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基本信息
- 項目名稱：
- 新型三級變速電動輪轂
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 針對現(xiàn)有電動車不能適應(yīng)復(fù)雜路況和動力輪轉(zhuǎn)矩不夠大的問題，通過在原有電動輪轂上加裝機(jī)械變速箱來實現(xiàn)輪轂的機(jī)械三級變速，使新型輪轂獲得更好的路況適應(yīng)能力，并且可以根據(jù)需要換檔獲得更快的速度或更大的轉(zhuǎn)矩。本產(chǎn)品將機(jī)械變速箱集成在電動輪轂內(nèi)，減小了新型三級變速電動輪轂的體積；單向飛輪的使用省去了離合器的使用，使變速過程變得簡單易行，新型三級變速電動輪轂的動力性能得到提高。
- 詳細(xì)介紹：
- 針對現(xiàn)有電動車不能適應(yīng)復(fù)雜路況和動力輪轉(zhuǎn)矩不夠大的問題，通過在原有電動輪轂上加裝機(jī)械變速箱來實現(xiàn)輪轂的機(jī)械三級變速，使新型輪轂獲得更好的路況適應(yīng)能力，并且可以根據(jù)需要換檔獲得更快的速度或更大的轉(zhuǎn)矩。本產(chǎn)品將機(jī)械變速箱集成在電動輪轂內(nèi)，減小了新型三級變速電動輪轂的體積；單向飛輪的使用省去了離合器的使用，使變速過程變得簡單易行，新型三級變速電動輪轂的動力性能得到提高。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1.目的、基本思路： 針對現(xiàn)有電動車不能適應(yīng)復(fù)雜路況和動力輪轉(zhuǎn)矩不夠大的問題，通過在原有電動輪轂上加裝機(jī)械變速箱來實現(xiàn)輪轂的換檔，使新型輪轂獲得更好的路況適應(yīng)能力，并且可以根據(jù)需要換檔獲得更快的速度或更大的扭矩。 2.創(chuàng)新點： （1）機(jī)械變速箱集成在電動輪轂內(nèi)，減小了新型三級變速電動輪轂的體積。 （2）單向飛輪的使用省去了離合器的使用，使變速過程變得簡單易行。 （3）本產(chǎn)品實現(xiàn)了電動輪轂的三級機(jī)械變速，使輪轂的性能得到提高。 3.技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)： （1）新型三級變速電動輪轂外形： 輪轂軸上有螺紋，用來把新型輪轂和電動車固定在一起；通過換檔線的伸縮可以實現(xiàn)檔位的調(diào)整，輪轂外殼往外提供轉(zhuǎn)矩，通過在輪轂整體上加裝其他附屬零件或結(jié)構(gòu)并在電動車上加裝變速控制器可以實現(xiàn)新型三級變速電動輪轂的直接應(yīng)用。 （2）新型三級變速電動輪轂內(nèi)部齒輪排布： 輪轂電機(jī)給新型三級變速電動輪轂提供動力；固定板用來保證齒輪之間正常嚙合；可滑移齒輪可以在變速零件的帶動下軸向滑動，通過它的移動可以使原電動輪轂和輪轂外殼具有3個不同的轉(zhuǎn)速比；單向飛輪保證輪轂電機(jī)停止轉(zhuǎn)動時電動車仍能向前滑行。 （3）新型三級變速電動輪轂變速的實現(xiàn)： 換檔線牽引換檔零件移動進(jìn)而實現(xiàn)可滑移齒輪的軸向移動，彈簧用來實現(xiàn)換檔零件的自動回位。 (4)變速控制器： 換檔時用手?jǐn)Q轉(zhuǎn)換檔控制器至需要的檔位，換檔完畢后手握車手把，換檔過程不影響電動自行車的正常行駛。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- （1）本產(chǎn)品通過可滑移齒輪的移動可以實現(xiàn)3個檔位的變速，這樣能夠在電機(jī)轉(zhuǎn)速不變情況下使輪轂獲得更大的轉(zhuǎn)速（高檔位時）或更大的轉(zhuǎn)矩（低檔位時）。 （2）本產(chǎn)品將輪轂電機(jī)和變速箱整合在一起，減少了產(chǎn)品的體積和重量，有更高的傳動效率和更大的適用范圍。 （3）本產(chǎn)品變速簡單易行、不需要離合器，變速時首先把電機(jī)轉(zhuǎn)速減到零，此時塔齒輪、可滑移齒輪、可滑移齒輪所在的軸、飛輪的內(nèi)圈都會停止轉(zhuǎn)動，而輪轂因為和單向飛輪的外圈嚙合仍由于車的慣性轉(zhuǎn)動，這時只需要通過一定的機(jī)械結(jié)構(gòu)使用于移動可滑移齒輪的部件移動，它的移動帶動可滑移齒輪的移動（帶來不同的轉(zhuǎn)速比），等移動完成后再給電機(jī)供電給輪轂提供動力就行了。 （4）本產(chǎn)品可以使目前電動自行車或電動三輪車適應(yīng)更加復(fù)雜的路況，在檔位選擇合適的情況下節(jié)約了電能或者相同的電量能行駛更遠(yuǎn)的距離。 (5)由計算可見新型三級變速電動輪轂使用高檔位時轉(zhuǎn)速可以提高1.3523-1=35%左右，而是用低檔位時輪轂的轉(zhuǎn)矩可提升至原來的1/0.2397=4.172倍。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 1.申請專利，目前已被受理。 2.獲2009年12月中國石油大學(xué)（華東）第12屆機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計競賽一等獎。 3.獲2009年12月中國石油大學(xué)（華東）第8屆機(jī)械CAD競賽一等獎。 4.獲2009年12月中國石油大學(xué)（華東）第18屆科技節(jié)創(chuàng)新創(chuàng)意設(shè)計大賽一等獎。 5.2010年9月“國家大學(xué)生創(chuàng)新實驗計劃”成功立項。
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 模型、圖紙、圖片、錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 1.使用說明： （1）輪轂整體加裝一些附屬零件或結(jié)構(gòu)（輪胎等）后通過螺紋軸裝在自行車或三輪車的后輪位置上構(gòu)成驅(qū)動輪，變速控制器裝在左車把上，輪轂轉(zhuǎn)速控制器裝在右車把上。 （2）本產(chǎn)品換檔時首先通過輪轂轉(zhuǎn)速控制器把輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)速降為零，然后轉(zhuǎn)動變速控制器至想要的檔位，最后通過輪轂轉(zhuǎn)速控制器使輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)動就可以了。 2.技術(shù)特點和優(yōu)勢： （1）新型輪轂體積小。 （2）新型輪轂換檔簡易。 （3）新型輪轂可實現(xiàn)3檔位換檔。 （4）新型輪轂有更好的路面適應(yīng)能力。 3.適用范圍： 本產(chǎn)品主要用于電動自行車及電動三輪車上。 4.市場分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測： （1）新型輪轂有更好的性能、可適應(yīng)復(fù)雜的路況，在適當(dāng)?shù)膬r格范圍內(nèi)對消費(fèi)者有較大的吸引力。 （2）新型輪轂將輪轂電機(jī)和變速箱整合在一起，體積小并降低了成本，且內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，便于產(chǎn)業(yè)化的實現(xiàn)。 （3）新型輪轂變速過程簡單易行，男女老幼都可以使用，有廣闊的市場前景，可為電動車產(chǎn)業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)收益。
同類課題研究水平概述
- 1.傳統(tǒng)的電動輪轂： 通過對現(xiàn)有電動輪轂的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)電動輪轂與車輪是一體的，也就是說輪轂電機(jī)和車輪的轉(zhuǎn)速比是1：1，車輪轉(zhuǎn)速的改變只能通過改變輪轂電機(jī)的轉(zhuǎn)速來完成，而輪轂電機(jī)能輸出的最大轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩是十分有限的，這就限制了電動輪轂的性能，現(xiàn)有電動自行車普遍存在轉(zhuǎn)矩不夠大的問題，表現(xiàn)在爬坡時電動車很慢，分析知此時輪轂電機(jī)內(nèi)線圈的電流很大，會造成輪轂電機(jī)過熱和縮短輪轂電機(jī)及電瓶壽命的問題。 2. 部分現(xiàn)有的可機(jī)械變速電動輪轂： 通過檢索發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有部分通過加裝變速箱來實現(xiàn)變速的電動輪轂，但變速箱獨(dú)立于輪轂電機(jī)，變速箱內(nèi)采用齒輪數(shù)量較多，降低的傳動效率，并且存在整體體積、重量過大，成本高等問題。另外換檔結(jié)構(gòu)由于采用了離合器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，換檔過程復(fù)雜，同樣使電動輪轂的制造成本提高。
