CN102483138A - 多级变速装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多级变速装置，其中，包括：中心轴，其不能旋转地设置在框架；输入部件，其同轴地安装于所述中心轴，以使输入部件可以转动；轮毂，其同轴地安装于中心轴，以使轮毂可以转动；行星齿轮组件，其与所述输入部件结合而安装在所述轮毂，并同轴地安装于所述中心轴以使行星齿轮组件可以转动，并具有两组以上包含太阳齿轮、环形齿轮、行星架、小齿轮的行星齿轮；离合器组件，将轴向离合器和旋转方向离合器中的至少一个对应所述每个太阳齿轮配置，其中所述轴向离合器用于将所述太阳齿轮选择性地结合在周边部件中的至少一个或从周边部件分离，所述旋转方向离合器用于将所述太阳齿轮选择性地结合在所述中心轴或从中心轴分离；变速轴，具有中空部和多个半径方向的通孔，并围绕所述中心轴旋转而选择旋转方向位置，用于使所述离合器组件运转；根据所述变速轴的旋转方向位置，对所述输入部件和所述轮毂之间提供两个以上的齿轮比。

Description

多级变速装置

技术领域

本发明涉及一种多级行星齿轮式变速装置。

背景技术

多级变速装置有很多适用于实际生活或工业现场的实施例。作为一例，适用于自行车时，将多个链轮重叠分别设置在后轮轮毂及曲柄并用链条结合，然后通过换挡装置选择变速档为最普遍。所述变速装置可以实现27阶段的变速比。但是，存在当变速比重叠或从每一个档位变速到下一个档位时，无法变速到预定比率的问题。

作为另一个形态有行星齿轮式轮毂变速器，所述变速器在轮毂内设置行星齿轮，将太阳齿轮结合在中心轴或从中心轴分离而控制太阳齿轮的旋转，从而实现变速。

作为轮毂变速器的太阳齿轮结合在中心轴的一个方法公知的有具有8阶段变速比的变速器，所述变速器的构成是在太阳齿轮的内面形成棘爪，并在中心轴形成与棘爪结合的结合槽，从而通过变速轴将棘爪结合在所述结合槽或从结合槽分离。但是，所述形态存在用于变速的变速轴和周边部件的形状复杂，其部件数量多而难以制造，而且变速档位之间的增速比不均匀的问题。

作为其他方法公知的有具有14阶段变速比的变速器，所述变速器在中心轴的外周面安装棘爪，并在中心轴的中空部安装具有凸轮面的变速轴，在太阳齿轮的内周面形成用于结合棘爪的结合槽，棘爪沿凸轮面立起或凹陷，从而结合在太阳齿轮或从太阳齿轮分离。但是，所述形态存在由于在中心轴插入变速轴，因此无法减小中心轴的半径而变速器变大，然而，变速轴的外径相对小，这会限制变速档数，通过使变速轴旋转两次增加变速档数。

发明内容

参照所述形态的变速器，本发明的目的在于，提供一种小型且轻量，并能够有效构成多样的变速档的多级变速装置。

本发明的另一目的在于，提供一种在行驶时或停止时，也不会为了变速而切断动力或迂回而可以及时变速，并且变速器的各档位以相同的变速比转换到下一个档位的多级变速装置。

为解决所述问题点，本发明提供多级变速装置，本发明的多级变速装置，包括：中心轴，其不能旋转地设置在框架；输入部件，其同轴地安装于所述中心轴，以使输入部件可以转动；行星齿轮组件，其与所述输入部件结合并安装在所述轮毂，并同轴地安装于所述中心轴以使行星齿轮组件可以转动，而且具有两组以上包含太阳齿轮、环形齿轮、行星架、小齿轮的行星齿轮；离合器组件，将轴向离合器和旋转方向离合器中的至少一个对应所述各太阳齿轮配置，其中所述轴向离合器用于将所述太阳齿轮选择性地结合在周边部件中的至少一个或从周边部件分离，所述旋转方向离合器用于将所述太阳齿轮选择性地结合在所述中心轴或从所述中心轴分离；变速轴，具有中空部和多个半径方向的通孔，并围绕所述中心轴旋转而选择旋转方向位置，用于使所述离合器组件运转；轮毂，将所述行星齿轮组件以同轴可旋转地安装在所述中心轴，根据所述变速轴的旋转方向位置，对所述输入部件和所述多级变速装置的输出部件之间提供两个以上的齿轮比。

