CN109163063B - 离心式自动变速机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离心式自动变速机构，包括一级变速机构、二级变速机构和输入轴，一级变速机构和二级变速机构均套设在输入轴上；一级变速机构包括一级离合机构和一级输出部件，一级离合机构与一级输出部件传动连接；二级变速机构包括二级离合机构和二级输出部件，二级离合机构与二级输出部件连接；一级离合机构与二级离合机构连接，一级离合机构包括复位离合机构，复位离合机构与一级输出部件传动连接；二级离合机构包括离心摆式机构，离心摆式机构与二级输出部件连接，通过离心摆式机构的反推力实现复位离合机构与一级输出部件的分离及离心摆式机构与二级输出部件的连接。本发明结构简单，拆装方便，方便加工，方便维修，有利于降低成本。

Description

离心式自动变速机构

技术领域

本发明属于变速机构领域，具体涉及一种离心式自动变速机构。

背景技术

通常机动车或者其他具有运动速度变化的动力装置上均装有变速机构用以适应不同的速度变化，减小机器的负荷以及提高机器部件的使用寿命，还可提高机器的使用安全性。变速机构通常分为手动变速机构和自动变速机构。

自动变速机构包括离心式自动变速机构，现有的离心式自动变速机构通常结构较为复杂，不方便维修。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了.一种离心式自动变速机构，包括一级变速机构、二级变速机构和输入轴，所述一级变速机构和二级变速机构均套设在输入轴上；

所述一级变速机构包括一级离合机构和一级输出部件，所述一级离合机构与一级输出部件传动连接；

所述二级变速机构包括二级离合机构和二级输出部件，所述二级离合机构与二级输出部件连接；

所述一级离合机构与二级离合机构连接，所述一级离合机构包括复位离合机构，所述复位离合机构与一级输出部件传动连接；所述二级离合机构包括离心摆式机构，所述离心摆式机构与二级输出部件连接，所述离心摆式机构通过旋转离心时的反推力实现复位离合机构与一级输出部件的分离及离心摆式机构与二级输出部件的连接。

进一步地，所述一级变速机构还包括一级传动组件，所述一级离合机构与一级传动组件连接，所述一级传动组件与一级输出部件连接。

进一步地，还包括中间连接件，所述输入轴与中间连接件为可轴向活动的轴毂连接，所述一级变速机构和二级变速机构均套设在中间连接件和输入轴上；所述二级离合机构分别与中间连接件和二级输出部件连接，所述一级离合机构与中间连接件连接，所述一级离合机构通过中间连接件与二级离合机构连接。

进一步地，所述一级离合机构还包括一级支撑套筒，所述复位离合机构包括一级离合块和复位弹簧，所述一级支撑套筒与一级输出部件连接，所述一级离合块连接在中间连接件上并与一级传动组件接合，所述复位弹簧设置在一级支撑套筒的一级端盖部与一级离合块之间。

进一步地，所述二级离合机构还包括二级支撑套筒和二级接合件，所述二级支撑套筒与二级输出部件连接，所述离心摆式机构在轴向方向上可转动连接在中间连接件上，所述二级接合件连接在中间连接件的外侧，所述二级接合件的接合部位于离心摆式机构与二级输出部件之间，所述二级接合件与二级输出部件接合，所述离心摆式机构通过二级接合件与二级输出部件连接，所述离心摆式机构设置在二级支撑套筒的支撑部内侧，所述离心摆式机构通过旋转离心时的反推力带动中间连接件的运动进而实现一级离合块与一级输出部件的分离及二级接合件与二级输出部件的接合。

进一步地，所述一级传动组件通过齿轮传动，所述一级变速机构还包括定位件，所述定位件用于将一级传动组件定位，所述一级太阳轮和一级行星轮均可转动定位在定位件上；所述一级传动组件包括一级太阳轮和至少一个一级行星轮，所述一级行星轮与一级太阳轮啮合。

