CN108679173A - 一种多挡全自动变速装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多挡全自动变速装置，包括：动力输入件、动力输出轴、变速机构及自动离心换挡机构，所述变速机构包括：变速器座、主传动轴、一组低速传动组件及至少二组加速传动组件，所述低速传动组件包括：第一低速传动轮及第二低速传动轮，所述第一低速传动轮与主传动轴之间及第二低速传动轮与动力输出轴之间两个位置中，至少一个位置处设有超越离合器，每组加速传动组件包括：加速传动轴、第一加速传动轮及第二加速传动轮，所述动力输入件与主传动轴或与任何一组加速传动组件的加速传动轴固定连接或通过超越离合器连接，每组加速传动组件配置有一组自动离心换挡组件，从而可实现自动换挡，换挡平稳高效。

Description

一种多挡全自动变速装置

【技术领域】

本发明涉及自行车技术领域，具体涉及一种多挡全自动变速装置。

【背景技术】

参中国专利第201721524099.0号，其揭示了一种两挡变速传动装置，包括：变速机构及车轮，所述变速机构包括：主传动轴、安装于主传动轴上的变速器框架及安装于变速器框架内的从动轴，所述主传动轴与变速器框架之间通过轴承连接，所述主传动轴的两端分别与车轮轮毂相连接，所述主传动轴上设有输入轮、输出轮及主动轮，所述输入轮套设于主传动轴上并可相对主传动轴作径向转动和轴向移动，所述输入轮上设有第一啮合部及第二啮合部，所述主动轮上设有与第一啮合部相配合的第三啮合部，所述主传动轴上设有与第二啮合部相配合的第四啮合部，所述主动轮套设于主传动轴上并可相对于主传动轴转动，所述输出轮与主传动轴固定连接，所述从动轴与变速器框架之间设有轴承，所述从动轴上设有与主动轮相配合的第一从动轮及与输出轮相配合的第二从动轮，所述第一从动轮与第二从动轮分别与从动轴固定连接。通过轴向移动输入轮来实现高速挡与低速挡的切换，该种传动装置的缺陷在于：1、该装置采用的是手动换挡，操作较为不便，换挡效率较低；2、挡位数量较少，无法满足多挡位要求。

因此，有必要提供一种解决上述技术问题的多挡全自动变速装置。

【发明内容】

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种可实现自动换挡、满足多挡位要求的多挡全自动变速装置。

本发明所采用的技术方案为：一种多挡全自动变速装置，包括：动力输入件、动力输出轴、变速机构及自动离心换挡机构，所述变速机构包括：变速器座、主传动轴、一组低速传动组件及至少二组加速传动组件，所述变速器座套设于动力输出轴上并与车架相连接，所述动力输出轴可相对于变速器座转动，所述主传动轴设置于变速器座内并可相对于变速器座转动，所述低速传动组件包括：套设于主传动轴上且与主传动轴传动连接的第一低速传动轮及套设于动力输出轴上且与动力输出轴传动连接的第二低速传动轮，所述第一低速传动轮与主传动轴之间及第二低速传动轮与动力输出轴之间两个位置中，至少一个位置处设有超越离合器，每组加速传动组件包括：套设在动力输出轴上并可相对于动力输出轴转动的加速传动轴、与主传动轴固定连接的第一加速传动轮及与加速传动轴固定连接的第二加速传动轮，所述动力输入件与主传动轴或与任何一组加速传动组件的加速传动轴固定连接或通过超越离合器连接，所述自动换挡机构包括至少二组自动离心换挡组件，每组加速传动组件配置有一组自动离心换挡组件。