本发明的多级变速装置涉及一种行星齿轮变速装置的变速控制部分，变速轴围绕中心轴进行旋转，控制棘爪和轴向运转的离合器。此处，所谓周边部件是指行星齿轮内的环形齿轮或行星架或小齿轮或相邻的行星齿轮内的太阳齿轮的多级变速装置。

本发明可以有效地构成多样的变速档，提供一种小型且轻量的变速装置。并且，在行驶时或停止时，也不会为了变速而切断动力或迂回而可以及时变速，而且，变速器的各档位以相同的变速比转换到下一个档位的多级变速装置。

附图说明

图1是根据本发明的多级变速装置的一例，是以能够设置在自行车后轮的方式构成的轮毂变速器的剖面图。

图2是根据图1的变速装置的简略符号图。

图3是根据本发明的多级变速装置的一例，是以能够设置在自行车曲柄周边的方式构成的变速器的简略符号图。

图4是根据图1的变速装置的整体分解立体图。

图5是图4的输入侧行星齿轮副的分级立体图。

图6是图4的输出侧行星齿轮副的分解立体图。

图7是图4的中心轴及变速轴的分解立体图。

图8是图4的输出轴的2级行星齿轮的分解立体图。

图9是图1的第五行星齿轮的剖面图。

图10是根据图1的变速器的棘爪的动作图。

具体实施方式

本说明书以及权利要求范围中所使用的术语或单词不能解释为通常的词典上的含义，发明人基于为了以最佳的方法说明自已的发明而可适当地定义术语的概念的原则，应解释为符合本发明的技术思想的含义或概念。

因此，本说明书中所记载的实施例和图中所示的构成只不过是本发明的最佳实施例而已，不能代替本发明的技术思想，所以可以理解为在本发明的申请时点存在代替本发明的各种均等物以及变形例。

此处，所谓“轴向”是用来表示沿平行于变速器的中心轴或支撑部件的中心轴的轴的方向或位置的术语。“半径”及“半径方向”是用来表示相对于变速器的中心轴以直角延长的方向或位置的术语。

为了使说明书简单明确，用单一的图面符号(例如，控制活塞582)来总称标注类似的图面符号的类似的构成元件(例如，棘爪弹簧64a及棘爪弹簧64b)。

以下，参照附图详细说明本发明的优选实施例。虽然在本实施例中说明用于自行车的变速器0，但是，本发明的变速装置可适用于变换输入速度并输出的任何装置。

根据图1及图7，本发明的多级变速装置的中心轴6是为了不能旋转地设置在框架(省略图示)而在两端面具有阶梯状突部6e，并具有中空的通孔6f的轴。在中心轴的中央周面沿周面形成有两个直接耦合式离合器导槽6a，在每个凹槽的侧面朝相对的凹槽轴向形成有用于直接耦合式离合器的凹形凸轮面6b。所述凸轮面的凹槽是预先程序化的凹槽用于使直接耦合式离合器21、31运转，当变速档位已定则设定为适当的间隔，此处，为了9档变速被程序化为40°的间隔。

在中心轴6的两侧周面朝轴方向隔预定间隔分别形成有两个用于容纳棘爪15、25、35、45的导向槽6c，在每个导向槽6c形成有棘爪弹簧槽6g用以容纳棘爪弹簧64a、64b、64c、64d，棘爪弹簧对棘爪15、25、35、45施加弹力并使之旋转立起。

并且，如图7所示，在一侧形成有旋转两次的离合器导槽6d用于2级离合器5。第一旋转6d1保持轴向原位，从0°旋转到320°，从320°轴向移动到360°，第二旋转6d2是从360°到680°保持轴向原位。

变速轴7是能够围绕中心轴6旋转的管型部件，由变速轴7和变速轴7a构成，所述变速轴7在周面形成有用于使棘爪15、25、35、45运转的多个棘爪运转孔7b、2级离合器导销58c及朝旋转方向引导直接耦合式离合器导销58b的导槽；变速轴7a具有固定用于在外部控制变速器的旋转而连接的变速钢丝的凹槽7f和用于卷绕变速钢丝的螺旋7e，为了不相相对旋转而由凹凸的突起结合。变速轴7通过固定在中心轴6的侧壁6h和中心轴的止动环65轴向固定在中心轴6，并形成有将轴承8a轴向支撑的突起。

