CN221477426U - 自动变速机构及轮毂电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动变速机构及轮毂电机，其涉及轮毂电机领域。其技术方案要点包括轮毂、机芯机构以及自动变速机构，自动变速机构采用多处集成化结构设计。本实用新型的变速机构在行星架上集成两组行星轮，而且二挡离合内圈与外端盖一体成型，三挡离合内圈与内端盖一体成型，从而能够优化变速机构的轴向尺寸，减少零件数量，降低成本；自动变速机构的外端盖作为轮毂电机的外端盖，外端盖与变速壳体之间通过螺栓实现可拆卸连接，那么取下外端盖，即可对自动变速机构进行拆卸或者更换，方便后期维修保养。

Description

自动变速机构及轮毂电机

技术领域

本实用新型涉及轮毂电机领域，更具体地说，它涉及一种自动变速机构及轮毂电机。

背景技术

为了简化助力自行车的整车装配，通常会在轮毂电机内设置变速机构。

现有授权公告号为CN216002975U的中国专利，公开了一种集成自动三挡变速机构的轮毂电机，其包括自动三挡变速机构和电机助力机构，自动三挡变速机构包括第一行星齿轮组件和第二行星齿轮组件。

但是，上述专利中采用了两组行星齿轮组件来实现三挡变速，但是这样会导致变速机构的轴向尺寸较大，进而影响变速机构的挡位上限以及轮毂电机的结构设计。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的之一在于提供一种自动变速机构，其能够优化变速机构的轴向尺寸，减少零件数量，降低成本，并且优化骑行体验。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种自动变速机构，包括：

变速壳体，所述变速壳体的两端分别设置有内端盖和外端盖；

中轴；

滚动支承于中轴上的输入套筒，所述输入套筒穿过外端盖；

行星齿轮组件，所述行星齿轮组件包括行星架、分别设置于行星架上的一挡行星轮和三挡行星轮、设置于中轴上的一挡太阳轮、设置于中轴上的三挡太阳轮、与一挡行星轮啮合的一挡齿圈以及与三挡行星轮啮合的三挡齿圈；所述一挡齿圈与输入套筒固定连接，所述一挡太阳轮相对于中轴沿周向固定不动，所述三挡太阳轮相对于中轴沿周向固定不动；

设置于行星架与变速壳体之间的一挡离合组件；

设置于一挡齿圈与外端盖之间的二挡离合组件，所述外端盖上设置有与二挡离合组件配合的二挡离心驱动组件；以及，

设置于三挡齿圈与内端盖之间的三挡离合组件，所述内端盖上设置有与三挡离合组件配合的三挡离心驱动组件。

进一步地，所述一挡太阳轮一体成型于中轴上，所述三挡太阳轮套设于一挡太阳轮上。

进一步地，所述二挡离合组件包括二挡离合内圈，所述二挡离合内圈一体成型于第二端盖的内端面。

进一步地，所述三挡离合组件包括三挡离合内圈，所述三挡离合内圈一体成型于内端盖的内端面。

进一步地，所述输入套筒的外侧壁设置有与一挡齿圈连接的第一环板，所述第一环板位于行星架与二挡离合组件之间。

进一步地，所述输入套筒的端面设置有第一定位环，所述第一定位环与行星架之间设置有轴承；所述三挡太阳轮的端面设置有第二定位环，所述第二定位环与行星架之间设置有轴承；所述行星架与三挡齿圈之间设置有轴承。

进一步地，所述行星架的外侧壁固定设置有第二环板，所述一挡离合组件设置于第二环板与变速壳体之间，所述第二环板位于一挡齿圈与三挡齿圈之间。

本实用新型的另一目的在于提供一种轮毂电机，其包括上述自动变速机构。

进一步地，包括轮毂和机芯机构；所述轮毂的一端形成轴向开口，所述机芯机构经轴向开口安装至轮毂内，所述变速壳体经轴向开口嵌入轮毂内，所述外端盖位于轮毂的外侧；

所述外端盖与变速壳体之间为可拆卸连接。

进一步地，所述内端盖的远离变速壳体的一端设置有用于接收机芯机构扭矩的延伸套筒。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、变速机构在行星架上集成两组行星轮，而且二挡离合内圈与外端盖一体成型，三挡离合内圈与内端盖一体成型，从而能够优化变速机构的轴向尺寸，减少零件数量，降低成本；

2、一挡减速传动，二挡等速传动，三挡升速传动，将一挡设置为减速传动，有利于车辆骑行时的踩踏起步，优化骑行体验；并且二挡离心驱动组件和三挡离心驱动组件根据输出速度来切换状态，这样不仅方便实现变速机构的结构设计和装配，而且能够优化骑行体验；

