电机自适应动力装置技术领域
本发明属于机械动力传动领域，特别是涉及一种用于对电机动力进行自适应传动
的动力装置。
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。
这种扭矩限制器仅是用于对传动扭矩进行限定，并不能够根据外界的受力情况而
能够进行自适应改变传动扭矩，实现大扭矩低转速、小扭矩高转速的理想的传动模式，不利
于节省能耗。且电机的额定转速不可能太高，从而不太适应某些行业的特殊要求。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明需要解决的技术问题：提供一种电机自适应动力装置，该
动力装置能够很好地适应外界状况，而能够进行理想方式的传动。
为解决所述技术问题，本发明的技术方案：一种电机自适应动力装置，包括主壳
体，主壳体内设有伸出到主壳体外侧的主轴，电机固定在主壳体上，电机中的输出轴伸入到
主壳体内，并与主轴传动联接，其特征在于，在主壳体内设有筒形的传动套，传动套与输出
轴传动联接，主轴穿接在传动套的轴线位置处；传动套与减速机构传动联接，减速机构与主
轴之间传动联接有单向传动机构；在传动套上于传动套的内部设有垂直于转轴轴线的支撑
面，支撑面用于对套接在主轴上摩擦片式的离合器提供轴向支撑；在传动套内设有弹性件，
而用于把离合器压向支撑面，并使离合器内部压紧；在主轴上间隙地套接有联轴凸轮，所述
的弹性件同时作用在联轴凸轮上，联轴凸轮与主轴之间周向传动联接，离合器间隙地套接
在联轴凸轮上，离合器与联轴凸轮之间周向传动联接；在主轴上设有固定凸轮，固定凸轮相
对联轴凸轮在主轴上轴向固定，固定凸轮与主轴周向传动联接；在固定凸轮与联轴凸轮相
向的端部设有相互配合的斜口结构，在斜口结构的作用下，固定凸轮用于以跟随主轴转动
的方式来推动联轴凸轮压缩弹性件，而使离合器内部松开。
本动力装置中的一些可动作部件主要是以主壳体作为支撑基础，通过一些滚动轴
承而被支承在主壳体内。本动力装置作为动力源，可以应用在电动车、机床等领域，用于为
动力执行部件提供动力。
进一步地，所述传动套包括左套和右套，左套和右套两者相向的端面对接固连在
一起，所述的支撑面形成左套和右套之间。传动套被制成分体式结构，便于把传动套设置在
主壳体内，以及便于和传动套传动联接的一些部件的装配。
进一步地，左套和右套两者相向的端面之间夹持固定有支撑环，支撑面形成在支
撑环的端面上。支撑面形成在支撑环上，便于选用耐磨好的材料来进行支撑环的制作，有利
于节省制作成本，且可有效减轻传动套的重量，降低能耗。
进一步地，离合器与右套轴向位置重叠，左套位于离合器轴向位置的外侧，支撑环
与左套两者相向的端面为台阶面配合。这种结构布置合理，便于支撑环与左套之间的配合，
且两者的配合稳定性好。
进一步地，右套上朝向左套的端部外周面上一体成型有外向凸环，外向凸环的外
周面上设有若干被动齿，被动齿与电机的输出轴传动联接；在左套的外端部一体成型有缩
径凸头，缩径凸头的外周面上设有若干主动齿，主动齿与减速机构传动联接；外向凸环的外
径大于右套的外径，右套的外径大于左套的外径，缩径凸头的外径小于左套的外径。在实际
的应用上，缩径凸头本身的直径要远小于外向凸环的直径，使得动力在传动套的动力输入
端和动力输出端之间得到很大的减速，有利于减化结构，使得电机的转速较高，便于在外界
受力小的情况下，使得主轴的输出速度快，有利于节省能耗和提高工作效率。
进一步地，所述弹性件为套接在主轴上的若干碟簧，碟簧的一侧设有加压件，碟簧
的另一侧设有套接在主轴上的压圈、挡圈、推力轴承，压圈与离合器和联轴凸轮的端部相接
触，挡圈与碟簧相接触，推力轴承位于压圈和挡圈之间。弹性件也可以是由套接在主轴上的
螺旋弹簧，或者是设置在传动套内部的多个压缩弹簧所代替。碟簧本身的结构紧凑性好，传
动稳定。而且通过设置所述的推力轴承，便于碟簧与离合器、联轴凸轮之间的相对周向转
动。压圈与离合器和联轴凸轮的端部同时相接触，也便于联轴凸轮在工作需要时通过压圈
来压迫碟簧而使离合器内部松开，实现动力由高速转低速传动。
进一步地，加压件为筒形，加压件套接在主轴上并与主轴螺纹连接。通过加压件在
主轴上轴向位置的改变，一则，在离合器因摩损而在压紧时轴向尺寸变小，使得碟簧来适应
这种变化；另则，也可以对碟簧的预压紧进行调整，以改变离合器离合时所需要的扭矩，使