变速轴的棘爪运转孔8b是径向穿通的孔，提供允许棘爪立起的空间，当变速档位已定时，为了棘爪15、25、35、45运转，而预先被程序化为适当的间隔，此处为了9档变速被程序化为40°的间隔。导销的引导槽7c、7d是朝轴向形成的长孔。

棘爪运转孔7b的旋转方向侧壁7e用于使棘爪15、25、35、45进入每个导向槽6c，所述侧壁7e倾斜地形成为以便在变速轴7旋转而控制棘爪15、25、35、45时，不受来自棘爪15、25、35、45的旋转影响与棘爪凸轮25a、25b协助将棘爪15、25、35、45顺利地进入每个凹槽6c。

棘爪15、25、35、45是在中心轴6和变速轴7之间，在中心轴6具有支撑点，并通过变速轴7的控制朝太阳齿轮11、21、31、41立起，或者陷入于中心轴的导向槽6c的旋转部件。在棘爪的两侧肩部形成有突起用以支撑棘爪并使棘爪不从原位脱离。而且，在棘爪15、25、35、45的一侧具有棘爪引导凸轮25a、25b用以引导棘爪15、25、35、45通过变速轴7的旋转进入导向槽6c，从而棘爪15、25、35、45通过变速轴7的顺时针方向旋转或逆时针方向的旋转顺利地进入到导向槽6c。卷绕有棘爪的弹簧64a、64b、64c、64d对棘爪15、25、35、45提供立起的力，当变速轴的通孔7b允许棘爪15、25、35、45立起时，朝太阳齿轮11、21、31、41立起。

为了阻止太阳齿轮11、21、31、41旋转而执行变速，将棘爪15、25、35、45设置为在行星齿轮副内其立起方向为相反。通过顺时针方向的旋转传递动力的实施例中，输入侧行星齿轮副1、2的输入侧棘爪15配置成阻止太阳齿轮11的顺时针方向的旋转，输出侧棘爪25配置成阻止太阳齿轮21的逆时针方向的旋转。输出侧行星齿轮福3、4的输入侧棘爪35也配置成阻止太阳齿轮31的顺时针方向的旋转，输出侧棘爪45也配置成阻止太阳齿轮41的逆时针方向的旋转。

直接耦合式离合器导环26、36被设置为轴向支撑太阳齿轮21、31，所述太阳齿轮围绕变速轴7并加压导环26、36，导环26、36结合在直接耦合式导销58a、58b，可沿导销58a、58b轴向摇动。在直接耦合式离合器导环26、36和太阳齿轮21、31之间设置轴承63以减小太阳齿轮21、31旋转时产生的摩擦。直接耦合式离合器导销58a、58b结合在直接耦合式导环26、36，经过朝变速轴7的轴向形成的长孔7c沿形成在中心轴的直接耦合式离合器导槽的凸轮面6b与变速轴7一起旋转，并轴向摇动。

2级离合器导环57围绕变速轴7，并结合在2级离合器导销58c，沿导销58c轴向摇动。2级离合器导销58c结合在2级离合器导环57，经过朝变速轴7的轴方向形成的长孔的所谓2级离合器导销引导槽7d沿形成在中心轴6的2级离合器导槽6d的凸轮面与变速轴一起旋转，在变速轴的1旋转6d1时保持轴向原位，2次旋转6d2时朝轴向移动，然后保持原位。

在2级离合器导环57的两侧配置有2级变速离合器55和2级直接耦合式离合器56。2级变速离合器55受弹簧610的按压力而与2级离合器导环57接触，并不能旋转地固定在中心轴6，沿2级离合器导环57轴向摇动，为了阻止顺时针方向的旋转，在侧面朝二级直接耦合式离合器56形成有突起。2级直接耦合式离合器56受弹簧61c的按压力而与2级离合器导环57接触，不能相对旋转地结合在2级离合器太阳齿轮51，沿2级离合器导环57轴向摇动，为了阻止逆时针方向的旋转，在侧面朝2级变速离合器55形成有突起。

太阳齿轮11、41为了在内周面提供棘爪15、45的凹槽而形成有倾斜的凹槽，在齿轮的一侧边形成有侧壁。该侧壁位于行星架13、43和小齿轮12、42之间用以防止太阳齿轮11、41轴向移动。每个太阳齿轮11、41配置在与分别成对的棘爪14、45结合的轴向位置，在太阳齿轮11配置有内齿倾斜以阻止顺时针方向的旋转，在太阳齿轮41配置有内齿倾斜以阻止逆时针方向的旋转。