3、自动变速机构的外端盖作为轮毂电机的外端盖，外端盖与变速壳体之间通过螺栓实现可拆卸连接，那么取下外端盖，即可对自动变速机构进行拆卸或者更换，方便后期维修保养。

附图说明

图1为实施例1中自动变速机构的结构示意图一；

图2为实施例1中自动变速机构的结构示意图二；

图3为实施例1中行星齿轮组件的结构示意图一；

图4为实施例1中行星齿轮组件的结构示意图二；

图5为实施例2中轮毂电机的结构示意图；

图6为实施例2中轮毂与机芯机构的结构示意图；

图7为实施例2中自动变速机构的结构示意图；

图8为实施例2中机芯机构与自动变速机构的结构示意图；

图9为实施例2中轮毂与自动变速机构的结构示意图。

图中：1、机芯机构；11、机芯壳体；12、第一中轴；13、行星轴；14、离合齿圈；2、轮毂；3、第二中轴；31、端板；32、轴套；33、一挡太阳轮；41、变速壳体；42、内端盖；421、延伸套筒；43、外端盖；51、输入套筒；511、第一定位环；52、第一环板；53、一挡齿圈；54、行星架；55、一挡行星轮；56、三挡太阳轮；561、第二定位环；57、三挡行星轮；58、三挡齿圈；59、第二环板；6、一挡离合组件；71、二挡离合内圈；72、二挡离合外圈；73、二挡离心甩块；74、二挡驱动环板；81、三挡离合内圈；82、三挡离合外圈；83、三挡离心甩块；84、三挡驱动环板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1：

一种自动变速机构，参照图1至图4，其包括变速壳体41、第二中轴3、输入套筒51以及行星齿轮组件；本实施例中变速壳体41沿轴向贯通，其两端分别设置有内端盖42和外端盖43；内端盖42与变速壳体41之间通过螺钉连接，外端盖43与变速壳体41之间通过螺钉连接；输入套筒51与第二中轴3之间设置有轴承，并且输入套筒51穿过外端盖43；输入套筒51的外侧端套设有链轮或者带轮，用于接收脚踏扭矩。

参照图1至图4，本实施例中行星齿轮组件包括行星架54、分别设置于行星架54上的一挡行星轮55和三挡行星轮57、设置于第二中轴3上的一挡太阳轮33、设置于第二中轴3上的三挡太阳轮56、与一挡行星轮55啮合的一挡齿圈53以及与三挡行星轮57啮合的三挡齿圈58；具体地，一挡行星轮55和三挡行星轮57沿轴向布置于行星架54上，并且一挡行星轮55沿轴向靠近输入套筒51；在一个行星架54上布置两组行星轮，这样有利于优化轴向尺寸；具体地，本实施例中一挡太阳轮33与第二中轴3一体成型，从而能够减少零件数量，并且方便组装；三挡太阳轮56套设于一挡太阳轮33上，即三挡太阳轮56的内侧壁设置有与一挡太阳轮33配合的内齿，使得三挡太阳轮56与一挡太阳轮33之间沿周向的相对位置保持不变；将三挡太阳轮56套设于一挡太阳轮33上，有利于简化结构，方便组装。

参照图1至图4，具体地，本实施例中输入套筒51的内端面设置有第一定位环511，第一定位环511的外侧壁与行星架54的内侧壁之间设置有轴承；三挡太阳轮56的远离一挡行星轮55的端面设置有第二定位环561，第二定位环561的外侧壁与行星架54的内侧壁之间设置有轴承；也就是说，行星架54的两端分别通过轴承支承于输入套筒51和三挡太阳轮56，这样不仅能够提高行星架54的稳定性，而且能够优化轴向尺寸，方便组装。

参照图1至图4，本实施例中输入套筒51的外侧壁一体成型有第一环板52，第一环板52的外侧壁与一挡齿圈53的内侧壁之间固定连接；行星架54的外侧壁固定设置有第二环板59，第二环板59与变速壳体41之间设置有一挡离合组件6；第二环板59位于一挡齿圈53和三挡齿圈58之间，有利于优化轴向尺寸；优选地，一挡离合组件6的一挡离合内圈与第二环板59一体成型，从而能够减少零件数量，且方便组装。

