CN111204407A - 采用中央驱动形式的定轴式大载荷自适应电驱动总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用中央驱动形式的定轴式大载荷自适应电驱动总成，包括转动输出部件、动力***和变速***，动力***通过变速***驱动带动输出部件，主轴、一级传动套和二级传动套均穿设在转动输出部件上，且两端均分别***第一箱体和第二箱体中，主轴的两端分别穿出第一箱体和第二箱体后与平叉固定连接。通过全新设计的中央驱动式结构，兼具了轮毂电机和侧挂式结构的优势；主轴与平叉固定连接，车辆的重量由主轴完全承载，稳定性、可靠性和耐久性均得到了大幅提升；充分利用了电机内部的空间，结构极为紧凑，集成化程度高；能够自适应匹配纯电动交通工具的实际行驶工况与电机工况，大大提高了电机在爬坡和重载情况下的效率，降低了电机能耗。

Description

采用中央驱动形式的定轴式大载荷自适应电驱动总成

技术领域

本发明涉及传动技术领域，具体涉及一种采用中央驱动形式的定轴式大 载荷自适应电驱动总成。

背景技术

随着环保法规的日益严苛，以纯电为动力的汽车、两轮车、三轮车为代 表的新能源交通工具取代传统燃油交通工具已经是大势所趋。现有的两轮电 动车普遍采用轮毂电机和电机侧挂式结构。

轮毂电机采用低速直流电机直接驱动，不仅效率相对较低，发热量大， 还由于电机体积大、重量重，打破了车轮结构原有的平衡，对操控性能及安 全性方面会有一定影响。侧挂式结构将电机和变速***(变速箱或减速器) 置于驱动轮的同一侧，尽管可以采用高速电机以提高机械效率，但变速机构 与电机的重量较重，导致车轮的平衡性不佳，尤其对于两轮车的影响更为明 显。

现有的电动交通工具由于其传动结构的限制，在行驶过程中，完全由驾 驶员在不能准确知晓行驶阻力的情况下，依据经验进行操控，因此，常常不 可避免地出现电机工作状态与交通工具实际行驶状况不匹配的情况，造成电 机堵转。尤其是交通工具处于启动、爬坡、逆风等低速重载条件时，电机往 往需要在低效率、低转速、高扭矩情况下工作，容易引起电机的意外损坏， 增加维修和更换成本，同时也会直接影响到电池的续航里程。对于诸如电动 物流车等对经济性要求较高的车型而言，传统的变速传动结构显然不能较好 的满足其使用要求。

并且，传统电驱动总成由相互独立的动力***和变速***组成，不仅传 动效率不够高，而且影响机构的布置，体积较大。

而且，主轴作为动力结构的时候，需要承受转矩，而主轴作为承重结构 时，还要承受弯矩(两轮车载重越大，弯矩越大)，导致稳定性、可靠性和耐 久性仍不够理想。

因此，急需全新设计一种能够解决上述问题，尤其适用于两轮车的电驱 动总成。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供了一种采用中央驱动形式的定轴式大 载荷自适应电驱动总成。

其技术方案如下：

一种采用中央驱动形式的定轴式大载荷自适应电驱动总成，包括转动输 出部件、动力***和变速***，所述动力***通过变速***驱动带动输出部 件，其要点在于：在所述转动输出部件的两侧分别设置有第一箱体和第二箱 体，所述变速***包括动力输入机构、高速挡传动机构、低速挡传动机构和 主轴，所述主轴上可转动地套装有一级传动套，在该一级传动套上套装有二 级传动套，所述动力***、动力输入机构和高速挡传动机构安装在第一箱体 中，所述低速挡传动机构和动力输入机构安装在第二箱体中，所述主轴、一 级传动套和二级传动套均穿设在转动输出部件上，且两端均分别***第一箱 体和第二箱体中，所述主轴的两端分别穿出第一箱体和第二箱体后与平叉固 定连接；

所述动力***为电机，该电机的电机轴为空心结构，并具有传动安装腔；

所述高速挡传动机构包括锥度盘式摩擦离合器以及用于对锥度盘式摩擦 离合器施加预紧力的弹性元件组，所述弹性元件组和锥度盘式摩擦离合器至 少部分位于传动安装腔中，所述锥度盘式摩擦离合器包括主动摩擦件和从动 摩擦件，所述主动摩擦件套装在二级传动套上，并与二级传动套之间形成螺 旋传动副，以使主动摩擦件能够沿二级传动套轴向滑动，所述从动摩擦件套 装在主动摩擦件上，所述电机轴依次通过主轴、动力输入机构和二级传动套 将动力传递给主动摩擦件，所述从动摩擦件能够通过动力输出套将动力传递 给转动输出部件；

