CN106949202B - 一种双轮驱动棘爪移动式换挡多挡变速装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双轮驱动棘爪移动式换挡多挡变速装置，包括：中心传动轴、换挡机构、数套行星变速器及动力输入轴，每套行星变速器包括：中心轮、行星架、行星轮及齿圈，所述行星变速器包括：起始行星变速器、末端行星变速器及至少一套中间行星变速器，所述起始行星变速器的行星架与中间行星变速器的齿圈一体成型或固定连接，所述末端行星变速器的齿圈与中间行星变速器的行星架一体成型或固定连接，所述换挡机构包括棘轮、棘爪件架及安装于棘爪件架上的至少一个棘爪件，所述棘轮分别设置于起始行星变速器、中间行星变速器及末端行星变速器上，从而大大提高了换挡的操控性及稳定性。

Description

一种双轮驱动棘爪移动式换挡多挡变速装置
【技术领域】
本发明涉及自行车技术领域，具体涉及一种双轮驱动棘爪移动式换挡多挡变速装置。
【背景技术】
现有技术中的双轮自行车变速换挡一般都是通过用脚移动踩踏件来实现的，具体结构是在踩踏件上设置换挡内花键，然后在行星变速器的各主要部件上分别设置与换挡内花键相配合的换挡外花键，通过用脚移动踩踏件，使得踩踏件上的换挡内花键分别与行星变速器各主要部件上的换挡外花键相配合来实现换挡，该种花键式啮合的换挡方式存在以下缺陷：1、由于结构的限制，为了使得踩踏件能够左右移动换挡，踩踏件的中间位置需要留有空隙，因此整个结构也就不够紧凑；2、该种换挡方式使得行星变速器内需要设置超越离合器；3、花键对接难度相对较高，因此不论换挡操控性还是换挡稳定性均是较差的。
因此，有必要提供一种解决上述技术问题的双轮驱动棘爪移动式换挡多挡变速装置。
【发明内容】
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种结构紧凑、换挡稳定性好的双轮驱动棘爪移动式换挡多挡变速装置。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种双轮驱动棘爪移动式换挡多挡变速装置，包括：中心传动轴、换挡机构、数套并排设置的行星变速器及套设于中心传动轴上的动力输入轴，每套行星变速器包括：中心轮、行星架、行星轮及齿圈，数套行星变速器的中心轮一体成型或固定连接从而形成一个中心轮组合件，该中心轮组合件套设于中心传动轴上并与车架相固定，所述行星变速器包括：起始行星变速器、末端行星变速器及位于起始行星变速器与末端行星变速器之间的至少一套中间行星变速器，所述末端行星变速器的行星架与中心传动轴一体成型或固定连接或者所述起始端行星变速器的齿圈与中心传动轴一体成型或固定连接，所述起始行星变速器的行星架与中间行星变速器的齿圈一体成型或固定连接，所述末端行星变速器的齿圈与中间行星变速器的行星架一体成型或固定连接，所述换挡机构包括棘轮、棘爪件架及安装于棘爪件架上的至少一个棘爪件，所述棘爪件架与动力输入轴一体成型或固定连接，所述棘爪件架上设有用于控制棘爪件初始位置的弹性件，所述棘轮设置在行星变速器的齿圈或行星架上。
优选地，本发明中的一种双轮驱动棘爪移动式换挡多挡变速装置进一步设置为：当中间行星变速器的套数为两套及两套以上时，每两相邻的中间行星变速器中，其中一套中间行星变速器的行星架与另一套中间行星变速器的齿圈一体成型或固定连接。
优选地，本发明中的一种双轮驱动棘爪移动式换挡多挡变速装置进一步设置为：所述棘爪件架呈圆环状设置，所述棘爪件架上开设有数个凹槽，所述棘爪件收容于该凹槽内并通过销安装于棘爪件架上。
优选地，本发明中的一种双轮驱动棘爪移动式换挡多挡变速装置进一步设置为：所述中心传动轴的一端设有端盖及并紧螺母，所述端盖与中心轮组合件固定连接，所述端盖与车架相固定。
优选地，本发明中的一种双轮驱动棘爪移动式换挡多挡变速装置进一步设置为：所述弹性件为弹簧、扭簧或弹片。
优选地，本发明中的一种双轮驱动棘爪移动式换挡多挡变速装置进一步设置为：所述棘爪件上设有与棘轮相配合的棘爪部，所述棘爪部上设有啮合导向面。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明中的双轮驱动棘爪移动式换挡多挡变速装置将传统的花键式换挡机构改成棘爪式换挡机构，采用棘爪式换挡机构后不仅结构紧凑，换挡操控方便而且换挡稳定性也大大提升，另外本发明中的棘爪式换挡机构还可以作为超越离合器使用，而无需在在传动系统内再使用超越离合器，因此大大简化了结构。
