CN106160336A - 电机动力输出器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机动力输出器，用于实现动力的传递。结构包括转子支架，在动力输出轴上套接有活动架，在活动架与转子支架之间设有离合结构，活动架与动力输出轴之间周向传动；动力输出轴上套接有一级主齿轮，一级主齿轮与转子支架之间周向传动，一级主齿轮与套接在动力输出轴上的二级从齿轮之间设有减速传动机构，二级从齿轮与动力输出轴之间设有单向传动结构；弹簧作用在活动架上促使所述的离合结构合上；活动架与动力输出轴之间设有复位式的推动机构，用于在大扭矩传动时促使活动架克服弹簧弹力轴向位移而使离合器分离。

Description

电机动力输出器

技术领域

本发明属于机械动力传动领域，特别是涉及一种用于对动力进行传递的电机动力输出器。

背景技术

实用新型专利（CN 202659757U）中公开了一种传动轴用扭矩限制器，包括外锥套、内锥套、推力球轴承、套筒、弹性体、压盖，外锥套和内锥套以一定的锥度配合，套筒和压盖之间装有弹性体，外锥套、套筒、弹性体、压盖通过螺栓连接在一块。本实用新型通过调节螺栓施加的轴向力的大小来调节扭矩限制器的打滑扭矩，通过弹性体来补偿摩擦面的磨损变形，由于摩擦面采用锥面结构，因此整个结构具有较小的回转直径条件下能实现较大打滑扭矩的特征。

这种扭矩限制器仅能调节扭矩限制器的打滑扭矩，并不能实现在扭矩传递过程中的换档功能，且结构相对较为复杂。由于是机械式传动结构，在动力传递过程中有时会因机械式的传动结构发生卡滞而易使换挡不顺畅。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明需要解决的技术问题：提供一种电机动力输出器，该动力输出器的结构紧凑性好，能够很好地适应外界的受力状况。

为解决所述技术问题，本发明的技术方案：一种电机动力输出器，包括壳体和设于壳体内的定子、转子和动力输出轴，转子设置在转子支架上，转子支架套接在动力输出轴上，其特征在于，

壳体内于动力输出轴上套接有活动架，在活动架与转子支架之间设有离合结构，活动架与动力输出轴之间周向传动；

动力输出轴上套接有一级主齿轮，一级主齿轮与转子支架之间周向传动，一级主齿轮与套接在动力输出轴上的二级从齿轮之间设有减速传动机构，二级从齿轮与动力输出轴之间设有单向传动结构；

弹簧作用在活动架上促使所述的离合结构合上；活动架与动力输出轴之间设有复位式的推动机构，用于在大扭矩传动时促使活动架克服弹簧弹力轴向位移而使离合器分离，且动力通过推动机构实现传动。

本动力输出器在实现动力传递过程中，高转速低扭矩时，在弹簧的作用下离合器合上，动力直接自转子支架、离合结构、活动架传递到动力输出轴上，此时的动力输出轴的转速要大于二级被齿轮的转速，单向传动结构不起作用；在动力输出轴所受外界的阻力扭矩大于离合结构所能传递的最大扭矩时，离合结构之间本身会有很小幅度的打滑，而启动推动机构使活动架克服弹簧的弹力，离合结构会瞬间分离，活动架仅是跟随动力输出轴空转，此时的动力由一级主齿轮经过减速传动机构而被传递到二级被齿轮上，由于受外界的阻力阻滞，动力输出轴的转速会降低，单向传动结构起作用，二级被齿轮通过单向传动结构带动动力输出轴正向转动。在外界阻力变小后，推动机构复位，在弹簧的作用下，活动架向着离合结构方向位移，而使离合器合上。

复位式的推动机构一方面在起作用时，推动活动架轴向运动，且在离合器分离后，推动机构本身也参与到大扭矩的传递过程中，扭矩通过推动机构被传递到活动架上。外界的阻力大小直接反应到推动机构上，阻力小时，推动机构会及时复位。