所述低速挡传动机构包括传动凸轮套、超越离合器和副轴传动组件，所 述传动凸轮套可转动地套装在二级传动套上，并与主动摩擦件相互靠近的一 端凸轮型面配合，形成端面凸轮传动副，该传动凸轮套依次通过副轴传动组 件、超越离合器和动力输出套将动力传递给转动输出部件。

采用全新设计的中央驱动式结构，第一箱体和第二箱体相对对称地设置 在转动输出部件的两侧，不仅能够很好地保证转动输出部件的平衡性，克服 传统侧挂式结构导致平衡性不佳的问题，尤其适用于两轮车，而且能够采用 高速电机，相对于传统轮毂电机具有更高的机械效率，更小的发热量，更佳 的散热能力和更轻的重量；

并且，充分利用了电机内部的空间，能够将传动机构的部分部件安装到 电机内部，结构极为紧凑，集成化程度高，不仅传动路线短，传动效率高， 而且利于整体的布置，进一步降低了对车轮动平衡的影响；

而且，电驱动***装配在车辆上后，主轴与平叉固定连接，车辆的重量 由主轴完全承载，由于一级传动套与主轴之间有装配间隙，所以主轴适量的 弯曲变形不会影响***的传动精度，稳定性、可靠性和耐久性均得到了大幅 提升；

同时，在锥度盘式摩擦离合器和超越离合器的共同配合下，当转动输出 部件承受的载荷不大时，动力***依次经一级传动套、动力输入机构、二级 传动套、锥度盘式摩擦离合器和动力输出套，将动力传递到转动输出部件上， 从而能够高效地传递动力，电机处于高转速、高效率的工作状态，能耗低； 当电动交通工具处于启动、爬坡、逆风等低速重载条件时，转动输出部件的 转速小于二级传动套的转速，主动摩擦件沿二级传动套发生轴向位移，锥度 盘式摩擦离合器失去预紧力，因而摩擦离合器断开，进入低速挡，动力*** 依次经一级传动套、动力输入机构、二级传动套、主动摩擦件、传动凸轮套、 副轴传动组件、超越离合器和动力输出套，将动力传递到转动输出部件上， 此时，能够自适应匹配纯电动交通工具的实际行驶工况与电机工况，不仅使 其具有强大的爬坡和重载能力，而且使电机始终处于高效平台上，大大提高 了电机在爬坡和重载情况下的效率，降低了电机能耗；并且，当转动输出部 件的转速逐步提升至与二级传动套的转速相同时，变速***再次切换回到高速挡，从而在不切断驱动力的情况下自适应随行驶阻力变化自动进行换挡变 速，大幅增加了电机高效运行的区间，可以满足山区、丘陵和重负荷条件下 使用，使电机或发动机负荷变化平缓、纯电动交通工具运行平稳，安全高。

作为优选：所述主轴的两端均为扁平形结构，所述平叉的左右主管上具 有与主轴两端相适应的扁平形孔，所述主轴的两端分别穿过对应的扁平形孔 后，通过螺栓锁定在平叉上。采用以上结构，连接稳定可靠，易于装配。

作为优选：所述动力输入机构包括固套在一级传动套上的输入一级主动 齿轮、与一级传动套平行的减速中间轴、固套在减速中间轴上的输入一级从 动齿轮以及固套在二级传动套上输入二级从动齿轮，所述输入一级主动齿轮 与输入一级从动齿轮啮合，所述减速中间轴上具有与输入二级从动齿轮啮合 的输入二级主动齿。采用以上结构，能够稳定可靠地进行减速传动。

作为优选：所述主动摩擦件包括摩擦内锥套和固定在摩擦内锥套靠近传 动凸轮套一端的摩擦件凸轮套，所述从动摩擦件包括套在摩擦内锥套外的摩 擦外锥套以及套在摩擦件凸轮套外的离合器输出套，所述摩擦外锥套的内锥 面与摩擦内锥套的外锥面摩擦配合，所述摩擦内锥套套装在二级传动套上， 并与二级传动套之间形成螺旋传动副，所述摩擦件凸轮套远离摩擦内锥套的 一端端面与传动凸轮套的对应端面形成端面凸轮传动副，所述弹性元件组对 摩擦内锥套远离摩擦件凸轮套的一端施加预紧力，所述动力输出套套装在离 合器输出套上，并与离合器输出套花键配合。采用以上结构，处于低速挡传 动时，利用传动凸轮套与摩擦件凸轮套的端面凸轮副传动副，能够压缩弹性 元件组，使摩擦离合器处于分离状态，从而进入慢挡传动，并且，端面凸轮 副传动配合稳定可靠，易于加工制造。

