CN105276026A - 一种单向超越离合器结构、两挡变速系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单向超越离合器结构、两挡变速系统及控制方法，离合器包括转动连接的主动盘和动力轴，主动盘与动力轴之间通过主动端和从动端的单向端面齿形成单向离合器；主动端连接在主动盘上，从动端通过花键结构配合在动力轴上；动力轴的轴端设有磁钢；或者，从动端呈同步移动的连接有滑动配合在动力轴的中孔内的推杆，推杆在伸出动力轴的外端设有磁钢；磁钢用于通过霍尔元件获得动力轴的转速信息或从动端的位置信息和转速信息。两挡变速系统含有双向超越离合器和该单向超越离合器，控制方法用于对该变速系统控制。本发明的有益效果是，离合器结构及变速系统结构简单，且离合器结合状态信息或从动轴转速获取方便；变速控制方法简单。

Description

一种单向超越离合器结构、两挡变速系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种传动结构，特别涉及一种单向超越离合器结构、两挡变速系统及控制方法。

背景技术

单向超越离合器，是指主动件正转与从动件啮合，反转与从动件分离的离合器。螺旋单向超越离合器是利用螺旋花键配合结构，形成正反转时按相反方向移动而实现离合器结合与分离的轴向运动，螺旋单向离合器通常采单向端面齿的啮合结构形成离合结构。由于螺旋单向离合器具有结构简单、加工方便和制造成本低、使用寿命长的优点目前已得到越来越广泛的应用。但现有螺旋单向离合器结构在用于变速系统时，由于端面齿咬合后，在具有扭矩传递状态下不能脱开的缺陷，其在应用于自动变速系统中受到较大制约。为此，需要利用相关件转速信息或位置信息进行变速系统控制。因此，需要对现有具有单向超越离合器结构进行进一步的改进。

发明内容

本发明目的第一目的就是针对现有技术的不足，提供一种单向超越离合器结构，该结构通过设置一磁钢和霍尔元件，以获得位置信息或转速信息，用以变速控制。本发明的第二目的是提供一种包括前述单向超越离合器结构的两挡变速系统，该系统利用相关件位置信息或转速信息进行变速控制而形成两挡自动变速。本发明再一个的目的是提供一种控制方法，该方法利用利用相关件位置信息或转速信息形成两挡变速系统的自动控制。

为实现第一目的，本发明采用如下技术方案。

一种单向超越离合器结构，包括分别构成输入端和输出端的主动盘和动力轴，主动盘可转动的套装在动力轴上，主动盘与动力轴之间通过主动端和从动端相互啮合的单向端面齿形成单向离合器；主动端一体形成或连接在主动盘上，从动端通过花键结构可轴向移动的配合在动力轴上；动力轴的轴端设有磁钢，磁钢用于通过霍尔元件获得动力轴的转速信息；或者，从动端呈同步移动的连接有推杆，该推杆滑动配合在动力轴的中孔内，并在伸出动力轴的外端设有磁钢，磁钢用于通过霍尔元件获得从动端的位置信息和转速信息。

采用前述技术方案的本发明，通过从动轴或推杆上的磁钢，以及设在静止构件上的霍尔元件，利用磁感应原理获得从动端位置信息，或者从动轴的转速信息，以便利用该信息进行变速控制，实现单向超越离合器的离合状态自动控制，而形成可控单向超越离合器。其结构简单、制造成本低，故障率低。

优选的，所述主动端通过花键结构配合在主动盘一侧，以在主动盘按设定方向转动时，带动主动端朝从动端方向移动至设定位置，且主动端与主动盘之间设有加载弹簧。以通过加载弹簧使离合器的主动端处于啮合状态位置，待从动端移动到啮合位置时，且主动盘按设定方向转动；在主动盘反向旋转时，即使从动端移动到啮合位置时，单向端面齿不能结合而推动主动端后退并压缩加载弹簧，从而实现单向超越离合器目的。其结构简单、布局紧凑，且功能可靠，使用寿命长。

进一步优选的，所述主动端与主动盘之间配合花键结构为螺旋花键结构。以利用现有技术中螺旋花键配合结构的基本特性形成螺旋单向可控超越离合器，螺旋花键配合结构主要用于传递扭矩，同时具有小角度转动对应大距离移动的特性，因此，用于螺旋花键的螺旋升角都必然较大，可通过推动配合在花键轴上的花键套移动实现花键套或花键轴转动，或者花键套在外部摩擦阻力作用下，由花键轴带动转动和轴向移动，且花键套在轴向阻力足够大时，仅随花键轴转动。本方案中的螺旋花键结构可使单向超越离合器的单向端面齿保持稳定、可靠的结合状态；同时，在主动盘反转时，对主动端的后退形成一定的助力作用。

优选的，所述从动端与动力轴之间配合花键结构为螺旋花键结构。通过合理选择螺旋方向可获得端面齿结合的响应时间；或者，延缓结合时间而减缓结合冲击。

优选的，所述从动端通过横贯的销轴与所述推杆连接，推杆底端与中孔底部之间设有复位弹簧；所述动力轴上形成有推杆移动用贯穿槽。以形成推杆与销轴的同步移动，并具有自复位功能。其结构简单，运动灵活。

