一种多档位的中置电机的制作方法

本技术涉及中置电动机领域，更具体地说，它涉及一种多档位的中置电机。

背景技术：

1、自行车，又称脚踏车或单车。自行车的传动速比有速比固定不变和速比可调两种，通常自行车的动力输入是靠脚踏动力输入单元来驱动，即多数的自行车包括中轴，中轴的两端分别设置有脚踏动力输入单元来驱动，也有少部分采用助力输入单元共同来驱动的方式，如申请公布号113859419a所公开的“一种可自动换挡的三速中置电机”，但上述电机只有三个挡位，相对传送速度比较少，不利于高速运转和多种扭矩输出稳定输出。

技术实现思路

1、本实用新型的第一个目的是提供一种多档位的中置电机，其结构紧凑简单，运行稳定，克服现有中置电动机传送速度比较少，不利于高速运转和多种扭矩输出稳定输出的缺陷。

2、为了实现上述实用新型目的，本实用新型一种多档位的中置电机，包括中轴、辅轴、脚踏动力输入单元、助力输入单元和传动减速齿轮，所述脚踏动力输入单元固定连接在所述的中轴的左、右两端，将驱动动力传递到所述的中轴上；所述助力输入单元通过所述的传动减速齿轮将驱动动力传递到过渡齿轮上，还包括有套轴、第一单向离合器和第二单向离合器，所述的中轴的左段套装有二挡中轴齿轮，所述二挡中轴齿轮和所述中轴之间通过所述第一单向离合器连接；所述的套轴套接在所述二挡中轴齿轮右侧的中轴的右段上；所述的套轴从左往右至少装配有第一滑动双棘齿棘轮、一挡中轴齿轮和输出链轮，其中，所述输出链轮固定连接在所述的套轴上，所述的一挡中轴齿轮和所述套轴之间通过第三单向离合器连接，所述第一滑动双棘齿棘轮滑动套接在所述的套轴上；

3、所述的辅轴从左往右至少装配有二挡辅轴齿轮、过渡齿轮、一挡辅轴齿轮、其中，所述一挡辅轴齿轮、二挡辅轴齿轮固定连接在所述辅轴上，所述过渡齿轮和所述辅轴之间通过所述第二单向离合器连接；

4、所述第一滑动双棘齿棘轮向左滑动时与所述二挡中轴齿轮的棘齿啮合，将所述动力从所述的中轴传递到所述的套轴上。

5、采用上述技术方案，多个挡位运行更加平稳，相对输出传送速度比较多，同时，该结构采用电动机直接带传动减速齿轮和过渡齿轮的方式，结构紧凑简单，传动效率更高。

6、进一步限定，所述的多档换挡的中置电机为七挡中置电机，所述的套轴从左往右依次装配有第一滑动双棘齿棘轮、五挡中轴齿轮、四挡中轴齿轮、七挡中轴齿轮、一挡中轴齿轮、三挡中轴齿轮、六挡中轴齿轮和输出链轮；其中，所述输出链轮固定连接在所述的套轴上，所述的一挡中轴齿轮和所述套轴之间通过第三单向离合器连接；所述的五挡中轴齿轮、四挡中轴齿轮、七挡中轴齿轮、三挡中轴齿轮和六挡中轴齿轮固定套接在所述的套轴上；所述第一滑动双棘齿棘轮滑动套接在所述的套轴上；所述的辅轴从左往右依次装配有二挡辅轴齿轮、过渡齿轮五挡辅轴齿轮、四挡辅轴齿轮、第二滑动双棘齿棘轮、七挡辅轴齿轮、一挡辅轴齿轮、三挡辅轴齿轮、第三滑动双棘齿棘轮和六挡辅轴齿轮；其中，所述一挡辅轴齿轮、二挡辅轴齿轮固定连接在所述辅轴上，所述过渡齿轮和所述辅轴之间通过第二单向离合器连接；所述第二滑动双棘齿棘轮和所述的所述第三滑动双棘齿棘轮均滑动套接在所述的辅轴上，所述五挡辅轴齿轮、四挡辅轴齿轮、七挡辅轴齿轮、三挡辅轴齿轮和六挡辅轴齿轮空套在所述的辅轴上。

7、更进一步，所述脚踏动力输入单元为脚蹬，所述助力输入单元为电动机，所述电动机包括电动机输出轴和电动机输出齿轮，所述电动机输出轴上上固定所述电动机输出齿轮，所述电动机输出齿轮将动力传递给所述传动减速齿轮至所述的过渡齿轮上，脚蹬和电动机是性能稳定的动力源，其中，电动机采用行星轮。

8、再进一步，限定该中置电机还包括有壳体，所述中轴的两端穿出壳体，所述套轴的右端穿出壳体右侧，所述输出链轮安装在壳体右外侧，所述辅轴、助力输入单元和传动减速齿轮均容纳在所述壳体内部，采用这样的壳体结构，传动安全稳定，能避免乘骑者裤子等被卷入在传动齿轮中，外形美观。

