CN105156664A - 一种多挡变速器及其应用的中心轮棘爪安装结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多挡变速器及其应用的中心轮棘爪安装结构，其中，变速器的挡位控制组件包括操纵装置及若干执行装置，操纵装置包括转动设置在输出轮毂端部的锯齿部件，所述锯齿部件驱动若干棘爪杆，所述棘爪杆可转动地嵌装在主轴轴向开设的凹槽中，一端与所述锯齿部件接触，通过锯齿部件控制棘爪杆转动，操纵棘爪杆另一端连接的对应中心轮的棘爪摆动，进而通过棘爪控制对应中心轮与主轴离合，棘爪杆通过旋转拨动棘爪进行挡位切换，磨损小、反应速度灵敏。本发明对于较小尺寸的中心轮采用设置延长套的方式安装棘爪，可降低内齿圈的直径，进一步可有效缩减内变速器的尺寸，有利于变速器的轻量化设计。

Description

一种多挡变速器及其应用的中心轮棘爪安装结构

技术领域

本发明属于变速器技术领域，具体涉及一种多挡变速器及其应用的中心轮棘爪安装结构。

背景技术

自行车的内变速器的挡位控制机构是通过控制行星齿轮机构中的中心齿轮或行星架或内齿圈的咬合或分开实现不同的传动速比，应用在自行车内变速器上的离合机构通常是棘爪式超越离合器，传统的内变速器单独地控制行星齿轮机构的齿轮之间离合器的棘爪动作实现变速，因此在控制变挡过程中，需要设置多个操纵机构实现，操作复杂且占用空间大。

申请号为201310585100.0的中国专利文献公开了一种自行车内变速器，其换挡执行机构采用轴向的轴控棘爪杆和中控棘爪杆，通过轴向直线滑移来实现离合棘爪的动作，直线滑移的摩擦阻力大，容易磨损。此外该方案需通过离合器控制行星架离合，控制复杂且占用空间大，加大变速器尺寸及重量。

同时，由于内变速器是通过行星齿轮系进行传动，在设计传动比的时候，由于中心轮需要套装在主轴上，在保证主轴强度及装配条件下，需选用较大齿数中心轮，保证中心轮内圆有空间设置棘爪离合机构，需要相对地将内齿圈及行星架做大，导致内变速器的外壳尺寸无法进一步缩小，不利于自行车变速器结构轻量化的实现。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有的自行车内变速器换挡机构存在的缺陷，提供一种新型的多挡变速器及其应用的中心轮棘爪安装结构，改变内变速器换挡机构的同时，能够缩减变速器的整体尺寸及重量。

本发明采用如下技术方案实现：

一种多挡变速器，包括主轴1、动力输入组件、动力传递组件、挡位控制组件及输出轮毂8；所述动力输入组件由飞轮7输入动力，并通过飞轮座6与动力传递组件连接；所述动力传递组件包括至少一组装配在主轴1上的行星齿轮系，其中行星齿轮系的中心轮套装在主轴1上，在主轴上设有弹性收缩的棘爪，与中心轮内圆设置的棘齿配合，行星齿轮系的输入端连接飞轮座6，输出端连接输出轮毂8；

其中，所述挡位控制组件包括操纵装置及若干执行装置；

所述操纵装置包括转动设置在输出轮毂8端部的锯齿部件，所述锯齿部件的锯齿朝径向设置；

所述执行装置为若干棘爪杆，所述棘爪杆可转动地嵌装在主轴1轴向开设的凹槽中，一端与所述锯齿部件接触，锯齿部件直接或通过摇杆控制棘爪杆转动，操纵棘爪杆另一端连接的对应中心轮的棘爪摆动，进而通过棘爪控制对应中心轮与主轴1离合。

进一步的，所述操纵装置还包括控制器外壳2，所述控制器外壳2和锯齿部件紧固连接并转动装配于支撑座30上，所述控制器外壳2与换挡操作部件连接，带动锯齿部件一同转动，所述锯齿部件设置环状内齿，直接或通过摇杆与棘爪杆端部的凸块接触。