进一步地，所述二级接合件与中间连接件固定连接，所述离心摆式机构包括至少一个主动离心件，所述主动离心件与二级接合件铰接，所述离心摆式机构通过二级接合件转动连接在中间连接件上。

进一步地，所述一级输出部件包括一级输出齿圈，所述一级输出齿圈与一级行星轮啮合传动，所述一级输出齿圈为环状，在一级输出齿圈的内侧设有多个用于与一级行星轮啮合传动的齿状结构；所述一级太阳轮和一级行星轮的轴心处均设有凸起结构，所述定位件上对应设有通孔用于将一级太阳轮和一级行星轮定位。

进一步地，所述一级行星轮设有两个啮合在一级太阳轮的两侧。

进一步地，所述定位件与一级支撑套筒一体加工。

进一步地，在二级输出部件上连接有二级离合块，所述离心摆式机构与二级离合块接合，所述离心摆式机构通过二级离合块与二级输出部件接合；在一级支撑套筒的一级端盖部内设有用于支撑输入轴转动的轴承，在二级支撑套筒的二级端盖部内设有用于支撑输入轴转动的轴承，在二级支撑套筒的支撑部的内壁上设有防滑结构。

进一步地，所述一级行星轮的轴心处设有通孔，通孔内插入定位轴销，所述定位轴销穿出一级行星轮的端面形成凸起并与定位件配合定位；所述一级太阳轮凸设有插接部，所述插接部穿过定位件进行定位并与一级离合块接合，所述一级离合块与一级太阳轮可分离，所述一级离合块位于一级支撑套筒的空腔内，所述一级离合块通过卡簧与中间连接件连接；在主动离心件远离铰接处的一端设有配重块；所述二级支撑套筒的支撑部的内侧为喇叭状的开口，在支撑部的内壁上设有多条凹槽；所述二级接合件通过卡簧与中间连接件连接。

进一步地，所述一级输出部件还包括一级护盖，所述一级护盖的一端套设在一级支撑套筒上并与一级支撑套筒通过轴承连接，所述一级护盖的另一端与一级输出齿圈固定连接；所述二级输出部件包括二级输出件，所述二级离合块与二级输出件螺钉连接；所述二级输出部件还包括二级护盖，所述二级护盖的一端套设在二级支撑套筒上并与二级支撑套筒通过轴承连接，所述二级护盖的另一端与二级输出件固定连接。

本发明的有益效果：

1、本发明的离心式自动变速机构包括一级变速机构、二级变速机构和输入轴，其中一级变速机构包括一级离合机构，二级变速机构包括二级离合机构，一级离合机构与二级离合机构连接，一级离合机构包括复位离合机构，复位离合机构与一级输出部件传动连接，二级离合机构包括离心摆式机构，离心摆式机构与二级输出部件连接，离心摆式机构通过旋转离心时的反推力实现复位离合机构与一级输出部件的分离及离心摆式机构与二级输出部件的连接。其中，复位离合机构具有复位的作用，当离心式自动变速机构处于一级变速时，复位离合机构与一级输出部件传动连接，此时复位离合机构处于自然状态无需复位；当离心式自动变速机构处于二级变速时，离心摆式机构通过旋转离心时的反推力实现复位离合机构与一级输出部件的分离及离心摆式机构与二级输出部件的连接；当离心式自动变速机构的输入轴的转速降低，使离心摆式机构的离心反推力不足使复位离合机构与一级输出部件分离时，复位离合机构复位进而使复位离合机构与一级输出部件连接。本发明主要利用离心摆式的原理实现一级变速和二级变速，结构及原理简单，拆装方便，无需现有的离心式自动变速机构那样通过复杂的机械结构实现离合设置。