作为优选：所述螺旋传动副包括沿周向分布在摩擦内锥套内壁上的内螺 旋滚道以及沿周向分布在二级传动套外壁上的外螺旋滚道，在各个外螺旋滚 道与对应内螺旋滚道中均嵌设有若干向外凸出的滚珠，各个滚珠分别能够在 对应的内螺旋滚道和外螺旋滚道中滚动。采用以上结构，结构简单可靠，机 构配合稳定，易于加工制造。

作为优选：在所述传动安装腔中设置有内安装套，该内安装套的一端与 摩擦外锥套远离离合器输出套的一端固定连接，另一端通过深沟球轴承安装 在二级传动套上，所述弹性元件组位于内安装套中。采用以上结构，能够保 证离合器输出套的可靠安装。

作为优选：所述副轴传动组件包括固套在传动凸轮套上的副轴一级主动 齿轮、与一级传动套平行的副轴以及均固套在副轴上的副轴一级从动齿轮和 副轴二级主动齿轮，所述副轴一级主动齿轮与副轴一级从动齿轮啮合，所述 超越离合器的外圈上具有与副轴二级主动齿轮啮合的副轴二级从动齿，该超 越离合器的内心轮可转动地套装在传动凸轮套上，并与动力输出套花键配合。 采用以上结构，能够稳定可靠地进行减速传动。

作为优选：所述外圈与内心轮之间设置有若干滚动体，所述滚动体包括 沿周向交替设置在内心轮周围的粗滚子和细滚子，在内心轮的外周面上均设 置有两个相对的保持架，在每个保持架的内壁上均开设有一圈细滚子滑槽， 各个细滚子的两端分别均可滑动地***对应的细滚子滑槽中。采用以上结构， 使各个细滚子能够随动，提高了超越离合器的稳定性和可靠性，增加了使用 寿命。

作为优选：所述转动输出部件为组合式车轮，该组合式车轮包括从内到 外同轴依次设置的轮毂支架、轮毂和轮胎，所述轮毂支架固套在动力输出套 上，所述轮毂为中空结构，并可拆卸地安装在轮毂支架上，所述轮胎套装在 轮毂上。采用以上结构，第一箱体和第二箱体分别安装在轮毂支架的两侧， 轮毂能够轻易地从轮毂支架上拆下，无论拆装，都无需拆电机和变速***， 从而能够实现快速换胎，提高了中央驱动式电驱动***总成维护保养的便利 性。

作为优选：所述轮毂支架的外圈具有轮毂安装环，所述轮毂的内圈具有 与轮毂安装环相适应的轮毂安装圈，所述轮毂安装圈能够通过若干螺栓可拆 卸地固定在轮毂安装环上。采用以上结构，使轮毂支架和轮毂能够通过螺栓 连接，稳定可靠，易于拆装，成本低廉。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

采用以上技术方案的采用中央驱动形式的定轴式大载荷自适应电驱动总 成，结构新颖，设计巧妙，易于实现，通过全新设计的中央驱动式结构，兼 具了轮毂电机和侧挂式结构的优势，弥补了轮毂电机和侧挂式结构的不足， 尤其适用于两轮车，不仅能够很好地保证转动输出部件的平衡性，而且具有 极高的机械效率，较小的发热量，更佳的散热能力和更轻的重量；并且，充 分利用了电机内部的空间，能够将传动机构的部分部件安装到电机内部，结 构极为紧凑，集成化程度高，不仅传动路线短，传动效率高，而且利于整体 的布置，进一步降低了对车轮动平衡的影响；电驱动***装配在车辆上后， 主轴与平叉固定连接，车辆的重量由主轴完全承载，由于一级传动套与主轴 之间有装配间隙，所以主轴适量的弯曲变形不会影响***的传动精度，稳定 性、可靠性和耐久性均得到了大幅提升；同时，能够自适应匹配纯电动交通 工具的实际行驶工况与电机工况，不仅使其具有强大的爬坡和重载能力，而 且使电机始终处于高效平台上，大大提高了电机在爬坡和重载情况下的效率， 降低了电机能耗。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图2为锥度盘式摩擦离合器与相关零部件的配合关系示意图；