进一步优选的，所述销轴固定连接在所述推杆上，销轴由侧部抵接在从动端内侧；所述从动端外侧设有离心顶推机构，离心顶推机构用于通过L形离心甩块推动从动端至离合器结构的结合位置；所述离心甩块与所述从动端之间设有平面轴承。以形成依靠设定转速由离心运动控制的离合器结构，可通过合理的参数设置，以便设定转速条件下实现自动离合器的自动结合；在从动端向结合位置移动时，推杆随从动端移动，以便使推杆位置信息还代表设定转速信息，便于通过转速信息控制的控制系统利用。在主动盘无动力状态下，复位弹簧推动推杆外伸，从而带动从动端远离结合状态位置。其推杆与从动端不形成刚性连接，其结构简单、装拆方便。平面轴承用以降低离心甩块与从动端接触面间的摩擦磨损，延长使用寿命。

更进一步优选的，所述L形离心甩块可转动的连接在增速从动齿轮上，该增速从动齿轮仅可转动的套装在所述动力轴上。以通过第三旋转构件上的增速主动齿轮带动增速从动齿轮以高于动力轴转速高速旋转，从而使质量较小的离心块获得较大的离心动力。

优选的，所述销轴固定连接在所述推杆上，销轴由侧部抵接在从动端内侧；推杆或从动端通过电磁线圈构成电磁铁的活动铁芯。以通过推杆获得从动轴转速信息，通过该转速信息启动电磁铁实现由低速向高速的换挡变速控制，适用于电磁铁控制的具有该单向超越离合器结合的离合器或变速系统；进一步可利用推杆与从动端一致的位置信息，进行由高速向低速的变速控制。

优选的，所述销轴同时固定连接在所述推杆和从动端上；推杆或从动端通过电磁线圈构成电磁铁的活动铁芯；或者，推杆通过外端连接有用于推动推杆的推杆电磁铁或拨叉机构。通过推杆或从动端与电磁线圈形成电磁铁结构，或者，通过外接推杆电磁铁、电动拨叉机构，离合器形成自动结合结构，均可通过推杆获得从动轴转速信息，通过该转速信息启动电磁铁实现由低速向高速的换挡变速控制；进一步可利用推杆与从动端一致的位置信息，进行由高速向低速的变速控制，达到自动变速的目的。同时，在采用手动拨叉方案时，可人工操作离合器的结合，实现人工操作的低变高变速控制，并利用位置信息形成由高变低的自动控制。

优选的，所述从动端通过电磁线圈构成电磁铁的活动铁芯；从动端与所述主动端之间设有分离弹簧。其转速信息由霍尔元件通过直接设在从动轴上的磁钢获得，通过该转速信息启动电磁铁实现由低速向高速的换挡变速控制，适用于电磁铁控制的具有该单向超越离合器结合的离合器或变速系统。

为实现第二目的的一种两挡变系统，本发明采用如下两种技术方案。

方案一、一种两挡变系统，包括实现第一目的的技术方案中由离心运动控制的具有螺旋花键结构的单向超越离合器结构，该结构通过磁钢和霍尔元件获得从动端的位置信息；该结构的动力轴上固定连接有输出齿轮，动力轴上的主动盘构成高速挡从动齿轮，动力轴上还设有低速挡从动齿轮，低速挡从动齿轮与动力轴之间形成有双向超越离合器结构；动力轴的动力输入前端还设有输入轴，该输入轴上设有可随输入轴同步主动的低速挡主动齿轮和高速挡主动齿轮，低速挡主动齿轮和高速挡主动齿轮分别对应与所述低速挡从动齿轮和构成高速挡从动齿轮的主动盘常啮合；所述增速从动齿轮与动力轴以外的一旋转轴上的增速主动齿轮啮合，旋转轴与输入轴形成正相关的转速关系。