进一步的，所述换挡操作部件为连接控制器外壳2的拉绳或电机,拉绳或电机带动控制器外壳旋转，其中拉绳直接安装于控制器外壳2外圆上的拉绳导向槽68内，所述操纵该装置还包括控制器扭簧28，扭力与拉绳旋转方向相反，用于锯齿部件的反向旋转，实现挡位的反向控制。

在本发明中，所述操纵装置还包括用于安装摇杆的控制器摇杆座4，所述控制器摇杆座4紧固安装于主轴1上，所述摇杆通过销轴铰支在控制器摇杆座4上，摇杆两端分别与锯齿部件的锯齿轮廓和棘爪杆端部的凸块接触；所述控制器摇杆座4上还设有同一圆弧上的起始凸块71和终止凸块72，所述锯齿部件上设有挡块73，所述挡块73位于起始凸块71和终止凸块72之间。所述起始凸块71和终止凸块72的范围包括锯齿部件控制的所有挡位的位置，避免锯齿部件转动超位。

优选的，所述摇杆与棘爪杆凸块接触的端部为圆弧，棘爪端部的凸块倒圆角与摇杆接触；摇杆另一端凸起的两侧为夹角平面，与锯齿部件的锯齿轮廓配合。

在本发明中，动力传递组件中有至少一组双联行星齿轮，其两对中心轮的离合时序规律刚好相反，大齿数中心轮与主轴1之间装配单向离合器，小齿数中心轮与主轴1之间装配棘爪，并通过一组挡位控制组件控制。当小齿数中心轮固定时，大齿数中心轮被超速，单向离合装置失效，大齿数中心轮处于自由状态；当小齿数中心轮处于自由状态时，单向离合装置起作用，大齿数中心轮处于固定状态。

进一步的，所述单向离合器包括中心轮单向保持架座32、单向保持架60、单向保持架扭簧61、滚珠62；其中中心轮单向保持架座32紧固装配于主轴1上，单向保持架60将滚珠62装配于中心轮单向保持架座的对应槽内，单向保持架扭簧61作用于单向保持架60上，使滚珠处于中心轮单向保持架座锯齿高位；各滚珠与中心轮内圆接触。

作为本发明的一种优选技术方案，所述棘爪杆与棘爪为一体结构。

作为本发明的另一种优选技术方案，所述棘爪杆与棘爪为分体结构，所述棘爪与棘爪杆连接的侧面设有一圆弧面凸起，所述棘爪杆与棘爪接触端设有一平面凸块，并与棘爪上的圆弧面凸起接触。

本发明还公开了一种使用在上述多挡变速器的中心轮棘爪安装结构，具体的，所述中心轮沿轴向设有一延长套，所述延长套内圆直径大于中心轮内圆直径，在所述延长套内圆设有棘齿，所述棘爪通过中心轮棘爪座40设置在延长套和主轴之间，所述棘爪通过棘爪弹簧安装在中心轮棘爪座的半圆槽中，所述中心轮棘爪座40与主轴固连，其上设有一个棘爪控制部件，用于控制棘爪与中心轮的离合，所述棘爪控制部件一端与嵌装在主轴内的棘爪杆端部凸块接触，另一端与棘爪接触。

优选的，所述棘爪控制部件为控制鱼尾42，所述控制鱼尾42为弧形杠杆结构，通过控制鱼尾销44铰支在中心轮棘爪座40上，所述控制鱼尾一端贴近主轴并与棘爪杆端部的凸块接触，另一端的弧面与棘爪表面接触。

