CN102602503A - 反转变速控制机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种反转变速控制机构，其中联动件的凹槽中设置拨动杆和控制块，拨动齿轮与拨动杆带动控制块转动，压簧压置在拨动杆和控制块上，拨动杆的一端是不完整齿轮，输入轴反向转动时拨动杆的另一端带动控制块旋转，输入轴正向转动时拨动杆回到起始位置且不会带动控制块转动。离合爪设置在中心轮的外周，离合爪与中心轮的轮齿可啮合地连接。螺旋形弹簧设置在联动件上，联动件在螺旋形弹簧的作用下绕中心轮的轴心转动。本机构通过拨动齿轮与拨动杆带动控制块转动，控制块再通过联动件带动数个离合爪转动，离合爪将变速器的中心轮锁定或松开以实现变速。本发明通过输入轴的反转执行动作，只要输入轴反转一次，变速器的速比就改变一次，方便控制。

Description

反转变速控制机构
技术领域
本发明属于机电装置类，涉及变速机构，特别涉及一种反转变速控制机构。
背景技术
行星齿轮传动由于结构紧凑小巧，传动扭矩大而得到广泛应用。但要设计多节速比的行星齿轮系以及变速机构就很复杂，而且还需要设计专门外加动力的变速控制系统，这就限制了它的广泛应用。
例如自行车后轮内变速器和中轴变速器，这是一种十分小巧且非常实用的变速器，它一出现就受到客户的青睐。但由于它们尺寸十分小，因此，如何控制变速器的动作就成了一个非常重要的问题。如果用手动的方式实现变速，需要附加动力和控制线，并且控制线要求很长，控制机构也会很复杂，实现起来比较困难。若用自行车倒踩的方式控制变速则是一个很好的方法，可以节省许多传动零件。
发明内容
本发明的任务是提供一种反转变速控制机构，该机构采用不完整齿轮，通过输入轴的反转执行动作，只要输入轴反转一次，变速器的速比就改变一次，方便控制，结构简单而可靠。
本发明的技术解决方案如下：
一种反转变速控制机构，所述机构包括变速器行星轮系的中心轮，所述机构还包括拨动杆、控制块、压簧、联动件、数个离合爪、拨动齿轮以及螺旋形弹簧，其中联动件和拨动齿轮设置在中心轮的轴心；
所述联动件设有凹槽，在凹槽中设置拨动杆和与拨动杆连接的控制块；
所述拨动齿轮与拨动杆带动控制块转动，压簧压置在拨动杆和控制块上，拨动杆的一端是不完整齿轮，输入轴反向转动时拨动杆的另一端带动控制块旋转，输入轴正向转动时拨动杆回到起始位置且不会带动控制块转动；
所述离合爪设置在中心轮的外周，离合爪与中心轮的轮齿可啮合地连接；
所述螺旋形弹簧设置在联动件上，联动件在螺旋形弹簧的作用下绕中心轮的轴心转动；
所述机构通过拨动齿轮与拨动杆带动控制块转动，控制块再通过联动件带动数个离合爪转动，离合爪将变速器的中心轮锁定或松开以实现变速；
当离合爪在联动件的作用下将中心轮锁定时，变速器以一种速比工作，当离合爪在联动件的作用下与中心轮脱开时，变速器以另一种速比工作。
所述联动件有两个相对固定的位置，其中一个位置是对应于中心轮锁定的位置，该位置是联动件在螺旋形弹簧的作用下带动离合爪将中心轮锁定的位置，另一个位置是控制块转动带动联动件运动，使离合爪与中心轮脱开的位置。
所述螺旋形弹簧有数个，数个螺旋形弹簧设置在联动件的外缘。
本发明的反转变速控制机构是一种行星齿轮系的变速控制机构，该机构通过输入轴的反转（一般为行星架）实现变速。本发明的原理是用不完整齿轮实现反转变速，用离合爪控制行星轮系的中心轮是否转动得到不同的速比。如果中心轮是松开的，输入轴反转一次，该机构的离合爪将行星轮系的中心轮锁定；反之，如果中心轮是锁定的，则输入轴反转一次，离合爪与中心轮脱开，从而实现了变速。
本发明的反转变速控制机构通过输入轴的反转执行动作，只要输入轴反转一次，变速器的速比就改变一次，方便控制。本机构采用不完整齿轮，控制反转或倒踩时控制块的旋转角度，使倒踩的角度不受限制，方便控制。只要倒踩的角度大于一个小角度（如30°）即可，简单而可靠。
附图说明
