CN108799422A - 一种电控两档变速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电控两档变速器，包括主轴、传动机构、输出机构及换挡机构，所述输出机构包括输出轴、能够输出第一档速度的第一输出机构及能够输出第二档速度的第二输出机构，所述第二档速度大于所述第一档速度，所述第一输出机构及所述第二输出机构安装在所述主轴上并连接于所述传动机构及所述输出轴，所述换挡机构活动设置在所述导向槽内，在其活动路径上至少具有第一位置及第二位置，在所述第一位置，所述第二输出机构与所述输出轴分离，在所述第二位置，所述第二输出机构与所述输出轴连接。本发明能够提高电动摩托车等的动力，使其具有变速功能，能够以最好的状态行驶在各种路段。

Description

一种电控两档变速器

技术领域

本发明涉及变速技术领域，具体涉及一种电控两档变速器。

背景技术

随着经济的发展，社会的进步，能源节约已经成为必然和社会共识。各种设备越来越朝向节省能源、使用方便、节约空间、安全高效、一机多能等特点的方向发展。电动车由于其节能、环保而越来越受到用户的青睐。

作为电动车中的电动摩托车或者电动自行车等，在人们的日常生活中具有重要作用。现有的电动摩托车不具有变速功能，其动力较差，无法实现爬坡功能，或者爬坡能力很低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种电控两档变速器，用于解决现有技术中的电动摩托车等由于不具备变速功能而导致的动力差的问题。

为此，根据本发明的实施例，该电控两档变速器包括：

主轴，所述主轴沿其轴向设有导向槽；

传动机构，所述传动机构连接于电机并安装在所述主轴上，由所述电机带动所述传动机构转动；

输出机构，所述输出机构包括输出轴、能够输出第一档速度的第一输出机构及能够输出第二档速度的第二输出机构，所述第二档速度大于所述第一档速度，所述第一输出机构及所述第二输出机构安装在所述主轴上并连接于所述传动机构及所述输出轴，由所述传动机构带动所述第一输出机构或所述第二输出机构驱动所述输出轴转动；及

换挡机构，所述换挡机构活动设置在所述导向槽内，在其活动路径上至少具有第一位置及第二位置，在所述第一位置，所述第二输出机构与所述输出轴分离，在所述第二位置，所述第二输出机构与所述输出轴连接。

作为所述电控两档变速器的进一步可选方案，所述主轴包括实心段及空心段，所述电机安装在所述实心段处，所述传动机构、所述输出机构及所述换挡机构安装在所述空心段处，所述空心段自其端部沿其轴向延伸成所述导向槽。

作为所述电控两档变速器的进一步可选方案，所述传动机构包括与所述电机的输出轴相连的主动齿轮及与所述主动齿轮啮合的被动齿轮组件。

作为所述电控两档变速器的进一步可选方案，所述被动齿轮组件包括与所述主动齿轮啮合的被动主齿轮及与所述被动主齿轮连接的被动轴，所述被动轴与所述主轴平行设置，在所述被动轴上设有第一被动副齿轮及第二被动副齿轮，所述被动主齿轮、所述被动轴、所述第一被动副齿轮及所述第二被动副齿轮同时转动。

作为所述电控两档变速器的进一步可选方案，所述被动主齿轮、所述第一被动副齿轮及所述第二被动副齿轮通过花键安装在所述被动轴上。

作为所述电控两档变速器的进一步可选方案，所述第一输出机构包括与所述第一被动副齿轮啮合的第一输出齿轮及设置在所述第一输出齿轮与所述输出轴之间的第一连接组件，所述第一连接组件用于实现所述第一输出齿轮与所述输出轴的常啮合。

作为所述电控两档变速器的进一步可选方案，所述第二输出机构包括与所述第二被动副齿轮啮合的第二输出齿轮及设置在所述第二输出齿轮与所述输出轴之间的第二连接组件，所述第二连接组件用于实现所述第二输出齿轮与所述输出轴的分离与连接。