优选地，本发明中的一种多挡全自动变速装置进一步设置为：多组加速传动组件呈并排设置，每组加速传动组件的第一加速传动轮传递给第二加速传动轮的速度呈逐组加速设置。

优选地，本发明中的一种多挡全自动变速装置进一步设置为：所述动力输入件为输入链轮或输入带轮。

优选地，本发明中的一种多挡全自动变速装置进一步设置为：每组自动离心换挡组件包括棘爪件架、至少两个棘爪件、棘轮、至少一个联动件及用于控制棘爪件初始位置的弹性件，所述棘爪件架与动力输出轴固定连接，所述棘轮设置于所述加速传动轴上，所述棘爪件包括棘爪部、配重部及设置于棘爪部与配重部之间的连接部，所述连接部设有安装孔，销安装于安装孔内从而将棘爪件安装于棘爪件架上，并使棘爪件可相对于棘爪件架作摆动，所述联动件为平衡拉杆，所述平衡拉杆的一端与其中一个棘爪件相连接，所述平衡拉杆的另一端与另一个棘爪件相连接。

优选地，本发明中的一种多挡全自动变速装置进一步设置为：所述棘爪部、配重部及连接部一体成型，所述平衡拉杆的一端与其中一个棘爪件的棘爪部相连接，所述平衡拉杆的另一端与另一个棘爪件的配重部相连接。

优选地，本发明中的一种多挡全自动变速装置进一步设置为：所述棘爪部、配重部及连接部三者固定连接，所述平衡拉杆的一端与其中一个棘爪件的连接部相连接，所述平衡拉杆的另一端与另一个棘爪件的连接部相连接。

优选地，本发明中的一种多挡全自动变速装置进一步设置为：所述弹性件为扭簧，所述扭簧通过销安装在棘爪件架上，所述扭簧的一端固定在棘爪件架上，所述扭簧的另一端与棘爪件相抵接。

优选地，本发明中的一种多挡全自动变速装置进一步设置为：所述第一低速传动轮、第二低速传动轮、第一加速传动轮及第二加速传动轮均为齿轮。

优选地，本发明中的一种多挡全自动变速装置进一步设置为：所述第一低速传动轮与第二低速传动轮之间通过第一传动介质连接，所述第一加速传动轮与第二加速传动轮之间通过第二传动介质连接。

优选地，本发明中的一种多挡全自动变速装置进一步设置为：所述第一低速传动轮、第二低速传动轮、第一加速传动轮及第二加速传动轮为链轮或带轮，所述第一传动介质及第二传动介质为链条或传动带。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明中的变速器座通过轴承或轴套可转动地安装在动力输出轴上，主传动轴通过轴承或轴套可转动地安装在变速器座上，保证了主传动轴与动力输出轴的轴心线平行度，从而使各传动轮的安装精度得到了保障，通过将自动换挡机构安装在动力输出轴上，保障了自动换挡机构与变速机构之间的安装精度，从而降低了制造成本；本发明中的变速装置通过每组加速传动组件配置有一组自动离心换挡组件，从而使本发明中的变速装置可实现自动换挡，换挡平稳高效；另外本发明中的变速装置通过设置至少二组加速传动组件，从而可满足多挡位的需求，适用场合更广。

【附图说明】

图1是本发明实施例1中的多挡全自动变速装置的主视结构示意图。

图2是本发明实施例1中的多挡全自动变速装置的剖视结构示意图。

图3是本发明实施例1中的多挡全自动变速装置的分解结构示意图。

图4是本发明实施例1中第一自动离心换挡组件的剖面结构示意图。

图5是本发明实施例1中第二自动离心换挡组件的剖面结构示意图。

图6是本发明实施例2中的多挡全自动变速装置的主视结构示意图。

图中：1、动力输入件，2、动力输出轴，3、变速机构，30、变速器座，31、主传动轴，32、低速传动组件，320、第一低速传动轮，321、第二低速传动轮，33、第一加速传动组件，330、第一加速传动轴，331、第一加速传动轮，332、第二加速传动轮，34、第二加速传动组件，340、第二加速传动轴，341、第三加速传动轮，342、第四加速传动轮，35、超越离合器，4、自动换挡机构，40、第一自动离心换挡组件，400、棘爪件架，401、棘爪件，4010、棘爪部，4011、配重部，4012、连接部，402、棘轮，403、平衡拉杆，404、扭簧，41、第二自动离心换挡组件，410、棘爪件架，411、棘爪件，4110、棘爪部，4111、配重部，4112、连接部，412、棘轮，413、平衡拉杆，414、扭簧。