图3为超越离合器的示意图；

图4为超越离合器的内部结构示意图；

图5为保持架的结构示意图；

图6为组合式车轮与动力输出套的配合关系示意图；

图7为组合式车轮的结构示意图；

图8为轮毂支架其中一个视角的示意图；

图9为轮毂支架另外一个视角的示意图；

图10为轮毂其中一个视角的示意图；

图11为轮毂另外一个视角的示意图；

图12电机的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种采用中央驱动形式的定轴式大载荷自适应电驱动总成， 其主要包括转动输出部件1、动力***和变速***，所述动力***通过变速系 统驱动带动输出部件1，在所述转动输出部件1的两侧分别设置有第一箱体8 和第二箱体9，所述变速***包括动力输入机构、高速挡传动机构、低速挡传 动机构和主轴4，所述主轴4上可转动地套装有一级传动套13，在该一级传 动套13上套装有二级传动套10，所述动力***、动力输入机构和高速挡传动 机构安装在第一箱体8中，所述低速挡传动机构和动力输入机构安装在第二箱体9中，所述主轴4、一级传动套13和二级传动套10均穿设在转动输出部 件1上，且两端均分别***第一箱体8和第二箱体9中，所述主轴4的两端 分别穿出第一箱体8和第二箱体9后与平叉14固定连接。

通过全新设计的中央驱动式结构，兼具了轮毂电机和侧挂式结构的优势， 弥补了轮毂电机和侧挂式结构的不足，尤其适用于两轮车，不仅能够很好地 保证转动输出部件的平衡性，而且具有极高的机械效率，较小的发热量，更 佳的散热能力和更轻的重量。

并且，电驱动***装配在车辆上后，主轴4与平叉14固定连接，车辆的 重量由主轴4完全承载，由于一级传动套13与主轴4之间有装配间隙，所以 主轴4适量的弯曲变形不会影响***的传动精度，稳定性、可靠性和耐久性 均得到了大幅提升。

进一步地，所述主轴4的两端均为扁平形结构，所述平叉14的左右主管 上具有与主轴4两端相适应的扁平形孔，所述主轴4的两端分别穿过对应的 扁平形孔后，通过螺栓锁定在平叉14上。采用这种安装方式，易于安装对中， 既稳定可靠，又效率高。

本实施例中，转动输出部件1为组合式车轮。请参见图6和图7，所述组 合式车轮包括从内到外同轴依次设置的轮毂支架1a、轮毂1b和轮胎1c。变速 ***驱动轮毂支架1a，以驱使组合式车轮转动。所述轮毂1b为中空结构，该 轮毂1b可拆卸地安装在轮毂支架1a上。所述轮胎1c套装在轮毂1b上。

请参见图6-图11，所述轮毂支架1a的外圈具有轮毂安装环1a1，所述轮 毂1b的内圈具有与轮毂安装环1a1相适应的轮毂安装圈1b1，所述轮毂安装 圈1b1能够通过若干螺栓1d可拆卸地固定在轮毂安装环1a1上。中央驱动式 电驱动***总成的动力***和变速***分别安装在轮毂支架1a的两侧，当需 要更换或修补轮胎1c时，只需要取下全部螺栓1d(无需拆卸动力***和变速 ***)，就可以把轮毂1b和轮胎1c一同取下，和传统的方式完全相同，从而 能够实现快速换胎，提高了中央驱动式电驱动***总成维护保养的便利性。

请参见图8和图9，所述轮毂支架1a还包括同轴设置在轮毂安装环1a1 中的动力输入盘1a2，所述轮毂安装环1a1和动力输入盘1a2之间通过若干支 架连接筋1a3连接，结构强度高，稳定可靠，重量较轻，能够实现减重的目 的。

所述动力输入盘1a2的中心位置具有驱动轴孔1a21，该驱动轴孔1a21的 孔壁为花键结构，能够稳定可靠地进行动力传递。

所述动力输入盘1a2的一侧内凹形成有凹腔1a22，该凹腔1a22的中心位 置设置有动力输入轴套1a23，该动力输入轴套1a23的轴孔为所述驱动轴孔 1a21。动力输入轴套1a23基本隐藏在凹腔1a22中，提升整体的外观。

