CN103241340B - 一种永磁式变速驱动装置 - Google Patents
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Abstract
<b>一种永磁式变速驱动装置，包括，箱体；主轴，枢接在箱体上且其两端分别由箱体两端穿出；太阳轮，枢接在主轴上，其上同步联接有驱动链轮；行星架，同步联接在主轴上，其上枢接有至少一个行星齿轮，行星齿轮的内侧与太阳轮啮合；转盘，枢接在主轴上，该转盘的周缘具有与行星齿轮的外侧啮合的内齿圈；至少一内永磁组，内永磁组包括均匀分布于转盘周缘的多个内永磁体；与内永磁组数量相等的外永磁组，外永磁组包括均匀分布于固定盘周缘的多个外永磁体，外永磁体与内永磁体一一对应且极性相反。本发明减少了变速过程中接触式的磨损，其自动变速响应灵敏安全性及可靠性高，并且其操作简单，结构简单，便于安装，具有易于提速及省力等优点。</b>
Description
技术领域
本发明涉及一种永磁式变速驱动装置。
背景技术
随着人们节能环保意识的不断增强，以及机动车废气污染的不断加剧，越来越多的人们开始采用自行车作为交通代步的工具，在骑行过程中锻炼身体及感受更多的娱乐体验。
通常情况下，人们所看重的是自行车的性能，尤其是对于一些变速自行车，其是否省力、变速机构是否灵敏等性能成为人们衡量变速自行车性能的重要指标。
传统的自行车采用单级链传动，遇到上坡骑行或顶风骑行时，会非常费力，甚至于在平坦的路面骑行时，想要提升速度也非常困难，塔盘式的变速装置虽然能够改善上述缺陷，但其安装空间较大，结构较为复杂，易磨损，且操作繁琐，导致塔盘式的变速装置难以普及。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的旨在于提供一种永磁式变速驱动装置，占用的空间小，结构简单，方便使用，同时具有省力、易于提速的优点。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种永磁式变速驱动装置，包括，
箱体；
主轴，主轴枢接在箱体上且其两端分别由箱体两端穿出；
太阳轮，枢接在主轴上，太阳轮上同步联接有驱动链轮；
行星架，同步的联接在主轴上，其上枢接有至少一个行星齿轮，行星齿轮的内侧与太阳轮啮合；
转盘，枢接在主轴上，该转盘的周缘具有与行星齿轮的外侧啮合的内齿圈；
至少一内永磁组，内永磁组包括均匀分布于转盘周缘的多个内永磁体；
与内永磁组数量相等的外永磁组，外永磁组包括均匀分布于固定盘周缘的多个外永磁体，外永磁体与内永磁体一一对应且极性相反。
相互对应的内永磁体和外永磁体相隔1-8mm的间隙。
行星齿轮通过单向轴承枢接在行星架上，单向轴承的内圈连接在行星架上、外圈与行星齿轮同步联接，单向轴承外圈的转动方向与主轴的转动方向相反。
行星架上安装有与行星齿轮数量相等的轴头，行星齿轮通过单向轴承枢接在轴头上。
主轴上螺接有一调节座，调节座与转盘之间安装有一推力球轴承，调节座内沿其径向穿接有一将调节座固定在主轴上的机米螺丝。
箱体上固定有一固定座，该固定座上螺接有一固定盘，外永磁体固定在固定盘上。
每一个外永磁体均安装在固定盘上开设的凹槽中。
每一个内永磁体均嵌置于转盘上开设的凹位中，且内永磁体以螺纹连接的方式固定在凹位中。
太阳轮上一体成型有一枢接于主轴上并套设在主轴外部的轴套，驱动链轮以螺纹连接的方式固定在轴套上。
转盘的外周缘位于内齿圈的外侧安装有多根柔性油针。
转盘上分布有两个内永磁组，该两个内永磁组中的内永磁体在转盘的径向相互错开，箱体上分布有两组外永磁组，两组外永磁组中的外永磁体在箱体的径向相互错开。
本发明的有益效果在于：
相比于现有技术，本发明利用行星传动组件与永磁体配合，大大的减少了变速过程中接触式的磨损，其自动变速响应灵敏，安全性及可靠性高，并且其操作简单，仅靠双脚常规的操作即可实现自动变速，同时，结构简单，占用空间小，便于安装，在启动或爬坡时，其具有易于提速及省力等优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明外永磁组的结构示意图；