2、由于本发明的结构简单，零件较少，配合关系相应减少，整体结构的损坏概率降低，相应的加工要求降低，方便加工，方便维修，有利于降低加工成本以及维修成本。

附图说明

图1为本实施例的离心式自动变速机构的整体结构示意图；

图2为本实施例的离心式自动变速机构的剖面结构示意图；

图3为本实施例的离心式自动变速机构的一级爆炸结构示意图；

图4为本实施例的离心式自动变速机构的二级爆炸结构示意图；

图5为本实施例的一级传动组件的结构示意图；

图6为本实施例的一级支撑套筒的结构示意图；

图7为本实施例的二级支撑套筒的结构示意图；

图8为本实施例的二级接合件的结构示意图。

附图标记说明：

1.一级变速机构；11.一级支撑套筒；12.一级离合块；13.复位弹簧；14.一级传动组件；15.一级输出齿圈；16.一级护盖；2.二级变速机构；21.二级支撑套筒；22.主动离心件；23.二级接合件；231.接合部；24.二级离合块；25.二级输出件；26.二级护盖；3.输入轴；4.中间连接件；5.轴承；6.定位件；7.卡簧。

具体实施方式

下面结合图1至图8对本发明进一步说明，为方便说明，下文中所描述的方向与附图方向一致。

本实施例的离心式自动变速机构包括一级变速机构1、二级变速机构2、输入轴3以及中间连接件4，其中，输入轴3与中间连接件4为可轴向活动的轴毂连接，该轴毂连接为键连接，一级变速机构1和二级变速机构2均套设在中间连接件4和输入轴3上，输入轴3连接输入电机。

一级变速机构1为低速变速机构，包括一级支撑套筒11、一级离合块12、复位弹簧13、一级传动组件14和一级输出部件，其中，一级支撑套筒11与一级输出部件连接，一级离合块12位于一级支撑套筒11的空腔内，一级离合块12套设连接在中间连接件4上并与一级传动组件14接合，一级离合块12通过卡簧7与中间连接件4连接，在一级支撑套筒11的一级端盖部内设有用于支撑输入轴3转动的轴承5，复位弹簧13设置在一级端盖部与一级离合块12之间，一级传动组件14与一级输出部件连接，优选的，一级传动组件14与一级输出部件传动连接。中间连接件4具有连接一级离合机构和二级离合机构的作用，可实现一级变速和二级变速的离合切换。

一级传动组件14通过齿轮传动，一级变速机构1还包括定位件6，通过定位件6将一级传动组件14定位，使一级传动组件14的结构稳定，传动准确。一级传动组件14包括一级太阳轮和至少一个一级行星轮，该一级太阳轮与一级行星轮啮合，一级行星轮与一级输出部件啮合，一级太阳轮和一级行星轮均设有相应的定位结构用于定位，例如，一级太阳轮和一级行星轮的轴心处可设有定位孔或定位槽，相应的，在定位件6上对应设有凸起与一级太阳轮和一级行星轮配合进行定位，或者，一级太阳轮和一级行星轮的轴心处也可以设有凸起，在定位件6上对应设有孔或槽用于与一级太阳轮和一级行星轮配合进行定位；定位件6位置及形状不限，只需实现将一级传动组件14定位的作用即可。一级输出部件包括一级输出齿圈15，一级输出齿圈15与一级行星轮啮合传动，一级输出齿圈15为环状，在一级输出齿圈15的内侧设有多个用于与一级行星轮啮合传动的齿状结构。

本实施例中，一级行星轮设有两个并成直线对称啮合在一级太阳轮的两侧；一级太阳轮和一级行星轮的轴心处均设有凸起结构，定位件6上对应设有通孔用于将一级太阳轮和一级行星轮定位；进一步的，一级行星轮的轴心处设有通孔，该通孔内插入有定位轴销，该定位轴销穿出一级行星轮的端面形成凸起并与定位件6配合定位，，定位轴销与一级行星轮之间套设有轴承5，此时定位轴销不动而一级行星轮在一级太阳轮的带动下转动；一级太阳轮凸设有插接部，该插接部穿过定位件6进行定位并与一级离合块12接合，一级离合块12与一级太阳轮可分离；定位件6与一级支撑套筒11连接，本实施例中，定位件6与一级支撑套筒11一体加工，在一级太阳轮的外侧套设有轴承5用以将一级太阳轮定位且一级太阳轮可转动，防止一级太阳轮松动影响传动。

