[实用新型]电动自行车自动换挡装置

说明书

电动自行车自动换挡装置是属于民用工业领域中电动自行车控制系统部件。

电动自行车的操纵控制系统包括调速、换挡、刹车以及灯光指示等，其中调速系统主要用于起动和平地低速运行，以控制电动机的电流值、节约能耗，保护电机、限制温升和延长蓄电池的工作寿命。换挡并非调速，而是减速比的更换，当爬坡、超载或迎风阻力剧增时，车辆时速远离额定值，电机被迫处于低转速运行。电机输出扭矩与转速有下述关系

M＝716.2 (N)/(n)

由于电机输出功率N近乎等于常数，车轮转速n的减少，导致扭矩M增大，迫使电机电磁力升高，电枢电流变大、蓄电池放电速率增大，且导致自行车总的行程的降低，电机温升剧增，极易烧损，这是不允许的。既不经济又不安全。因此，在电动自行车的设计中必须配置换挡设施。

目前市场上各种电动车辆的换挡装置，常采用变速齿轮级加电磁离合器或多级飞轮换挡，但这些措施须附加电磁控制系统或机械拨叉装置等，它们均属于人工参与的非自动设备。

本实用新型的自动换挡装置，可根据负载的的大小自动更换减速比，结构简单，价格便宜。

图1是自动换挡装置结构示意图

图中1－主动轴；2－空心轴；3－调节套；4－复位弹簧；5－导向销；6－滚珠轴承；7－滑动功率传递件；8－方形螺纹；9－联轴啮合面；10－滚动、滑动支撑件；11－压盖。

空心轴2通过导向销5与滑动功率传递件7连成一体，通过一级齿轮减速装置带动车轮运转；主动轴1通过联轴啮合面9与滑动功率传递件7啮合。

正常工况下，主动轴1以一定速比带动空心轴2运转，当电动自行车遇到爬坡、超载或迎风阻力增大时，车辆时速远离额定值，主动轴1仍处于高速运转而空心轴2转速大大降低。当方形螺纹8是正螺纹时，滑动功率传递件7带动空心轴2向左旋出使啮合面9脱开，这时主动轴1上带多级高传动比的齿轮装置开始工作以等功率大扭矩低转速运行。当车辆时速增大，在复位弹簧4帮助下，通过螺纹8，滑动功率传递件7带动空心轴2向右旋进使啮合面9啮合，空心轴2又从高传动比变到低传动比运转。

图1中，调节套3是为了调节复位弹簧4的预紧力。滚动、滑动支撑件10的设置是为了使空心轴2与主动轴1之间的啮合面能顺利离、合。压盖11紧压滑动功率传递件7端部使滚动、滑动支撑件10的滚珠在规定范围内滑动。

本实用新型是采用端部联轴自动换挡。根据同样原理还可做成中间联轴的自动换挡装置。

该自动换挡装置除用在电动自行车上外，还可用在电动三轮车、摩托车以及各类机动车上。