在所述凹腔1a22中设置有若干加强筋1a24，各根加强筋1a24沿周向分 布在动力输入轴套1a23周围，且各根加强筋1a24的两端分别与凹腔1a22的 腔壁和动力输入轴套1a23的外壁连接，能够大幅提高动力输入盘1a2和动力 输入轴套1a23的结构强度。所述动力输入盘1a2与凹腔1a22相对的一侧盘面 凸出形成有一圈圆环形的凸缘1a25，该凸缘1a25的外周面上设置有若干加强 凸块1a26，能够保证凸缘1a25的结构强度。

请参见图10和图11，所述轮毂1b还包括同轴设置在轮毂安装圈1b1外 的轮胎安装圈1b2，所述轮胎安装圈1b2和轮毂安装圈1b1之间通过若干轮毂 连接筋1b3连接，结构强度高，稳定可靠，重量较轻，能够实现减重的目的。 并且，轮毂连接筋1b3的一侧表面具有减重凹槽1b31，在保证结构强度的前 提下，实现减重功能。所述轮毂安装圈1b1安装轮毂安装环1a1的一侧表面 具有与轮毂安装环1a1相适应的安装沉台1b11，安装沉台1b11既能够对轮毂 安装环1a1定位，提高装配效率，又能够提高轮毂支架1a和轮毂1b连接的可 靠性。

进一步地，为了提高轮毂支架1a和轮毂1b的可靠性，所述轮毂支架1a 和轮毂1b均为一体成型。

请参见图1和图12，所述动力***为电机12，该电机12的电机轴12a 为空心结构，并具有传动安装腔12b。所述电机轴12a包括呈空心墙体结构的 电机轴主体12a1以及盖合在电机轴主体12a1上的电机轴腔盖12a2，所述电 机轴主体12a1与电机轴腔盖12a2合围形成所述传动安装腔12b，所述电机轴 主体12a1套装在一级传动套13上，并与一级传动套13花键配合，所述电机 轴腔盖12a2上具有供一级传动套13、二级传动套10和从动摩擦件2b穿过的 中心孔。

所述动力输入机构包括固套在一级传动套13上的输入一级主动齿轮22、 与一级传动套13平行的减速中间轴23、固套在减速中间轴23上的输入一级 从动齿轮24以及固套在二级传动套10上输入二级从动齿轮25，所述输入一 级主动齿轮22与输入一级从动齿轮24啮合，所述减速中间轴23上具有与输 入二级从动齿轮25啮合的输入二级主动齿23a。

电机轴12a带动一级传动套13，一级传动套13带动输入一级主动齿轮 22，输入一级主动齿轮22带动输入一级从动齿轮24，输入一级从动齿轮24 带动减速中间轴23，减速中间轴23带动输入二级从动齿轮25，输入二级从 动齿轮25带动二级传动套10。

进一步地，请参见图1和图2，在所述传动安装腔12b中设置有内安装套 26，该内安装套26的一端与摩擦外锥套2b1远离离合器输出套2b2的一端固 定连接，另一端通过深沟球轴承27安装在二级传动套10上，所述弹性元件 组3位于内安装套26中，能够保证离合器输出套2b2的可靠安装。

请参见图1和图2，所述高速挡传动机构包括锥度盘式摩擦离合器2以及 用于对锥度盘式摩擦离合器2施加预紧力的弹性元件组3，所述弹性元件组3 和锥度盘式摩擦离合器2至少部分位于传动安装腔12b中，本实施例中，弹 性元件组3和锥度盘式摩擦离合器2均位于传动安装腔12b中，结构更加紧 凑；所述弹性元件组3为碟簧，可靠性高。

所述锥度盘式摩擦离合器2包括主动摩擦件2a和从动摩擦件2b，所述主 动摩擦件2a套装在二级传动套10上，并与二级传动套10之间形成螺旋传动 副，以使主动摩擦件2a能够沿二级传动套10轴向滑动，所述从动摩擦件2b 套装在主动摩擦件2a上，所述电机轴12a依次通过一级传动套13、动力输入 机构和二级传动套10将动力传递给主动摩擦件2a，所述从动摩擦件2b能够 通过动力输出套5将动力传递给转动输出部件1(即组合式车轮)。

