CN108382525B - 一种单轮驱动直线踩踏两挡变速器 - Google Patents

一种单轮驱动直线踩踏两挡变速器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种单轮驱动直线踩踏两挡变速器，包括：中心传动轴、轮毂、行星变速器、棘爪传动机构及换挡机构，所述中心传动轴的两端分别设有输入轮，所述输入轮与中心传动轴之间设有超越离合器，所述行星变速器包括：中心轮、行星架、行星轮及齿圈，所述齿圈与车架固定连接，所述棘爪传动机构包括：棘爪件架、至少一个棘爪件、第一棘轮及第二棘轮，所述数个棘爪件设置于棘爪件架上，所述第一棘轮设置于行星架或轮毂上，所述第二棘轮设置于中心轮上，所述棘爪件架套设于中心传动轴上并与中心传动轴之间形成径向定位轴向滑动连接，在径向上所述棘爪件架位于第一棘轮及第二棘轮的内侧，从而大大减小了变速器的直径尺寸，提高了换挡稳定性。

Description

一种单轮驱动直线踩踏两挡变速器
【技术领域】
本发明涉及自行车领域，尤其涉及一种单轮驱动直线踩踏两挡变速器。
【背景技术】
自行车变速器分为内变速器和外变速器两种，外变速器是采用开放式链条机构为传动系统，通过拨动安装于自行车前方的换挡器使链条变换到不同的飞轮上实现不同的链条传动比，由于外变速器裸露在外，因此比较容易生锈，而且容易受到外力的干扰，所以经常需要定期维护保养，内变速器主要是以行星齿轮机构作为传动主体，被密封在花鼓内部，经过多层特殊密封材料保护，所以雨水、灰尘、油垢等无法进入，故无需定期保养，实现了免保养的优点。现在技术中的内变速器普遍存在以下缺陷：1、在内变速器的径向上，棘轮设置在内，棘爪及棘爪件架设置在外，因此不仅导致整个变速器径向尺寸较大，而且还导致棘爪件架在移动换挡的过程不平稳；2、现有技术中的内变速器高速挡时一般2.3～3倍速比输出，高速挡时因为要经过行星变速器的传动，因此增加了能量损耗，降低了传动效率；3、现有技术中的内变速器启动速比较高，因此无法适用于要求低速比启动的直线踩踏自行车。
因此有必要提供一种解决上述技术问题的单轮驱动直线踩踏两挡变速器。
【发明内容】
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种换挡平稳、直径尺寸较小的单轮驱动直线踩踏两挡变速器。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种单轮驱动直线踩踏两挡变速器，包括：中心传动轴、轮毂及设置于中心传动轴与轮毂之间的行星变速器、棘爪传动机构及换挡机构，所述中心传动轴的两端分别设有输入轮，所述输入轮与中心传动轴之间设有超越离合器，所述行星变速器包括：中心轮、行星架、行星轮及齿圈，所述中心轮套设于中心传动轴上并可相对于中心传动轴转动，所述行星架与轮毂一体成型或固定连接，所述齿圈与车架固定连接或减震连接，所述棘爪传动机构包括：棘爪件架、至少一个棘爪件、第一棘轮及第二棘轮，所述棘爪件设置于棘爪件架上，所述棘爪件架上设有用于控制棘爪件初始位置的弹性件，所述第一棘轮设置于行星架或轮毂上，所述第二棘轮设置于中心轮上，所述棘爪件架套设于中心传动轴上并与中心传动轴之间形成径向定位轴向滑动连接，在径向上所述棘爪件架位于第一棘轮及第二棘轮的内侧，所述换挡机构与棘爪件架相连接。
优选地，本发明中的一种单轮驱动直线踩踏两挡变速器进一步设置为：所述轮毂与中心传动轴之间设有传动件，所述传动件与轮毂或行星架一体成型或固定连接，所述第一棘轮设置于传动件的内圆周面上。
优选地，本发明中的一种单轮驱动直线踩踏两挡变速器进一步设置为：所述中心轮包括套设于中心传动轴上的主体部及自主体部一端延伸的延伸部，所述第二棘轮设置于中心轮延伸部的内圆周面上。
优选地，本发明中的一种单轮驱动直线踩踏两挡变速器进一步设置为：所述棘爪件安装于棘爪件架的外圆周面上。
优选地，本发明中的一种单轮驱动直线踩踏两挡变速器进一步设置为：所述轮毂的一端设有端盖，所述轮毂的另一端设有并紧螺母，所述端盖与车架固定连接或减震连接，所述端盖与轮毂及中心传动轴之间分别通过滚珠连接，所述齿圈与轮毂及并紧螺母之间分别通过滚珠连接。
优选地，本发明中的一种单轮驱动直线踩踏两挡变速器进一步设置为：所述棘爪件架设有与换挡机构相配合的凸台，所述换挡机构包括：换挡杆及换挡块，所述换挡杆穿过端盖并延伸出端盖外，所述换挡块包括基部及自基部凸伸的第一凸部及第二凸部，所述第一凸部与第二凸部之间形成用于收容棘爪件架凸台的收容槽。