二级变速机构2为高速变速机构，包括二级支撑套筒21、离心摆式机构、二级接合件23和二级输出部件，二级支撑套筒21与二级输出部件连接，二级接合件23连接在中间连接件4的外侧，二级接合件23与中间连接件4固定连接，优选的，二级接合件23的接合部231位于离心摆式机构与二级输出部件之间，二级接合件23通过接合部231与二级输出部件接合，离心摆式机构设置在二级支撑套筒21的支撑部内侧，此时，离心摆式机构在轴向方向上可转动连接在中间连接件4上，使离心摆式机构在离心运动时沿轴向方向转动并顶到二级支撑套筒21上形成反推力，利用旋转时离心摆式机构的反推力带动中间连接件4的运动进而实现一级离合块12与一级输出部件的分离及二级接合件23与二级输出部件的接合。二级输出部件包括二级输出件25，本实施例中，二级输出件25为圆盘状，二级离合块24与二级输出件25螺钉连接。

本实施例中，在二级输出部件上连接有二级离合块24，优选的，二级离合块24与二级输出部件螺钉连接，离心摆式机构通过二级离合块24与二级输出部件接合，当输入轴3的转速达到特定值时，在离心作用下，离心摆式机构与二级离合块24接合。离心摆式机构包括至少一个主动离心件22，优选的，为使受力平衡机及增大反推力，主动离心件22设有三个并均匀分布，主动离心件22与二级接合件23铰接，离心摆式机构通过二级接合件23转动连接在中间连接件4上，通过利用旋转时主动离心件22的反推力实现一级离合块12与一级输出部件的分离以及二级接合件23与二级输出部件的接合。撑部为中空结构，优选的，支撑部的内侧为喇叭状的开口，以适应主动离心件22的运动，使主动离心件22的运动更加稳定，二级接合件23通过卡簧7与中间连接件4连接，其卡簧7一端卡在中间连接件4上，卡簧7另一端与二级接合件23固定连接。当转速一定时，在离心力的作用下，主动离心件22远离铰接处的一端往外转动并顶到二级支撑套筒21的支撑部，由于受到支撑部的限制，主动离心件22靠近铰接处的一端受到杠杆作用产生反推力，使中间连接件4往一级离合块12的方向运动，此时复位弹簧13压缩，一级离合块12在中间连接件4的带动下脱离一级太阳轮实现分离状态，而二级接合件23在主动离心件22的作用下与二级离合块24接合，进而带动二级输出部件的转动输出。

进一步的，为加强主动离心件22的复位速度及灵敏性，在主动离心件22远离铰接处的一端设有配重块，在配重块的重力作用下，当转速降低时，主动离心件22复位到正常状态，此外，配重块的设置可根据要求设置，如转速要求，当配重块越重，对转速的要求越高。

进一步的，一级输出部件还包括一级护盖16，一所述所述一级护盖16的一端套设在一级支撑套筒11上并与一级支撑套筒11通过轴承5连接，一级护盖16的另一端与一级输出齿圈15固定连接且与一级输出齿圈15的外端相平，优选的，一级护盖16的另一端与一级输出齿圈15通过螺钉连接。一级护盖16可保护一级护盖16内部的部件，如一级离合机构及一级传动组件14，一级护盖16与一级支撑套筒11通过轴承5连接，则当一级护盖16及一级输出齿圈15转动时，由于一级支撑套筒11的内侧和外侧均套设有轴承5，因此一级支撑套筒11相对独立，若使一级支撑套筒11固定，则输入轴3的转动和一级输出部件的转动均不受影响。

进一步的，二级输出部件还包括二级护盖26，二级护盖26的一端套设在二级支撑套筒21上并与二级支撑套筒21通过轴承5连接，二级护盖26的另一端与二级输出件25固定连接且与二级输出件25的外端相平，优选的，二级护盖26的另一端与二级输出件25通过螺钉连接。二级护盖26可保护二级护盖26内部的部件，如二级离合机构，二级护盖26与二级支撑套筒21通过轴承5连接，则当二级护盖26及二级输出件25转动时，由于二级支撑套筒21的内侧和外侧均套设有轴承5，因此二级支撑套筒21相对独立，若使二级支撑套筒21固定，则输入轴3的转动和二级输出部件的转动均不受影响。