本方案中，用于电机驱动变速系统，在启动主电机后，电机动力通过齿轮、链轮或皮带轮由输入轴输入，在低速正转条件下，低速挡主动齿轮带动低速挡从动齿轮正向转动，高速挡主动齿轮带动构成高速挡从动齿轮的主动盘正向转动；低速挡从动齿轮通过双向超越离合器结构带动动力轴正向转动，此时，动力轴转速低于主动盘转速，利用主动盘空套在动力轴上的结构关系，二者形成相对转动的超越关系。当输入动力轴转速增大到设定值时，设置增速主动齿轮的旋转轴转速对应增大，增速从动齿轮使离心甩块推动从动端至单向超越离合器结构结合的位置，形成与主动端的结合，动力轴与主动盘同步正向转动，动力轴与低于其转速且转向相同的低速挡从动齿轮通过超越双向离合器形成超越关系。在输入轴反向旋转时，动力轴通过双向超越离合器与低速挡从动齿轮形成同步转动；低速时，单向超越离合器结构的从动端在复位弹簧作用下，由推杆上的销轴推送在远离主动端的位置，二者呈分离状态，从动端随动力轴同步转动；主动盘由高速挡主动齿轮带动并通过空套在动力轴上的结构与动力轴形成相对转动。在输入轴反向转速达到设定值时，从动端在离心甩块作用下被推送至结合位置，但由于主动端与从动端呈单向齿的啮合关系，此时，二者不啮合，主动端被从动端推压克服加载弹簧的弹性力而后退，二者形成打滑且具有相对转动的超越状态。本方案中的双向超越离合器结构，是利用现有技术中双向超越离合器如下特性形成双向超越功能，即双向超越离合器的主动件可带动从动件正反向转动，而从动件却不能带动主动件转动。同时，本方案通过霍尔元件和推杆上的磁钢获得离合器从动端位置信息，以便控制系统利用该信号进行由高速向低速的变速控制，利于实现系统的自动控制。如在高速挡条件下，切断主驱动电机数秒，使输入轴失去动力，单向离合器的从动端在复位弹簧作用下回位而与主动端分离，再复电启动时，自然形成低速传动而实现由高速向低速变速的自动变速。

优选的，所述高速挡主动齿轮与输入轴之间通过花键配合连接，高速挡主动齿轮上的花键键槽宽度大于输入轴花键轴部的花键宽度，且高速挡主动齿轮与输入轴设有缓冲扭簧。以在低速挡时，输入轴通过扭簧的弹性力使高速挡主动齿轮周向形成一扭转角度，输入轴通过扭簧和使高速挡主动齿轮形成对空转的主动盘的驱动；在变换为高速挡时，负载克服扭簧弹性力，使高速挡主动齿轮形成由花键直接传递扭矩，从而在换挡过程中起到减缓冲击的作用。

优选的，所述增速主动齿轮同轴固定连接在所述输入轴上。可利用增速主动齿轮连接扭簧的另一端，以形成紧凑的结构布局。

优选的，所述动力轴的动力输出后端还设有中间轴，中间轴由输出齿轮驱动，中间轴通过齿轮啮合形成动力输出；所述增速主动齿轮设在中间轴上。该方案通过，结构相对分散，便于装拆和维修保养，适于在空间布局相对宽松的情况下选择使用，如用于三轮车、四轮车等。其变速缓冲通过如下方法实现，在离心块转动的设定转速持续短暂时间后，切断主电机电源数秒或数毫秒后，利用离心块的惯性使单向离合器结合，实现换挡缓冲，再启动主电机电源形成动力传动，而不需设置缓冲扭簧。

方案二、一种两挡变速系统，包括实现第一目的的技术方案中除具有电磁力控制的单向超越离合器结构，该结构通过磁钢和霍尔元件获得动力轴的转速信息，该结构的动力轴上固定连接有输出齿轮，动力轴上的主动盘构成高速挡从动齿轮，动力轴上还设有低速挡从动齿轮，低速挡从动齿轮与动力轴之间形成有双向超越离合器结构；动力轴的动力输入前端还设有输入轴，该输入轴上设有可随输入轴同步主动的低速挡主动齿轮和高速挡主动齿轮，低速挡主动齿轮和高速挡主动齿轮分别对应与所述低速挡从动齿轮和构成高速挡从动齿轮的主动盘常啮合；所述推杆外端连接有电磁铁或手动拨叉，以用于推杆使所述单向超越离合器的主动端和从动端结合。

本方案适用于电机驱动，并利用电磁铁实现由低速挡向高速挡换挡的自动变速系统。在启动主电机后，电机动力通过齿轮、链轮或皮带轮由输入轴输入，低速状态工作过程如前述的方案一。当转速达到某一设定值而需要由低速变为高速时，电磁铁启动使所述单向超越离合器的主动端和从动端结合，而形成高速状态；在采用螺旋花键结构时，电磁铁只需短暂接通至单向离合器结合后就可断电，而不需长期处于接通状态，离合器由螺旋花键结构形成自锁。且在推杆外端设有磁钢时，也可利用霍尔元件检测推杆位置而获得位置信号，控制系统可利用该信号进行相应控制，如在高速挡条件下，切断主驱动电机数秒，使输入轴失去动力，单向离合器的从动端在复位弹簧作用下回位而与主动端分离，再复电启动时，自然形成低速传动而实现由高速向低速变速的自动变速。本方案磁钢设置为圆周上的一小块时，以利用霍尔元件获得转速信号，并通过转速信号控制电磁铁完成一次推动动作，以形成单向离合器的结合，而使变速系统自动完成由低速向高速变换的变速。

本方案中，也可采用手动拨叉替代电磁铁结构，实现手动变速。

前述两个方案中的双向超越离合器可充分利用现有技术中的超越离合器，包括本申请人于2015年4月24日向国家知识产权局提交的申请号为CN201510198365.4，发明创造名称为一种双向超越离合器、变速装置和自动变速系统的发明专利申请，该申请已于2015年7月29日公开，且公开号为CN104806656A所公开的双向超越离合器方案。