优选地，本发明中的一种单轮驱动直线踩踏两挡变速器进一步设置为：所述换挡杆与换挡块之间通过螺纹连接。
优选地，本发明中的一种单轮驱动直线踩踏两挡变速器进一步设置为：所述棘爪件架与中心传动轴之间的径向定位轴向滑动连接为花键连接。
优选地，本发明中的一种单轮驱动直线踩踏两挡变速器进一步设置为：所述输入轮为链轮。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明中的变速器在径向上，棘爪件架设置在内，棘轮设置在外，棘爪件架在棘轮内移动换挡，棘爪件架在中心传动轴上轴向移动，换挡比较平稳，相比于现有技术中径向上棘爪件架设置在外、棘轮设置在内的变速器结构，本发明中的变速器结构大大降低了变速器的直径尺寸，减轻了整个变速器的重量；本发明中的变速器可实现低速比启动，使得骑行更加轻松，本发明中的变速器快速挡时1:1输出，减少了行星变速器的传动，降低了能量损耗，提高了传动效率。
【附图说明】
图1是本发明中单轮驱动直线踩踏两挡变速器的结构示意图。
图2是本发明中单轮驱动直线踩踏两挡变速器的剖视结构示意图。
图3是本发明中单轮驱动直线踩踏两挡变速器的分解结构示意图。
图中：1、中心传动轴，2、轮毂，3、行星变速器，30、中心轮，300、主体部，301、延伸部，31、行星架，32、行星轮，33、齿圈，4、传动件，5、棘爪传动机构，50、棘爪件架，500、凸台，51、棘爪件，52、第一棘轮，53、第二棘轮，6、换挡机构，60、换挡杆，61、换挡块，610、基部，611、第一凸部，612、第二凸部，613、收容槽，7、输入轮，70、超越离合器，8、端盖，9、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单轮驱动直线踩踏两挡变速器作进一步的详细描述。
参图1至图3所示，一种单轮驱动直线踩踏两挡变速器，包括：中心传动轴1、轮毂2及设置于中心传动轴1与轮毂2之间的行星变速器3、传动件4、棘爪传动机构5及换挡机构6，所述中心传动轴1的两端分别设有输入轮7，所述输入轮7与中心传动轴1之间设有超越离合器70，在本实施方式中，所述输入轮7为链轮。
所述行星变速器3包括：中心轮30、行星架31、行星轮32及齿圈33，所述中心轮30套设于中心传动轴1上并可相对于中心传动轴1转动，所述中心轮30包括套设于中心传动轴1上的主体部300及自主体部300一端延伸的延伸部301，所述齿圈33与车架固定连接或减震连接。在本实施方式中，所述行星架31与轮毂2一体成型，所述传动件4与轮毂2的内壁之间通过螺纹连接实现固定，当然在其他的实施方式中，所述行星架31、轮毂2及传动件4三者之间固定连接或一体成型均可实现本发明或者直接将传动件4去掉也可实现本发明。
所述棘爪传动机构5包括：棘爪件架50、两个棘爪件51、第一棘轮52及第二棘轮53，两个棘爪件51设置于棘爪件架50的外圆周面上，所述棘爪件架50上设有用于控制棘爪件初始位置的弹性件(未图示)，在本实施方式中，所述第一棘轮52设置于传动件4的内圆周面上，当然在其他的实施方式中，所述第一棘轮52也可设置于轮毂2或行星架31的内圆周面上，同样可以实现本发明，所述第二棘轮53设置于中心轮30延伸部301的内圆周面上。所述棘爪件架50套设于中心传动轴1上并与中心传动轴1之间形成径向定位轴向滑动连接，在本实施方式中，所述棘爪件架50与中心传动轴1之间是通过花键连接来实现径向定位轴向滑动连接的，在径向上所述棘爪件架50位于第一棘轮52及第二棘轮53的内侧，这样设置的好处是：大大降低了变速器的直径尺寸，减轻了整个变速器的重量，而且使棘爪件架50在中心传动轴1上轴向移动，换挡平稳。
所述轮毂2的一端设有端盖8，所述轮毂2的另一端设有并紧螺母9，所述端盖8与车架固定连接或减震连接，所述端盖8与轮毂2及中心传动轴1之间分别通过滚珠连接，所述齿圈33与轮毂2及并紧螺母9之间分别通过滚珠连接。
所述棘爪件架50设有与换挡机构6相配合的凸台500，所述换挡机构6包括：换挡杆60及换挡块61，所述换挡杆60与换挡块61之间通过螺纹连接。所述换挡杆60穿过端盖8并延伸出端盖8外，所述换挡块61包括基部610及自基部610凸伸的第一凸部611及第二凸部612，所述第一凸部611与第二凸部612之间形成用于收容棘爪件架50凸台500的收容槽613，轴向移动换挡杆60的同时可带动棘爪件架50轴向移动。
