CN113187872B - 一种轻量化双输出轴变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及减速机构部件技术领域，其公开了一种轻量化双输出轴变速器，包括动力输入轴、变速轴、输出轴、单齿轮链轮、斜置齿轮组和输出齿轮，单齿轮链轮同轴装配在动力输入轴上，斜置齿轮组同轴装配在变速轴上，输出齿轮同轴装配在输出轴上，动力输入轴通过外力驱动其转动，变速轴斜置至斜置齿轮组的周侧母线与动力输入轴的轴线方向平行的角度位置，单齿轮链轮与斜置齿轮组啮合，斜置齿轮组的另一侧与输出齿轮啮合，输出齿轮转动带动输出轴转动，输出轴上设置有轴向输出和径向输出的双动力输出，单齿轮链轮可沿动力输入轴的轴向移动，动力输入轴上安装有换档机构，换档机构驱动单齿轮链轮沿动力输入轴的轴向移动。

Description

一种轻量化双输出轴变速器
技术领域
本发明涉及减速机构部件技术领域，更具体地说，它涉及一种轻量化双输出轴变速器。
背景技术
轴变速器，又称减速机构，可以应用在自行车、助力车或者是汽车内部，用于起到减速传动的功能。如图1所示，现有的自行车减速机构主要是采用齿轮组对齿轮组的减速传动结构，一个齿轮组上的多个齿轮需要单独转动，从而齿轮转轴需要设计成多个空心套筒式结构。
现有技术中的齿轮减速机构存在的问题如下：
①齿轮组主轴的直径小于齿轮组中最小的齿轮直径，从而设置在主轴内部的棘轮机构需要设计得比较精细，尺寸小；
②齿轮组对齿轮组的减速传动的结构复杂，或者是行星齿轮减速机构的结构亦是复杂，整体部件质量重；
③减速机构部件的输出单一，不可控。
发明内容
针对背景技术中提出的技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种轻量化双输出轴变速器，包括动力输入轴、变速轴、输出轴、单齿轮链轮、斜置齿轮组和输出齿轮，所述单齿轮链轮同轴装配在所述动力输入轴上，所述斜置齿轮组同轴装配在所述变速轴上，所述输出齿轮同轴装配在所述输出轴上，所述动力输入轴通过外力驱动其转动，所述变速轴斜置至所述斜置齿轮组的周侧母线与所述动力输入轴的轴线方向平行的角度位置，所述单齿轮链轮与斜置齿轮组啮合，所述斜置齿轮组的另一侧与所述输出齿轮啮合，所述输出齿轮转动带动所述输出轴转动，所述输出轴上设置有轴向输出和径向输出的双动力输出，所述单齿轮链轮可沿所述动力输入轴的轴向移动，所述动力输入轴上安装有换档机构，所述换档机构驱动所述单齿轮链轮沿所述动力输入轴的轴向移动，从而让所述单齿轮链轮分别与斜置齿轮组上的不同齿轮单元啮合，达到变速效果。
通过上述技术方案，(1)单齿轮链轮，其相对于现有技术中的多齿轮组和多齿轮组之间的啮合机构，本发明的单齿轮链轮和多齿轮组之间的啮合机构中，首先单齿轮链轮的动力输入轴尺寸可以做得更大，棘轮机构设置在动力输入轴中可以做得无需那么精细，从而适用于高强度的自行车越野等。同时，本发明的多齿轮组(斜置齿轮组)内部无需设备复杂机构，结构简单，生产简单。而且，单齿轮链轮的这种机构整体质量减轻，实现轻量化的目的；
(2)斜置齿轮组，斜置齿轮组由于其和单齿轮链轮之间采用斜向啮合方式，齿与齿之间主要以点方式接触，且适用于自行车低转速领域，斜置齿轮组可直接采用冲压工艺加工，生产效率高，成本低；
(3)双输出，双输出中的第一输出可以用于驱动自行车后轮转动，双输出中的第二输出可以用于山地自行车的发电装置、或者是助力电动自行车中的发电装置，并和储能装置连接，储蓄第二输出端的发电量。
本发明进一步设置为：所述换档机构包括调节丝杆、调节齿轮、换档控制器、拨叉、固定盘，所述调节齿轮和拨叉均与所述调节丝杆同轴设置，所述换档控制器和固定盘均与所述动力输入轴同轴设置，所述换档控制器和所述调节齿轮啮合，所述固定盘与所述单齿轮链轮装配固定，所述固定盘的周侧卡设装配至所述拨叉内，所述拨叉与所述调节齿轮螺纹连接；