另一优选的，所述棘爪控制部件为中心轮控制环，所述中心轮控制环通过控制环扭簧转动套设在棘爪表面，其内圆设有接触棘爪表面的棘爪控制槽，所述中心轮控制环内圆还设有贴近主轴的控制环拨动凸起，所述控制环拨动凸起与嵌装在主轴上的棘爪杆端部的凸块接触。棘爪杆旋转带动控制环拨动凸起使控制环旋转，通过棘爪控制槽控制棘爪转动，实现棘爪与中心轮的离合。

本发明的挡位切换时，棘爪杆做旋转运动，相比较直线滑移，本发明的棘爪杆的磨损更小，并且棘爪控制的反应更灵敏，换挡更迅速。且本发明只需控制各中心轮，无需离合器控制行星架，控制更简单可靠，且可缩小变速器空间，减轻内变速器重量。

结合本发明应用的中心轮棘爪安装结构，可使用较小齿数的中心轮，来实现内变速器较大传动比的挡位，应用该中心轮棘爪安装机构，可降低行星架及内齿圈的直径，进一步可有效缩减内变速器的尺寸，有利于变速器的轻量化设计。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明实施的十速内变速器的内部结构示意图。

图2为十速内变速器的操纵装置示意图。

图3为十速内变速器的操纵装置外部示意图。

图4为操纵装置中的锯齿部件的示意图a。

图5为操纵装置中的锯齿部件的示意图b。

图6为操纵装置中的控制器内套始末位置示意图。

图7为一体式棘爪杆示意图。

图8为分体式棘爪杆示意图。

图9为十速内变速器的第二中心轮的主剖视图。

图10为十速内变速器的第二中心轮的截面剖视图。

图11为十速内变速器中应用本发明的中心轮棘爪安装结构的中心轮外部示意图。

图12为采用中心轮控制环的中心轮棘爪安装结构剖视图。

图13为采用控制鱼尾的中心轮棘爪安装结构剖视图，为棘爪弹出状态示意图。

图14为采用控制鱼尾的中心轮棘爪安装结构剖视图，为棘爪压制状态示意图。

图15为十速内变速器的中心轮与挡位的配合时序对照表。

具体实施方式

实施例

本实施例以自行车十速内变速器进行说明，参见图1至图5，本实施例的内变速器包括主轴1、动力输入组件、动力传递组件、挡位控制组件及输出轮毂8。

动力输入组件包括飞轮7、飞轮座6、飞轮卡簧，飞轮7紧固装配于飞轮座6上，自行车动力通过飞轮7带动飞轮座6旋转。动力输入组件由飞轮7输入自行车动力，并通过飞轮座6传递至动力传递组件；飞轮座6与行星齿轮系第一行星架9紧固连接，动力通过飞轮座6传递至第一行星架9。

内十速变速器动力传递组件由三组双排行星齿轮系组成，包括两个行星架、三组双联行星轮、五个中心轮、三个单向离合器、两个内齿圈，行星齿轮系输入端连接飞轮座6，输出端连接输出轮毂8；输出轮毂8一端通过第一珠架50旋转支撑于左固定螺母29上，左固定螺母29螺旋装配于主轴1上；一端通过第二珠架51旋转支撑于飞轮座6上；飞轮座6通过第三珠架52旋转支撑于支撑座30上。

在本实施例中，第一行星轮23和第二行星轮12内齿圈为一个零件，但有两种齿形。第一行星架9一端与飞轮座6紧固，二者同轴同速旋转；另一端通过第一单向离合器11与第一内齿圈10相连。第一行星轮23通过第一行星轮销轴27安装于第一行星架9上，第二行星轮12和第三行星轮19分别通过第二行星轮销轴25和第三行星轮销轴26安装于第二行星架17上；第一内齿圈10安装于第一行星轮23大齿轮上和第二行星轮12小齿轮上；第二内齿圈16安装于第三行星轮19大齿轮上；第二单向离合器14安装于单向离合器座13，单向离合器座13紧固安装于第二行星架17上；第三单向离合器15安装于第二内齿圈16上；第二单向离合器14和第三单向离合器15与输出轮毂8相连，将动力传动至输出轮毂8。

