CN114368445A - 自动内五速花鼓 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动内五速花鼓，其涉及变速装置领域。其技术方案要点包括固定设置的主轴，以及用于输出的壳体，还包括沿轴向依次布置的第一行星齿轮组件、第一集成化离心离合组件、第二行星齿轮组件、第三行星齿轮组件、第二集成化离心离合组件以及第四行星齿轮组件。本发明利用输出速度来实现五个挡位的自动变换，能够优化骑行体验，而且结构紧凑，能够优化零件数量、装配工序和整体尺寸。

Description

自动内五速花鼓

技术领域

本发明涉及变速装置领域，更具体地说，它涉及一种自动内五速花鼓。

背景技术

一般的内变速机构是利用离心力来实现自动变速，当达到一定踏频速度后离心块甩开实现自动升挡，当踏频速度降低到变速点以下时，离心块就会收缩实现自动降挡，例如授权公告号为CN208882034U的中国专利中所示。

但是，对于采用上述变速机构的车辆，当车辆在高速（大于变速点）行驶时，如果骑行者不想踩踏，或者下坡中不需要踩踏，变速机构会因为骑行者踏频速度的降低而自动降挡；车辆滑行一段距离后仍然保持在高速（大于变速点）时，骑行者再次踩踏后需要短时间内使踏频速度达到变速点，来使变速机构自动升挡。这种情况下变速机构的自动降挡会影响骑行体验，而且换挡频率的增加容易导致变速机构的故障，影响其使用寿命。

现有公开号为CN113007295A的中国专利，公开了一种利用输出速度实现自动换挡的变速机构，该变速机构利用输出速度来实现自动换挡。

但是，上述专利中的变速机构只有两个挡位，安装在车辆上后骑行体验还有待提高。在增加变速机构挡位的同时，也需要考虑零件数量较多而引起的装配复杂、成本较高、整体尺寸过大以及影响可靠性等问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种自动内五速花鼓，其利用输出速度来实现五个挡位的自动变换，能够优化骑行体验，而且结构紧凑，能够优化零件数量、装配工序和整体尺寸。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种自动内五速花鼓，包括固定设置的主轴，以及用于输出的壳体，还包括沿轴向依次布置的第一行星齿轮组件、第一集成化离心离合组件、第二行星齿轮组件、第三行星齿轮组件、第二集成化离心离合组件以及第四行星齿轮组件；

其中，所述第一行星齿轮组件包括第一行星架、第一行星轮、第一太阳轮以及第一齿圈，所述第一行星架与壳体之间设置有一挡离合组件，所述第一太阳轮相对于主轴沿周向固定不动；

所述第一集成化离心离合组件包括第一集成离合内圈、二挡离合驱动件、二挡离合外圈、二挡驱动板、二挡离心甩块、三挡离合驱动件、三挡离合外圈、三挡驱动板以及三挡离心甩块，所述二挡离合外圈与第一齿圈沿周向联动，所述第一集成离合内圈与壳体沿周向联动；

所述第二行星齿轮组件包括第二行星架、第二行星轮、第二太阳轮以及第二齿圈，所述第二行星架与第一齿圈沿周向联动，所述第二齿圈与三挡离合外圈沿周向联动，所述第二太阳轮相对于主轴沿周向固定不动；

所述第三行星齿轮组件包括第三行星架、第三行星轮、第三太阳轮以及第三齿圈，所述第三行星架与第二齿圈沿周向联动，所述第三太阳轮相对于主轴沿周向固定不动；

所述第二集成化离心离合组件包括第二集成离合内圈、四挡离合驱动件、四挡离合外圈、四挡驱动板、四挡离心甩块、五挡离合驱动件、五挡离合外圈、五挡驱动板以及五挡离心甩块，所述四挡离合外圈与第三齿圈沿周向联动，所述第二集成离合内圈与壳体沿周向联动；

所述第四行星齿轮组件包括第四行星架、第四行星轮、第四太阳轮以及第四齿圈，所述第四行星架与第三齿圈沿周向联动，所述第四齿圈与五挡离合外圈沿周向联动，所述第四太阳轮相对于主轴沿周向固定不动。