其中：10、主轴；11、行星架；12、行星齿轮；13、轴头；14、单向轴承；21、后壳；22、端盖；24、护链罩；25、固定座；26、固定盘；30、驱动链轮；40、太阳轮；41、轴套；50、转盘；51、内齿圈；52、柔性油针；61、推力球轴承；62、调节座；63、轴承托垫；71、内永磁体；72、外永磁体；91、右脚踏杆；92、左脚踏杆。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
参见图1、2，本发明的一种永磁式变速驱动装置，其适用于人力驱动的自行车，包括箱体、主轴10、太阳轮40、行星架11、转盘50、多个内永磁体71和多个外永磁体72；其中，箱体为由后壳21与端盖22组成的封闭结构，主轴10枢接在箱体上，并且主轴10的两端分别由箱体的两端穿出，自行车的左脚踏杆92和右脚踏杆91分别连接在主轴10穿出箱体外部的两端部；太阳轮40枢接在主轴10上，太阳轮40上一体成型有一轴套41，轴套41套在主轴10上，并与主轴10枢接，轴套41的外部枢接在后壳21上，且轴套41由后壳21穿出，自行车的驱动链轮30同步连接在轴套41上，也就是说，自行车的驱动链轮30与太阳轮40同步转动，需要注意的是，为了防止驱动链轮30松动，驱动链轮30以左向螺牙与轴套41固定连接。在后壳21上还固定有护链罩24，该护链罩24罩设在驱动链轮30的外部。行星架11同步联接在主轴10上，其可以是与主轴10一体成型，行星架11上固定安装有两个轴头13，该两个轴头13位于行星架11的等径圆周上，每一个轴头13上均枢接有一行星齿轮12，由于行星架11、主轴10、太阳轮40同轴，所以，两个行星齿轮12分布在太阳轮40的等径圆周上，且行星齿轮12的内侧与太阳轮40啮合。转盘50枢接在主轴10上，转盘50的外周缘具有一内齿圈51，行星齿轮12的外侧与内齿圈51啮合，以上结构中，行星齿轮12、内齿圈51、太阳轮40及主轴组成一个行星传动机构。多个内永磁体71固定在转盘50的周缘，且在转盘50的周缘均匀的分布，多个外永磁体72则固定在端盖22的内表面，并均匀的分布在端盖22的周缘，且外永磁体72与内永磁体71一一对应的相对设置，其二者的磁极相反，每一组相对设置的内永磁体71和外永磁体72之间均形成一个引力磁路，相互之间产生磁性引力，外永磁体72与内永磁体71之间存在一个1-8mm的预调间隙，可调节设置其二者合适的磁性引力满足正常工作的要求。
上述的后壳21和端盖22构成一封闭结构，有效的保护了其内部的部件，更为重要的是，封闭的箱体能防止外界可能跑进的小金属物件被内永磁体71和外永磁体72吸着。
行星齿轮12通过单向轴承14枢接在行星架11上的轴头13上，单向轴承14的内圈连接在行星架11上的轴头13上，外圈则同步联接在行星齿轮12上，单向轴承14只允许使行星齿轮12沿行星轨迹转动的方向与主轴10的转动方向一致，也就是说，单向轴承14外圈的转动方向与左脚踏杆92、右脚踏杆91带动主轴10转动的方向相反。
主轴10上螺接有一调节座62，调节座62与转盘50之间安装有一推力球轴承61，调节座62内沿其径向穿接有一将调节座62固定在主轴10上的机米螺丝，转盘50靠近调节座62的一侧设置有一轴承托垫63，通过旋转调节座62向后挤压推力球轴承61，推动转盘50，来调整抵消外永磁体72与内永磁体71的磁性牵引力造成对转盘50轴向有害的轴向阻力，调整合适后，利用机米螺丝将调节座62锁定在主轴10上。
端盖22的内侧面上固定有一固定座25，该固定座25上螺纹连接有一固定盘26，固定盘26边缘朝向转盘50的一侧设置有多个均匀分布的凹位，多个外永磁体72一一对应的嵌置在位于固定盘26周缘的凹位内；同样的，转盘50朝向固定盘26的一侧开设有均匀分布的多个凹槽，多个内永磁体71一一对应的嵌置在凹槽中，且内永磁体71以螺纹连接的方式固定在凹槽中。可以通过固定盘26与固定座25的螺纹连接关系，旋转固定盘26，调整外永磁体72与内永磁体71的间隙。采用铁质凹槽或凹位内置式外永磁体72和内永磁体71能够确保无漏磁现象，并使外永磁体72与内永磁体71的互相磁性引力得到有效的增强。
转盘50的外周缘位于内齿圈51的外侧安装有多根柔性油针52，在内齿圈51转动时，柔性油针52可将后壳21上的润滑油带传递至内齿圈51和行星齿轮12及整个箱体内运转部件。