挡位控制组件包括控制器外壳2、控制器锯齿圈3、控制器内套5、控制器摇杆座4、控制器扭簧28及各中心轮控制装置。用于控制五个中心轮的离合配合关系，从而实现十个不同传动比的输出。

挡位控制组件包括操纵装置及若干执行装置，具体结合参见图2和图3，挡位控制组件操纵装置包括控制器外壳2、控制器内套5和控制器锯齿圈3，三者紧固装配，控制器内套5装配于支撑座30上，工作时三者同时同速绕主轴旋转。其中控制器外壳2外部与控制拉绳67连接，内部与控制器内套5紧固，用于将控制拉绳67的旋转动力传递至控制器内套5，输入挡位控制扭力；控制器锯齿圈3与控制器内套5紧固。控制器内套5和控制器锯齿圈3均为锯齿部件，在控制器内套5和控制器锯齿圈3的内圈上均设有锯齿，二者通过锯齿轮廓变化驱动挡位控制组件执行装置，从而控制各行星齿轮系中心轮的离合，实现挡位变换。

控制器外壳2外侧设有拉绳导向槽68和拉绳固定孔，拉绳固定件固69定于拉绳固定孔内，控制拉绳67可直接安装于控制器外壳2上，无须通过中间转接机构控制，可直接通过指拨或转拨操纵控制器外壳2的旋转角度，实现挡位控制。控制器外壳2上设有注油孔70，用于滑润油的注入。

根据行星齿轮系传动比设计规律，不同的中心轮采用不同的执行装置。中心轮内圆设有一定方向的棘齿，用于与棘爪配合，实现某一方向的中心轮止动控制。

在内变速器的装配中，输出轮毂8与左固定螺母29之间、输出轮毂8与飞轮座6之间、飞轮座6与控制器内套5之间、控制器外壳2与主轴1之间、控制器外壳2与控制器内套5之间依次设有第一密封圈53、第二密封圈54、第三密封圈55、第四密封圈56和第五密封圈57，保证内变速器内部润滑油不泄露。

行星齿轮系第二行星架17上的第二内齿圈16及单向离合器座13分别通过第三单向离合器15和第二单向离合器14与输出轮毂8配合，将行星齿轮系所传递的不同传动比动力传递至输出轮毂8。

结合参见图4和图5，挡位控制组件的操纵装置还包括控制器摇杆座4、控制器扭簧28，其中控制器摇杆座4紧固安装于主轴1上，用于安装控制执行装置中的控制器摇杆；控制器扭簧28安装于主轴1和控制器内套5上，用于控制器的反向旋转，实现挡位反向控制。

控制器摇杆座4与控制器内套5之间设有挡位初始位置和终止位置，用于控制器旋转时初始和终止位置定位。参见图6，所述控制器摇杆座4上还设有同一圆弧上的起始凸块71和终止凸块72，所述锯齿部件上设有挡块73，所述挡块73位于起始凸块71和终止凸块72之间。所述起始凸块71和终止凸块72的范围包括锯齿部件控制的所有挡位的位置，避免锯齿部件转动超位。

本实施例中的各棘爪杆为一体式，如图7所示，圆柱形的棘爪杆一端为棘爪，另一端为与凸轮连接的凸块，也可以采用图8所示的分体式，即棘爪杆与棘爪分离，其中棘爪杆由挡位控制组件操纵装置控制，棘爪杆端部设有压制棘爪的凸轮结构，与棘爪轴线延伸凸块接触，通过棘爪杆转动实现棘爪的弹起和压制，从而控制中心轮的离合。

在本实施例中，第一中心轮24由第一控制棘爪38进行控制。第一控制棘爪38安装于主轴1上，可绕主轴1上半圆孔旋转一定角度，且装有第一控制棘爪弹簧37，使第一控制棘爪38处于弹起状态。第一控制棘爪38一端与第一中心轮24内棘齿配合，另一端与控制器内套5锯齿配合，当控制内套5旋转时，其锯齿变化控制第一控制棘爪38的弹起与压制，从而实现第一中心轮24的离合控制，具体如图5所示。