太阳齿轮21、31为了在内周面提供棘爪25、36的凹槽而形成有倾斜的凹槽，在太阳齿轮21、31的一侧边形成有倾斜的阶梯用以阻止一侧方向的旋转。每个太阳齿轮21、31配置在与分别成对的棘爪25、35结合的轴向位置，在太阳齿轮21配置有内齿倾斜以阻止逆时针方向的旋转，侧面的倾斜的阶梯朝太阳齿轮41突出用以阻止逆时针方向的旋转，在太阳齿轮31配置有内齿倾斜以阻止逆时针方向的旋转，侧面的倾斜的阶梯朝太阳齿轮21突出用以阻止顺时针方向的旋转。

太阳齿轮21、31被弹簧61a、61b按压，围绕直接耦合式导环26、36接触，随着直接耦合式离合器导环26、36轴向摇动一同朝轴向摇动与直接耦合式离合器环38结合或从直接耦合式离合器环38分离。

直接耦合式离合器环38在两个太阳齿轮31、21之间不能旋转地结合在行星架33，并在两侧方向形成有轴向倾斜的阶梯，所述阶梯结合在太阳齿轮21、31的侧面突起，用于阻止太阳齿轮21、31的旋转。在与太阳齿轮21接触的侧面形成有轴向倾斜的阶梯用以阻止太阳齿轮21的逆时针方向的旋转，在与太阳齿轮31接触的侧面形成有轴向倾斜的阶梯用以阻止太阳齿轮31的顺时针方向的旋转。

由于直接耦合式引导凸轮面6b为平面状，因此当直接耦合式离合器分离时，直接耦合式离合器导环26按压太阳齿轮21，引导太阳齿轮21位于不与直接耦合式离合器环38结合的位置，在直接耦合式离合器引导凸轮面7b凹陷的位置，直接耦合式离合器导环26通过弹簧61a的按压力与太阳齿轮21一起前进，其结果，直接耦合式离合器环38和太阳齿轮21结合。

由于直接耦合式离合器引导凸轮面6b为平面状，因此当直接耦合式离合器分离时，直接耦合式离合器导环36按压太阳齿轮31，引导太阳齿轮31位于不与直接耦合式离合器环38结合的位置，在直接耦合式离合器引导凸轮面7b凹陷的位置，直接耦合式离合器导环36通过弹簧61b的按压力与太阳齿轮31一起前进，其结果，直接耦合式离合器环38和太阳齿轮31结合。

行星齿轮组件以一个行星齿轮副为基础能制成为3档、6档、9档、12档、18档等各种档数，作为一实施例，若串列结合输入侧行星齿轮副1-2、输出侧行星齿轮副3-4及2档行星齿轮5，则可以提供18档变速档数的行星齿轮变速器。

行星齿轮副1-2、3-4由两个行星齿轮1、2或3、4构成，一侧行星齿轮朝行星齿轮副的输入侧运转，另一侧行星齿轮朝行星齿轮副的输出侧运转。行星齿轮副的太阳齿轮用作变速控制元件，与环形齿轮一体结合的行星架朝行星齿轮副的输入侧及输出侧运转。

图5中，输入侧行星齿轮副1-2的输入行星架13具有通孔，在所述通孔具有支撑并容纳太阳齿轮11的突部，分别形成有三个用于容纳三个小齿轮12的凹槽和支撑小齿轮轴29的轴向通孔，在行星架13的一侧面的突出的外周面形成有用于结合链轮的螺丝，在内周面形成有圆筒形部件，所述圆筒形部件具有用以容纳轴承的通孔。在相反侧面形成有用于容纳推力轴承27的凹槽。

小齿轮12被设置为通过由止动环39固定在行星架的三个通孔的小齿轮轴29固定在行星架13并与行星架13一起旋转，太阳齿轮11是太阳齿轮的侧壁支撑在行星架的支撑突起，并与小齿轮12啮合轴向固定在行星架进行旋转。

输入侧行星齿轮副的输出侧行星架23具有用于容纳太阳齿轮21的通孔，分别形成有三个用于容纳三个小齿轮22的凹槽和支撑小齿轮轴29的轴向通孔，在一侧面形成有与输出侧行星齿轮副3-4的输入行星架33结合的突起。在相反侧形成有用于容纳推力轴承27的凹槽。