所述主动摩擦件2a包括摩擦内锥套2a1和固定在摩擦内锥套2a1靠近传 动凸轮套7一端的摩擦件凸轮套2a2，所述从动摩擦件2b包括套在摩擦内锥 套2a1外的摩擦外锥套2b1以及套在摩擦件凸轮套2a2外的离合器输出套2b2， 所述摩擦外锥套2b1的内锥面与摩擦内锥套2a1的外锥面摩擦配合，所述摩 擦内锥套2a1套装在二级传动套10上，并与二级传动套10之间形成螺旋传 动副，所述摩擦件凸轮套2a2远离摩擦内锥套2a1的一端端面与传动凸轮套7 的对应端面形成端面凸轮传动副，所述弹性元件组3对摩擦内锥套2a1远离 摩擦件凸轮套2a2的一端施加预紧力，所述动力输出套5套装在离合器输出 套2b2上，并与离合器输出套2b2花键配合。

所述螺旋传动副包括沿周向分布在摩擦内锥套2a1内壁上的内螺旋滚道 2a11以及沿周向分布在二级传动套10外壁上的外螺旋滚道10a，在各个外螺 旋滚道10a与对应内螺旋滚道2a11中均嵌设有若干向外凸出的滚珠11，各个 滚珠11分别能够在对应的内螺旋滚道2a11和外螺旋滚道10a中滚动。

高速挡动力传递路线：二级传动套10通过螺旋传动副带动主动摩擦件2a， 主动摩擦件2a带动从动摩擦件2b，从动摩擦件2b带动动力输出套5，动力 输出套5带动组合式车轮。

请参见图1和图3，所述低速挡传动机构包括传动凸轮套7、超越离合器 6和副轴传动组件，所述传动凸轮套7可转动地套装在二级传动套10上，并 与主动摩擦件2a相互靠近的一端凸轮型面配合，形成端面凸轮传动副，该传 动凸轮套7依次通过副轴传动组件、超越离合器6和动力输出套5将动力传 递给转动输出部件1(即组合式车轮)。

请参见图1、图3-图5，所述副轴传动组件包括固套在传动凸轮套7上的 副轴一级主动齿轮19、与一级传动套13平行的副轴20以及均固套在副轴20 上的副轴一级从动齿轮21和副轴二级主动齿轮18，所述副轴一级主动齿轮 19与副轴一级从动齿轮21啮合，所述超越离合器6的外圈6c上具有与副轴 二级主动齿轮18啮合的副轴二级从动齿6c1，该超越离合器6的内心轮6a可 转动地套装在传动凸轮套7上，并与动力输出套5花键配合。

所述外圈6c与内心轮6a之间设置有若干滚动体，所述滚动体包括沿周向 交替设置在内心轮6a周围的粗滚子6b1和细滚子6b2，在内心轮6a的外周面 上均设置有两个相对的保持架6d，在每个保持架6d的内壁上均开设有一圈细 滚子滑槽6d1，各个细滚子6b2的两端分别均可滑动地***对应的细滚子滑槽 6d1中。

采用以上结构，使各个细滚子6b2能够随动，提高了超越离合器6的稳 定性和可靠性，增加了使用寿命。

所述内心轮6a的内花键齿数为外齿6a1齿数的两倍，便于安装和调试。

所述外齿6a1包括顶弧段6a12以及分别位于顶弧段6a12两侧的短边段 6a11和长边段6a13，所述短边段6a11为向内凹陷的弧形结构，所述长边段 6a13为向外凸出的弧形结构，所述短边段6a11的曲率小于长边段6a13的曲 率。采用以上结构，能够保证单向传动功能的稳定性和可靠性。

低速挡动力传递路线：主动摩擦件2a带动传动凸轮套7，传动凸轮套7 带动副轴一级主动齿轮19，副轴一级主动齿轮19带动副轴一级从动齿轮21， 副轴一级从动齿轮21带动副轴20，副轴20带动副轴二级主动齿轮18，副轴 二级主动齿轮18将动力传递给超越离合器6，超越离合器6带动动力输出套 5，动力输出套5带动组合式车轮。

本实施例中，锥度盘式摩擦离合器2在弹性元件组3的压力下处于结合 状态，动力处于高速挡动力传递路线，此时超越离合器6处于超越状态；当 组合式车轮传递给锥度盘式摩擦离合器2的阻力矩大于锥度盘式摩擦离合器2 的载荷极限时，传动凸轮套7推动主动摩擦件2a，压缩弹性元件组3，锥度 盘式摩擦离合器2的主动摩擦件2a与从动摩擦件2b之间出现间隙，即分离， 动力改为通过下述路线传递，即低速挡动力传递路线，此时超越离合器6处 于结合状态。从上述传递路线可以看出，本发明在运行时，形成一个保持一 定压力的自动变速机构。