进一步的，为防止主动离心件22打滑，在二级支撑套筒21的支撑部的内壁上设有防滑结构，其防滑结构为凹凸设置，本实施例中，在支撑部的内壁上设有多条凹槽，当主动离心件22顶到支撑部的内壁时，由于凹槽的设置增大摩擦力有利于防止主动离心件22打滑。

在工作时，输入电机转动，当输入电机为低速转动时，复位弹簧13为正常状态，一级离合块12与一级太阳轮连接，同时，二级接合件23与二级离合块24为分离状态，由于输入轴3转动和中间连接件4转动并带动一级离合块12转动，进而带动一级太阳轮转动，则一级行星轮与一级太阳轮啮合随之转动，一级行星轮与一级输出齿圈15啮合从而带动一级输出齿圈15及一级护盖16转动，此时一级输出部件的转速为低速状态并具有一定的传动比，此时为一级变速；当输入电机的转速变大直至到设定的高速转速时，输入轴3转动和中间连接件4转动并带动主动离心件22转动，由于主动离心件22沿轴向发生转动并顶到二级支撑套筒21的支撑部上，由于受到支撑部的限制产生反推力，使中间连接件4受到反推力的作用往一级离合块12方向运动，进而使复位弹簧13压缩，且一级离合块12随中间连接件4的运动而与一级太阳轮分离，而此时二级接合件23在主动离心件22的反推力作用下与中间连接件4运动并与二级离合块24连接，二级离合块24进而带动二级输出件25及二级护盖26的转动，此时二级输出部件的转速为高速状态，此时为二级变速。当输入电机转速降低时，离心力不足使主动离心件22产生推力抵抗复位弹簧13的弹力，则在复位弹簧13的弹力作用下，中间连接件4往二级接合件23的方向运动，则一级离合块12随中间连接件4的运动而与一级太阳轮连接实现一级变速，而主动离心件22在重力作用下往下运动进行复位，同时二级接合件23随中间连接件4的运动与二级离合块24分离。以此往复，实现不同转速输出的变速动作。通过一级输出部件和二级输出部件的不同转速输出，实现一级和二级变速。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明并不局限于上述实施方式，在实施过程中可能存在局部微小的结构改动，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，且属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (11)

1.一种离心式自动变速机构，其特征在于：包括一级变速机构、二级变速机构和输入轴，所述一级变速机构和二级变速机构均套设在输入轴上；

所述一级变速机构包括一级离合机构和一级输出部件，所述一级离合机构与一级输出部件传动连接；

所述二级变速机构包括二级离合机构和二级输出部件，所述二级离合机构与二级输出部件连接；

所述一级离合机构与二级离合机构连接，所述一级离合机构包括复位离合机构，所述复位离合机构与一级输出部件传动连接；所述二级离合机构包括离心摆式机构，所述离心摆式机构与二级输出部件连接，所述离心摆式机构通过旋转离心时的反推力实现复位离合机构与一级输出部件的分离及离心摆式机构与二级输出部件的连接；

所述一级变速机构还包括一级传动组件，所述一级离合机构与一级传动组件连接，所述一级传动组件与一级输出部件连接；

还包括中间连接件，所述输入轴与中间连接件为可轴向活动的轴毂连接，所述一级变速机构和二级变速机构均套设在中间连接件和输入轴上；所述二级离合机构分别与中间连接件和二级输出部件连接，所述一级离合机构与中间连接件连接，所述一级离合机构通过中间连接件与二级离合机构连接。

2.根据权利要求1所述的离心式自动变速机构，其特征在于：所述一级离合机构还包括一级支撑套筒，所述复位离合机构包括一级离合块和复位弹簧，所述一级支撑套筒与一级输出部件连接，所述一级离合块连接在中间连接件上并与一级传动组件接合，所述复位弹簧设置在一级支撑套筒的一级端盖部与一级离合块之间。