作为所述电控两档变速器的进一步可选方案，所述第二连接组件包括第二棘爪、弹性件及转轴，所述转轴安装在所述输出轴上，所述第二棘爪套设在所述转轴上，所述弹性件连接在所述第二棘爪与所述输出轴之间，所述输出轴朝向所述第二输出齿轮的一侧设有第二棘爪槽，所述第二棘爪可转动的设置在所述第二棘爪槽内，所述第二输出齿轮朝向所述输出轴的一侧设有第二棘爪凸缘槽，所述第二棘爪具有能够在所述换挡机构的作用下伸入到所述第二棘爪凸缘槽内或收缩到所述第二棘爪槽内的第二凸缘。

作为所述电控两档变速器的进一步可选方案，所述换挡机构包括换挡套及换挡驱动组件，所述换挡套设置在所述主轴与所述输出轴之间，所述换挡驱动组件用于驱动所述换挡套沿着所述主轴移动而作用到所述第二棘爪，使得所述第二棘爪转动。

作为所述电控两档变速器的进一步可选方案，所述换挡驱动组件包括换挡推板、换挡顶杆、换挡臂及驱动电机，所述换挡顶杆设置在所述导向槽内，所述换挡推板连接在所述换挡顶杆的一端并横跨在所述导向内，所述换挡臂连接在所述换挡顶杆的另一端，所述换挡臂连接于所述驱动电机的输出轴，所述驱动电机驱动所述换挡臂转动，使得所述换挡顶杆推动所述换挡推板在所述导向槽内移动。

本发明的有益效果：

依据以上实施例中的电控两档变速器，其包括主轴、传动机构、输出机构及换挡机构，其中由于输出机构中输出轴、第一输出机构及第二输出机构的设置，同时由于换挡机构的设置，在换挡机构的作用下可使得具有更高输出速度的第二输出机构能够可选的与输出轴进行连接，当第二输出机构与输出轴分离时，输出机构输出以第一档速度低速运动，当第二输出机构与输出轴相连时，输出机构以第二档速度高速运动，这样使得变速器具有了变速功能，这样当将电动摩托车的车轮设置在输出机构上后，就使得车轮具有更好的动力，使得电动摩托车能够以最好的状态行驶。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了根据本发明实施例所提供的一种电控两档变速器的结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例所提供的一种电控两档变速器的以第二档速度转动的结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例所提供的一种电控两档变速器的第一驱动机构与输出轴的连接示意图；

图4示出了根据本发明实施例所提供的一种电控两档变速器以第二档速度转动时的第二驱动机构与输出轴的连接示意图；

图5示出了根据本发明实施例所提供的一种电控两档变速器的以第一档速度转动的结构示意图；

图6示出了根据本发明实施例所提供的一种电控两档变速器以第一档速度转动时的第二驱动机构与输出轴的连接示意图。

主要元件符号说明：

100-主轴；200-传动机构；300-输出机构；400-换挡机构；110-导向槽；120-实心段；130-空心段；210-主动齿轮；220-被动齿轮组件；310-输出轴；320-第一输出机构；330-第二输出机构；410-换挡套；420-换挡推板；430-换挡顶杆；440-换挡臂；450-驱动电机；460-换挡开关；221-被动主齿轮；222-被动轴；223-第一被动副齿轮；224-第二被动副齿轮；311-第一棘爪槽；312-第二棘爪槽；321-第一输出齿轮；322-第一棘爪；323-弹性圈；331-第二输出齿轮；332-第二棘爪；333-弹性件；334-转轴；3211-第一棘爪凸缘槽；3221-第一凸缘；3311-第二棘爪凸缘槽；3321-第二凸缘。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

本实施例提供了一种电控两档变速器。

请参考图1-2，该电控两档变速器包括主轴100、传动机构200、输出机构300及换挡机构400。

其中，主轴100沿其轴向设有导向槽110。传动机构200连接于电机并安装在主轴100上，由电机带动传动机构200转动。输出机构300包括输出轴310、能够输出第一档速度的第一输出机构320及能够输出第二档速度的第二输出机构330，第二档速度大于第一档速度，第一输出机构320及第二输出机构330安装在主轴100上并连接于传动机构200及输出轴310，由传动机构200带动第一输出机构320或第二输出机构330驱动输出轴310转动。换挡机构400活动设置在导向槽110内，在其活动路径上具有第一位置及第二位置，在第一位置，第二输出机构330与输出轴310分离，在第二位置，第二输出机构330与输出轴310连接。