得本动力装置的适用范围广。
进一步地，在斜口结构处设有用于限定固定凸轮和联轴凸轮进一步相对转动的止
口。这种止口是设置在斜口结构的动作末端的，止口的设置位置与离合器的离合位置相对
应，在斜口结构的动作末端，离合器已完全分离而不会参与到动力传递，因此也不需要联轴
凸轮的进一步的轴向运动。通过联轴凸轮和固定凸轮两者之间所设止口的阻挡，使得在斜
口结构的动作末端，基于传动角度，联轴凸轮和固定凸轮两者相当于一个整体传动件。
进一步地，在主轴上同轴地套接有外圈和内圈，外圈与减速机构传动联接，内圈固
定在主轴上，单向传动机构设置内圈和外圈之间；内圈通过轴向支撑对传动套和固定凸轮
进行轴向定位。单向传动机构可以超越离合器或单向轴承，通过单向传动机构的设置，动力
在高速和低速传动模式之间进行切换方便，很好地满足了工作要求。通过设置内圈，能够为
传动套和固定凸轮进行轴向定位，结构紧凑性好，能够满足传动套和固定凸轮的工作需求。
进一步地，在内圈朝向传动套的端面上形成有凸环面，传动套朝向内圈的端面上
套接有截断面呈[形的轴套，轴套相对周向转动地套接在主轴上，在凸环面与轴套之间设有
轴承圈。这使得传动套和内圈两者可发生相对周向转动，便于内圈对传动套的轴向限位。
因此，本发明的有益效果：通过设置离合器、固定凸轮、联轴凸轮、单向传动机构，
可实现主轴以两种传动模式进行动力的输出，本动力装置能够很好地适应外界的受力情
况，使得传动模式理想，有利于节省能耗。通过设置筒形的传动套，且离合器、联轴凸轮、固
定凸轮均设置在传动套内，结构紧凑性好，很好地适应了传动模式的切换要求。本动力装置
中，在电机输出轴与传动套之间、传动套与单向传动机构之间，以及传动套本身各处通过直
径的变化而使得传动套的动力输入端与动力输出端之间实现减速，因此，在电机输出轴与
主轴之间实现多级式的减速，能够对电机的动力充分减速，比较适合高转速电机的传动及
切换要求，便于电机的小型化，使得在低扭矩高转速传动过程中，主轴可获得相对较高的转
速，能够提高工作效率，降低能耗。通过设置所述的联轴凸轮和固定凸轮，使得在传动切换
时平顺性好，不会造成在传动过程中产生突兀感，便于动力执行件的工作。
附图说明
图1是本电机自适应动力装置的纵向剖视图。
图2是图1中的A部放大图。
图3是图1中的B部放大图。
具体实施方式
见图1，本电机自适应动力装置，包括主壳体25，主壳体25上固定有副壳体2，在副
壳体2内设有电机1，电机1中的输出轴19伸入到主壳体25内。在主壳体25内转动地设有主轴
13，主轴13的一端伸出到主壳体25的外侧。在输出轴19的端部上固定有主动齿轮18，在主壳
体25内靠近输出轴19的一侧转动地设有第一连体齿轮17，主动齿轮18与第一连体齿轮17的
大齿轮相啮合。在主壳体25内设有筒形的传动套，主轴13穿接在传动套的轴线位置处。传动
套的外周面上沿周向设有一圈被动齿10，被动齿10与第一连体齿轮17的小齿轮相啮合，传
动套与主轴13之间传动联接。
在主轴13上套接有离合器11，离合器11由多片摩擦片111和间隔设置在摩擦片111
之间的耐磨片112构成，耐磨片112为铁制的，耐磨片112与主轴13之间为周向传动联接。
在传动套的内部设有支撑面，支撑面垂直于转轴的轴线，支撑面用于直接和一片
摩擦片111贴合，在向着支撑面压紧离合器11后，传动套上的动力会通过离合器11而传递到
主轴13上。在去除对离合器11的轴向压力后，由于离合器11内部松散，摩擦片111和耐磨片
112之间仅会发生相对滑动，而不会实现在宏观意义上的动力传递。
在传动套内设有弹性件，弹性件的弹力沿传动套的轴向作用在离合器11上，用于
把离合器11压向支撑面，并使离合器11内部压紧，可实现传动套通过离合器11把动力传递
到主轴13上。
除了传动套与主轴13之间可通过离合器11实现高速传动外，传动套还与减速机构
传动联接，减速机构通过单向传动机构与主轴13之间实现传动联接，从而实现传动套与主
轴13之间的低速传动。传动套与主轴13之间有两种传动模式，因此还需要设置相应结构，来
实现离合器11的分开，并配合单向传动机构，来实现两种传动模式之间的切换。
因此，在主轴13上间隙地套接有联轴凸轮42，联轴凸轮42可在主轴13上轴向运动。
联轴凸轮42与主轴13之间可设置有花键结构，也可以是图中所示的平键，而实现联轴凸轮