进一步地，在动力输出轴上周向转动地套接有传动套，传动套单向轴向固定在动力输出轴上，单向传动结构设置在二级从齿轮与传动套之间；在活动架上设有伸向传动套的动轮圈，动轮圈与传动套相向的端面上分别设有插接配合在一起的插片和插口，插片和插口上设有相互贴合在一起的螺旋走向的斜口，动轮圈和传动套构成了所述的推动机构。通过设置所述的传动套，便于形成所述的推动机构，且该推动机构仅是通过机械本身的结构来实现复位，结构简单，整体的紧凑性好。

进一步地，活动架的轴截面呈凵形，动轮圈与活动架连为一体并位于活动架的径向尺寸内；一级主齿轮上一体成型有套圈，套圈套接在动轮圈和传动套的外周。套圈能够提高动轮圈与传动套两者之间的传动配合稳定性，设计合理，结构紧凑性好。

进一步地，在传动套的外周面上一体成型有凸环，一级主齿轮和二级从齿轮分列在凸环的相对两侧，一级主齿轮与凸环之间设有推力轴承。这使得一级主齿轮与二级从齿轮两者之间不会产生运动干涉，便于一级主齿轮的顺畅工作。

进一步地，在动轮圈上设有若干定位孔，定位孔内设有滚动件；套圈朝向活动架的端面上设有用于和滚动件滑动配合的波纹结构。滚动件与套圈的端部配合后，本身也相当于离合器，在所受外界阻力较大时，滚动件可以在套圈的端部发生滚动，而在滚动的过程中，可以促使活动架轴向位移而使离合结构分开。另外，在外界阻较大时，会先体现在套圈与滚动件之间，然后斜口式的推动机构会稳定推动活动架轴向位移，使得本动力输出器能够很好地适应外界的阻力情况，工作稳定性高。滚动件可以滚珠，一般优选为圆柱形的滚柱。

进一步地，所述的离合结构包括若干叠置在一起的摩擦片，一部分摩擦片周向固定地套接在套圈的外周面上，另一部分摩擦片转动地套接在套圈外周；在活动架上沿其轴向设有若干卡槽，对应于这些卡槽，另一部分摩擦片外缘上设有间隙地插接在卡槽中的凸体。活动架的这种结构能够很好地适应对摩擦片的固定，使得摩擦片能够稳定地参与到动力传递过程中。

进一步地，在动轮圈的外周套接有限位圈，限位圈位于活动架内，限位圈用于把滚动件限定在定位孔内。限位圈也是设置在活动架内，并与上述的摩擦片叠置在一起。通过限位圈的设置，可以使得滚动件能够稳定地保持在定位孔中。

进一步地，转子支架的轴截面呈“凸”字形，转子支架小头端的内周面与一级主齿轮外周面之间设有相互配合的花键结构，转子支架大头端与动力输出轴之间转动地设有支撑轮；活动架、离合结构、弹簧均位于转子支架的轴向尺寸内。转子支架本身为所述形状，本动力输出器的结构紧凑性好，方便设置。

进一步地，所述的减速机构包括同轴连为一体的大径齿轮和小径齿轮，大径齿轮与一级主齿轮啮合，小径齿轮与二级从齿轮啮合。通过设置一种连体齿轮来实现动力的减速传递，结构简单，方便设置，使得本动力输出器可以方便实现双传动模式动力输出。

进一步地，传动套与动力输出轴之间设有间隙配合的凸体、凹槽结构，凸体、凹槽沿动力输出轴的工作转动方向螺旋延伸。通过凸体和凹槽的配合，使得传动套在参与传动时，传动套在动力输出轴上具有一定的锁定作用，从而能够提高传动套的传动稳定性，且在传动模式由大扭矩向低扭矩切换时，便于传动套的轴向位移，方便推动机构的复位。