参见图9和图10，第二中心轮22由中心轮单向保持架座32、单向保持架60、滚珠62、单向保持架扭簧61组成的单向离合器进行控制。第二中心轮22和第三中心轮21与第二行星轮12啮合，二者运动规律刚好相反，利用其规律可通过单向离合器控制第二中心轮22离合。

中心轮单向保持架座32与主轴1紧配，中心轮单向保持架座32内圆有一凸起，与主轴1上的沟槽配合，防止转动，且内圆的另一作用是压制第三棘爪杆34、第四棘爪杆35和第五棘爪杆36，防止棘爪杆径向移动，保证棘爪杆控制精度。

第三中心轮21和第四中心轮20由控制器摇杆、棘爪杆、弹簧进行控制。其中第三中心轮21的控制器摇杆39安装于控制器摇杆座4上，绕控制器摇杆座上的销轴旋转，第四中心轮控制器摇杆31安装于控制器摇杆座4另一面，绕控制器摇杆座上的销孔旋转；第三棘爪杆33和第四棘爪杆34分别安装于主轴1上，并可绕主轴1上半圆孔旋转一定角度；第三棘爪弹簧65安装于第三棘爪杆33控制器端，使第三棘爪杆33处于弹起状态，第四棘爪弹簧35安装于第四棘爪杆34中心轮端，使其处于弹起状态。棘爪杆中心轮端棘齿与中心轮内圆棘齿配合，控制器端棘齿与控制器摇杆配合，控制器摇杆与控制器内套和控制器锯齿圈锯齿配合。通过控制器内套和控制器锯齿圈上的锯齿变化，带动控制器摇杆旋转，从而控制棘爪杆的旋转，实现中心轮的离合控制，具体如图4所示。控制器摇杆与棘爪杆操纵端接触轨迹也有要求，当控制器摇杆端为圆弧，棘爪杆端为倒圆角时，二者配合最省力；

本实施例的第五中心轮实现的传动比最大，因此第五中心轮的齿数和直径较小，应用本发明的第五中心轮棘爪安装结构，如图11-13所示，第五中心轮18沿轴向设有一延长套84，延长套84内圆直径大于第五中心轮18内圆直径，在延长套84内圆设有棘齿，第五中心轮棘爪41通过第五中心轮棘爪座40设置在延长套和主轴之间，第五中心轮棘通过棘爪弹簧安装在中心棘爪座的半圆槽中，第五中心轮棘爪座40与主轴固连，第五中心轮棘爪座40上设有限制棘爪位置的棘爪控制部件，棘爪控制部件一端与嵌装在主轴内的第五棘爪杆36接触，另一端压制第五中心轮棘爪41。

参见图12，第五中心轮棘爪41的限位部件采用中心轮控制环81，中心轮控制环通过控制环扭簧转动套设在棘爪表面，其内圆设有紧贴棘爪表面的棘爪控制槽，中心轮控制环内圆还设有贴近主轴的控制环拨动凸起，控制环拨动凸起与嵌装在主轴上的棘爪杆端部的凸块接触。，中心轮棘爪座40通过棘爪座定位销44紧固于主轴1上，第五中心轮棘爪41安装于中心轮棘爪座40半圆槽上，并由第五中心轮棘爪弹簧43控制其弹起。挡位切换时，第五棘爪杆36转动时拨动控制环拨动凸起83，使第五中心轮控制环81旋转，第五中心轮控制环81上的棘爪控制槽82控制第五中心轮棘爪41的弹起或压制，从而实现第五中心轮18的离合。控制环扭簧80用于第五中心轮控制环81的回位控制。