为实现第三目的，本发明采用如下技术方案。

一种两挡变速系统的控制方法，用于实现本发明第二目的的变速系统的变速控制，包括通过磁钢和霍尔元件获得从动端的位置信息或动力轴转速信息；控制系统将该位置信息与变速系统的驱动电机电流检测信息结合，形成该驱动电机电源开关控制信号，该控制信号用于在从动端处于设定位置，且电机电流达到设定值时，切断驱动电机电源设定时间后，再启动驱动电机，以由高速挡变换为低速挡；或者，控制系统利用动力轴的转速信息，在动力轴转速达到一设定值时，切断驱动电机电源设定时间，再启动驱动电机，以由低速挡变换为高速挡；或者，控制系统利用动力轴的转速信息，在动力轴转速达到一设定值时，启动电磁线圈设定时间后并切断驱动电机或电磁线圈电源设定时间，再启动驱动电机或电磁线圈，以由低速挡变换为高速挡；并在转速达到另一设定值时，切断驱动电机电源设定时间后，再启动驱动电机，以由高速挡变换为低速挡。

本方法包括三个方案，可实现三种系统的控制。均利用变速系统的低速启动特性，在高速状态下监测主电机电流值，当高速状态电流达到设定值时，表明电机处于高速大负荷状态，需要切换为低速。为此，通过切断主电机电源后复电的方式形成电机的再启动，达到由高速自动变换为低速的目的。其利用单向离合器结合的状态信息，或者从动轴的转速信息进行控制，其控制系统简单，成本低，且故障率低，可靠性高。对于由低速到高速的变速控制，则根据不同的结构配置，通过断电再启动的方式降低换挡缓冲。

本发明的有益效果是，离合器结构及含有该离合器结构的变速系统结构简单，且离合器结合状态信息或从动轴转速获取方便、可靠，系统具有正向两挡和反向输出功能；变速控制方法简单，可方便的实现两挡自动变速。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是本发明实施例2的结构的示意图。

图3是本发明实施例3的结构示意图。

图4是本发明实施例4的结构示意图。

图5是本发明实施例5的结构示意图。

图6是本发明实施例5中部分结构的轴测示意图。

图7是本发明实施例5中单向阻挡结构的结构示意图。

图8是本发明实施例6的结构示意图。

图9是本发明实施例7的结构示意图。

图10是本发明实施例8的结构示意图。

图11是本发明实施例9的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1，参见图1，一种单向超越离合器结构，包括分别构成输入端和输出端的主动盘1和动力轴2，主动盘1可转动的套装在动力轴2上，主动盘1与动力轴2之间通过主动端3和从动端4相互啮合的单向端面齿形成单向离合器；主动端3通过螺旋花键结构配合在主动盘1一侧，以在主动盘1按设定方向转动时，带动主动端3朝从动端4方向移动至设定位置，主动端3与主动盘1之间设有加载弹簧9；从动端4通过螺旋花键结构可轴向移动的配合在动力轴2上；从动端4通过横贯的销轴5固定连接有推杆6，销轴5由侧部抵接在从动端4内侧；该推杆6滑动配合在动力轴2的中孔内，推杆6底端与中孔底部之间设有复位弹簧7，动力轴2上形成有推杆6移动用贯穿槽6a，推杆6在伸出动力轴2的外端设有磁钢8，磁钢8用于通过霍尔元件22获得从动端4的位置信息和转速信息。

其中，从动端4外侧设有离心顶推机构，离心顶推机构用于通过L形离心甩块10推动从动端4至离合器结构的结合位置；所述离心甩块10与所述从动端4之间设有平面轴承12；L形离心甩块10可转动的连接在增速从动齿轮11上，该增速从动齿轮11仅可转动的套装在所述动力轴2上。

实施例2，参见图2，一种单向超越离合器结构，包括分别构成输入端和输出端的主动盘1和动力轴2，主动盘1可转动的套装在动力轴2上，主动盘1与动力轴2之间通过主动端3和从动端4相互啮合的单向端面齿形成单向离合器；主动端3通过螺旋花键结构配合在主动盘1一侧，以在主动盘1按设定方向转动时，带动主动端3朝从动端4方向移动至设定位置，主动端3与主动盘1之间设有加载弹簧9；从动端4通过螺旋花键结构可轴向移动的配合在动力轴2上；从动端4通过横贯的销轴5固定连接有推杆6，销轴5由侧部抵接在从动端4内侧；该推杆6滑动配合在动力轴2的中孔内，推杆6底端与中孔底部之间设有复位弹簧7，动力轴2上形成有推杆6移动用贯穿槽6a，推杆6在伸出动力轴2的外端设有磁钢8，磁钢8用于通过霍尔元件22获得从动端4的位置信息和转速信息。