参照图1至图4，本实施例中一挡齿圈53沿轴向延伸，使得一挡齿圈53与外端盖43之间设置有二挡离合组件；具体地，二挡离合组件包括二挡离合内圈71、二挡离合件以及二挡离合外圈72；优选地，二挡离合内圈71一体成型于外端盖43的内端面，这样不仅能够减少零件数量，方便组装，而且能够优化轴向尺寸；二挡离合外圈72与一挡齿圈53之间沿周向联动；具体地，二挡离合内圈71与输入套筒51之间设置有轴承，从而实现对外端盖43和变速壳体41的滚动支承；外端盖43的内端面设置有二挡离心驱动组件，二挡离心驱动组件包括承载于外端盖43的二挡离心甩块73以及与二挡离心甩块73连接的二挡驱动环板74，二挡驱动环板74作用于二挡离合件；本实施例中二挡离合组件与二挡离心驱动组件属于现有技术，其它结构在此不做赘述。

参照图1至图4，本实施例中行星架54的外侧壁与三挡齿圈58的内侧壁之间设置有轴承，从而能够提高三挡齿圈58的稳定性；三挡齿圈58沿轴向延伸，使得三挡齿圈58与内端盖42之间设置有三挡离合组件；三挡离合组件包括三挡离合内圈81、三挡离合件以及三挡离合外圈82；优选地，三挡离合内圈81一体成型于内端盖42的内端面，这样不仅能够减少零件数量，方便组装，而且能够优化轴向尺寸；三挡离合外圈82与三挡齿圈58之间沿周向联动；内端盖42的内端面设置有三挡离心驱动组件，三挡离心驱动组件包括承载于内端盖42的三挡离心甩块83以及与三挡离心甩块83连接的三挡驱动环板84，三挡驱动环板84作用于三挡离合件；本实施例中三挡离合组件与三挡离心驱动组件属于现有技术，其它结构在此不做赘述。

工作原理如下：

一挡传动路径：输入套筒51、第一环板52、一挡齿圈53、一挡行星轮55、行星架54、第二环板59、一挡离合组件6至变速壳体41；此时，二挡离合组件在二挡离心驱动组件的限制下无法传递扭矩，三挡离合组件在三挡离心驱动组件的限制下无法传递扭矩；其中，输入套筒51的转速大于变速壳体41的转速；即，一挡为减速传动。

二挡传动路径：输入套筒51、第一环板52、一挡齿圈53、二挡离合组件、外端盖43至变速壳体41；此时，二挡离心驱动组件根据输出速度切换状态，使得二挡离合组件能够传递扭矩；三挡离合组件在三挡离心驱动组件的限制下无法传递扭矩；变速壳体41的转速大于行星架54的转速，一挡离合组件6呈超越状态；其中，输入套筒51的转速等于变速壳体41的转速；即，二挡为等速传动。

三挡传动路径：输入套筒51、第一环板52、一挡齿圈53、一挡行星轮55、行星架54、三挡齿圈58、三挡离合组件、内端盖42至变速壳体41；此时，三挡离心驱动组件根据输出速度切换状态，使得三挡离合组件能够传递扭矩；变速壳体41的转速均大于输入套筒51和行星架54的转速，则一挡离合组件6和二挡离合组件均呈超越状态；其中，输入套筒51的转速小于变速壳体41的转速；即，三挡为升速传动。

本实施例中的变速机构在行星架上集成两组行星轮，而且二挡离合内圈与外端盖一体成型，三挡离合内圈与内端盖一体成型，从而能够优化变速机构的轴向尺寸，减少零件数量，降低成本。

一挡减速传动，二挡等速传动，三挡升速传动，将一挡设置为减速传动，有利于车辆骑行时的踩踏起步，优化骑行体验；并且二挡离心驱动组件和三挡离心驱动组件根据输出速度来切换状态，这样不仅方便实现变速机构的结构设计和装配，而且能够优化骑行体验。

实施例2：

一种轮毂电机，参照图1至图9，其包括轮毂2、机芯机构1以及实施例1中的自动变速机构；轮毂2的一端形成轴向开口，机芯机构1经轴向开口安装至轮毂2内，变速壳体41经轴向开口嵌入轮毂2内，外端盖43位于轮毂2的外侧；具体地，变速壳体41的外侧壁设置有与轮毂2配合的外止口，变速壳体41与轮毂2之间通过螺钉连接；变速壳体41的一部分沿轴向嵌于轮毂2内，一部分位于轮毂2的外侧；也就是说，自动变速机构的外端盖43作为轮毂电机的外端盖，外端盖43与变速壳体41之间通过螺栓实现可拆卸连接，那么取下外端盖43，即可对自动变速机构进行拆卸或者更换，方便后期维修保养。