如此，由于输出机构300中输出轴310、第一输出机构320及第二输出机构330的设置，同时由于换挡机构400的设置，在换挡机构400的作用下可使得具有更高输出速度的第二输出机构330能够可选的与输出轴310进行连接，当第二输出机构330与输出轴310分离时，输出机构300输出以第一档速度的低速运动，当第二输出机构330与输出轴310相连时，输出机构300以第二档速度高速运动，这样使得变速器具有了变速功能，这样当将电动摩托车的车轮设置在输出机构300上后，就使得车轮具有更好的动力，使得电动摩托车能够以最好的状态行驶。

需要说明的是，本发明实施方式中的电控两档变速器除以上所介绍的适用于电动摩托车之外，其还可以应用于电动自行车，电动三轮车或者电动四轮车等。本文旨在提供一种变速器，而非限定该变速器的用途。

在运动过程中，电机带动传动机构200转动，而传动机构200则带动输出机构300进行转动，输出机构300在转动的过程中，由于换挡机构400的介入可使得输出机构300以不同的速度输出，在本发明所示的实施例中，上述不同的速度包括第一档速度及第二档速度。

可以理解的是，在某些实施方式中，输出机构300还可以包括第三输出机构(图中未示出)，甚至第四输出机构(图中未示出)，而使得变速器具有更多级别的变速性能。

在参考图2，在本发明实施方式中，主轴100包括实心段120及空心段130，电机安装在实心段120处，传动机构200、输出机构300及换挡机构400安装在空心段130处，空心段130自其端部沿其轴向延伸成导向槽110。

实心段120主要用于保证整个主轴100具有较高的强度，以便电机等的安装。空心段130则主要为换挡机构400的运动提供条件，以便换挡机构400能够与输出机构300发生作用，而使得输出机构300以第一档速度或者第二档速度运动。

请参考图1，在本发明实施方式中，传动机构200包括与电机的输出轴相连的主动齿轮210及与主动齿轮210啮合的被动齿轮组件220。

此时，电机将运动传输到主动齿轮210，再经过主动齿轮210传输到被动齿轮组件220。

进一步的，被动齿轮组件220包括与主动齿轮210啮合的被动主齿轮221及与被动主齿轮221连接的被动轴222，被动轴222与主轴100平行设置，在被动轴222上设有第一被动副齿轮223及第二被动副齿轮224，被动主齿轮221、被动轴222、第一被动副齿轮223及第二被动副齿轮224同时转动。

此时，被动主齿轮221接收从主动齿轮210传输来的运动，并将该运动传递到被动轴222，同时由于在被动轴222上设置有第一被动副齿轮223及第二被动副齿轮224，且被动主齿轮221、被动轴222、第一被动副齿轮223及第二被动副齿轮224同时转动，最终使得第一被动副齿轮223与第二被动副齿轮224同时转动。

为了保证被动主齿轮221、被动轴222、第一被动副齿轮223及第二被动副齿轮224的同时转动，在某些具体的实施方式中，被动主齿轮221、第一被动副齿轮223及第二被动副齿轮224可以通过花键安装在被动轴222上。

第一被动副齿轮223及第二被动副齿轮224转动后，就可以将运动传递到第一输出机构320及第二输出机构330。

具体而言，请参考图1，第一输出机构320包括与第一被动副齿轮223啮合的第一输出齿轮321及设置在第一输出齿轮321与输出轴310之间的第一连接组件，第一连接组件用于实现第一输出齿轮321与输出轴310的常啮合。

由此，第一被动副齿轮223将运动传递到与之啮合的第一输出齿轮321，该第一输出齿轮321通过第一连接组件将运动传递到输出轴310，使得输出轴310以第一档速度转动。

请参考图3，第一连接组件包括第一棘爪322及弹性圈323，该弹性圈323围绕输出轴310而设置，在输出轴310朝向第一输出齿轮321的一侧设有第一棘爪槽311，第一棘爪322设置在该第一棘爪槽311内，同时在第一输出齿轮321朝向输出轴310的一侧则设有第一棘爪凸缘槽3211，第一棘爪322具有第一凸缘3221，该第一凸缘3221在弹性圈323的作用始终伸入到第一输出齿轮321的第一棘爪凸缘槽3211内，使得输出轴310与第一输出齿轮321常啮合。