其中，销轴5同时固定连接在所述推杆6和从动端4上；从动端4通过电磁线圈23构成电磁铁的活动铁芯。

本实施例中的复位弹簧7也可设在主动端3与从动端4之间。

本实施例中，还可采用通过推杆6由电磁线圈23构成电磁铁的活动铁芯。

实施例3，参见图3，一种单向超越离合器结构，包括分别构成输入端和输出端的主动盘1和动力轴2，主动盘1可转动的套装在动力轴2上，主动盘1与动力轴2之间通过主动端3和从动端4相互啮合的单向端面齿形成单向离合器；主动端3通过螺旋花键结构配合在主动盘1一侧，以在主动盘1按设定方向转动时，带动主动端3朝从动端4方向移动至设定位置，主动端3与主动盘1之间设有加载弹簧9；从动端4通过螺旋花键结构可轴向移动的配合在动力轴2上。

其中，动力轴2的轴端设有磁钢8，磁钢8用于通过霍尔元件22获得动力轴2的转速信息；从动端4通过电磁线圈23构成电磁铁的活动铁芯；从动端4与所述主动端3之间设有分离弹簧24。

实施例4，参见图4，一种单向超越离合器结构，包括分别构成输入端和输出端的主动盘1和动力轴2，主动盘1可转动的套装在动力轴2上，主动盘1与动力轴2之间通过主动端3和从动端4相互啮合的单向端面齿形成单向离合器；主动端3通过螺旋花键结构配合在主动盘1一侧，以在主动盘1按设定方向转动时，带动主动端3朝从动端4方向移动至设定位置，主动端3与主动盘1之间设有加载弹簧9；从动端4通过螺旋花键结构可轴向移动的配合在动力轴2上；从动端4通过横贯的销轴5固定连接有推杆6，销轴5由侧部抵接在从动端4内侧；该推杆6滑动配合在动力轴2的中孔内，推杆6底端与中孔底部之间设有复位弹簧7，动力轴2上形成有推杆6移动用贯穿槽6a，推杆6在伸出动力轴2的外端设有磁钢8，磁钢8用于通过霍尔元件22获得从动端4的位置信息和转速信息。

其中，销轴5同时固定连接在所述推杆6和从动端4上；推杆6通过外端连接有用于推动推杆6的推杆电磁铁或拨叉机构。

本实施例中，采用推杆电磁铁和电动拨叉机构时，离合器构成自动结合结构；采用手动拨叉机构时，形成手动结合结构。

实施例1、2和3中的主动端3还可一体形成在主动盘1的一侧，用以替代螺旋花键连接结构。

实施例5，参见图5、图6、图7，一种两挡变系统，包括实施例1所述的单向超越离合器结构，该结构通过磁钢8和霍尔元件22主要获得从动端4的位置信息；该结构的动力轴2上固定连接有输出齿轮13，动力轴2上的主动盘1构成高速挡从动齿轮，动力轴2上还设有低速挡从动齿轮14，低速挡从动齿轮14与动力轴2之间形成有双向超越离合器结构；动力轴2的动力输入前端还设有输入轴15，该输入轴15上设有可随输入轴15同步主动的低速挡主动齿轮16和高速挡主动齿轮17，低速挡主动齿轮16和高速挡主动齿轮17分别对应与所述低速挡从动齿轮14和构成高速挡从动齿轮的主动盘1常啮合；所述增速从动齿轮11与动力轴2以外的一旋转轴上的增速主动齿轮18啮合，旋转轴与输入轴15形成正相关的转速关系。

其中，高速挡主动齿轮17与输入轴15之间通过花键配合连接，高速挡主动齿轮17上的花键键槽宽度大于输入轴15花键轴部的花键宽度，且高速挡主动齿轮17与输入轴15设有缓冲扭簧19。增速主动齿轮18同轴固定连接在所述输入轴15上。

其中，双向超越离合器结构，包括低速挡从动齿轮14通过螺旋花键结构配合的螺旋花键套30，螺旋花键套30两侧分别设有第一端面盘31和第二端面盘32，第一端面盘31和第二端面盘32均与动力轴2固定连接，螺旋花键套30分别通过第一端面盘31和第二端面盘32形成第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构，第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构分别用于由螺旋花键套30带动动力轴2同步正转和同步反转；螺旋花键套30与低速挡从动齿轮14之间的螺旋花键结构，具有在低速挡从动齿轮14正向旋转时推动螺旋花键套30朝第一端面盘31移动的螺旋方向；其中，螺旋花键套30配合在所述低速挡从动齿轮14位于第二端面盘32的一侧；螺旋花键套30呈外花键结构，螺旋花键套30配合在所述低速挡从动齿轮14的螺旋花键孔内。螺旋花键套30另一端设有多个圆周均布，且可由低速挡从动齿轮14上腹板部的镂空14a处穿出的连接爪30a，螺旋花键套30通过该连接爪30a与所述第一端面盘31形成所述第一端面啮合离合器结构。螺旋花键套30与所述第二端面盘32之间设有一压缩弹簧33，以使第一端面啮合离合器和第二端面啮合离合器结构分别形成常闭和常开状态；螺旋花键套30上通过摩擦连接方式套装有具有阻挡柄34a的C形卡环34，螺旋花键套30外部通过一静止构件设有一单向阻挡结构，该单向阻挡结构用于仅在螺旋花键套30反向旋转时，通过阻挡柄34a阻止所述C形卡环34随螺旋花键套30转动。单向阻挡结构包括一活动挡块35，活动挡块35通过铰接36a铰接挡块座36上，挡块座36固定连接在静止构件上，活动挡块35在C形卡环34反转的迎面呈卡槽结构，且沿螺旋花键套30的移动轴向具有设定长度的阻挡面35a；活动挡块35的铰接部位于后端，活动挡块35上侧面由铰接部到卡槽结构部，沿所述螺旋花键套30移动的轴向按尺寸逐渐增大的方向延伸。活动挡块35与挡块座36之间设有挡块扭簧37；在螺旋花键套30正转时，C形卡环34通过阻挡柄34a克服挡块扭簧37弹性力，并压迫活动挡块35偏摆而形成对C形卡环34的避让空间；在螺旋花键套30反转时，C形卡环34通过阻挡柄34a首选与活动挡块35的卡槽结构部接触，并与挡块扭簧37弹性力一致的方向推压活动挡块35，从而被压活动挡块35阻挡。

