轴是一个左小右大的台阶轴，中轴右端是中轴与齿轮整体制造的中轴齿轮，中轴齿轮左端安装高速挡轴承，高速挡轴承外圆安装高速挡齿轮，高速挡齿轮与大驱动齿轮啮合，此时为空转状态，中轴中部设置外卡簧，高速挡轴承左端紧靠外卡簧、右端紧靠中轴齿轮，中轴左端细轴上安装低速挡轴承，低速挡轴承外圆安装低速挡齿轮，低速挡齿轮与小驱动齿轮啮合，此时为空转状态，低速挡轴承左端与左中轴承之间设置垫圈，低速挡轴承左端紧靠垫圈、右端紧靠中轴台阶，所述左半壳下端设置左大轴承架，右半壳下端设置右大轴承架，左、右大轴承架内安装左大轴承和右大轴承，左、右大轴承内安装左空心轴和右空心轴，左、右空心轴之间安装差速器，差速器外圆设置差速器齿轮，差速器齿轮与中轴齿轮啮合，所述左大轴承架和右大轴承架上设置左后桥和右后桥，左、右后桥安装左后轮和右后轮，左、右后轮中心安装左半轴和右半轴；所述柔性离合器设置软驱动电机，软驱动电机右端焊接连接板，连接板前后端设置前夹板和后夹板，前、后夹板均制有长孔，所述连接板制有滑动轴，前、后夹板上端制造在右半壳内上端，软驱动电机跟随滑动轴在前、后长孔内能左右滑动，前、后夹板下端制有轴架，所述轴架下端设置右轴孔，左半壳上端设置左轴孔，左、右轴孔内紧配合安装控制轴，控制轴上设置滑动套管，滑动套管外圆紧配合安装连接圈，连接圈上端焊接驱动板，驱动板上端制有螺丝孔，螺丝孔内设置螺丝杆，螺丝杆与软驱动电机的驱动轴连接，连接圈下端焊接拨动轴，拨动轴上安装拨叉套管，拨叉套管下端焊接n形拨叉，n形拨叉下端设置前滑轮和后滑轮，拨动轴下端设置防脱螺帽，所述柔性离合器设置同步花爪，所述同步花爪设置内齿套，所述中轴中部制有花键槽，内齿套齿牙与花键槽齿牙吻合，内齿套外圆制有左圆盘和右圆盘，左、右圆盘圆周均设置6个等分的左、右对称的圆柱爪；左、右圆盘之间制有环形台阶槽，所述前、后滑轮定位于环形台阶槽直径线台阶上，所述低速挡齿轮圆周制有左环形槽，所述高速挡齿轮圆周制有右环形槽，所述左、右环形槽内均制有6个等分的左、右对称的同步圆孔，所有同步圆孔的直径均略大于所有圆柱爪的直径，所述同步花爪向左右滑动时，左右6个圆柱爪对准左右6个同步圆孔均无磨擦进入孔内，所述软驱动电机焊接前吊环和后吊环，所述右半壳内制有前拉环和后拉环，前吊环和后吊环以及前拉环和后拉环均位于软驱动电机的直径线上，前拉环和前吊环之间挂接前拉簧，后拉环和后吊环之间挂接后拉簧，软驱动电机受外力左右滑动时，前、后拉簧的拉力是软驱动电机的反作用力，外力消失，前、后拉簧将软驱动电机恢复中间状态；所述右半壳内上面粘接霍尔开关，软驱动电机上端粘接左圆柱永磁体和右圆柱永磁体；所述左半壳内左下端设置智能控制器；所述柔性离合器的特征在于：当软驱动电机的驱动轴正转时，所述螺丝杆拉动驱动板向左移动，带动滑动套管、拨动轴、拨叉套管、拨叉、前、后滑轮和同步花爪向左推动，同步花爪左端接触低速挡齿轮右端面受阻后，螺丝杆推动软驱动电机向右滑动，滑动到左圆柱永磁体接近霍尔开关，霍尔开关通过智能控制器切断软驱动电机的电源，螺丝杆和驱动板停止，螺丝杆和传动驱动板停止时具有自锁功能，前、后拉簧将软驱动电机向左拉，当同步花爪转动圆柱爪对准同步圆孔时，同步花爪依靠前、后拉簧的弹性拉力滑进低速挡齿轮的6个同步圆孔内，完成低速挡齿轮与小驱动齿轮的柔性啮合功能，实现低速挡行驶，反之，当软驱动电机的驱动轴反转时，柔性离合器以相反的过程完成高速挡齿轮与大驱动齿轮的柔性啮合功能，实现高速挡行驶。