本发明中，通过左脚踏杆92和右脚踏杆91输入驱动力，带动主轴10转动，主轴10、行星架11、行星齿轮12、内齿圈51、太阳轮40组成的行星加速齿轮组直接向同步连接在太阳轮40上的驱动链轮30输出转动动力。当自行车处于起步状态或处于上坡路面时，施加给转盘50的瞬间力矩突破内永磁体71和外永磁体72之间的磁性引力场，内齿圈51由原来的固定状态变为随行星架11转动的状态，由于行星齿轮12结合与单向轴承14的单向转动特性，带动太阳轮40由原小力矩在加速状态变换为慢速大力矩驱动状态，此时自行车具有良好的启动及爬坡性能；当脚踏稍停再蹬踏时即自动转回加速档，只要左脚踏杆92和右脚踏杆91带动主轴10传递给内齿圈51的力矩不超过内永磁体71和外永磁体72之间设定的磁性吸引力，则上述驱动装置始终保持自行车加速行驶。
上述永磁式变速驱动装置中的行星传动机构中设置两个行星齿轮12，当然，本实用新型的行星传动机构中也可以仅设置一个行星齿轮12，或设置三个以上的行星齿轮12，当设置两个以上的行星齿轮12时，该多个行星齿轮12分布在行星架11的等径圆周上。
上述方案中，多个内永磁体71在转盘50上排布成一个圆形的内永磁组，多个外永磁体72在固定盘26上排布成一个圆形的外永磁组，也就是说，上述方案中仅仅包括了一个内永磁组和一个外永磁组，根据发明人的实验论证，如有需要，可以在转盘50上设置两个内永磁组，两内永磁组中的内永磁体71在转盘50的径向相互错开，对应的，在固定盘26设置两个外永磁组，外永磁组中的外永磁体72在固定盘26的径向相互错开，以保证内永磁体71和外永磁体72一一对应，当然，也可以是设置三个以上的内永磁组和外永磁组，内永磁体71和外永磁体72可以选择不同的形状，其中以圆形片状的永磁磁铁为最佳。
本发明不仅可以应用于人力驱动的自行车，同样也可以适用于电动助力车，其应用于电动助力车上，可以采用小功率的电机驱动，节省电力，增加助力车的续航能力。
对本领域的专业技术人士来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种永磁式变速驱动装置，其特征在于，包括，
箱体；
主轴，主轴枢接在箱体上且其两端分别由箱体两端穿出；
太阳轮，枢接在主轴上，太阳轮上同步联接有驱动链轮；
行星架，同步的联接在主轴上，其上枢接有至少一个行星齿轮，行星齿轮的内侧与太阳轮啮合；
转盘，枢接在主轴上，该转盘的周缘具有与行星齿轮的外侧啮合的内齿圈；
至少一内永磁组，内永磁组包括均匀分布于转盘周缘的多个内永磁体；
与内永磁组数量相等的外永磁组，外永磁组包括均匀分布于固定盘周缘的多个外永磁体，外永磁体与内永磁体一一对应且极性相反。
2.如权利要求1所述的永磁式变速驱动装置，其特征在于，相互对应的内永磁体和外永磁体相隔1-8mm的间隙。
3.如权利要求1所述的永磁式变速驱动装置，其特征在于，行星齿轮通过单向轴承枢接在行星架上，单向轴承的内圈连接在行星架上、外圈与行星齿轮同步联接，单向轴承外圈的转动方向与主轴的转动方向相反。
4.如权利要求3所述的永磁式变速驱动装置，其特征在于，行星架上安装有与行星齿轮数量相等的轴头，行星齿轮通过单向轴承枢接在轴头上。
5.如权利要求1所述的永磁式变速驱动装置，其特征在于，主轴上螺接有一调节座，调节座与转盘之间安装有一推力球轴承，调节座内沿其径向穿接有一将调节座固定在主轴上的机米螺丝。
6.如权利要求1所述的永磁式变速驱动装置，其特征在于，箱体上固定有一固定座，该固定座上螺接有一固定盘，外永磁体固定在固定盘上。
7.如权利要求6所述的永磁式变速驱动装置，其特征在于，每一个外永磁体均安装在固定盘上开设的凹槽中。
8.如权利要求1所述的永磁式变速驱动装置，其特征在于，每一个内永磁体均嵌置于转盘上开设的凹位中，且内永磁体以螺纹连接的方式固定在凹位中。
9.如权利要求1所述的永磁式变速驱动装置，其特征在于，太阳轮上一体成型有一枢接于主轴上并套设在主轴外部的轴套，驱动链轮以螺纹连接的方式固定在轴套上。
10.如权利要求1所述的永磁式变速驱动装置，其特征在于，转盘的外周缘位于内齿圈的外侧安装有多根柔性油针。
11.如权利要求1所述的永磁式变速驱动装置，其特征在于，转盘上分布有两个内永磁组，该两个内永磁组中的内永磁体在转盘的径向相互错开，箱体上分布有两组外永磁组，两组外永磁组中的外永磁体在箱体的径向相互错开。
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