因此，本发明的有益效果：在本电机动力输出器壳体内的动力输出轴上设置有活动架，且在活动架与转子支架之间设置离合结构，并配合复位式的推动机构来促使活动架轴向位移。本传动装置的应用使得动力输出器能够很好地适应外界的受力情况，使得动力传递方式合适、稳定。使得动力输出器的结构简单，紧凑性好。所述的推动机构既可以实现活动架的位移，而且还参与到动力的传递，推动机构对动力输出轴的受力情况具有较为直观的反应，并能及时作出合适的动作，使得本动力输出器的工作稳定性好，传动模式之间的切换平顺性好。

附图说明

图1是本电机动力输出器的纵向剖视图。

图2是本电机动力输出器中动力输出轴处的立体结构图。

图3是图2的***图。

图4是离合结构处相应部件的立体图。

具体实施方式

结合附图，本电机动力输出器，包括壳体3和设于壳体3内的定子13、转子和动力输出轴1，转子设置在转子支架12上，转子支架12套接在动力输出轴1上，动力输出轴1通过轴承支承在壳体3内，且动力输出轴1的外端伸出到壳体3外侧。

壳体3内于动力输出轴1上套接有活动架4，活动架4与动力输出轴1之间设有相互间隙配合的花键结构，活动架4与动力输出轴1之间可实现周向传动。在活动架4与转子支架12之间设有离合结构，在离合结构合上后，动力可自转子支架12通过离合结构、活动架4而传递给动力输出轴1。在离合结构分离后，转子支架12与活动架4之间还需要通过减速机构和推动机构来实现动力的传递。

动力输出轴1上套接有一级主齿轮11，一级主齿轮11与转子支架12之间设有间隙配合的花键结构，一级主齿轮11与转子支架12之间可实现周向传动。一级主齿轮11与套接在动力输出轴1上的二级从齿轮16之间设有减速传动机构，二级从齿轮16与动力输出轴1之间设有单向传动结构10。该单向传动结构10可以是单向轴承、超越离合器，或者是棘轮、棘齿结构。在需要实现低速传动时，动力自一级主齿轮11经减速传动机构、二级从齿轮16、单向传动结构而传递至动力输出轴1。

在动力输出轴1上套接有弹簧2，弹簧2位于活动架4与离合结构相对的一侧，弹簧2的一端作用在动力输出轴1上，另一端顶压在活动架4上。在弹簧2的作用下，离合结构处于合上的趋势。在活动架4与动力输出轴1之间设有推动机构，用于在大扭矩传动时促使活动架4克服弹簧2弹力轴向位移而使离合器分离。

在动力输出轴1上套接有传动套9，传动套9与动力输出轴1之间可相对周向转动。单向传动结构10设置在二级从齿轮16与传动套9之间，在活动架4上设有伸向传动套9的动轮圈14，动轮圈14与传动套9相向的端面上分别设有插接配合在一起的插片和插口21，插片和插口21上设有相互贴合在一起的螺旋走向的斜口，动轮圈14和传动套9构成了所述的推动机构。也可以通过在传动套9该端部设置拨柱，通过拨柱与动轮圈14端部所形的斜口的配合，而实现在大扭矩传动时，使活动架4轴向位移，进而使离合结构分开。

传动套9的另一端部支承在推力轴承上，该推力轴承受到动力输出轴1上所设的限位件得到轴向限位，即传动套9不可以越过该推力轴承，以保证在启动推动机构时，活动架4能够向着弹簧2的方向轴向位移。传动套9的内周面上设有凹槽，动力输出轴1的外周面上设有凸体，凹槽和凸体均沿着动力输出轴1的工作转动方向螺旋延伸。在实现大扭矩传动之初，由于动力输出轴1的转速要小于传动套9的转速，这相当于传动套9相对于动力输出轴1具有一定的正向周向转动，传动套9本身会有一定的轴向位移，并通过动轮圈14对活动架4具有一定的轴向顶压，使得传动套9与动轮圈14上的斜口顺利起作用。在大扭矩传动稳定后，由于有所述螺旋状凸体和凹槽的配合，传动套9在动力输出轴1上的轴向稳定性得以保证，而起到一定的锁定作用。在动力输出轴1受到外界的阻力变小时，传动套9与动轮圈14之间的传动扭矩变小，在所述斜口和弹簧2的作用下，推动机构复位，离合结构合上，动力直接由转子支架12、离合结构、活动架4传递给动力输出轴1，动力输出轴1的转速比传动套9的转速高，相当于传动套9在动力输出轴1上反向转动，传动套9向着所述的推动轴承方向发生一定的位移，而使得端面稳定地支承在推动轴承上。