所述动力电机是8极内转子的无刷永磁电机，所述软驱动电机是驱动变挡的有刷永磁电机，所述智能控制器是按照设定程序根据工况自动识别、自动调整挡位的软驱动电机控制器，动力电机左端盖设置出线孔，所述左半壳左上端设置电缆插座，电缆插座内设置电缆插头，电缆插座与插头的连接是多线连接，动力电机的输出线经过出线孔，沿变速器壳体内壁，连接电缆插座接线端，软驱动电机输出线沿变速器壳体内壁连接所述智能控制器输出端，霍尔开关输出线和动力电机的三相输出线合并一股电缆，沿变速器壳体内壁连接智能控制器输入端，给智能控制器提供开关信号、电机负荷信号和电机转速信号，电缆插头接线端连接输出电缆。

所述自动变挡差速电机的有益效果在于：所述自动变挡差速电机设置的智能控制器根据动力电机的转速及负荷的变化，自动控制所述软驱动电机进行高低速变挡，起步时变低速挡，正常时速变高速挡，上坡时自动变低速挡，变挡过程不打齿、无顿挫、无冲击，有效解决手动变挡操作不当带来的机构损坏，所述自动变挡差速电机所用齿轮少，结构简单、成本低、可靠性高。

附图说明

图1为自动变挡差速电机空挡状态剖面结构示意图。

图2为自动变挡差速电机的同步花爪受阻状态剖面结构示意图。

图3为自动变挡差速电机低速挡状态剖面结构示意图。

图4为自动变挡差速电机高速挡状态剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

在图1、图2、图3、图4中，所述变速器壳体设置左半壳1和右半壳2，位于变速器壳体中部外围的左右半壳上均设置若干对称的连接耳3，连接耳由若干连接螺丝钉4将左右半壳紧固成整体，所述右半壳右上端设置安装孔，安装孔内设置无刷永磁电机5，无刷永磁电机设置左端盖和右端盖6，左端盖左端制有止口台7，止口台与安装孔吻合，左端盖圆周设置4个连接孔，连接孔内设置螺丝钉8将无刷永磁电机紧固在右半壳右上端，所述左端盖中心设置左电机轴承9，右端盖中心设置右电机轴承10，所述左、右电机轴承内设置长驱动轴11，长驱动轴左侧设置大驱动齿轮12和小驱动齿轮13，大驱动齿轮内圆与长驱动轴外圆之间设置半月键14，长驱动轴左端细轴与小驱动齿轮紧配合安装，长驱动轴左端细轴设置驱动轴承15，驱动轴承安装在左半壳左上端轴承架内，左半壳和右半壳中部设置左轴承架和右轴承架，左、右轴承架内安装左中轴承16和右中轴承17，左、右中轴承内安装中轴，所述中轴是一个左小右大的台阶轴，中轴右端是中轴与齿轮整体制造的中轴齿轮18，中轴齿轮左端安装高速挡轴承19，高速挡轴承外圆安装高速挡齿轮20，高速挡齿轮与大驱动齿轮啮合，此时为空转状态，中轴中部设置外卡簧21，高速挡轴承左端紧靠外卡簧、右端紧靠中轴齿轮，中轴左端细轴上安装低速挡轴承22，低速挡轴承外圆安装低速挡齿轮23，低速挡齿轮与小驱动齿轮啮合，此时为空转状态，低速挡轴承左端与左中轴承之间设置垫圈24，低速挡轴承左端紧靠垫圈、右端紧靠中轴台阶，所述左半壳下端设置左大轴承架，右半壳下端设置右大轴承架，左、右大轴承架内安装左大轴承25和右大轴承26，左、右大轴承内安装左空心轴27和右空心轴28，左、右空心轴之间安装差速器29，差速器外圆设置差速器齿轮30，差速器齿轮与中轴齿轮啮合，所述左大轴承架和右大轴承架上设置左后桥31和右后桥32，左、右后桥安装左后轮和右后轮，左、右后轮中心安装左半轴和右半轴；所述柔性离合器设置软驱动电机33，软驱动电机右端焊接连接板34