参见图13和图14，第五中心轮棘爪41的棘爪控制部件采用控制鱼尾42，控制鱼尾42为弧形杠杆结构，第五中心轮18由控制器摇杆39、第五棘爪杆36、控制鱼尾42、中心轮棘爪座40、第五中心轮棘爪41、第五中心轮棘爪弹簧43进行控制。控制器摇杆39安装于控制器摇杆座4上，绕控制器摇杆座4上的销轴旋转；第五棘爪杆36安装于主轴1上，绕主轴槽旋转一定角度；第五棘爪杆36控制器端安装有第五棘爪弹簧66，用于使第五棘爪杆弹起；中心轮棘爪座40通过棘爪座定位销44紧固安装于主轴1上；控制鱼尾42通过控制鱼尾销45安装于中心轮棘爪座40上，第五中心轮棘爪41安装于中心轮棘爪座40上的半圆槽上，绕半圆槽旋转一定角度；第五中心轮棘爪弹簧43一端安装于中心轮棘爪座40上，一端安装于第五中心轮棘爪41上，用于弹起第五中心轮棘爪41。其中控制鱼尾42绕控制鱼尾销45旋转，一端与第五棘爪杆36相连，另一端与第五中心轮棘爪41相连。通过控制器锯齿圈3上的锯齿变化，带动控制器摇杆39旋转，从而控制第五棘爪杆36旋转，带动控制鱼尾42旋转，进而控制第五中心轮棘爪41的弹起与压制，实现第五中心轮的离合控制。

第五中心轮18采用侧面控制方法，而没有在齿轮内圆进行控制，应用该方法可使第五中心轮18内径尽量做小，从而使整个行星齿轮系小，内变速器输出轮毂也相应做小。且采用该方式装配更为方便可靠。

图15结合参见图14，本实施例的内十速变速器工作流程如下：

动力通过飞轮7带动飞轮座6转动，从而带动第一行星架9转动。当第一中心轮24固定时，第一单向离合器11被超速，动力从第一行星轮23大齿轮输出，带动第一内齿圈10转动；当第一中心轮24自由时，动力由第一行星架9上的第一单向离合器11传递至第一内齿圈10；

第一内齿圈10带动第二行星轮12转动，从而带动第二行星架17转动。通过控制第二中心轮22和第三中心轮21的离合，实现不同传动比输出；

第二行星架17带动第三行星轮19转动，当第四中心轮20和第五中心轮18自由时，动力由第二单向离合器14输出至输出轮毂8，当第四中心轮20或第五中心轮18有一个固定时，动力由第三行星轮19带动第二内齿圈16转动，通过第三单向离合器15输出至输出轮毂8。

挡位控制组件通过控制五个中心轮的固定与自由关系，实现不同传动比的输出。其中控制器锯齿圈3控制第三中心轮21和第五中心轮18，控制器内套5控制第一中心轮24和第四中心轮20，第二中心轮22由单向离合装置控制。内十速挡位变换过程如下：