活动架4为罩状，活动架4的轴截面呈凵形，动轮圈14位于活动架4内，动轮圈14与活动架4的内底面连为一体。一级主齿轮11上一体成型有套圈8，套圈8套接在动轮圈14和传动套9的外周。

在动轮圈14上设有若干贯穿动轮圈14壁体的定位孔，一个定位孔内间隙地设置有一只滚柱7，套圈8朝向活动架4的端面上设有用于和滚柱7滑动配合的波纹结构。在动轮圈14的外周套接有限位圈5，限位圈5位于活动架4内，限位圈5用于把滚动件限定在定位孔内。

叠置在一起的若干摩擦片6构成了所述的离合结构，其中，一部分摩擦片6内口部与套圈8之间采用花键间隙配合，另一部分摩擦片6转动地套接在套圈8外周。在活动架4上沿其轴向设有若干卡槽19，对应于这些卡槽19，另一部分摩擦片6外缘上设有间隙地插接在卡槽19中的凸体。前述这两类摩擦片6在轴向上彼此一一间隔错开位置。

在传动套9的外周面上一体成型有凸环20，一级主齿轮11和二级从齿轮16分列在凸环20的相对两侧，一级主齿轮11与凸环20之间设有推力轴承。

转子支架12的轴截面呈“凸”字形，转子支架12小头端的内周面与一级主齿轮11外周面之间设有相互配合的花键结构，转子支架12大头端与动力输出轴1之间转动地设有支撑轮15；活动架4、摩擦片6、弹簧2均位于转子支架12的轴向尺寸内。

所述的减速机构包括同轴连为一体的大径齿轮17和小径齿轮18，大径齿轮17与一级主齿轮11啮合，小径齿轮18与二级从齿轮16啮合。大径齿轮17的直径大于一级主齿轮11的直径，小径齿轮18的直径小于大径齿轮17和二级从齿轮16的直径。

本动力输出器在外界受力较大时，例如带有本动力输出器的电动车在负重大或上坡时，这些摩擦片6之间的静摩擦力以及套圈8与滚柱7之间的剪切力之和仍小于动力输出轴1上所受到的阻力，在动轮圈14与传动套9两者相向端部之间的斜口的作用下，动轮圈14克服弹簧2的弹力而向着弹簧2方向位移，摩擦片6分离，动力自一级主齿轮11通过减速机构而传递到二级从齿轮16上，二级从齿轮16通过单向传动结构10而把动力传递到传动套9上，进而使动力被传递到动力输出轴1上，以进行低转速大扭矩的传动。

只要一级主齿轮11与活动架4两者之间的转速具有一定的差别后，在推动机构的作用下，活动架4压迫弹簧2而使得摩擦片6得以分开。活动架4的转速始终与动力输出轴1的转速一致，所谓的大扭矩低转速的传动，体现在实际的应用中，活动架4的转速小于一级主齿轮11转速之初，滚柱7与套圈8发生相对滑动，而使摩擦片6之间松开，在速度差继续扩大时，推动机构起作用而使得摩擦片6完全分开，从而会启动大扭矩低转速的传动模式。前述仅是对各相应可动作部件进行的细分式描述，在实际的应用过程中，本动力输出器在两种传动模式之间的切换速度相对较快，能够很好地适应实际的应用要求。