手动拨动所述换档控制器正转或反转，带动与之啮合的所述调节齿轮转动，所述调节齿轮带动与之同轴固定的调节丝杆转动，所述调节丝杆转动驱动与之螺纹连接的所述拨叉沿所述调节丝杆的轴向方向移动，从而带动所述固定盘沿所述动力输入轴的轴向方向移动，所述固定盘移动去带动与之固定的所述单齿轮链轮沿所述动力输入轴的轴向方向移动，所述单齿轮链轮分别与斜置齿轮组上的不同齿轮单元啮合，达到变速效果。
本发明进一步设置为：所述斜置齿轮组包括直径依次增大的第一变速齿轮、第二变速齿轮、第三变速齿轮、第四变速齿轮、第五变速齿轮和第六变速齿轮，所述第一变速齿轮、第二变速齿轮、第三变速齿轮、第四变速齿轮、第五变速齿轮和第六变速齿轮均与所述变速轴直接装配固定，所述变速轴为内部无其它复杂零件结构的实心或空心结构。
本发明进一步设置为：所述变速轴上安装有同轴装配有主动传动齿轮，所述主动传动齿轮与所述输出齿轮啮合。
本发明进一步设置为：所述输出轴上双动力输出中轴向输出为利用涡轮蜗杆组件进行动力输出，所述涡轮蜗杆组件包括与所述输出轴同轴固定的蜗杆、与所述蜗杆啮合的涡轮以及与所述涡轮同轴固定的轴向输出轴，所述轴向输出轴即为双动力输出中的轴向输出。
本发明进一步设置为：所述输出轴上双动力输出中径向输出为利用链轮组件进行动力输出，所述链轮组件包括与所述输出轴同轴固定的输出链轮。
本发明进一步设置为：所述输出链轮和所述输出轴之间设置有离合器，所述离合器控制所述输出链轮是否与所述输出轴发生同步转动输出。
本发明进一步设置为：所述离合器包括第一卡环、第二卡环和离合控制器，所述第一卡环和第二卡环均与所述输出轴同轴设置，所述第一卡环可沿所述输出轴轴向移动，所述第二卡环转动装配在所述输出轴上，所述离合控制器可沿垂直于所述输出轴轴向的方向转动，所述离合控制器转动过程中驱动所述第一卡环沿所述输出轴的轴向移动，所述第一卡环沿所述输出轴的轴向移动从而实现与所述第二卡环之间卡合或分离。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
(1)单齿轮链轮，其相对于现有技术中的多齿轮组和多齿轮组之间的啮合机构，本发明的单齿轮链轮和多齿轮组之间的啮合机构中，首先单齿轮链轮的动力输入轴尺寸可以做得更大，棘轮机构设置在动力输入轴中可以做得无需那么精细，从而适用于高强度的自行车越野等。同时，本发明的多齿轮组(斜置齿轮组)内部无需设备复杂机构，结构简单，生产简单。而且，单齿轮链轮的这种机构整体质量减轻，实现轻量化的目的；
(2)斜置齿轮组，斜置齿轮组由于其和单齿轮链轮之间采用斜向啮合方式，齿与齿之间主要以点方式接触，且适用于自行车低转速领域，斜置齿轮组可直接采用冲压工艺加工，生产效率高，成本低；
(3)双输出，双输出中的第一输出可以用于驱动自行车后轮转动，双输出中的第二输出可以用于山地自行车的发电装置、或者是助力电动自行车中的发电装置，并和储能装置连接，储蓄第二输出端的发电量。
附图说明
图1为双输出轴变速器的整体结构示意图。
附图标记：1、动力输入轴；2、变速轴；3、输出轴；4、单齿轮链轮；5、斜置齿轮组；5-1、第一变速齿轮；5-2、第二变速齿轮；5-3、第三变速齿轮；5-4、第四变速齿轮；5-5、第五变速齿轮；5-6、第六变速齿轮；6、输出齿轮；7、换档机构；7-1、调节丝杆；7-2、调节齿轮；7-3、换档控制器；7-4、拨叉；7-5、固定盘；8、主动传动齿轮；9、涡轮蜗杆组件；9-1、蜗杆；9-2、涡轮；9-3、轴向输出轴；10、链轮组件；10-1、输出链轮；11、离合器；11-1、第一卡环；11-2、第二卡环；11-3、离合控制器。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