本发明中单轮驱动直线踩踏两挡变速器的工作原理为：一挡时，轴向移动棘爪件架50，使得棘爪件架50上的棘爪件51与第一棘轮52相啮合，动力由输入轮7输入，传递给中心传动轴1，由于中心传动轴1与棘爪件架50之间形成径向定位轴向滑动连接，因此中心传动轴1带动棘爪件架50及棘爪件51转动，由于棘爪件51与第一棘轮52相啮合，继而带动第一棘轮52转动，由于第一棘轮52设置于传动件4上，传动件4同步运转，由于传动件4与轮毂2固定连接，轮毂2同步转动输出动力，此挡位为高速挡1:1输出挡位。二挡时，轴向移动棘爪件架50，使得棘爪件51与第一棘轮52脱离啮合，而与第二棘轮53相啮合，动力由输入轮7输入，传递给中心传动轴1，由于中心传动轴1与棘爪件架50之间形成径向定位轴向滑动连接，因此中心传动轴1带动棘爪件架50及棘爪件51转动，由于棘爪件51与第二棘轮53相啮合，因此带动第二棘轮53运转，由于第二棘轮53设置于中心轮30的一端，中心轮30同步运转，中心轮30通过行星轮32的传动将动力传递给行星架31，由于行星架31与轮毂2一体成型，因此轮毂2同步运转输出动力，此挡为低速挡。
综上所述，本发明中的变速器在径向上，棘爪件架设置在内，棘轮设置在外，棘爪件架在棘轮内移动换挡，棘爪件架在中心传动轴上轴向移动，换挡比较平稳，本发明中的变速器结构大大降低了变速器的直径尺寸，减轻了整个变速器的重量；本发明中的变速器可实现低速比启动，使得骑行更加轻松，本发明中的变速器快速挡时1:1输出，减少了行星变速器的传动，降低了能量损耗，提高了传动效率。
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 (9)

1.一种单轮驱动直线踩踏两挡变速器，其特征在于，包括：中心传动轴、轮毂及设置于中心传动轴与轮毂之间的行星变速器、棘爪传动机构及换挡机构，所述中心传动轴的两端分别设有输入轮，所述输入轮与中心传动轴之间设有超越离合器，所述行星变速器包括：中心轮、行星架、行星轮及齿圈，所述中心轮套设于中心传动轴上并可相对于中心传动轴转动，所述行星架与轮毂一体成型或固定连接，所述齿圈与车架固定连接或减震连接，所述棘爪传动机构包括：棘爪件架、至少一个棘爪件、第一棘轮及第二棘轮，所述棘爪件设置于棘爪件架上，所述棘爪件架上设有用于控制棘爪件初始位置的弹性件，所述第一棘轮设置于行星架或轮毂上，所述第二棘轮设置于中心轮上，所述棘爪件架套设于中心传动轴上并与中心传动轴之间形成径向定位轴向滑动连接，在径向上所述棘爪件架位于第一棘轮及第二棘轮的内侧，所述换挡机构与棘爪件架相连接。
2.如权利要求1所述的一种单轮驱动直线踩踏两挡变速器，其特征在于：所述轮毂与中心传动轴之间设有传动件，所述传动件与轮毂或行星架一体成型或固定连接，所述第一棘轮设置于传动件的内圆周面上。
3.如权利要求1所述的一种单轮驱动直线踩踏两挡变速器，其特征在于：所述中心轮包括套设于中心传动轴上的主体部及自主体部一端延伸的延伸部，所述第二棘轮设置于中心轮延伸部的内圆周面上。
4.如权利要求1所述的一种单轮驱动直线踩踏两挡变速器，其特征在于：所述棘爪件安装于棘爪件架的外圆周面上。
5.如权利要求1所述的一种单轮驱动直线踩踏两挡变速器，其特征在于：所述轮毂的一端设有端盖，所述轮毂的另一端设有并紧螺母，所述端盖与车架固定连接或减震连接，所述端盖与轮毂及中心传动轴之间分别通过滚珠连接，所述齿圈与轮毂及并紧螺母之间分别通过滚珠连接。
6.如权利要求5所述的一种单轮驱动直线踩踏两挡变速器，其特征在于：所述棘爪件架设有与换挡机构相配合的凸台，所述换挡机构包括：换挡杆及换挡块，所述换挡杆穿过端盖并延伸出端盖外，所述换挡块包括基部及自基部凸伸的第一凸部及第二凸部，所述第一凸部与第二凸部之间形成用于收容棘爪件架凸台的收容槽。
7.如权利要求6所述的一种单轮驱动直线踩踏两挡变速器，其特征在于：所述换挡杆与换挡块之间通过螺纹连接。
8.如权利要求1所述的一种单轮驱动直线踩踏两挡变速器，其特征在于：所述棘爪件架与中心传动轴之间的径向定位轴向滑动连接为花键连接。
9.如权利要求1所述的一种单轮驱动直线踩踏两挡变速器，其特征在于：所述输入轮为链轮。
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