小齿轮22被设置为通过由止动环39固定在行星架的三个通孔的小齿轮轴29固定在行星架23并与行星架23一起旋转，太阳齿轮21是太阳齿轮的侧壁通过支撑在推力轴承27的弹簧61a轴向支撑，并与小齿轮22啮合进行旋转。

输出侧环形齿轮24径向扩张以不能旋转地结合在输入行星架13，输入侧环形齿轮14轴向扩张，围绕输出侧环形齿轮24进行旋转，由凹凸的突起不能旋转地结合在从输出行星架23扩张的输出行星架适配器23a。

推力轴承27设置在输入行星架13和输出行星架23之间而保持两者之间的间隔，并支撑按压太阳齿轮21的弹簧。

与输入侧行星齿轮副1-2不能旋转地结合的输出侧行星齿轮副3-4的输入侧行星架33具有用于容纳太阳齿轮31的通孔，分别形成有三个用于容纳三个小齿轮32的凹槽和支撑小齿轮轴29的轴向通孔，在一侧面形成有突起用以与输入侧行星齿轮副1-2的输出侧行星架23及直接耦合式离合器环38结合。在相反侧形成有用于容纳推力轴承37的凹槽。

小齿轮32被设置为通过由止动环39固定在行星架的三个通孔的小齿轮轴29固定在行星架33并与行星架33一起旋转，太阳齿轮31是太阳齿轮的侧壁通过支撑在推力轴承37的弹簧61b轴向支撑，并与小齿轮32啮合进行旋转。

输出侧行星齿轮副3-4的输出行星架43具有用于支撑并容纳太阳齿轮41的通孔，所述通孔具有突起，并分别形成有三个用于容纳三个小齿轮42的凹槽和支撑小齿轮轴29的轴向通孔，在行星架43的一侧面为了与2级离合器太阳齿轮51结合而形成有突起。在相反侧面形成有用于容纳推力轴承37的凹槽。

小齿轮42被设置为通过由止动环39固定在行星架43的三个通孔的小齿轮轴29固定在行星架并与行星架43一起旋转，太阳齿轮41是太阳齿轮的侧壁支撑在行星架43的支撑突起，并与小齿轮42啮合轴向固定在行星架43进行旋转。

输入侧环形齿轮34径向扩张以不能旋转地结合在输出行星架43，输出侧环形齿轮44轴向扩张，围绕输入侧环形齿轮34进行旋转，由凹凸的突起不能旋转地结合在从输入行星架33扩张的输入行星架适配器33a。

推力轴承37设置在输入行星架33和输出行星架43之间而保持两者之间的间隔，并支撑按压太阳齿轮31的弹簧。

2级变速行星齿轮5作为固定元件可以使用太阳齿轮51和行星架53中的一个，作为输入元件可以使用太阳齿轮、行星架及环形齿轮，作为输出元件可以使用环形齿轮和行星架。作为固定元件使用太阳齿轮时，可以选择减速和直接耦合、加速和直接耦合中的一个来构成，作为固定元件使用行星架时，可以进行减速和直接耦合变速。减速时使用双小齿轮。

根据图2进行说明，作为固定元件使用行星架53来构成减速和直接耦合变速，行星架53通过两侧离合器运转。行星架53在2级变速离合器55和2级直接耦合式离合器56之间围绕2级离合器导环57，并具有用于容纳小齿轮52的凹槽和为了将小齿轮52固定在行星架53的6个轴向通孔。并且，在与壳体10相对的行星架53的侧壁形成有倾斜阶梯，所述倾斜阶梯结合在2级变速离合器55用来阻止行星架的逆时针方向的旋转，在与输出侧行星齿轮副3-4相对的侧壁形成有倾斜阶梯，所述倾斜阶梯结合在2级直接耦合式离合器56用来阻止2级直接耦合式离合器56的顺时针方向的旋转。而且，行星架53通过受壳体10的支撑的推力轴承59和2级离合器太阳齿轮51固定并保持轴向位置。

小齿轮52通过小齿轮轴29固定在行星架53，并啮合在2级离合器太阳齿轮51和环形齿轮54与行星架一起旋转。

2级离合器太阳齿轮51和输出侧行星齿轮副3-4的输出行星架43互相不能旋转的结合并支撑行星架53的侧壁，围绕二级直接耦合式离合器56相对不能旋转地结合并一起旋转。