一种轻量化双输出轴变速器，如图1所示，包括动力输入轴1、变速轴2、输出轴3、单齿轮链轮4、斜置齿轮组5和输出齿轮6，单齿轮链轮4同轴装配在动力输入轴1上，斜置齿轮组5同轴装配在变速轴2上，输出齿轮6同轴装配在输出轴3上，动力输入轴1通过外力驱动其转动，变速轴2斜置至斜置齿轮组5的周侧母线与动力输入轴1的轴线方向平行的角度位置，单齿轮链轮4与斜置齿轮组5啮合，斜置齿轮组5的另一侧与输出齿轮6啮合，输出齿轮6转动带动输出轴3转动，输出轴3上设置有轴向输出和径向输出的双动力输出，单齿轮链轮4可沿动力输入轴1的轴向移动，动力输入轴1上安装有换档机构7，换档机构7驱动单齿轮链轮4沿动力输入轴1的轴向移动，从而让单齿轮链轮4分别与斜置齿轮组5上的不同齿轮单元啮合，达到变速效果。
换档机构7包括调节丝杆7-1、调节齿轮7-2、换档控制器7-3、拨叉7-4、固定盘7-5，调节齿轮7-2和拨叉7-4均与调节丝杆7-1同轴设置，换档控制器7-3和固定盘7-5均与动力输入轴1同轴设置，换档控制器7-3和调节齿轮7-2啮合，固定盘7-5与单齿轮链轮4装配固定，固定盘7-5的周侧卡设装配至拨叉7-4内，拨叉7-4与调节齿轮7-2螺纹连接；
手动拨动换档控制器7-3正转或反转，带动与之啮合的调节齿轮7-2转动，调节齿轮7-2带动与之同轴固定的调节丝杆7-1转动，调节丝杆7-1转动驱动与之螺纹连接的拨叉7-4沿调节丝杆7-1的轴向方向移动，从而带动固定盘7-5沿动力输入轴1的轴向方向移动，固定盘7-5移动去带动与之固定的单齿轮链轮4沿动力输入轴1的轴向方向移动，单齿轮链轮4分别与斜置齿轮组5上的不同齿轮单元啮合，达到变速效果。
斜置齿轮组5包括直径依次增大的第一变速齿轮5-1、第二变速齿轮5-2、第三变速齿轮5-3、第四变速齿轮5-4、第五变速齿轮5-5和第六变速齿轮5-6，第一变速齿轮5-1、第二变速齿轮5-2、第三变速齿轮5-3、第四变速齿轮5-4、第五变速齿轮5-5和第六变速齿轮5-6均与变速轴2直接装配固定，变速轴2为内部无其它复杂零件结构的实心或空心结构。
变速轴2上安装有同轴装配有主动传动齿轮8，主动传动齿轮8与输出齿轮6啮合。
输出轴3上双动力输出中轴向输出为利用涡轮蜗杆组件9进行动力输出，涡轮蜗杆组件9包括与输出轴3同轴固定的蜗杆9-1、与蜗杆9-1啮合的涡轮9-2以及与涡轮9-2同轴固定的轴向输出轴9-3，轴向输出轴9-3即为双动力输出中的轴向输出。
输出轴3上双动力输出中径向输出为利用链轮组件10进行动力输出，链轮组件10包括与输出轴3同轴固定的输出链轮10-1。
输出链轮10-1和输出轴3之间设置有离合器11，离合器11控制输出链轮10-1是否与输出轴3发生同步转动输出。
离合器11包括第一卡环11-1、第二卡环11-2和离合控制器11-3，第一卡环11-1和第二卡环11-2均与输出轴3同轴设置，第一卡环11-1可沿输出轴3轴向移动，第二卡环11-2转动装配在输出轴3上，离合控制器11-3可沿垂直于输出轴3轴向的方向转动，离合控制器11-3转动过程中驱动第一卡环11-1沿输出轴3的轴向移动，第一卡环11-1沿输出轴3的轴向移动从而实现与第二卡环11-2之间卡合或分离。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种轻量化双输出轴变速器，其特征在于，包括动力输入轴(1)、变速轴(2)、输出轴(3)、单齿轮链轮(4)、斜置齿轮组(5)和输出齿轮(6)，所述单齿轮链轮(4)同轴装配在所述动力输入轴(1)上，所述斜置齿轮组(5)同轴装配在所述变速轴(2)上，所述输出齿轮(6)同轴装配在所述输出轴(3)上，所述动力输入轴(1)通过外力驱动其转动，所述变速轴(2)斜置至所述斜置齿轮组(5)的周侧母线与所述动力输入轴(1)的轴线方向平行的角度位置，所述单齿轮链轮(4)与斜置齿轮组(5)啮合，所述斜置齿轮组(5)的另一侧与所述输出齿轮(6)啮合，所述输出齿轮(6)转动带动所述输出轴(3)转动，所述输出轴(3)上设置有轴向输出和径向输出的双动力输出，所述单齿轮链轮(4)可沿所述动力输入轴(1)的轴向移动，所述动力