【附图说明】
图1是本发明中双轮驱动棘爪移动式换挡多挡变速装置的主视结构示意图。
图2是本发明中双轮驱动棘爪移动式换挡多挡变速装置的剖视结构示意图。
图3是本发明中双轮驱动棘爪移动式换挡多挡变速装置的分解结构示意图。
图中：1、中心传动轴，2、换挡机构，20、棘爪件架，200、凹槽，21、棘爪件，210、棘爪部，211、啮合导向面，22、第一棘轮，23、第二棘轮，24、第三棘轮，25、第四棘轮，3、行星变速器，30、起始行星变速器，300、第一中心轮，301、第一行星架，302、第一行星轮，303、第一齿圈，31、中间行星变速器，310、第二中心轮，311、第二行星架，312、第二行星轮，313、第二齿圈，32、末端行星变速器，320、第三中心轮，321、第三行星架，322、第三行星轮，323、第三齿圈，4、动力输入轴，5、端盖，6、并紧螺母。
【具体实施方式】
下面通过具体实施例对本发明所述的一种双轮驱动棘爪移动式换挡多挡变速装置作进一步的详细描述。
参图1至图3所示，一种双轮驱动棘爪移动式换挡多挡变速装置，包括：中心传动轴1、换挡机构2、安装于中心传动轴1上的三套并排设置的行星变速器3及套设于中心传动轴1上的动力输入轴4，所述动力输入轴4与传动轮相连接，所述中心传动轴1的一端设有端盖5及并紧螺母6。
所述行星变速器3包括：从右向左并排设置的起始行星变速器30、中间行星变速器31及末端行星变速器32，在本实施方式中，所述中间行星变速器31的数量为一套，当然在其他的实施方式中，所述中间行星变速器31的数量也可为两套、三套甚至更多，所述起始套行星变速器30包括：第一中心轮300、第一行星架301、第一行星轮302及第一齿圈303，所述中间行星变速器31包括：第二中心轮310、第二行星架311、第二行星轮312及第二齿圈313，所述末端行星变速器32包括：第三中心轮320、第三行星架321、第三行星轮322及第三齿圈323，所述第一中心轮300、第二中心轮310及第三中心轮320一体成型形成一个中心轮组合件，该中心轮组合件套设于中心传动轴1上，所述第一行星架301与第二齿圈313一体成型，所述第二行星架311与第三齿圈323一体成型，所述第三行星架321与中心传动轴1固定连接，所述端盖5与中心轮组合件之间通过齿连接，所述端盖5与车架相固定。
所述换挡机构2包括棘爪件架20、安装于棘爪件架20上的三个棘爪件21、设置于第一齿圈303外圆周面上的第一棘轮22、设置于第二齿圈313外圆周面上的第二棘轮23、设置于第三齿圈323外圆周面上的第三棘轮24及设置于第三行星架321外圆周面上的第四棘轮25，所述棘爪件架20呈圆环状设置，所述棘爪件架20上开设有数个凹槽200，所述棘爪件21收容于该凹槽200内并通过销安装于棘爪件架20上。所述棘爪件架20与动力输入轴4一体成型，所述棘爪件21上设有棘爪部210，所述棘爪部210上设有啮合导向面211，该啮合导向面211在棘爪部210与棘轮相啮合时起到导向作用，从而使得换挡更加稳定。所述棘爪件架20上设有用于控制棘爪件21初始位置的弹性件，在本实施方式中，所述弹性件为弹簧，当然在其他的实施方式中，所述弹性件也可为扭簧或者弹性片等其他弹性件。
本发明中双轮驱动棘爪移动式换挡多挡变速装置的工作原理为：所述中心传动轴1为动力输出件，本发明中的变速装置共实现四档变速，低速挡时，棘爪件21与第一棘轮22相啮合，动力由动力输入轴4输入，由于动力输入轴4与棘爪件架20一体成型，棘爪件21安装于棘爪件架20上，因此棘爪件21同步转动，由于棘爪件21与第一棘轮22相啮合，第一棘轮22又与第一齿圈303一体成型，因此第一齿圈303转动，第一齿圈303通过第一行星轮302的传动将动力传递给第一行星架301，由于第一行星架301与第二齿圈313一体成型，因此第二齿圈313同步转动，第二齿圈313通过第二行星轮312的传动将动力传递给第二行星架311，由于第二行星架311与第三齿圈323一体成型，因此第三齿圈323同步转动，第三齿圈323通过第三行星轮322的传动将动力传递给第三行星架321，由于第三行星架321与中心传动轴1固定连接，因此中心传动轴1同步转动，并通过中心传动轴1两端的车轮进行动力输出。