【具体实施方式】

下面通过具体实施方式对本发明所述的一种多挡全自动变速装置作进一步的详细描述。

实施例1

参图1至图5所示，本发明公开了一种多挡全自动变速装置，包括：动力输入件1、动力输出轴2、变速机构3及自动换挡机构4，本实施方式中所述动力输入件1为输入链轮，当然在其他实施方式中也可以为输入带轮，所述变速机构3安装在动力输出轴2上。

所述变速机构3包括：与动力输出轴2可转动连接的变速器座30，设置在变速器座30内且与变速器座30可转动连接的主传动轴31，所述变速器座30与车架固定连接,所述动力输出轴2可相对于变速器座30转动，本实施方式中所述变速器座30与动力输出轴2之间通过轴承连接，所述主传动轴31与变速器座30之间也通过轴承连接，所述动力输出轴2及主传动轴31上设置有一组低速传动组件32及两组加速传动组件(第一加速传动组件33及第二加速传动组件34)，所述低速传动组件32包括与主传动轴31传动连接的第一低速传动轮320及套设在动力输出轴2上且与动力输出轴2传动连接的第二低速传动轮321，本实施方式中，所述第二低速传动轮321与动力输出轴2之间通过超越离合器35连接，所述第一低速传动轮320与主传动轴31固定连接，当然在其他实施方式中，也可以第二低速传动轮321与动力输出轴2固定连接，第一低速传动轮320与主传动轴31通过超越离合器连接，或者第二低速传动轮321与动力输出轴2之间及第一低速传动轮320与主传动轴31之间都通过超越离合器连接，同样可以实现本发明。

所述第一加速传动组件33包括：套设在动力输出轴2上并能相对于动力输出轴2转动的第一加速传动轴330、与主传动轴31固定连接的第一加速传动轮331及与第一加速传动轴330固定连接的第二加速传动轮332。

所述第二加速传动组件34包括：套设在动力输出轴2上并能相对于动力输出轴2转动的第二加速传动轴340、与主传动轴31固定连接的第三加速传动轮341及与第二加速传动轴340固定连接的第四加速传动轮342。在本实施方式中，所述动力输入件1与第二加速传动轴340固定连接，当然在其他的实施方式中，所述动力输入件1与第二加速传动轴340之间也可通过超越离合器连接，当然在其他实施方式中，动力输入件1也可以与第一加速传动轴330固定连接或通过超越离合器连接。

在本实施方式中，所述第一低速传动轮320与主传动轴31之间、所述第一加速传动轮331与主传动轴31之间、所述第二加速传动轮332与第一加速传动轴330之间、所述第三加速传动轮341与主传动轴31之间及所述第四加速传动轮342与第二加速传动轴340之间均通过花键连接来实现固定连接。在本实施方式中，第一低速传动轮320、第二低速传动轮321、第一加速传动轮331、第二加速传动轮332、第三加速传动轮341及第四加速传动轮342均为链轮，第一低速传动轮320第二低速传动轮321之间通过链条传动，第一加速传动轮331与第二加速传动轮332之间通过链条传动，所述第三加速传动轮341与第四加速传动轮342之间通过链条传动，当然在其他的实施方式中，所述第一低速传动轮320、第二低速传动轮321、第一加速传动轮331、第二加速传动轮332、第三加速传动轮341及第四加速传动轮342也可为齿轮或带轮，齿轮通过啮合传动，带轮通过传动带传动，同样可以实现本发明。所述第一低速传动轮320比第二低速传动轮321的直径比值小于所述第一加速传动轮331比第二加速传动轮332的直径比值，所述第一加速传动轮331比第二加速传动轮332的直径比值小于所述第三加速传动轮341比第四加速传动轮342的直径比值，以实现从低速挡到高速挡逐级加速换挡。