进一步的，为了保证输出轴310与第一输出齿轮321啮合的可靠性，在输出轴310的周向均匀设置有多个第一棘爪322，例如在图3所示的实例中，设置有四个第一棘爪322。

请结合参考图2及图4-5，第二输出机构330包括与第二被动副齿轮224啮合的第二输出齿轮331及设置在第二输出齿轮331与输出轴310之间的第二连接组件，第二连接组件用于实现第二输出齿轮331与输出轴310的分离与连接。

由此，第二被动副齿轮224将运动传递到与之啮合的第二输出齿轮331，该第二输出齿轮331通过第二连接组件将运动传递到输出轴310，使得输出轴310以第二档速度转动。

可以理解的是，当第二输出齿轮331与输出轴310建立起连接时，此时也就意味着第一输出齿轮321被超越，此时第一输出齿轮321无法带动输出轴310转动，此时输出轴310的转速则由第二输出齿轮331来决定。

第二连接组件包括第二棘爪332、弹性件333及转轴334，转轴334安装在输出轴310上，第二棘爪332套设在转轴334上，弹性件333连接在第二棘爪332与输出轴310之间，输出轴310朝向第二输出齿轮331的一侧设有第二棘爪槽312，第二棘爪332可转动的设置在第二棘爪槽312内，第二输出齿轮331朝向输出轴310的一侧设有第二棘爪凸缘槽3311，第二棘爪332具有能够在换挡机构400的作用下伸入到第二棘爪凸缘槽3311内或收缩到第二棘爪槽312内的第二凸缘3321。

由此，在换挡机构400的作用下就可使得第二棘爪332在第二棘爪槽312内转动，在转动的过程中，如图2或图4所示，第二棘爪332的第二凸缘3321能够进入到第二棘爪凸缘槽3311内而使得第二输出齿轮331与输出轴310相连，或者如图5或图6所示，第二棘爪332的第二凸缘3321从第二棘爪凸缘槽3311内撤离而使得第二输出齿轮331与输出轴310分离。

在某些具体的实施方式中，弹性件333可选择伸缩弹簧等。

请结合参考图2及图4-5，在本发明实施方式中，换挡机构400包括换挡套410及换挡驱动组件，换挡套410设置在主轴100与输出轴310之间，换挡驱动组件用于驱动换挡套410沿着主轴100移动而作用到第二棘爪332，使得第二棘爪332转动。

进一步的，换挡驱动组件包括换挡推板420、换挡顶杆430、换挡臂440及驱动电机450，换挡顶杆430设置在导向槽110内，换挡推板420连接在换挡顶杆430的一端并横跨在导向槽110内，换挡臂440连接在换挡顶杆430的另一端，换挡臂440连接于驱动电机450的输出轴，驱动电机450驱动换挡臂440转动，使得换挡顶杆430推动换挡推板420在导向槽110内移动。

具体而言，在换挡套410向靠近第二输出齿轮331运动的过程中，换挡套410能够作用到第二棘爪332，使得第二棘爪332围绕转轴334转动，从而使得第二凸缘3321从第二棘爪凸缘槽3311内撤离，此时第二输出齿轮331未与输出轴310连接，输出轴310以第一档速度转动。在换挡套410向远离第二输出齿轮331运动的过程中，换挡套410会反向转动，使得第二凸缘3321伸入到第二棘爪凸缘槽3311内，此时第二输出齿轮331与输出轴310建立连接，输出轴310以第二档速度转动。

至此，通过启动或者关闭驱动电机450就可使得换挡臂440转动，从而最终使得换挡套410移动，并作用到第二棘爪332。

为了方便用户的调节控制，换挡驱动组件还可以包括换挡开关460，该换挡开关460与上述驱动电机450相连，该换挡开关460可以设置在用户方便操作的地方，例如电动摩托车的把手上，这样通过控制换挡开关460即可实现对换挡套410的控制，也即实现了对变速器的变速控制。