本实施例的其余结构与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例6，参见图8，一种两挡变系统，包括实施例1所述的单向超越离合器结构，该结构通过磁钢8和霍尔元件22主要获得从动端4的位置信息；该结构的动力轴2上固定连接有输出齿轮13，动力轴2上的主动盘1构成高速挡从动齿轮，动力轴2上还设有低速挡从动齿轮14，低速挡从动齿轮14与动力轴2之间形成有双向超越离合器结构；动力轴2的动力输入前端还设有输入轴15，该输入轴15上设有可随输入轴15同步主动的低速挡主动齿轮16和高速挡主动齿轮17，低速挡主动齿轮16和高速挡主动齿轮17分别对应与所述低速挡从动齿轮14和构成高速挡从动齿轮的主动盘1常啮合；所述增速从动齿轮11与动力轴2以外的一旋转轴上的增速主动齿轮18啮合，旋转轴与输入轴15形成正相关的转速关系。

其中，动力轴2的动力输出后端还设有中间轴20，中间轴20通过齿轮啮合形成动力输出；所述增速主动齿轮18设在中间轴20上。

本实施例的其余结构与实施例4相同，在此不再赘述。

实施例7，参见图9，一种两挡变速系统，包括实施2所述的单向超越离合器结构，该结构通过磁钢8和霍尔元件22主要获得动力轴2的转速信息，并在主动端3和从动端4结合后获得从动端4位置信息；所述结构的动力轴2上固定连接有输出齿轮13，动力轴2上的主动盘1构成高速挡从动齿轮，动力轴2上还设有低速挡从动齿轮14，低速挡从动齿轮14与动力轴2之间形成有双向超越离合器结构；动力轴2的动力输入前端还设有输入轴15，该输入轴15上设有可随输入轴15同步主动的低速挡主动齿轮16和高速挡主动齿轮17，低速挡主动齿轮16和高速挡主动齿轮17分别对应与所述低速挡从动齿轮14和构成高速挡从动齿轮的主动盘1常啮合。

本实施例的其余结构与实施例2或相同，在此不再赘述。

实施例8，参见图10，一种两挡变速系统，包括实施3所述的单向超越离合器结构，该结构通过磁钢8和霍尔元件22主要获得动力轴2的转速信息；所述结构的动力轴2上固定连接有输出齿轮13，动力轴2上的主动盘1构成高速挡从动齿轮，动力轴2上还设有低速挡从动齿轮14，低速挡从动齿轮14与动力轴2之间形成有双向超越离合器结构；动力轴2的动力输入前端还设有输入轴15，该输入轴15上设有可随输入轴15同步主动的低速挡主动齿轮16和高速挡主动齿轮17，低速挡主动齿轮16和高速挡主动齿轮17分别对应与所述低速挡从动齿轮14和构成高速挡从动齿轮的主动盘1常啮合。

本实施例的其余结构与实施例3或相同，在此不再赘述。

实施例9，参见图11，一种两挡变速系统，包括实施4所述的单向超越离合器结构，该结构通过磁钢8和霍尔元件22主要获得动力轴2的转速信息；所述结构的动力轴2上固定连接有输出齿轮13，动力轴2上的主动盘1构成高速挡从动齿轮，动力轴2上还设有低速挡从动齿轮14，低速挡从动齿轮14与动力轴2之间形成有双向超越离合器结构；动力轴2的动力输入前端还设有输入轴15，该输入轴15上设有可随输入轴15同步主动的低速挡主动齿轮16和高速挡主动齿轮17，低速挡主动齿轮16和高速挡主动齿轮17分别对应与所述低速挡从动齿轮14和构成高速挡从动齿轮的主动盘1常啮合。