当二级离合器导环57通过变速轴7的旋转进行轴向移动时，二级变速离合器55和二级直接耦合式离合器56一起轴向移动与行星架53的倾斜突起结合，当二级离合器导销58c位于1旋转导槽6d1时，二级直接耦合式离合器56朝行星架53侧前进，而结合在二级直接耦合式离合器56，从而行星架53结合在太阳齿轮51而成为一体运转来实现直接耦合传递，二级离合器导销58c位于2旋转导槽6d2时，二级变速离合器55朝行星架53侧前进而与二级变速离合器55结合，从而行星架53固定在中心轴6，同时进行变速。

环形齿轮54相对于变速器的轮毂的所谓壳体10不能旋转地结合，当从小齿轮52传递旋转力时，壳体10进行旋转。

壳体10，包括：壳体主体，围绕行星齿轮组件并结合在环形齿轮54，具有用于将动力传递至轮胎的凸缘；盖子10a，将行星齿轮组件与外部分离，为了切断危害物质而密封壳体。

壳体10被轴承18a支撑，所述轴承18a通过固定螺母17a固定在中心轴6，盖子10a被轴承8c支撑，所述轴承8c通过链轮9固定在输入行星架13并进行旋转，壳体10和盖子10a一起旋转。

图3示出以可设置在自行车曲柄周边的方式构成的变速器。变速器的壳体10′接近曲柄而设置，并不能旋转地设置在框架。曲柄的旋转力通过链轮或皮带60传递至输入侧9′。第5行星齿轮作为固定元件使用太阳齿轮51′，太阳齿轮51′通过两侧离合器运转，利用单一小齿轮进行加速及直接耦合式变速。在变速器的输出侧19通过链轮或皮带61将动力传递至后轮。

实施例1

使用4个行星齿轮，以如表1所示的齿轮结构构成行星齿轮组件。变速轴如表2的离合器号15、25、35、45列，在周面形成通孔，每个档以40°的间隔配置，各档以50°宽度开放。重叠的部分为共有，因此不会影响棘爪的运转。中心轴如表2的离合器号26、36列，在中心轴的周面形成轴向凸轮槽，而每个档以40°的间隔配置。输入行星齿轮副是将表2的离合器号15、25、26作为一对配置，输出行星齿轮副是将36、35、45作为一对配置，从2档到8档，每个档的变速增加量从13.3％增加到13.8％增加量比较均匀，在两端增加得较多为29％，变速幅为356％。

表1

表2

实施例2

基于实施例1设计了具有均匀的变速幅度的变速器。在表1和表2的构成，除了变速幅度大的两端之外进一步安装2级行星齿轮，由此构成了如表3的齿轮结构，变速轴如表4进行旋转两次，从而构成进行14档变速的变速器。

由于是1旋转7档的结构，因此每个档以51.4°的间隔配置，将2级离合器减速比设定为0.413时，各档的变速增加量为13.3至13.8比较均匀，变速幅度为519％，实现了较宽的变速区域。

表3

表4

实施例3

为了设计变速增加量更加稠密且变速幅度更宽的变速器，如表5及6所示，基于9档变速器设计了如表7的18档变速器。

使得即使包含表6的两端，也使变速增加量一定，而将2级离合器的减速比设定为0.363时，除两端之外，变速增加量11.4％至12.3％增加量比较均匀，变速幅度为538％，实现了较宽的变速区域。

而且，若包含两端，则变速幅度为841％，实现了较宽的变速区域。注意在本实施例中实际运转的9档和10档的顺序为颠倒。

表5

表6

表7

Claims (29)

1.一种多级变速装置，其中，包括：

中心轴，其不能旋转地设置在框架；

输入部件，其同轴地安装于所述中心轴，以使输入部件可以转动；

行星齿轮组件，其结合在所述输入部件，并同轴地安装于所述中心轴以使行星齿轮组件可以转动，并具有两组以上包含太阳齿轮、环形齿轮、行星架、小齿轮的行星齿轮；

离合器组件，将轴向离合器和旋转方向离合器中的至少一个对应于所述各太阳齿轮配置，其中所述轴向离合器用于将所述太阳齿轮选择性地结合在周边部件中的至少一个或从周边部件分离，所述旋转方向离合器用于将所述太阳齿轮选择性地结合在所述中心轴或从中心轴分离；