第一挡：控制器外壳2处于初始位置，

控制器锯齿圈3锯齿使第三棘爪杆33处于弹起状态，第三棘爪杆33棘爪卡紧第三中心轮21，使第三中心轮21固定；

控制器锯齿圈3锯齿使第五棘爪杆36处于压下状态，从而压制控制鱼尾42，使第五中心轮棘爪41处于压制状态，第五中心轮18自由；

控制器内套5锯齿使第一控制棘爪38处于弹起状态，卡紧第一中心轮24，使第一中心轮24固定；

控制器内套5锯齿使第四中心轮控制器摇杆31处于弹起状态，第四棘爪杆34也处于弹起状态，第四棘爪杆34上的棘齿卡紧第四中心轮20，第四中心轮20固定；

根据行星轮运行规律，第二中心轮22被第三中心轮21超速，第二中心轮22处于自由状态。

第二挡：控制器外壳2旋转一个控制位角度，控制器锯齿圈3及控制器内套5锯齿变化改变各棘爪杆状态，

第一中心轮处于卡紧状态，第二中心轮处于卡紧状态，第三中心轮处于自由状态，第四中心轮处于卡紧状态，第五中心轮处于自由状态；

第三挡：控制器外壳再旋转一个控制位角度，

第一中心轮处于卡紧状态，第二中心轮处于自由状态，第三中心轮处于卡紧状态，第四中心轮处于自由状态，第五中心轮处于卡紧状态；

第四挡：控制器外壳再旋转一个控制位角度，

第一中心轮处于卡紧状态，第二中心轮处于卡紧状态，第三中心轮处于自由状态，第四中心轮处于自由状态，第五中心轮处于卡紧状态；

第五挡：控制器外壳再旋转一个控制位角度，

第一中心轮处于卡紧状态，第二中心轮处于自由状态，第三中心轮处于卡紧状态，第四中心轮处于自由状态，第五中心轮处于自由状态；

第六挡：控制器外壳再旋转一个控制位角度，

第一中心轮处于卡紧状态，第二中心轮处于卡紧状态，第三中心轮处于自由状态，第四中心轮处于自由状态，第五中心轮处于自由状态；

第七挡：控制器外壳再旋转一个控制位角度，

第一中心轮处于自由状态，第二中心轮处于自由状态，第三中心轮处于卡紧状态，第四中心轮处于自由状态，第五中心轮处于卡紧状态；

第八挡：控制器外壳再旋转一个控制位角度，

第一中心轮处于自由状态，第二中心轮处于卡紧状态，第三中心轮处于自由状态，第四中心轮处于自由状态，第五中心轮处于卡紧状态；

第九挡：控制器外壳再旋转一个控制位角度，

第一中心轮处于自由状态，第二中心轮处于自由状态，第三中心轮处于卡紧状态，第四中心轮处于自由状态，第五中心轮处于自由状态；

第十挡：控制器外壳再旋转一个控制位角度，

第一中心轮处于自由状态，第二中心轮处于卡紧状态，第三中心轮处于自由状态，第四中心轮处于自由状态，第五中心轮处于自由状态。

本发明以内十速变速器为例，但不局限于内十速变速器，本领域的技术人员应该明白，本发明所涉及的内变速器应该不限定于上述速别的变速器，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在其他速别的内变速器上对本发明所作出的各种应用，都属于本发明的保护范围。同时，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (12)

1.一种多挡变速器，包括主轴(1)、动力输入组件、动力传递组件、挡位控制组件及输出轮毂(8)；

所述动力输入组件由飞轮(7)输入动力，并通过飞轮座(6)与动力传递组件连接；

所述动力传递组件包括至少一组装配在主轴(1)上的行星齿轮系，其中行星齿轮系的中心轮套装在主轴(1)上，在主轴上设有弹性收缩的棘爪，与中心轮内圆设置的棘齿配合，行星齿轮系的输入端连接飞轮座(6)，输出端连接输出轮毂(8)；

其特征在于：

所述挡位控制组件包括操纵装置及若干执行装置；

所述操纵装置包括转动设置在输出轮毂(8)端部的锯齿部件，所述锯齿部件的锯齿朝径向设置；

所述执行装置为若干棘爪杆，所述棘爪杆可转动地嵌装在主轴(1)轴向开设的凹槽中，一端与所述锯齿部件接触，锯齿部件直接或通过摇杆控制棘爪杆转动，操纵棘爪杆另一端连接的对应中心轮的棘爪摆动，进而通过棘爪控制对应中心轮与主轴(1)离合。

2.根据权利要求1所述的一种多挡变速器，所述操纵装置还包括控制器外壳(2)，所述控制器外壳(2)和锯齿部件紧固连接并转动装配于支撑座(30)上，所述控制器外壳(2)与换挡操作部件连接，带动锯齿部件一同转动，所述锯齿部件设置环状内齿，直接或通过摇杆与棘爪杆端部的凸块接触。