，连接板前后端设置前夹板35和后夹板，前、后夹板均制有长孔36，所述连接板制有滑动轴37，前、后夹板上端制造在右半壳内上端，软驱动电机跟随滑动轴在前、后长孔内能左右滑动，前、后夹板下端制有轴架38，所述轴架下端设置右轴孔，左半壳上端设置左轴孔，左、右轴孔内紧配合安装控制轴39，控制轴上设置滑动套管40，滑动套管外圆紧配合安装连接圈41，连接圈上端焊接驱动板42，驱动板上端制有螺丝孔，螺丝孔内设置螺丝杆43，螺丝杆与软驱动电机的驱动轴连接，连接圈下端焊接拨动轴44，拨动轴上安装拨叉套管45，拨叉套管下端焊接n形拨叉46，n形拨叉下端设置前滑轮47和后滑轮，拨动轴下端设置防脱螺帽48，所述柔性离合器设置同步花爪，所述同步花爪设置内齿套49，所述中轴中部制有花键槽，内齿套齿牙与花键槽齿牙吻合，内齿套外圆制有左圆盘50和右圆盘51，左、右圆盘圆周均设置6个等分的左、右对称的圆柱爪52；左、右圆盘之间制有环形台阶槽53，所述前、后滑轮定位于环形台阶槽直径线台阶上，所述低速挡齿轮圆周制有左环形槽54，所述高速挡齿轮圆周制有右环形槽55，所述左、右环形槽内均制有6个等分的左、右对称的同步圆孔56，所有同步圆孔的直径均略大于所有圆柱爪的直径，所述同步花爪向左右滑动时，左右6个圆柱爪对准左右6个同步圆孔均无磨擦进入孔内，所述软驱动电机焊接前吊环和后吊环，所述右半壳内制有前拉环和后拉环，前吊环和后吊环以及前拉环和后拉环均位于软驱动电机的直径线上，前拉环和前吊环之间挂接前拉簧57，后拉环和后吊环之间挂接后拉簧，软驱动电机受外力左右滑动时，前、后拉簧的拉力是软驱动电机的反作用力，外力消失，前、后拉簧将软驱动电机恢复中间状态；所述右半壳内上面粘接霍尔开关58，软驱动电机上端粘接左圆柱永磁体59和右圆柱永磁体60；所述左半壳内左下端设置智能控制器61；所述柔性离合器的特征在于：当软驱动电机的驱动轴正转时，所述螺丝杆拉动驱动板向左移动，带动滑动套管、拨动轴、拨叉套管、拨叉、前、后滑轮和同步花爪向左推动，同步花爪左端接触低速挡齿轮右端面受阻后，螺丝杆推动软驱动电机向右滑动，滑动到左圆柱永磁体接近霍尔开关，霍尔开关通过智能控制器切断软驱动电机的电源，螺丝杆和驱动板停止，螺丝杆和传动驱动板停止时具有自锁功能，前、后拉簧将软驱动电机向左拉，当同步花爪转动圆柱爪对准同步圆孔时，同步花爪依靠前、后拉簧的弹性拉力滑进低速挡齿轮的6个同步圆孔内，完成低速挡齿轮与小驱动齿轮的柔性啮合，实现低速挡行驶，反之，当软驱动电机的驱动轴反转时，柔性离合器以相反的过程完成高速挡齿轮与大驱动齿轮的柔性啮合，实现高速挡行驶。

所述动力电机是8极内转子的无刷永磁电机，所述软驱动电机是驱动变挡的有刷永磁电机，所述智能控制器是按照设定程序根据工况自动识别、自动调整挡位的软驱动电机控制器，动力电机左端盖设置出线孔62，所述左半壳左上端设置电缆插座63，电缆插座内设置电缆插头64，电缆插座与插头的连接是多线连接，动力电机的输出线经过出线孔，沿变速器壳体内壁，连接电缆插座接线端，软驱动电机输出线沿变速器壳体内壁连接所述智能控制器输出端，霍尔开关输出线和动力电机的三相输出线合并一股电缆，沿变速器壳体内壁连接智能控制器输入端，给智能控制器提供开关信号、电机负荷信号和电机转速信号，电缆插头接线端连接输出电缆65。

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