变速轴，具有中空部和多个半径方向的通孔，并围绕所述中心轴旋转而选择旋转方向位置，用于使所述离合器组件运转；

轮毂，将所述行星齿轮组件以同轴可旋转地安装在所述中心轴，

根据所述变速轴的旋转方向位置，对所述输入部件和所述多级变速装置的输出部件之间提供两个以上的齿轮比。

2.根据权利要求1所述的多级变速装置，其中，所述行星齿轮组件是行星齿轮向轴方向相隔间配置而成，所述行星齿轮具有多个太阳齿轮，所述太阳齿轮具有多个凹形结合面以与中心轴选择性地连接，由所述中心轴的凹槽支撑并对应于所述太阳齿轮的多个棘爪和多个变速轴通孔配置在与所述每个太阳齿轮对应的轴方向空间。

3.根据权利要求1所述的多级变速装置，其中，所述轴向离合器构成为具有轴向结合突起的所述太阳齿轮和具有对应于所述太阳齿轮的突起的结合突起的周边部件中的至少一个按照所述变速轴和中心轴的旋转方向位置可向轴方向移动，所述太阳齿轮和所述周边部件可互相结合或分离。

4.根据权利要求3所述的多级变速装置，其中，为了将所述太阳齿轮或所述周边部件构成为可向轴方向移动，在所述中心轴的向圆周方向形成的凹槽，具备：导槽，具有轴向凹陷的凸轮面；导销，沿向所述变速轴的轴向凹陷的通孔旋转，并沿所述凸轮面轴向移动；导环，围绕所述变速轴，并容纳所述导销且随着所述导销移动，将所述太阳齿轮或所述周边部件向分离离合器的方向支撑；弹簧，向结合离合器的方向加压。

5.根据权利要求4所述的多级变速装置，其中，具有两个以上所述轴向离合器。

6.根据权利要求4所述的多级变速装置，其中，朝所述轴向凹陷的凸轮面对应于导销，轴向凸轮以通过旋转变速轴且接受导环的帮助所能够选择的所有齿轮比例按照预先可选择的连续顺序能够选择的方式，按照事先选择的程序排列在中心轴的圆周上。

7.根据权利要求1所述的多级变速装置，其中，所述旋转方向离合器，具备：多个凹形结合面，形成在所述太阳齿轮接触在所述变速轴的内周面；棘爪，被支撑在所述中心轴，选择性地结合在所述结合面或从所述结合面分离；变速轴，具有用于控制所述棘爪的多个半径方向的通孔。

8.根据权利要求7所述的多级变速装置，其中，中心轴具有至少一个向圆周方向扩张并容纳棘爪的导向槽，同时具有横跨中心轴而形成的棘爪支撑槽，从而棘爪位于变速轴和导向槽内，并被安装成能以棘爪支撑槽为中心旋转，当变速轴的通孔被打开时，棘爪结合在太阳齿轮的结合面。

9.根据权利要求1所述的多级变速装置，其中，包括：

双方向部件，为了结合在中心轴和周边部件之间的其中一个，在两侧方向具有轴向结合突起；

2级变速离合器，具有与所述双方向部件的突起相对的结合突起，不能旋转地结合在中心轴，并能轴向移动；

2级直接耦合式离合器，具有与所述双方向部件的突起相对的结合突起，并能轴向移动，

进一步包括2级离合器，其中，2级离合器中的所述2级变速离合器和所述2级直接耦合式离合器依照变速轴和中心轴所形成的转动方向朝轴向移动，双向部件与二级变速离合器和二级直接耦合离合器中的一个结合。

10.根据权利要求9所述的多级变速装置，其中，所述2级离合器了将所述2级变速离合器和2级直接耦合式离合器构成为能够轴向移动，包括：

导槽，具有在所述中心轴向圆周方向旋转2次而形成的凹槽；

导销，沿所述变速轴的轴向形成的通孔旋转，并沿所述导槽轴向移动；

导环，保持所述2级变速离合器和2级直接耦合式离合器之间的间隔，并围绕所述变速轴容纳所述导销，沿所述导销移动；

两个弹簧，朝所述2级变速离合器和2级直接耦合式离合器与双方向部件结合的方向按压，所述双方向部件和所述2级直接耦合式离合器在变速轴的1旋转导槽结合，所述双方向部件和所述2级变速离合器在变速轴的2旋转导槽结合。

11.根据权利要求9所述的多级变速装置，其中，所述双方向部件是所述太阳齿轮或行星架中的任一个。

12.根据权利要求3或9所述的多级变速装置，其中，所述结合突起在一侧具有倾斜的锯齿排列，通过弹簧朝轴向受压缩应力，结合一侧方向的旋转而一起旋转，在向反方向的旋转时倾斜的锯齿被分离的一侧具有倾斜的锯齿排列。