3.根据权利要求1所述的离心式自动变速机构，其特征在于：所述二级离合机构还包括二级支撑套筒和二级接合件，所述二级支撑套筒与二级输出部件连接，所述离心摆式机构在轴向方向上可转动连接在中间连接件上，所述二级接合件连接在中间连接件的外侧，所述二级接合件的接合部位于离心摆式机构与二级输出部件之间，所述二级接合件与二级输出部件接合，所述离心摆式机构通过二级接合件与二级输出部件连接，所述离心摆式机构设置在二级支撑套筒的支撑部内侧，所述离心摆式机构通过旋转离心时的反推力带动中间连接件的运动进而实现一级离合块与一级输出部件的分离及二级接合件与二级输出部件的接合。

4.根据权利要求3所述的离心式自动变速机构，其特征在于：所述一级传动组件通过齿轮传动，所述一级变速机构还包括定位件，所述定位件用于将一级传动组件定位，一级太阳轮和一级行星轮均可转动定位在定位件上；所述一级传动组件包括一级太阳轮和至少一个一级行星轮，所述一级行星轮与一级太阳轮啮合。

5.根据权利要求4所述的离心式自动变速机构，其特征在于：所述二级接合件与中间连接件固定连接，所述离心摆式机构包括至少一个主动离心件，所述主动离心件与二级接合件铰接，所述离心摆式机构通过二级接合件转动连接在中间连接件上。

6.根据权利要求5所述的离心式自动变速机构，其特征在于：所述一级输出部件包括一级输出齿圈，所述一级输出齿圈与一级行星轮啮合传动，所述一级输出齿圈为环状，在一级输出齿圈的内侧设有多个用于与一级行星轮啮合传动的齿状结构；所述一级太阳轮和一级行星轮的轴心处均设有凸起结构，所述定位件上对应设有通孔用于将一级太阳轮和一级行星轮定位。

7.根据权利要求6所述的离心式自动变速机构，其特征在于：所述一级行星轮设有两个啮合在一级太阳轮的两侧。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的离心式自动变速机构，其特征在于：所述定位件与一级支撑套筒一体加工。

9.根据权利要求8所述的离心式自动变速机构，其特征在于：在二级输出部件上连接有二级离合块，所述离心摆式机构与二级离合块接合，所述离心摆式机构通过二级离合块与二级输出部件接合；在一级支撑套筒的一级端盖部内设有用于支撑输入轴转动的轴承，在二级支撑套筒的二级端盖部内设有用于支撑输入轴转动的轴承，在二级支撑套筒的支撑部的内壁上设有防滑结构。

10.根据权利要求9所述的离心式自动变速机构，其特征在于：所述一级行星轮的轴心处设有通孔，通孔内插入定位轴销，所述定位轴销穿出一级行星轮的端面形成凸起并与定位件配合定位；所述一级太阳轮凸设有插接部，所述插接部穿过定位件进行定位并与一级离合块接合，所述一级离合块与一级太阳轮可分离，所述一级离合块位于一级支撑套筒的空腔内，所述一级离合块通过卡簧与中间连接件连接；在主动离心件远离铰接处的一端设有配重块；所述二级支撑套筒的支撑部的内侧为喇叭状的开口，在支撑部的内壁上设有多条凹槽；所述二级接合件通过卡簧与中间连接件连接。

11.根据权利要求9或10所述的离心式自动变速机构，其特征在于：所述一级输出部件还包括一级护盖，所述一级护盖的一端套设在一级支撑套筒上并与一级支撑套筒通过轴承连接，所述一级护盖的另一端与一级输出齿圈固定连接；所述二级输出部件包括二级输出件，所述二级离合块与二级输出件螺钉连接；所述二级输出部件还包括二级护盖，所述二级护盖的一端套设在二级支撑套筒上并与二级支撑套筒通过轴承连接，所述二级护盖的另一端与二级输出件固定连接。

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