本实施例以电动两轮车为例，在启动时阻力大于驱动力，以低速挡速度 转动；因此，自动实现了低速挡起动，缩短了起动时间。与此同时，弹性元 件组3吸收运动阻力矩能量，为恢复高速挡挡位传递动力储备势能。

启动成功后，行驶阻力减少，当分力减少到小于弹性元件组3所产生的 压力时，因被运动阻力压缩而产生弹性元件组3压力迅速释放的推动下，锥 度盘式摩擦离合器2恢复结合状态，以高速挡速度转动。

行驶过程中，随着运动阻力的变化自动换挡原理同上，在不需要切断动 力的情况下实现变挡，使整车运行平稳，安全低耗，而且传递路线简单化， 提高传动效率。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普 通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下， 可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种采用中央驱动形式的定轴式大载荷自适应电驱动总成，其特征在于：包括转动输出部件(1)、动力***和变速***，所述动力***通过变速***驱动带动输出部件(1)，其特征在于：在所述转动输出部件(1)的两侧分别设置有第一箱体(8)和第二箱体(9)，所述变速***包括动力输入机构、高速挡传动机构、低速挡传动机构和主轴(4)，所述主轴(4)上可转动地套装有一级传动套(13)，在该一级传动套(13)上套装有二级传动套(10)，所述动力***、动力输入机构和高速挡传动机构安装在第一箱体(8)中，所述低速挡传动机构和动力输入机构安装在第二箱体(9)中，所述主轴(4)、一级传动套(13)和二级传动套(10)均穿设在转动输出部件(1)上，且两端均分别***第一箱体(8)和第二箱体(9)中，所述主轴(4)的两端分别穿出第一箱体(8)和第二箱体(9)后与平叉(14)固定连接；

所述动力***为电机(12)，该电机(12)的电机轴(12a)为空心结构，并具有传动安装腔(12b)；

所述高速挡传动机构包括锥度盘式摩擦离合器(2)以及用于对锥度盘式摩擦离合器(2)施加预紧力的弹性元件组(3)，所述弹性元件组(3)和锥度盘式摩擦离合器(2)至少部分位于传动安装腔(12b)中，所述锥度盘式摩擦离合器(2)包括主动摩擦件(2a)和从动摩擦件(2b)，所述主动摩擦件(2a)套装在二级传动套(10)上，并与二级传动套(10)之间形成螺旋传动副，以使主动摩擦件(2a)能够沿二级传动套(10)轴向滑动，所述从动摩擦件(2b)套装在主动摩擦件(2a)上，所述电机轴(12a)依次通过主轴(4)、动力输入机构和二级传动套(10)将动力传递给主动摩擦件(2a)，所述从动摩擦件(2b)能够通过动力输出套(5)将动力传递给转动输出部件(1)；

所述低速挡传动机构包括传动凸轮套(7)、超越离合器(6)和副轴传动组件，所述传动凸轮套(7)可转动地套装在二级传动套(10)上，并与主动摩擦件(2a)相互靠近的一端凸轮型面配合，形成端面凸轮传动副，该传动凸轮套(7)依次通过副轴传动组件、超越离合器(6)和动力输出套(5)将动力传递给转动输出部件(1)。

2.根据权利要求1所述的采用中央驱动形式的定轴式大载荷自适应电驱动总成，其特征在于：所述主轴(4)的两端均为扁平形结构，所述平叉(14)的左右主管上具有与主轴(4)两端相适应的扁平形孔，所述主轴(4)的两端分别穿过对应的扁平形孔后，通过螺栓锁定在平叉(14)上。

3.根据权利要求1所述的采用中央驱动形式的定轴式大载荷自适应电驱动总成，其特征在于：所述动力输入机构包括固套在一级传动套(13)上的输入一级主动齿轮(22)、与一级传动套(13)平行的减速中间轴(23)、固套在减速中间轴(23)上的输入一级从动齿轮(24)以及固套在二级传动套(10)上输入二级从动齿轮(25)，所述输入一级主动齿轮(22)与输入一级从动齿轮(24)啮合，所述减速中间轴(23)上具有与输入二级从动齿轮(25)啮合的输入二级主动齿(23a)。