13.根据权利要求1所述的多级变速装置，其中，所述多级变速装置是9级变速器，9级的齿轮比是可通过变速轴的1旋转的而选择。

14.根据权利要求13所述的多级变速装置，其中，所述9级变速器由四组行星齿轮和两个轴向离合器和四个旋转方向离合器构成。

15.根据权利要求1所述的多级变速装置，其中，所述多级变速装置是18级变速器，18级的齿轮比是可通过中心轴的2旋转导槽和变速轴的2旋转而选择。

16.根据权利要求15所述的多级变速装置，其中，所述18级变速器由五组行星齿轮和两个轴向离合器和四个旋转方向离合器和一个2级离合器构成。

17.根据权利要求2所述的多级变速装置，其中，所述中心轴具有：棘爪支撑槽，轴向形成为可旋转地支撑所述棘爪；导向槽，其形成在中心轴上以容纳所述棘爪；弹簧槽，用于容纳弹簧，所述弹簧使得所述棘爪朝太阳齿轮的结合面立起而提供压缩应力，在圆周方向凹陷的凹槽形成有具有轴向凹陷的凸轮面的导槽。

18.根据权利要求17所述的多级变速装置，其中，所述中心轴进一步形成有2旋转导槽，所述导槽朝圆周方向旋转两次而形成。

19.根据权利要求17所述的多级变速装置，其中，所述中心轴具有容纳旋转轴的轴向通孔，并支撑所述旋转轴和输入部件一起旋转。

20.根据权利要求1所述的多级变速装置，其中，所述变速轴的周面形成的通孔与棘爪相对应，通过旋转变速轴使棘爪(74)与通孔相遇而固定太阳齿轮，所能够选择的所有齿轮比例按照预先可选择的连续顺序能够选择的方式，在变速轴的圆周上，通过预先被选择的程序排列通孔。

21.根据权利要求2所述的多级变速装置，其中，所述变速轴在周面形成有：棘爪通孔，用于引导所述棘爪允许向与所述太阳齿轮结合的方向旋转；轴向形成的直接耦合式离合器导销导槽，用于引导使所述轴向离合器运转的直接耦合式离合器导销。

22.根据权利要求21所述的多级变速装置，所述棘爪通孔的旋转方向侧壁的局部是为了解除棘爪与太阳齿轮的结合面的结合状态，即为了分离棘爪与太阳齿轮的结合面而所提供的。

23.根据权利要求21所述的多级变速装置，所述变速轴的周面还形成有轴向形成的2旋转导销通孔，其通孔用于引导使2级离合器运转的2旋转导销。

24.根据权利要求2所述的多级变速装置，其中，所述太阳齿轮是环形零件并可旋转地安装在变速轴上，在太阳齿轮的内周面形成用于与所述棘爪结合的多个凹形结合面，在棘爪的范围更安全地确保棘轮分离。

25.根据权利要求24所述的多级变速装置，其中，所述太阳齿轮进一步具备轴向结合突起，所述轴向结合突起在侧面具有一侧倾斜的锯齿排列，通过弹簧受轴向压缩应力，从而结合一侧方向的旋转一起旋转，向反方向旋转时齿轮脱落分离。

26.根据权利要求7所述的多级变速装置，其中，在所述棘爪的两侧肩部形成有突起，所述突起支撑棘爪，并使棘爪不从原地脱离，还具备弹簧槽，所述弹簧槽用于容纳为了使所述棘爪朝太阳齿轮的结合面立起而提供压缩应力的弹簧。

27.根据权利要求7所述的多级变速装置，其中，所述棘爪进一步具备陷入凸轮面，所述陷入凸轮面引导所述棘爪通过朝与所述太阳齿轮的结合面结合的棘爪结合面旋转的变速轴通孔的侧壁陷入到所述导向槽。

28.根据权利要求27所述的多级变速装置，其中，当棘爪完全立起时，所述棘爪的陷入凸轮面是凸轮面的最低点不经由变速轴的内周面的突出的曲面，变速轴的侧壁和变速轴的法线所成的角为45°以上。

29.根据权利要求7所述的多级变速装置，其中，具备弹簧部件，所述弹簧部件提供压缩应力以使所述棘爪向与所述太阳齿轮的结合面结合的方向旋转。

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