图1是本发明的一种反转变速控制机构的结构示意图，表示中心轮可转动状态。
图2是图1机构中的离合爪将中心轮锁住时变速器处于另一种速比的状态图，表示中心轮锁定状态。
图3是图1机构中的控制块转动带动联动件运动，使离合爪与中心轮脱开的位置状态图，显示了第二次反转前各零件的位置。
图4表示变速器若反转，拨动齿轮又带动拨动杆和控制块转动，使离合爪与中心轮脱开的位置状态图，显示了第二次反转后各零件的位置。
图5是本机构实际使用的拨动齿轮与拨动杆的部分放大图形，显示出拨动齿轮和拨动杆的齿形。
附图标记：
1为行星轮系的中心轮，2为螺旋形弹簧，3为控制块，4为拨动杆，5为压簧，6为离合爪，7为联动件，8为拨动齿轮。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的一种反转变速控制机构进行详细说明。
参看图1至图5，本发明提供了一种反转变速控制机构，该机构主要由变速器行星轮系的中心轮1、拨动杆4、控制块3、压簧5、联动件7、数个离合爪6、拨动齿轮8以及螺旋形弹簧2组成，其中联动件7和拨动齿轮8设置在中心轮1的轴心。
联动件7设有凹槽，在凹槽中设置拨动杆4和控制块3，拨动杆4与控制块3连接。
拨动齿轮8与拨动杆4带动控制块3转动，压簧5压置在拨动杆4和控制块3上，图中所示的压簧5是一个板弹簧。拨动杆4的一端是不完整齿轮，在拨动齿轮8的带动下转动一定的角度，拨动杆4的另一端连接控制块3。输入轴反向转动时，拨动杆4的另一端带动控制块3旋转，输入轴正向转动时，拨动杆4回到起始位置，在转回到起始位置的过程中，拨动杆4不会带动控制块3转动。
数个离合爪6设置在中心轮1的外周，离合爪6与中心轮1的轮齿可啮合地连接。图中显示了五个离合爪6。设置离合爪6，用以控制中心轮1是否转动。联动件7则是控制五个离合爪6的同步动作。
螺旋形弹簧2设置在联动件7上，联动件7在螺旋形弹簧2的作用下绕中心轮1的轴心转动。螺旋形弹簧2可以有数个，数个螺旋形弹簧2设置在联动件7的外缘。
联动件7有两个相对固定的位置，其中一个位置是对应于中心轮1锁定的位置，该位置是联动件7在螺旋形弹簧2的作用下带动离合爪6将中心轮1锁定的位置，另一个位置是控制块3转动带动联动件7运动，使离合爪6与中心轮1脱开的位置。
本发明的反转变速控制机构通过拨动齿轮8与拨动杆4带动控制块3转动，控制块3再通过联动件7带动数个离合爪6转动，离合爪6将变速器的中心轮1锁定或松开以实现变速。当离合爪6在联动件7的作用下将中心轮1锁定时，变速器以一种速比工作，当离合爪6在联动件7的作用下与中心轮1脱开时，变速器以另一种速比工作。
下面再以行星轮系构成的变速器为例，具体说明本发明的技术方案。这种变速器是基于是否将行星轮系的中心轮锁定实现变速的。
联动件7受到控制块和弹簧的作用，有两个相对固定的位置。其中一个位置是对应于中心轮1锁定的位置，如图2、3中所示，这个位置是联动件7在螺旋形弹簧2的作用下带动离合爪6将中心轮1锁定的位置。如图1、4中所示，另一个位置是控制块3转动带动联动件7运动，使离合爪6与中心轮1脱开的位置。联动件7能带动数个离合爪6同步转动，它的两个相对固定位置分别对应于变速器两种不同的速比。
离合爪6与变速器中心轮1的关系类似于棘轮与棘爪的关系。当离合爪6在联动件7的作用下将中心轮1锁定时，变速器以一种速比工作，当离合爪6在联动件7的作用下与中心轮1脱开时，变速器以另一种速比工作。
拨动齿轮8与拨动杆4带动控制块3转动。为清楚起见，图1至图4中，拨动齿轮8与拨动杆4是示意图，图5是实际使用的拨动齿轮8（部分）与拨动杆4的放大图形。
本发明的反转变速控制机构的工作原理是这样的：图1表示的是输入轴正向转动时拨动杆4所处的最右端的位置。设此时离合爪6与中心轮1是脱开的，中心轮1可以转动，螺旋形弹簧2处于拉伸状态。变速器以一种速比工作。这时，若输入轴反转，就可以改变速比。