4.根据权利要求1所述的采用中央驱动形式的定轴式大载荷自适应电驱动总成，其特征在于：所述主动摩擦件(2a)包括摩擦内锥套(2a1)和固定在摩擦内锥套(2a1)靠近传动凸轮套(7)一端的摩擦件凸轮套(2a2)，所述从动摩擦件(2b)包括套在摩擦内锥套(2a1)外的摩擦外锥套(2b1)以及套在摩擦件凸轮套(2a2)外的离合器输出套(2b2)，所述摩擦外锥套(2b1)的内锥面与摩擦内锥套(2a1)的外锥面摩擦配合，所述摩擦内锥套(2a1)套装在二级传动套(10)上，并与二级传动套(10)之间形成螺旋传动副，所述摩擦件凸轮套(2a2)远离摩擦内锥套(2a1)的一端端面与传动凸轮套(7)的对应端面形成端面凸轮传动副，所述弹性元件组(3)对摩擦内锥套(2a1)远离摩擦件凸轮套(2a2)的一端施加预紧力，所述动力输出套(5)套装在离合器输出套(2b2)上，并与离合器输出套(2b2)花键配合。

5.根据权利要求4所述的采用中央驱动形式的定轴式大载荷自适应电驱动总成，其特征在于：所述螺旋传动副包括沿周向分布在摩擦内锥套(2a1)内壁上的内螺旋滚道(2a11)以及沿周向分布在二级传动套(10)外壁上的外螺旋滚道(10a)，在各个外螺旋滚道(10a)与对应内螺旋滚道(2a11)中均嵌设有若干向外凸出的滚珠(11)，各个滚珠(11)分别能够在对应的内螺旋滚道(2a11)和外螺旋滚道(10a)中滚动。

6.根据权利要求4所述的采用中央驱动形式的定轴式大载荷自适应电驱动总成，其特征在于：在所述传动安装腔(12b)中设置有内安装套(26)，该内安装套(26)的一端与摩擦外锥套(2b1)远离离合器输出套(2b2)的一端固定连接，另一端通过深沟球轴承(27)安装在二级传动套(10)上，所述弹性元件组(3)位于内安装套(26)中。

7.根据权利要求1所述的采用中央驱动形式的定轴式大载荷自适应电驱动总成，其特征在于：所述副轴传动组件包括固套在传动凸轮套(7)上的副轴一级主动齿轮(19)、与一级传动套(4)平行的副轴(20)以及均固套在副轴(20)上的副轴一级从动齿轮(21)和副轴二级主动齿轮(18)，所述副轴一级主动齿轮(19)与副轴一级从动齿轮(21)啮合，所述超越离合器(6)的外圈(6c)上具有与副轴二级主动齿轮(18)啮合的副轴二级从动齿(6c1)，该超越离合器(6)的内心轮(6a)可转动地套装在传动凸轮套(7)上，并与动力输出套(5)花键配合。

8.根据权利要求7所述的采用中央驱动形式的定轴式大载荷自适应电驱动总成，其特征在于：所述外圈(6c)与内心轮(6a)之间设置有若干滚动体，所述滚动体包括沿周向交替设置在内心轮(6a)周围的粗滚子(6b1)和细滚子(6b2)，在内心轮(6a)的外周面上均设置有两个相对的保持架(6d)，在每个保持架(6d)的内壁上均开设有一圈细滚子滑槽(6d1)，各个细滚子(6b2)的两端分别均可滑动地***对应的细滚子滑槽(6d1)中。

9.根据权利要求1所述的采用中央驱动形式的定轴式大载荷自适应电驱动总成，其特征在于：所述转动输出部件(1)为组合式车轮，该组合式车轮包括从内到外同轴依次设置的轮毂支架(1a)、轮毂(1b)和轮胎(1c)，所述轮毂支架(1a)固套在动力输出套(5)上，所述轮毂(1b)为中空结构，并可拆卸地安装在轮毂支架(1a)上，所述轮胎(1c)套装在轮毂(1b)上。

10.根据权利要求9所述的采用中央驱动形式的定轴式大载荷自适应电驱动总成，其特征在于：所述轮毂支架(1a)的外圈具有轮毂安装环(1a1)，所述轮毂(1b)的内圈具有与轮毂安装环(1a1)相适应的轮毂安装圈(1b1)，所述轮毂安装圈(1b1)能够通过若干螺栓(1d)可拆卸地固定在轮毂安装环(1a1)上。

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