本实施例的其余结构与实施例4或相同，在此不再赘述。

实施例10，参见图5，一种两挡变速系统的控制方法，用于对实施例5所述的两挡变速系统进行控制，该系统由低速到高速变速通过离心运动实现，并具有换挡缓冲结构。包括通过磁钢8和霍尔元件22获得从动端4的位置信息；控制系统将该位置信息与变速系统的驱动电机电流检测信息结合，形成该驱动电机电源开关控制信号，该控制信号用于在从动端4处于设定位置，且电机电流达到设定值时，切断驱动电机电源设定时间后，再启动驱动电机，以由高速挡变换为低速挡。

实施例11，参见图8，一种两挡变速系统的控制方法，用于对实施例6所述的两挡变速系统进行控制，该系统由低速到高速变速通过离心运动实现。包括通过磁钢8和霍尔元件22获得动力轴2的转速信息，控制系统在动力轴2转速达到一设定值时，切断驱动电机电源设定时间后，再启动驱动电机，以由低速挡变换为高速挡并降低换挡缓冲；继而通过磁钢8和霍尔元件22从动端4的位置信息；控制系统将该位置信息与变速系统的驱动电机电流检测信息结合，形成该驱动电机电源开关控制信号，该控制信号用于在从动端4处于设定位置，且电机电流达到设定值时，切断驱动电机电源设定时间后，再启动驱动电机，以由高速挡变换为低速挡。

实施例12，参见图9、图10，一种两挡变速系统的控制方法，用于对实施例7或8所述的两挡变速系统进行控制，包括通过磁钢8和霍尔元件22获得动力轴2的转速信息，控制系统利用动力轴2的转速信息，在动力轴2转速达到一设定值时，启动电磁线圈23设定时间后并切断驱动电机或电磁线圈23电源设定时间，再启动驱动电机或电磁线圈23，以由低速挡变换为高速挡，并降低换挡冲击；并在转速达到另一设定值时，切断驱动电机电源设定时间后，再启动驱动电机，以由高速挡变换为低速挡。

实施例13，参见图11，一种两挡变速系统的控制方法，本方法还适用于实施例9所述的两挡变速系统进行控制，包括通过磁钢8和霍尔元件22获得动力轴2的转速信息，控制系统利用动力轴2的转速信息，在动力轴2转速达到一设定值时，启动推杆电磁铁或电动拨叉设定时间后，并切断驱动电机电源设定时间，或推杆电磁铁或电动拨叉电源设定时间，再启动驱动电机或推杆电磁铁或电动拨叉，以由低速挡变换为高速挡，并降低换挡冲击；并在转速达到另一设定值时，切断驱动电机电源设定时间后，再启动驱动电机，以由高速挡变换为低速挡。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (16)

1.一种单向超越离合器结构，包括分别构成输入端和输出端的主动盘(1)和动力轴(2)，主动盘(1)可转动的套装在动力轴(2)上，主动盘(1)与动力轴(2)之间通过主动端(3)和从动端(4)相互啮合的单向端面齿形成单向离合器；其特征在于，所述主动端(3)一体形成或连接在主动盘(1)上，从动端(4)通过花键结构可轴向移动的配合在动力轴(2)上；动力轴(2)的轴端设有磁钢(8)，磁钢(8)用于通过霍尔元件(22)获得动力轴(2)的转速信息；或者，从动端(4)呈同步移动的连接有推杆(6)，该推杆(6)滑动配合在动力轴(2)的中孔内，并在伸出动力轴(2)的外端设有磁钢(8)，磁钢(8)用于通过霍尔元件(22)获得从动端(4)的位置信息和转速信息。

2.根据权利要求1所述的单向超越离合器结构，其特征在于，所述主动端(3)通过花键结构配合在主动盘(1)一侧，以在主动盘(1)按设定方向转动时，带动主动端(3)朝从动端(4)方向移动至设定位置，且主动端(3)与主动盘(1)之间设有加载弹簧(9)。

3.根据权利要求2所述的单向超越离合器结构，其特征在于，所述主动端(3)与主动盘(1)之间配合花键结构为螺旋花键结构。

4.根据权利要求1所述的单向超越离合器结构，其特征在于，所述从动端(4)与动力轴(2)之间配合花键结构为螺旋花键结构。

5.根据权利要求1～4任意一项权利要求所述的单向超越离合器结构，其特征在于，所述从动端(4)通过横贯的销轴(5)与所述推杆(6)连接，推杆(6)底端与中孔底部之间设有复位弹簧(7)；所述动力轴(2)上形成有推杆(6)移动用贯穿槽(6a)。

6.根据权利要求5所述的单向超越离合器结构，其特征在于，所述销轴(5)固定连接在所述推杆(6)上，销轴(5)由侧部抵接在从动端(4)内侧；所述从动端(4)外侧设有离心顶推机构，离心顶推机构用于通过L形离心甩块(10)推动从动端(4)至离合器结构的结合位置；所述离心甩块(10)与所述从动端(4)之间设有平面轴承(12)。