3.根据权利要求2所述的一种多挡变速器，所述换挡操作部件为连接控制器外壳(2)的拉绳或电机,拉绳或电机带动控制器外壳旋转，其中拉绳直接安装于控制器外壳(2)外圆上的拉绳导向槽(68)内，所述操纵该装置还包括控制器扭簧(28)，扭力与拉绳旋转方向相反，用于锯齿部件的反向旋转，实现挡位的反向控制。

4.根据权利要求2所述的一种多挡变速器，所述操纵装置还包括用于安装摇杆的控制器摇杆座(4)，所述控制器摇杆座(4)紧固安装于主轴(1)上，所述摇杆通过销轴铰支在控制器摇杆座(4)上，摇杆两端分别与锯齿部件的锯齿轮廓和棘爪杆端部的凸块接触；所述控制器摇杆座(4)上还设有同一圆弧上的起始凸块(71)和终止凸块(72)，所述锯齿部件上设有挡块(73)，所述挡块(73)位于起始凸块(71)和终止凸块(72)之间。

5.根据权利要求4所述的一种多挡变速器，所述摇杆与棘爪杆凸块接触的端部为圆弧，棘爪端部的凸块倒圆角与摇杆接触；摇杆另一端凸起的两侧为夹角平面，与锯齿部件的锯齿轮廓配合。

6.根据权利要求1所述的一种多挡变速器，动力传递组件中有至少一组双联行星齿轮，其两对中心轮的离合时序规律刚好相反，大齿数中心轮与主轴(1)之间装配单向离合器，小齿数中心轮与主轴(1)之间装配棘爪，并通过一组挡位控制组件控制。

7.根据权利要求6所述的一种多挡变速器，所述单向离合器包括中心轮单向保持架座(32)、单向保持架(60)、单向保持架扭簧(61)、滚珠(62)；

其中中心轮单向保持架座(32)紧固装配于主轴(1)上，单向保持架(60)将滚珠(62)装配于中心轮单向保持架座的对应槽内，单向保持架扭簧(61)作用于单向保持架(60)上，使滚珠处于中心轮单向保持架座锯齿高位；各滚珠与中心轮内圆接触。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种多挡变速器，所述棘爪杆与棘爪为一体结构。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的一种多挡变速器，所述棘爪杆与棘爪为分体结构，所述棘爪与棘爪杆连接的侧面设有一圆弧面凸起，所述棘爪杆与棘爪接触端设有一平面凸块，并与棘爪上的圆弧面凸起接触。

10.一种权利要求1-9中的多挡变速器应用的中心轮棘爪安装结构，其特征在于：所述中心轮沿轴向设有一延长套，所述延长套内圆直径大于中心轮内圆直径，在所述延长套内圆设有棘齿，所述棘爪通过中心轮棘爪座(40)设置在延长套和主轴之间，所述棘爪通过棘爪弹簧安装在中心轮棘爪座的半圆槽中，所述中心轮棘爪座(40)与主轴固连，其上设有一个棘爪控制部件，用于控制棘爪与中心轮的离合，所述棘爪控制部件一端与嵌装在主轴内的棘爪杆端部凸块接触，另一端与棘爪接触。

11.根据权利要求10所述的中心轮棘爪安装结构，所述棘爪控制部件为控制鱼尾(42)，所述控制鱼尾(42)为弧形杠杆结构，通过控制鱼尾销(44)铰支在中心轮棘爪座(40)上，所述控制鱼尾一端贴近主轴并与棘爪杆端部的凸块接触，另一端的弧面与棘爪表面接触。

12.根据权利要求10所述的中心轮棘爪安装结构，所述棘爪控制部件为中心轮控制环，所述中心轮控制环通过控制环扭簧转动套设在棘爪表面，其内圆设有接触棘爪表面的棘爪控制槽，所述中心轮控制环内圆还设有贴近主轴的控制环拨动凸起，所述控制环拨动凸起与嵌装在主轴上的棘爪杆端部的凸块接触。