在某些具体的实施方式中，上述驱动电机450可以采用步进电机或者伺服电机等，以便对换挡套410的移动进行精确的控制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电控两档变速器，其特征在于，包括：

主轴，所述主轴沿其轴向设有导向槽；

传动机构，所述传动机构连接于电机并安装在所述主轴上，由所述电机带动所述传动机构转动；

输出机构，所述输出机构包括输出轴、能够输出第一档速度的第一输出机构及能够输出第二档速度的第二输出机构，所述第二档速度大于所述第一档速度，所述第一输出机构及所述第二输出机构安装在所述主轴上并连接于所述传动机构及所述输出轴，由所述传动机构带动所述第一输出机构或所述第二输出机构驱动所述输出轴转动；及

换挡机构，所述换挡机构活动设置在所述导向槽内，在其活动路径上至少具有第一位置及第二位置，在所述第一位置，所述第二输出机构与所述输出轴分离，在所述第二位置，所述第二输出机构与所述输出轴连接。

2.如权利要求1所述的电控两档变速器，其特征在于，所述主轴包括实心段及空心段，所述电机安装在所述实心段处，所述传动机构、所述输出机构及所述换挡机构安装在所述空心段处，所述空心段自其端部沿其轴向延伸成所述导向槽。

3.如权利要求1所述的电控两档变速器，其特征在于，所述传动机构包括与所述电机的输出轴相连的主动齿轮及与所述主动齿轮啮合的被动齿轮组件。

4.如权利要求3所述的电控两档变速器，其特征在于，所述被动齿轮组件包括与所述主动齿轮啮合的被动主齿轮及与所述被动主齿轮连接的被动轴，所述被动轴与所述主轴平行设置，在所述被动轴上设有第一被动副齿轮及第二被动副齿轮，所述被动主齿轮、所述被动轴、所述第一被动副齿轮及所述第二被动副齿轮同时转动。

5.如权利要求4所述的电控两档变速器，其特征在于，所述被动主齿轮、所述第一被动副齿轮及所述第二被动副齿轮通过花键安装在所述被动轴上。

6.如权利要求4所述的电控两档变速器，其特征在于，所述第一输出机构包括与所述第一被动副齿轮啮合的第一输出齿轮及设置在所述第一输出齿轮与所述输出轴之间的第一连接组件，所述第一连接组件用于实现所述第一输出齿轮与所述输出轴的常啮合。

7.如权利要求6所述的电控两档变速器，其特征在于，所述第二输出机构包括与所述第二被动副齿轮啮合的第二输出齿轮及设置在所述第二输出齿轮与所述输出轴之间的第二连接组件，所述第二连接组件用于实现所述第二输出齿轮与所述输出轴的分离与连接。

8.如权利要求7所述的电控两档变速器，其特征在于，所述第二连接组件包括第二棘爪、弹性件及转轴，所述转轴安装在所述输出轴上，所述第二棘爪套设在所述转轴上，所述弹性件连接在所述第二棘爪与所述输出轴之间，所述输出轴朝向所述第二输出齿轮的一侧设有第二棘爪槽，所述第二棘爪可转动的设置在所述第二棘爪槽内，所述第二输出齿轮朝向所述输出轴的一侧设有第二棘爪凸缘槽，所述第二棘爪具有能够在所述换挡机构的作用下伸入到所述第二棘爪凸缘槽内或收缩到所述第二棘爪槽内的第二凸缘。

9.如权利要求8所述的电控两档变速器，其特征在于，所述换挡机构包括换挡套及换挡驱动组件，所述换挡套设置在所述主轴与所述输出轴之间，所述换挡驱动组件用于驱动所述换挡套沿着所述主轴移动而作用到所述第二棘爪，使得所述第二棘爪转动。

10.如权利要求9所述的电控两档变速器，其特征在于，所述换挡驱动组件包括换挡推板、换挡顶杆、换挡臂及驱动电机，所述换挡顶杆设置在所述导向槽内，所述换挡推板连接在所述换挡顶杆的一端并横跨在所述导向内，所述换挡臂连接在所述换挡顶杆的另一端，所述换挡臂连接于所述驱动电机的输出轴，所述驱动电机驱动所述换挡臂转动，使得所述换挡顶杆推动所述换挡推板在所述导向槽内移动。