所述自动换挡机构4包括与第一加速传动组件33相配套的第一自动离心换挡组件40及与第二加速传动组件相配套的第二自动离心换挡组件41。所述第一自动离心换挡组件40包括棘爪件架400、两个棘爪件401、棘轮402、两个平衡拉杆403及一个用于控制棘爪件401初始位置的扭簧404，所述扭簧404通过销安装在棘爪件架400上，所述扭簧404的一端固定在棘爪件架400上，所述扭簧404的另一端与棘爪件401相抵接。所述棘爪件架400套设于动力输出轴2上并与动力输出轴2固定连接，所述棘爪件401包括棘爪部4010、配重部4011及设置于棘爪部4010与配重部4011之间的连接部4012，所述棘爪部4010设有安装孔，销穿过安装孔从而将棘爪件401安装于棘爪件架400上并且棘爪件401可相对于棘爪件架400作摆动，所述平衡拉杆403的一端与其中一个棘爪件401的连接部4012相连，所述平衡拉杆403的另一端与另一个棘爪件401的连接部4012相连，在本实施方式中，所述棘爪部4010、配重部4011及连接部4012三者固定连接，当然在其他的实施方式中，所述棘爪部4010、配重部4011及连接部4012三者也可一体成型，同样可以实现本发明，所述第二自动离心换挡组件41的结构与第一自动离心换挡组件40的结构相同，包括棘爪件架410、两个棘爪件411、棘轮412、两个平衡拉杆413及一个用于控制棘爪件411初始位置的扭簧414，所述棘爪件411包括棘爪部4110、配重部4111及设置于棘爪部4110与配重部4111之间的连接部4112，所述第一自动离心换挡组件40中的棘轮402设置于第一加速传动轴330一端的外圆周面上，所述第二自动离心换挡组件41中的棘轮412设置于第二加速传动轴340一端的外圆周面上。

本实施例中多挡全自动变速装置的工作原理为：低速挡时，动力由动力输入件1输入，由于动力输入件1与第二加速传动轴340固定连接，因此，第二加速传动轴340转动，由于第二加速传动轴340上的第四加速传动轮342通过链条与主传动轴31上的第三加速传动轮341实现传动，因此主传动轴31及第一低速传动轮320转动，由于第一低速传动轮320通过链条与动力输出轴2上的第二低速传动轮321实现传动，因此第二低速传动轮321转动，最终带动动力输出轴2转动，动力输出轴2输出动力，此时第一加速传动组件33及第二加速传动组件34都处于随动状态。随着动力输出轴2的转速越来越快，第一自动离心换挡组件40的棘爪件401的配重部4011受离心力的作用沿远离轴心的方向运动，在杠杆原理作用下使得位于棘爪件401另一端的棘爪部4010向轴心方向运动，从而使棘爪部4010与第一加速传动轴330上的棘轮402相啮合，二挡时，动力由动力输入件1输入，由于动力输入件1与第二加速传动轴340固定连接，因此，第二加速传动轴340转动，由于第二加速传动轴340上的第四加速传动轮342通过链条与主传动轴31上的第三加速传动轮341实现传动，因此主传动轴31及第一加速传动轮331转动，由于第一加速传动轮331通过链条与动力输出轴2上的第二加速传动轮332实现传动，由于第二加速传动轮332与第一加速传动轴330固定连接，第一加速传动轴330上的棘轮402又与第一自动离心换挡组件40的棘爪件401上的棘爪部4010相啮合，因此带动棘爪件401及棘爪件架400转动，由于棘爪件架400与动力输出轴2固定连接，因此动力最终传递给动力输出轴2，二挡时，第一低速传动轮320及第二低速传动轮321处于随动状态，第二加速传动组件34也处于随动状态。随着动力输出轴2的转动速度进一步的加快，第二自动离心换挡组件41的棘爪件411的配重部4111受离心力的作用沿远离轴心的方向运动，在杠杆原理作用下使得位于棘爪件411另一端的棘爪部4110向轴心方向运动，从而使棘爪部4110与第二加速传动轴340上的棘轮412相啮合，高速挡时，动力由动力输入件1输入，由于动力输入件1与第二加速传动轴340固定连接，因此，第二加速传动轴340转动，由于第二加速传动轴340上的棘轮412与第二自动离心换挡组件41的棘爪件411上的棘爪部4110相啮合，因此带动棘爪件411及棘爪件架410转动，由于棘爪件架410与动力输出轴2固定连接，因此，动力1:1传递给动力输出轴2。高速挡时，第一低速传动轮320、第二低速传动轮321、第一加速传动轮331及第二加速传动轮332均处于随动状态。在本实施方式中，变速装置设置了两组加速传动组件及两组自动离心换挡组件，实现了三挡变速，当然在其他的实施方式中，可以通过增加加速传动组件及自动离心换挡组件的数量来实现4挡、5挡、6挡、7挡甚至更多挡位，以满足不同的需求。