拨动杆4上安装有一个恢复弹簧（图中未画出），在恢复弹簧的作用下，不管拨动杆4的位置在右端还是在左端，弹簧的力总是试图将拨动杆4拉向中间位置。所以在图1的位置，输入轴反转时，一开始拨动杆4在恢复弹簧的作用下向左摆动。拨动齿轮8是随输入轴转动而转动的，在拨动杆4向左转动一个小的角度以后，它的不完整齿轮与拨动齿轮8啮合。拨动齿轮8带动拨动杆4继续向左转动，拨动杆4带动控制块3一起围绕控制块3的中心轴转动，控制块3与联动件7脱离。联动件7在螺旋形弹簧2的作用下绕中心轮1的轴心转动，在转动过程中带动五个离合爪6绕它们各自的旋转轴转动。当控制块3转过90°时（反转约30°），离合爪6将中心轮1锁住（见图2），变速器处于另一种速比的状态。
由于拨动杆4是一个不完整齿轮，因此，只要反转角度大于30°，拨动杆4就不再转动，这时控制块3转动的角度是90°。
拨动杆4的构造和压簧5的作用决定了拨动杆4只有在反转时它才能带动控制块3转动。输入轴正向转动时，拨动杆是不会带动控制块3转动的。但输入轴正向转动时，在恢复弹簧和拨动齿轮8共同的作用下，拨动杆4会回到图1中所示的位置，等待下一次反转时再一次变速，如图3所示。这时如反转，拨动齿轮8又带动拨动杆4和控制块3转动使离合爪6与中心轮1脱开，如图4所示，实现又一次变速。这时螺旋形弹簧2又处于拉伸状态。
在图4中所示的位置再正向转动，控制机构又回到图1所示的状态。
图5显示了拨动齿轮8和拨动杆4的齿形及配合关系。
综上所述，本发明的反转变速控制机构采用不完整齿轮，通过输入轴的反转执行动作，只要输入轴反转一次，变速器的速比就改变一次，方便控制，结构简单而可靠。
以上通过行星轮系的变速器说明了本发明的结构及其原理。本领域的工程技术人员都应当知道，这里介绍的不仅是一个反转变速机构，也介绍了一种反转变速的原理，图示的变速机构不是对本发明的限定。只要在以不完整齿轮实现反转或控制块转动控制变速的范围内，对上面实施例的任何变型都将是本发明权利要求的范围。

Claims (3)

1.一种反转变速控制机构，所述机构包括变速器行星轮系的中心轮（1），其特征在于：所述机构还包括拨动杆（4）、控制块（3）、压簧（5）、联动件（7）、数个离合爪（6）、拨动齿轮（8）以及螺旋形弹簧（2），其中联动件（7）和拨动齿轮（8）设置在中心轮（1）的轴心；
所述联动件（7）设有凹槽，在凹槽中设置拨动杆（4）和与拨动杆（4）连接的控制块（3）；
所述拨动齿轮（8）与拨动杆（4）带动控制块（3）转动，压簧（5）压置在拨动杆（4）和控制块（3）上，拨动杆（4）的一端是不完整齿轮，输入轴反向转动时拨动杆（4）的另一端带动控制块（3）旋转，输入轴正向转动时拨动杆（4）回到起始位置且不会带动控制块（3）转动；
所述离合爪（6）设置在中心轮（1）的外周，离合爪（6）与中心轮（1）的轮齿可啮合地连接；
所述螺旋形弹簧（2）设置在联动件（7）上，联动件（7）在螺旋形弹簧（2）的作用下绕中心轮（1）的轴心转动；
所述机构通过拨动齿轮（8）与拨动杆（4）带动控制块（3）转动，控制块（3）再通过联动件（7）带动数个离合爪（6）转动，离合爪（6）将变速器的中心轮（1）锁定或松开以实现变速；
当离合爪（6）在联动件（7）的作用下将中心轮（1）锁定时，变速器以一种速比工作，当离合爪（6）在联动件（7）的作用下与中心轮（1）脱开时，变速器以另一种速比工作。
2.根据权利要求1所述的反转变速控制机构，其特征在于，所述联动件（7）有两个相对固定的位置，其中一个位置是对应于中心轮（1）锁定的位置，该位置是联动件（7）在螺旋形弹簧（2）的作用下带动离合爪（6）将中心轮（1）锁定的位置，另一个位置是控制块（3）转动带动联动件（7）运动，使离合爪（6）与中心轮（1）脱开的位置。
3.根据权利要求1所述的反转变速控制机构，其特征在于，所述螺旋形弹簧（2）有数个，数个螺旋形弹簧（2）设置在联动件（7）的外缘。
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