7.根据权利要求6所述的单向超越离合器结构，其特征在于，所述L形离心甩块(10)可转动的连接在增速从动齿轮(11)上，该增速从动齿轮(11)仅可转动的套装在所述动力轴(2)上。

8.根据权利要求5所述的单向超越离合器结构，其特征在于，所述销轴(5)固定连接在所述推杆(6)上，销轴(5)由侧部抵接在从动端(4)内侧；推杆(6)或从动端(4)通过电磁线圈(23)构成电磁铁的活动铁芯。

9.根据权利要求5所述的单向超越离合器结构，其特征在于，所述销轴(5)同时固定连接在所述推杆(6)和从动端(4)上；推杆(6)或从动端(4)通过电磁线圈(23)构成电磁铁的活动铁芯；或者，推杆(6)通过外端连接有用于推动推杆(6)的推杆电磁铁或拨叉机构。

10.根据权利要求1～4任意一项权利要求所述的单向超越离合器结构，其特征在于，所述从动端(4)通过电磁线圈(23)构成电磁铁的活动铁芯；从动端(4)与所述主动端(3)之间设有分离弹簧(24)。

11.一种两挡变系统，其特征在于，包括权利要求6或7所述的单向超越离合器结构，该结构通过磁钢(8)和霍尔元件(22)主要获得从动端(4)的位置信息；该结构的动力轴(2)上固定连接有输出齿轮(13)，动力轴(2)上的主动盘(1)构成高速挡从动齿轮，动力轴(2)上还设有低速挡从动齿轮(14)，低速挡从动齿轮(14)与动力轴(2)之间形成有双向超越离合器结构；动力轴(2)的动力输入前端还设有输入轴(15)，该输入轴(15)上设有可随输入轴(15)同步主动的低速挡主动齿轮(16)和高速挡主动齿轮(17)，低速挡主动齿轮(16)和高速挡主动齿轮(17)分别对应与所述低速挡从动齿轮(14)和构成高速挡从动齿轮的主动盘(1)常啮合；所述增速从动齿轮(11)与动力轴(2)以外的一旋转轴上的增速主动齿轮(18)啮合，旋转轴与输入轴(15)形成正相关的转速关系。

12.根据权利要求11所述的两挡变速系统，其特征在于，所述高速挡主动齿轮(17)与输入轴(15)之间通过花键配合连接，高速挡主动齿轮(17)上的花键键槽宽度大于输入轴(15)花键轴部的花键宽度，且高速挡主动齿轮(17)与输入轴(15)设有缓冲扭簧(19)。

13.根据权利要求11所述的两挡变速系统，其特征在于，所述增速主动齿轮(18)同轴固定连接在所述输入轴(15)上。

14.根据权利要求11所述的两挡变速系统，其特征在于，所述动力轴(2)的动力输出后端还设有中间轴(20)，中间轴(20)通过齿轮啮合形成动力输出；所述增速主动齿轮(18)设在中间轴(20)上。

15.一种两挡变速系统，其特征在于，包括权利要求8、9或10所述的单向超越离合器结构，该结构通过磁钢(8)和霍尔元件(22)主要获得动力轴(2)的转速信息；所述结构的动力轴(2)上固定连接有输出齿轮(13)，动力轴(2)上的主动盘(1)构成高速挡从动齿轮，动力轴(2)上还设有低速挡从动齿轮(14)，低速挡从动齿轮(14)与动力轴(2)之间形成有双向超越离合器结构；动力轴(2)的动力输入前端还设有输入轴(15)，该输入轴(15)上设有可随输入轴(15)同步主动的低速挡主动齿轮(16)和高速挡主动齿轮(17)，低速挡主动齿轮(16)和高速挡主动齿轮(17)分别对应与所述低速挡从动齿轮(14)和构成高速挡从动齿轮的主动盘(1)常啮合。

16.一种两挡变速系统的控制方法，用于对权利要求10～15所述的两挡变速系统进行控制，其特征在于，包括通过磁钢(8)和霍尔元件(22)获得从动端(4)的位置信息或动力轴(2)转速信息；控制系统将该位置信息与变速系统的驱动电机电流检测信息结合，形成该驱动电机电源开关控制信号，该控制信号用于在从动端(4)处于设定位置，且电机电流达到设定值时，切断驱动电机电源设定时间后，再启动驱动电机，以由高速挡变换为低速挡；或者，控制系统利用动力轴(2)的转速信息，在动力轴(2)转速达到一设定值时，切断驱动电机电源设定时间，再启动驱动电机，以由低速挡变换为高速挡；或者，控制系统利用动力轴(2)的转速信息，在动力轴(2)转速达到一设定值时，启动在动力轴(2)转速达到一设定值时，启动电磁线圈(23)设定时间后并切断驱动电机或电磁线圈(23)电源设定时间，再启动驱动电机或电磁线圈(23)，以由低速挡变换为高速挡；并在转速达到另一设定值时，切断驱动电机电源设定时间后，再启动驱动电机，以由高速挡变换为低速挡。