综上所述，本发明中的变速器座30通过轴承或轴套可转动地安装在动力输出轴2上，主传动轴31通过轴承或轴套可转动地安装在变速器座30上，保证了主传动轴31与动力输出轴2的轴心线平行度，从而使各传动轮的安装精度得到了保障，通过将自动换挡机构4安装在动力输出轴2上，保障了自动换挡机构4与变速机构3之间的安装精度，从而降低了制造成本；本发明中的变速装置通过每组加速传动组件配置有一组自动离心换挡组件，从而使本发明中的变速装置可实现自动换挡，换挡平稳高效；另外本发明中的变速装置通过设置至少二组加速传动组件，从而可满足多挡位的需求，适用场合更广。

实施例2

参图6所示，本实施例中的多挡全自动变速装置其余结构均与实施例1相同，不同之处在于：实施例1中，所述动力输入件1设置于第二加速传动轴340上并与第二加速传动轴340固定连接，在本实施方式中，所述动力输入件1设置于主传动轴31上并与主传动轴31固定连接，当然在其他的实施方式中，所述动力输入件1也可与主传动轴31之间通过超越离合器连接。

本实施例中变速装置的工作原理为：低速挡时，动力由动力输入件1输入，由于动力输入件1与主传动轴31固定连接，因此主传动轴31转动，由于主传动轴31上的第一低速传动轮320通过链条与动力输出轴2上的第二低速传动轮321实现传动，因此带动力输出轴2转动，动力输出轴2输出动力，此时第一加速传动组件33及第二加速传动组件34都处于随动状态。随着动力输出轴2的转度越来越快，第一自动离心换挡组件40的棘爪件401的配重部4011受离心力的作用沿远离轴心的方向运动，在杠杆原理作用下使得位于棘爪件401另一端的棘爪部4010向轴心方向运动，从而使棘爪部4010与第一加速传动轴330上的棘轮402相啮合，二挡时，动力由动力输入件1输入，由于动力输入件1与主传动轴31固定连接，因此主传动轴31转动，由于主传动轴31上的第一加速传动轮331通过链条与第一加速传动轴330上的第二加速传动轮332实现传动，因此第一加速传动轴330转动，由于第一加速传动轴330上的棘轮402与第一自动离心换挡组件40的棘爪件401的棘爪部4010相啮合，因此第一加速传动轴330的转动带动棘爪件401及棘爪件架400转动，由于棘爪件架400与动力输出轴2固定连接，因此动力最终传递给动力输出轴2。二挡时，第一低速传动轮320及第二低速传动轮321处于随动状态，第二加速传动组件34也处于随动状态。随着动力输出轴2的转速进一步加快，第二自动离心换挡组件41的棘爪件411的配重部4111受离心力的作用沿远离轴心的方向运动，在杠杆原理作用下使得位于棘爪件411另一端的棘爪部4110向轴心方向运动，从而使棘爪部4110与第二加速传动轴340上的棘轮412相啮合，高速挡时，动力由动力输入件1输入，由于动力输入件1与主传动轴31固定连接，因此主传动轴31转动，由于主传动轴31的第三加速传动轮341通过链条与第二加速传动轴340上的第四加速传动轮342实现传动，因此第二加速传动轴340转动，由于第二加速传动轴340上的棘轮412与第二自动离心换挡组件41上棘爪件411的棘爪部4110相啮合，因此带动棘爪件411及棘爪件架410转动，由于棘爪件架410与动力输出轴2固定连接，因此动力最终传递给动力输出轴2，高速挡时，第一低速传动轮320、第二低速传动轮321、第一加速传动轮331及第二加速传动轮332均处于随动状态。