参照图1至图9，本实施例中内端盖42的远离变速壳体41的一端设置有用于接收机芯机构1扭矩的延伸套筒421；则自动变速机构的扭矩经变速壳体41传递至轮毂2，机芯机构1的扭矩经变速壳体41传递至轮毂2，这样能够省去机芯机构1与轮毂2之间的扭矩传动结构，进一步提高轮毂电机的模块化设计的程度，从而方便组装；也就是说，本实施例中的轮毂电机可以先将机芯机构1与自动变速机构装配为一个整体模块，然后将这个整体模块安装至轮毂2内，即可实现轮毂电机的装配，从而能够提高生产效率；当然，在其他可选的实施例中，也可以将机芯机构1的扭矩直接传递至轮毂2，在此不作限制。

参照图1至图9，具体地，本实施例中机芯机构1为减速机芯，故机芯机构包括机芯壳体11以及布置于机芯壳体11外侧的行星齿轮减速组件；当然，在其他可选的实施例中，机芯机构1也可以为直驱机芯等，在此不作限制；行星齿轮减速组件包括行星轮、行星轴13以及离合齿圈14；离合齿圈14固定嵌设于延伸套筒421的内侧壁，则机芯机构1的扭矩经离合齿圈14传递至延伸套筒421，然后由延伸套筒421、内端盖42以及变速壳体41传递至轮毂2；本实施例中的离合齿圈14，指的是齿圈的外侧壁设置有离合组件，而齿圈作为离合组件的离合内圈，故齿圈与离合组件集成为离合齿圈14。

参照图1至图9，本实施例中轮毂电机的中轴包括第一中轴12和第二中轴3，第一中轴12和第二中轴3分别设置于机芯壳体11的两端；第二中轴3的内侧端设置有端板31，端板31与机芯壳体11之间通过螺钉连接，并且端板31上设置有与行星轴13配合的轴套32；也就是说，端板31与机芯壳体11配合作为行星架；在其他可选的实施例中，中轴也可以为一体式中轴，在此不作限制。

Claims (10)

1.一种自动变速机构，其特征在于：包括：

变速壳体，所述变速壳体的两端分别设置有内端盖和外端盖；

中轴；

滚动支承于中轴上的输入套筒，所述输入套筒穿过外端盖；

行星齿轮组件，所述行星齿轮组件包括行星架、分别设置于行星架上的一挡行星轮和三挡行星轮、设置于中轴上的一挡太阳轮、设置于中轴上的三挡太阳轮、与一挡行星轮啮合的一挡齿圈以及与三挡行星轮啮合的三挡齿圈；所述一挡齿圈与输入套筒固定连接，所述一挡太阳轮相对于中轴沿周向固定不动，所述三挡太阳轮相对于中轴沿周向固定不动；

设置于行星架与变速壳体之间的一挡离合组件；

设置于一挡齿圈与外端盖之间的二挡离合组件，所述外端盖上设置有与二挡离合组件配合的二挡离心驱动组件；以及，

设置于三挡齿圈与内端盖之间的三挡离合组件，所述内端盖上设置有与三挡离合组件配合的三挡离心驱动组件。

2.根据权利要求1所述的自动变速机构，其特征在于：所述一挡太阳轮一体成型于中轴上，所述三挡太阳轮套设于一挡太阳轮上。

3.根据权利要求1所述的自动变速机构，其特征在于：所述二挡离合组件包括二挡离合内圈，所述二挡离合内圈一体成型于第二端盖的内端面。

4.根据权利要求1所述的自动变速机构，其特征在于：所述三挡离合组件包括三挡离合内圈，所述三挡离合内圈一体成型于内端盖的内端面。

5.根据权利要求1所述的自动变速机构，其特征在于：所述输入套筒的外侧壁设置有与一挡齿圈连接的第一环板，所述第一环板位于行星架与二挡离合组件之间。

6.根据权利要求1所述的自动变速机构，其特征在于：所述输入套筒的端面设置有第一定位环，所述第一定位环与行星架之间设置有轴承；所述三挡太阳轮的端面设置有第二定位环，所述第二定位环与行星架之间设置有轴承；所述行星架与三挡齿圈之间设置有轴承。

7.根据权利要求1所述的自动变速机构，其特征在于：所述行星架的外侧壁固定设置有第二环板，所述一挡离合组件设置于第二环板与变速壳体之间，所述第二环板位于一挡齿圈与三挡齿圈之间。

8.一种轮毂电机，其特征在于：包括权利要求1-7中任一项所述的自动变速机构。

9.根据权利要求8所述的轮毂电机，其特征在于：包括轮毂和机芯机构；所述轮毂的一端形成轴向开口，所述机芯机构经轴向开口安装至轮毂内，所述变速壳体经轴向开口嵌入轮毂内，所述外端盖位于轮毂的外侧；

所述外端盖与变速壳体之间为可拆卸连接。

10.根据权利要求9所述的轮毂电机，其特征在于：所述内端盖的远离变速壳体的一端设置有用于接收机芯机构扭矩的延伸套筒。