在运动平稳后，由于一级主齿轮11与活动架4的转速趋于一致，在弹簧2的作用下，以及斜口的存在，使得推动机构复位，摩擦片6被压紧在一起。基于传动角度，此时的一级主齿轮11、传动套9、活动架4、摩擦片6和动力输出轴1相当于一个整体式的传动部件。而由于传动套9的转速要高于二级从齿轮16的转速，相当于二级从齿轮16相对于传动套9反向转动，单向传动结构10并不会起作用。

Claims (10)

1.一种电机动力输出器，包括壳体和设于壳体内的定子、转子和动力输出轴，转子设置在转子支架上，转子支架套接在动力输出轴上，其特征在于，

壳体内于动力输出轴上套接有活动架，在活动架与转子支架之间设有离合结构，活动架与动力输出轴之间周向传动；

动力输出轴上套接有一级主齿轮，一级主齿轮与转子支架之间周向传动，一级主齿轮与套接在动力输出轴上的二级从齿轮之间设有减速传动机构，二级从齿轮与动力输出轴之间设有单向传动结构；

弹簧作用在活动架上促使所述的离合结构合上；活动架与动力输出轴之间设有复位式的推动机构，用于在大扭矩传动时促使活动架克服弹簧弹力轴向位移而使离合器分离，且动力通过推动机构实现传动。

2.根据权利要求1所述的电机动力输出器，其特征在于，在动力输出轴上周向转动地套接有传动套，传动套单向轴向固定在动力输出轴上，单向传动结构设置在二级从齿轮与传动套之间；在活动架上设有伸向传动套的动轮圈，动轮圈与传动套相向的端面上分别设有插接配合在一起的插片和插口，插片和插口上设有相互贴合在一起的螺旋走向的斜口，动轮圈和传动套构成了所述的推动机构。

3.根据权利要求2所述的电机动力输出器，其特征在于，活动架的轴截面呈凵形，动轮圈与活动架连为一体并位于活动架的径向尺寸内；一级主齿轮上一体成型有套圈，套圈套接在动轮圈和传动套的外周。

4.根据权利要求3所述的电机动力输出器，其特征在于，在传动套的外周面上一体成型有凸环，一级主齿轮和二级从齿轮分列在凸环的相对两侧，一级主齿轮与凸环之间设有推力轴承。

5.根据权利要求3所述的电机动力输出器，其特征在于，在动轮圈上设有若干定位孔，定位孔内设有滚动件；套圈朝向活动架的端面上设有用于和滚动件滑动配合的波纹结构。

6.根据权利要求5所述的电机动力输出器，其特征在于，所述的离合结构包括若干叠置在一起的摩擦片，一部分摩擦片周向固定地套接在套圈的外周面上，另一部分摩擦片转动地套接在套圈外周；在活动架上沿其轴向设有若干卡槽，对应于这些卡槽，另一部分摩擦片外缘上设有间隙地插接在卡槽中的凸体。

7.根据权利要求5所述的电机动力输出器，其特征在于，在动轮圈的外周套接有限位圈，限位圈位于活动架内，限位圈用于把滚动件限定在定位孔内。

8.根据权利要求1至7任一所述的电机动力输出器，其特征在于，转子支架的轴截面呈“凸”字形，转子支架小头端的内周面与一级主齿轮外周面之间设有相互配合的花键结构，转子支架大头端与动力输出轴之间转动地设有支撑轮；活动架、离合结构、弹簧均位于转子支架的轴向尺寸内。

9.根据权利要求1至7任一所述的电机动力输出器，其特征在于，所述的减速机构包括同轴连为一体的大径齿轮和小径齿轮，大径齿轮与一级主齿轮啮合，小径齿轮与二级从齿轮啮合。

10.根据权利要求2至7任一所述的电机动力输出器，其特征在于，传动套与动力输出轴之间设有间隙配合的凸体、凹槽结构，凸体、凹槽沿动力输出轴的工作转动方向螺旋延伸。