42与主轴13之间周向传动联接。离合器11间隙地套接在联轴凸轮42上，离合器11中的耐磨
片112与联轴凸轮42之间为花键联接，而可实现离合器11与主轴13之间的周向传动。
在主轴13上设有固定凸轮41，固定凸轮41相对联轴凸轮42在主轴13上轴向固定，
固定凸轮41与主轴13周向传动联接。在固定凸轮41与联轴凸轮42相向的端部设有相互配合
的斜口结构，斜口结构实际上是设置在固定凸轮41和联轴凸轮42相向端面上走向一致的螺
旋斜面。所述的弹性件同时作用在联轴凸轮42上，在斜口结构的作用下，固定凸轮41以跟随
主轴13转动的方式来推动联轴凸轮42压缩弹性件，弹性件解除对离合器11的压紧，离合器
11中的摩擦片111、耐磨片112及传动套上的支撑面之间松开。
为限定联轴凸轮42和固定凸轮41之间的相对周向转动角度，而免它们相对周向转
动过度，在斜口结构处设有用于限定固定凸轮41和联轴凸轮42进一步相对转动的止口，两
者上的止口贴合在一起后，固定凸轮41和联轴凸轮42相当于一个整体传动件。
在实际的使用上，在启动和负载加大的情况下，电机1的动力经过第一连体齿轮17
传递到轴套21上，由于主轴13所受到的阻力扭矩大，固定凸轮41通过斜口结构推动联轴凸
轮42向着压缩弹性件的方向轴向运动，离合器11分离，传动套直接通过减速机构带动单向
传动机构运动，此时的单向传动机构的转速要大于主轴13的转动速度，单向传动机构带动
主轴13低速转动，此时的动力传递扭矩大，正好适应了主轴13的受力情况。若主轴13运动平
缓后，主轴13受到的阻力扭矩变小，固定凸轮41与联轴凸轮42之间的传动扭矩小，在斜口和
弹性件的反向作用下，联轴凸轮42向着固定凸轮41方向运动，弹性件重新压紧离合器11，动
力会直接自传动套通过离合器11被传递到联轴凸轮42上，联轴凸轮42、固定凸轮41和主轴
13的转速一致，主轴13相对于单向传动机构相当于反向转动，单向传动机构不起作用。
虽然是以两种传动模式进行传动的，但在切换时，由于弹性件的形变是一个渐变
的过程，联轴凸轮42的轴向运动也是经过一定的距离才能实现离合器11的完全松开，因此，
两者传动模式之间的切换不会有一个明显的分界点，在中间过程中，也许会出现两种传动
模式共存的现象，在传动模式切换过程中，仍然能够保持传动的平顺性。
传动套为分体式结构，以便于在传动套的不同部位变径后，便于进行相应结构的
装配。传动套包括左套9和右套12，左套9和右套12两者相向的端面夹持固定有支撑环26，支
撑面形成支撑环26的端面上。
离合器11与右套12轴向位置重叠，左套9位于离合器11轴向位置的外侧。为提高支
撑环26与左套9之间的联接稳定性，支撑环26与左套9两者相向的端面为台阶面配合。
右套12上朝向左套9的端部外周面上一体成型有外向凸环16，外向凸环16位于传
动套轴向长度的中部位处，所述的被动齿10成型在外向凸环16的外周面上。所述的减速机
构为第二连体齿轮7，在左套9的外端部一体成型有缩径凸头8，缩径凸头8的外周面上设有
若干主动齿3，主动齿3与第二连体齿轮7中的大齿轮啮合，该大齿轮的直径要大于缩径凸头
8的直径。外向凸环16的外径大于右套12的外径，右套12的外径大于左套9的外径，缩径凸头
8的外径小于左套9的外径，而使得缩径凸头8的直径要远小于外向凸环16的直径。
在主轴13上同轴地套接有外圈6和内圈4，外圈6的外周面上一体成型有若干传动
齿，传动齿与第二连体齿轮7中的小齿轮啮合，外圈6的直径要大于小齿轮的直径；内圈4固
定在主轴13上，单向传动机构为单向轴承5，单向轴承5设置在内圈4和外圈6之间。
内圈4通过轴向支撑对传动套和固定凸轮41进行轴向定位，在内圈4朝向传动套的
端面上形成有凸环面，传动套朝向内圈4的端面上套接有截断面呈[形的轴套21，轴套21相
对周向转动地套接在主轴13上，在凸环面与轴套21之间设有轴承圈20。
所述弹性件为套接在主轴13上的若干碟簧15，碟簧15的一侧设有加压件14，碟簧
15的另一侧设有套接在主轴13上的压圈22、挡圈24、推力轴承23，压圈22与离合器11和联轴
凸轮42的端部相接触，挡圈24与碟簧15相接触，推力轴承23位于压圈22和挡圈24之间。为便
于对加压件14在主轴13上的轴向位置进行调整，加压件14为筒形，加压件14套接在主轴13
上并与主轴13螺纹连接。