9、本实用新型的第二个目的是提供一种多档位的中置电机的换挡方法，该方法换挡稳定，操作简单，一挡直接是起步挡，二挡、三挡、四挡均是将第一滑动双棘齿棘轮、第三滑动双棘齿棘轮以及第二滑动双棘齿棘轮向左移，五挡、六挡、七挡均是将第一滑动双棘齿棘轮、第三滑动双棘齿棘轮以及第二滑动双棘齿棘轮向右移，这种设计有利于变速鼓的设计简单化。

10、具体的变挡方式为：当处于起步一挡位置时，

11、采用脚蹬作为动力时，脚蹬将驱动动力传递到所述的中轴上，所述二挡中轴齿轮在第一单向离合器单向正向作用下，将驱动动力传递到一挡辅轴齿轮，再传递到一挡中轴齿轮，在第三单向离合器单向正向作用下，驱动动力传递到套轴及输出链轮上；此时，所述过渡齿轮在第二单向离合器的单向反向作用下，所述过渡齿轮和所述的传动减速齿轮不传递扭力，不会造成电动机反转；此时，第一滑动双棘齿棘轮、第二滑动双棘齿棘轮和第三滑动双棘齿棘轮均处于空连状态；

12、采用电动机作为动力时，电动机将驱动动力传递到传动减速齿轮和过渡齿轮，在第二单向离合器的单向正向作用下，在将驱动动力传递到辅轴上，再传递到所述一挡辅轴齿轮及一挡中轴齿轮，在第三单向离合器的单向正向作用下，将驱动动力传递到套轴上，再传递到输出链轮；此时，所述二挡中轴齿轮在第一单向离合器的单向反向作用下，所述二挡中轴齿轮和所述的中轴不传递扭力，第一滑动双棘齿棘轮、第二滑动双棘齿棘轮和第三滑动双棘齿棘轮均处于空连状态；

13、当从一挡变化成二挡时，

14、采用脚蹬作为动力时，脚蹬将驱动动力传递到所述的中轴上，将第一滑动双棘齿棘轮向左滑动使左边棘齿与所述二挡中轴齿轮的内棘齿啮合，将驱动动力传递到所述套轴及输出链轮；此时，第二滑动双棘齿棘轮和第三滑动双棘齿棘轮处于空连状态；

15、采用电动机作为动力时，电动机将驱动动力传递到传动减速齿轮及过渡齿轮上，在第二单向离合器的单向正向作用下，将驱动动力传递到辅轴(及二挡辅轴齿轮上，再传递到二挡中轴齿轮，将第一滑动双棘齿棘轮向左滑动使左边棘齿与所述二挡中轴齿轮的内棘齿啮合，将驱动动力传递到所述套轴及输出链轮；此时，由于第一单向离合器的单向反向，二挡中轴齿轮不会将驱动动力传递给主动轴；由于第三单向离合器的单向反向，所述套轴不会将驱动动力传递给辅轴及一挡辅轴齿轮；此时，第二滑动双棘齿棘轮和第三滑动双棘齿棘轮处于空连状态；

16、当从二挡变化成三挡时，

17、采用脚蹬作为动力时，脚蹬将驱动动力传递到所述的中轴上，所述二挡中轴齿轮在第一单向离合器单向正向作用下，将驱动动力传递到二挡辅轴齿轮及辅轴，将第三滑动双棘齿棘轮向左滑动使左边棘齿与所述三挡辅轴齿轮的内棘齿啮合，将驱动动力传递到三挡中轴齿轮，将驱动动力传递到所述套轴及输出链轮；此时，第一滑动双棘齿棘轮和第二滑动双棘齿棘轮处于空连状态；在第三单向离合器的单向反向作用下，套轴不会将驱动动力传递给一挡中轴齿轮；

18、采用电动机作为动力时，电动机将驱动动力传递到传动减速齿轮和过渡齿轮，在第二单向离合器的单向正向作用下，在将驱动动力传递到辅轴上，将第三滑动双棘齿棘轮向左滑动使左边棘齿与所述三挡辅轴齿轮的内棘齿啮合，将驱动动力传递到三挡中轴齿轮，将驱动动力传递到所述套轴及输出链轮；此时，第一滑动双棘齿棘轮和第二滑动双棘齿棘轮处于空连状态；在第三单向离合器的单向反向作用下，套轴不会将驱动动力传递给一挡中轴齿轮；

19、当从三挡变化成四挡时，

20、采用脚蹬作为动力时，脚蹬将驱动动力传递到所述的中轴上，所述二挡中轴齿轮在第一单向离合器单向正向作用下，将驱动动力传递到二挡辅轴齿轮及辅轴，将第二滑动双棘齿棘轮向左滑动使左边棘齿与所述四挡辅轴齿轮的内棘齿啮合，将驱动动力传递到四挡中轴齿轮将驱动动力传递到所述套轴及输出链轮；此时，第一滑动双棘齿棘轮和第三滑动双棘齿棘轮处于空连状态；在第三单向离合器的单向反向作用下，套轴不会将驱动动力传递给一挡中轴齿轮；