二挡时，移动棘爪件架20，使棘爪件21与第一棘轮22脱离啮合，而与第二棘轮23相啮合，动力由动力输入轴4输入，由于动力输入轴4与棘爪件架20一体成型，棘爪件21又安装于棘爪件架20上，因此棘爪件21同步转动，由于棘爪件21与第二棘轮23相啮合，第二棘轮23又与第二齿圈313一体成型，因此第二齿圈313同步转动，第二齿圈313通过第二行星轮312的传动将动力传递给第二行星架311，由于第二行星架311与第三齿圈323一体成型，因此第三齿圈323同步转动，第三齿圈323通过第三行星轮322的传动将动力传递给第三行星架321，由于第三行星架321与中心传动轴1固定连接，因此动力最终传递给中心传动轴1并由中心传动轴1两端的车轮进行动力输出。三挡时，移动棘爪件架20，使棘爪件21与第二棘轮23相脱离，而与第三棘轮24相啮合，动力由动力输入轴4输入，由于动力输入轴4与棘爪件架20一体成型，棘爪件21又安装于棘爪件架20上，因此棘爪件21同步转动，由于棘爪件21与第三棘轮24相啮合，第三棘轮24又与第三齿圈323一体成型，因此第三齿圈323同步转动，第三齿圈323通过第三行星轮322的传动将动力传递给第三行星架321，由于第三行星架321与中心传动轴1固定连接，因此动力最终传递给中心传动轴1并由中心传动轴1两端的车轮进行动力输出。高速挡时，移动棘爪件架20，使棘爪件21与第三棘轮24相脱离，而与第四棘轮25相啮合，由于第四棘轮25与第三行星架321一体成型，因此第三行星架321同步转动，由于第三行星架321与中心传动轴1固定连接，因此动力最终传递给中心传动轴1并由中心传动轴1两端的车轮进行动力输出。
综上所述，本发明中的双轮驱动棘爪移动式换挡多挡变速装置将传统的花键式换挡机构改成棘爪式换挡机构，采用棘爪式换挡机构后不仅结构紧凑，换挡操控方便而且换挡稳定性也大大提升，另外本发明中的棘爪式换挡机构还可以作为超越离合器使用，而无需在行星变速器内再使用超越离合器，因此大大简化了结构。
上述的实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种双轮驱动棘爪移动式换挡多挡变速装置，其特征在于，包括：中心传动轴、换挡机构、数套并排设置的行星变速器及套设于中心传动轴上的动力输入轴，每套行星变速器包括：中心轮、行星架、行星轮及齿圈，数套行星变速器的中心轮一体成型或固定连接从而形成一个中心轮组合件，该中心轮组合件套设于中心传动轴上并与车架相固定，所述行星变速器包括：起始行星变速器、末端行星变速器及位于起始行星变速器与末端行星变速器之间的至少一套中间行星变速器，所述末端行星变速器的行星架与中心传动轴一体成型或固定连接或者所述起始行星变速器的齿圈与中心传动轴一体成型或固定连接，所述起始行星变速器的行星架与中间行星变速器的齿圈一体成型或固定连接，所述末端行星变速器的齿圈与中间行星变速器的行星架一体成型或固定连接，所述换挡机构包括棘轮、棘爪件架及安装于棘爪件架上的至少一个棘爪件，所述棘爪件架与动力输入轴一体成型或固定连接，所述棘爪件架上设有用于控制棘爪件初始位置的弹性件，所述棘轮设置在行星变速器的齿圈或行星架上。
2.如权利要求1所述的一种双轮驱动棘爪移动式换挡多挡变速装置，其特征在于：当中间行星变速器的套数为两套及两套以上时，每两相邻的中间行星变速器中，其中一套中间行星变速器的行星架与另一套中间行星变速器的齿圈一体成型或固定连接。
3.如权利要求1所述的一种双轮驱动棘爪移动式换挡多挡变速装置，其特征在于：所述棘爪件架呈圆环状设置，所述棘爪件架上开设有数个凹槽，所述棘爪件收容于该凹槽内并通过销安装于棘爪件架上。
4.如权利要求1所述的一种双轮驱动棘爪移动式换挡多挡变速装置，其特征在于：所述中心传动轴的一端设有端盖及并紧螺母，所述端盖与中心轮组合件固定连接，所述端盖与车架相固定。
5.如权利要求1所述的一种双轮驱动棘爪移动式换挡多挡变速装置，其特征在于：所述弹性件为弹簧、扭簧或弹片。
6.如权利要求1所述的一种双轮驱动棘爪移动式换挡多挡变速装置，其特征在于：所述棘爪件上设有与棘轮相配合的棘爪部，所述棘爪部上设有啮合导向面。
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