输入轴(1)上安装有换档机构(7)，所述换档机构(7)驱动所述单齿轮链轮(4)沿所述动力输入轴(1)的轴向移动，从而让所述单齿轮链轮(4)分别与斜置齿轮组(5)上的不同齿轮单元啮合，达到变速效果；所述换档机构(7)包括调节丝杆(7-1)、调节齿轮(7-2)、换档控制器(7-3)、拨叉(7-4)、固定盘(7-5)，所述调节齿轮(7-2)和拨叉(7-4)均与所述调节丝杆(7-1)同轴设置，所述换档控制器(7-3)和固定盘(7-5)均与所述动力输入轴(1)同轴设置，所述换档控制器(7-3)和所述调节齿轮(7-2)啮合，所述固定盘(7-5)与所述单齿轮链轮(4)装配固定，所述固定盘(7-5)的周侧卡设装配至所述拨叉(7-4)内，所述拨叉(7-4)与所述调节齿轮(7-2)螺纹连接；
手动拨动所述换档控制器(7-3)正转或反转，带动与之啮合的所述调节齿轮(7-2)转动，所述调节齿轮(7-2)带动与之同轴固定的调节丝杆(7-1)转动，所述调节丝杆(7-1)转动驱动与之螺纹连接的所述拨叉(7-4)沿所述调节丝杆(7-1)的轴向方向移动，从而带动所述固定盘(7-5)沿所述动力输入轴(1)的轴向方向移动，所述固定盘(7-5)移动去带动与之固定的所述单齿轮链轮(4)沿所述动力输入轴(1)的轴向方向移动，所述单齿轮链轮(4)分别与斜置齿轮组(5)上的不同齿轮单元啮合，达到变速效果。
2.根据权利要求1所述的一种轻量化双输出轴变速器，其特征在于：所述斜置齿轮组(5)包括直径依次增大的第一变速齿轮(5-1)、第二变速齿轮(5-2)、第三变速齿轮(5-3)、第四变速齿轮(5-4)、第五变速齿轮(5-5)和第六变速齿轮(5-6)，所述第一变速齿轮(5-1)、第二变速齿轮(5-2)、第三变速齿轮(5-3)、第四变速齿轮(5-4)、第五变速齿轮(5-5)和第六变速齿轮(5-6)均与所述变速轴(2)直接装配固定，所述变速轴(2)为内部无其它复杂零件结构的实心或空心结构。
3.根据权利要求1所述的一种轻量化双输出轴变速器，其特征在于：所述变速轴(2)上安装有同轴装配有主动传动齿轮(8)，所述主动传动齿轮(8)与所述输出齿轮(6)啮合。
4.根据权利要求1所述的一种轻量化双输出轴变速器，其特征在于：所述输出轴(3)上双动力输出中轴向输出为利用涡轮蜗杆组件(9)进行动力输出，所述涡轮蜗杆组件(9)包括与所述输出轴(3)同轴固定的蜗杆(9-1)、与所述蜗杆(9-1)啮合的涡轮(9-2)以及与所述涡轮(9-2)同轴固定的轴向输出轴(9-3)，所述轴向输出轴(9-3)即为双动力输出中的轴向输出。
5.根据权利要求1所述的一种轻量化双输出轴变速器，其特征在于：所述输出轴(3)上双动力输出中径向输出为利用链轮组件(10)进行动力输出，所述链轮组件(10)包括与所述输出轴(3)同轴固定的输出链轮(10-1)。
6.根据权利要求5所述的一种轻量化双输出轴变速器，其特征在于：所述输出链轮(10-1)和所述输出轴(3)之间设置有离合器(11)，所述离合器(11)控制所述输出链轮(10-1)是否与所述输出轴(3)发生同步转动输出。
7.根据权利要求6所述的一种轻量化双输出轴变速器，其特征在于：所述离合器(11)包括第一卡环(11-1)、第二卡环(11-2)和离合控制器(11-3)，所述第一卡环(11-1)和第二卡环(11-2)均与所述输出轴(3)同轴设置，所述第一卡环(11-1)可沿所述输出轴(3)轴向移动，所述第二卡环(11-2)转动装配在所述输出轴(3)上，所述离合控制器(11-3)可沿垂直于所述输出轴(3)轴向的方向转动，所述离合控制器(11-3)转动过程中驱动所述第一卡环(11-1)沿所述输出轴(3)的轴向移动，所述第一卡环(11-1)沿所述输出轴(3)的轴向移动从而实现与所述第二卡环(11-2)之间卡合或分离。
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