21、采用电动机作为动力时，电动机将驱动动力传递到传动减速齿轮和过渡齿轮，在第二单向离合器的单向正向作用下，在将驱动动力传递到辅轴上，将第二滑动双棘齿棘轮向左滑动使左边棘齿与所述四挡辅轴齿轮的内棘齿啮合，将驱动动力传递到四挡中轴齿轮将驱动动力传递到所述套轴及输出链轮；此时，第一滑动双棘齿棘轮和第三滑动双棘齿棘轮处于空连状态；在第三单向离合器的单向反向作用下，套轴不会将驱动动力传递给一挡中轴齿轮；

22、当从四挡变化成五挡时，

23、采用脚蹬作为动力时，脚蹬将驱动动力传递到所述的中轴上，所述二挡中轴齿轮在第一单向离合器单向正向作用下，将驱动动力传递到二挡辅轴齿轮及辅轴，将第一滑动双棘齿棘轮向右滑动使右边棘齿与所述五挡中轴齿轮的内棘齿啮合，将驱动动力传递到五挡中轴齿轮将驱动动力传递到所述套轴及输出链轮；此时，第二滑动双棘齿棘轮和第三滑动双棘齿棘轮处于空连状态；在第三单向离合器的单向反向作用下，套轴不会将驱动动力传递给一挡中轴齿轮；

24、采用电动机作为动力时，电动机将驱动动力传递到传动减速齿轮和过渡齿轮，在第二单向离合器的单向正向作用下，在将驱动动力传递到辅轴上，将第一滑动双棘齿棘轮向右滑动使右边棘齿与所述五挡中轴齿轮的内棘齿啮合，将驱动动力传递到五挡中轴齿轮将驱动动力传递到所述套轴及输出链轮；此时，第二滑动双棘齿棘轮和第三滑动双棘齿棘轮处于空连状态；在第三单向离合器的单向反向作用下，套轴不会将驱动动力传递给一挡中轴齿轮；

25、当从五挡变化成六挡时，

26、采用脚蹬作为动力时，脚蹬将驱动动力传递到所述的中轴上，所述二挡中轴齿轮在第一单向离合器单向正向作用下，将驱动动力传递到二挡辅轴齿轮及辅轴，将第三滑动双棘齿棘轮向右滑动使右边棘齿与所述六挡辅轴齿轮的内棘齿啮合，将驱动动力传递到六挡中轴齿轮将驱动动力传递到所述套轴及输出链轮；此时，第一滑动双棘齿棘轮和第二滑动双棘齿棘轮处于空连状态；在第三单向离合器的单向反向作用下，套轴不会将驱动动力传递给一挡中轴齿轮；

27、采用电动机作为动力时，电动机将驱动动力传递到传动减速齿轮和过渡齿轮，在第二单向离合器的单向正向作用下，在将驱动动力传递到辅轴上，将第三滑动双棘齿棘轮向右滑动使右边棘齿与所述六挡辅轴齿轮的内棘齿啮合，将驱动动力传递到六挡中轴齿轮将驱动动力传递到所述套轴及输出链轮；此时，第一滑动双棘齿棘轮和第二滑动双棘齿棘轮处于空连状态；在第三单向离合器的单向反向作用下，套轴不会将驱动动力传递给一挡中轴齿轮；

28、当从六挡变化成七挡时，

29、采用脚蹬作为动力时，脚蹬将驱动动力传递到所述的中轴上，所述二挡中轴齿轮在第一单向离合器单向正向作用下，将驱动动力传递到二挡辅轴齿轮及辅轴，将第二滑动双棘齿棘轮向右滑动使右边棘齿与所述七挡辅轴齿轮的内棘齿啮合，将驱动动力传递到七挡中轴齿轮将驱动动力传递到所述套轴及输出链轮；此时，第一滑动双棘齿棘轮和第三滑动双棘齿棘轮处于空连状态；在第三单向离合器的单向反向作用下，套轴不会将驱动动力传递给一挡中轴齿轮；

30、退挡时，顺序依次相反。

31、采用上述变挡的方法，结合变速的结构，使得变挡更加稳定。

32、其中所述的棘齿均为斜齿，棘齿的工作面受力时，力的方向朝向棘齿根部，使得齿轮棘齿和套筒棘齿自动卡紧，从而传递力矩。轮和棘轮之间采用上述方式配合连接的技术效果是：(1)由于采用内棘齿轮和单向离合器处于常接触的状态的结构，在需要动力传递时，成啮合状态驱动，在不需要动力传递时，成分离状态打滑。(2)在需要卡紧时，棘轮棘齿和齿轮棘齿容易啮合，并且能够防止脱落；(3)具有速度差的时候，棘轮棘齿和齿轮棘齿容易脱离。具体原因是：由于棘齿角度的原因，棘齿的工作面受力时，力的方向朝向棘齿根部，使得棘轮棘齿和齿轮棘齿自动卡紧，从而传递力矩。由于棘齿的齿背角度平缓，不能传递力矩，棘齿的齿背受力时，力的方向远离齿根，使棘轮棘齿和齿轮棘齿相互远离，从而自动分离。

33、单向离合器上单向正向传动时更加稳定。