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 (10)

1.一种多挡全自动变速装置，其特征在于，包括：动力输入件、动力输出轴、变速机构及自动离心换挡机构，所述变速机构包括：变速器座、主传动轴、一组低速传动组件及至少二组加速传动组件，所述变速器座套设于动力输出轴上并与车架相连接，所述动力输出轴可相对于变速器座转动，所述主传动轴设置于变速器座内并可相对于变速器座转动，所述低速传动组件包括：套设于主传动轴上且与主传动轴传动连接的第一低速传动轮及套设于动力输出轴上且与动力输出轴传动连接的第二低速传动轮，所述第一低速传动轮与主传动轴之间及第二低速传动轮与动力输出轴之间两个位置中，至少一个位置处设有超越离合器，每组加速传动组件包括：套设在动力输出轴上并可相对于动力输出轴转动的加速传动轴、与主传动轴固定连接的第一加速传动轮及与加速传动轴固定连接的第二加速传动轮，所述动力输入件与主传动轴或与任何一组加速传动组件的加速传动轴固定连接或通过超越离合器连接，所述自动换挡机构包括至少二组自动离心换挡组件，每组加速传动组件配置有一组自动离心换挡组件。

2.根据权利要求1所述的一种多挡全自动变速装置，其特征在于：多组加速传动组件呈并排设置，每组加速传动组件的第一加速传动轮传递给第二加速传动轮的速度呈逐组加速设置。

3.据权利要求1所述的一种多挡全自动变速装置，其特征在于：所述动力输入件为输入链轮或输入带轮。

4.根据权利要求1所述的一种多挡全自动变速装置，其特征在于：每组自动离心换挡组件包括棘爪件架、至少两个棘爪件、棘轮、至少一个联动件及用于控制棘爪件初始位置的弹性件，所述棘爪件架与动力输出轴固定连接，所述棘轮设置于所述加速传动轴上，所述棘爪件包括棘爪部、配重部及设置于棘爪部与配重部之间的连接部，所述连接部设有安装孔，销安装于安装孔内从而将棘爪件安装于棘爪件架上，并使棘爪件可相对于棘爪件架作摆动，所述联动件为平衡拉杆，所述平衡拉杆的一端与其中一个棘爪件相连接，所述平衡拉杆的另一端与另一个棘爪件相连接。

5.根据权利要求4述的一种多挡全自动变速装置，其特征在于：所述棘爪部、配重部及连接部一体成型，所述平衡拉杆的一端与其中一个棘爪件的棘爪部相连接，所述平衡拉杆的另一端与另一个棘爪件的配重部相连接。

6.根据权利要求4述的一种多挡全自动变速装置，其特征在于：所述棘爪部、配重部及连接部三者固定连接，所述平衡拉杆的一端与其中一个棘爪件的连接部相连接，所述平衡拉杆的另一端与另一个棘爪件的连接部相连接。

7.根据权利要求4述的一种多挡全自动变速装置，其特征在于：所述弹性件为扭簧，所述扭簧通过销安装在棘爪件架上，所述扭簧的一端固定在棘爪件架上，所述扭簧的另一端与棘爪件相抵接。

8.根据权利要求1所述的一种多挡全自动变速装置，其特征在于：所述第一低速传动轮、第二低速传动轮、第一加速传动轮及第二加速传动轮均为齿轮。

9.如权利要求1所述的一种多挡全自动变速装置，其特征在于：所述第一低速传动轮与第二低速传动轮之间通过第一传动介质连接，所述第一加速传动轮与第二加速传动轮之间通过第二传动介质连接。

10.如权利要求9所述的一种多挡全自动变速装置，其特征在于：所述第一低速传动轮、第二低速传动轮、第一加速传动轮及第二加速传动轮为链轮或带轮，所述第一传动介质及第二传动介质为链条或传动带。