进一步地，所述第一齿圈内侧壁设置有位于所述第一行星架与第一集成离合内圈之间第一传动板，所述第一传动板与第二行星架之间设置有位于所述第一集成离合内圈径向内侧的第一传动筒。

进一步地，所述第一集成离合内圈外侧壁设置有与所述壳体连接的第一输出板，所述二挡离合外圈和三挡离合外圈分别位于所述第一输出板两侧。

进一步地，所述二挡离心甩块和三挡离心甩块均与所述第一输出板连接，且两者位于所述第一输出板同一侧，以及位于所述第一齿圈径向外侧。

进一步地，所述第二齿圈与第三行星架为一体成型。

进一步地，所述第三齿圈内侧壁设置有位于所述第三行星架与第二集成离合内圈之间的第二传动板，所述第二传动板与第四行星架之间设置有位于所述第二集成离合内圈径向内侧的第二传动筒。

进一步地，所述第二集成离合内圈设置有与所述壳体连接的第二输出板，所述三挡离合外圈和四挡离合外圈分别位于所述第二输出板两侧。

进一步地，所述四挡离心甩块和五挡离心甩块均与所述第二输出板连接，且两者位于所述第二输出板同一侧，以及位于所述第四齿圈径向外侧。

进一步地，所述第一齿圈、第二齿圈、第三齿圈以及第四齿圈中的至少一个，其外侧壁集成有与所述壳体配合的轴承。

进一步地，所述壳体包括第一端盖、鼓筒以及第二端盖，所述第一集成离合内圈与第一端盖连接来实现周向联动，所述第二集成离合内圈与第二端盖连接来实现周向联动。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

利用壳体的输出速度来实现五个挡位的自动变换，能够优化骑行体验，而且结构紧凑，能够优化零件数量、装配工序和整体尺寸。

附图说明

图1为实施例中自动内五速花鼓的结构示意图一；

图2为实施例中自动内五速花鼓的结构示意图二。

图中：1、主轴；21、第一端盖；22、鼓筒；221、定位架；23、第二端盖；31、第一行星架；32、第一行星轮；33、第一太阳轮；34、第一齿圈；341、第一传动板；35、一挡离合组件；36、输入轮；41、第一集成离合内圈；411、第一输出板；42、二挡离合外圈；43、二挡离心甩块；431、二挡驱动架；44、二挡驱动板；45、三挡离合外圈；46、三挡离心甩块；461、三挡驱动架；47、三挡驱动板；51、第一传动筒；52、第二行星架；53、第二行星轮；54、第二太阳轮；55、第二齿圈；551、第三行星架；62、第三行星轮；63、第三太阳轮；64、第三齿圈；641、第二传动板；71、第二集成离合内圈；711、第二输出板；72、四挡离合外圈；73、四挡离心甩块；731、四挡驱动架；74、四挡驱动板；75、五挡离合外圈；76、五挡离心甩块；761、五挡驱动架；77、五挡驱动板；81、第二传动筒；82、第四行星架；83、第四行星轮；84、第四太阳轮；85、第四齿圈。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例：

一种自动内五速花鼓，参照图1和图2，其包括固定设置的主轴1，以及用于输出的壳体，还包括沿轴向依次布置的第一行星齿轮组件、第一集成化离心离合组件、第二行星齿轮组件、第三行星齿轮组件、第二集成化离心离合组件以及第四行星齿轮组件；其中，主轴1固定安装于车架上，壳体外侧壁与车轮的辐条连接，用于输出转速来驱动车轮转动；具体地，本实施例中壳体包括依次连接的第一端盖21、鼓筒22以及第二端盖23。

参照图1，本实施例中第一行星齿轮组件包括第一行星架31、第一行星轮32、第一太阳轮33以及第一齿圈34，第一行星架31与壳体之间设置有一挡离合组件35，第一太阳轮33相对于主轴1沿周向固定不动；优选地，本实施例中第一太阳轮33与主轴1为一体成型；本实施例中第一行星架31连接有位于壳体外侧的输入轮36，输入轮36与链条连接，用于向第一行星架31输入转速；具体地，本实施例中一挡离合组件35为棘轮棘爪组件；第一行星架31与主轴1之间设置有轴承，第一行星架31与第一端盖21之间设置有轴承，从而保证第一行星架31的稳定转动；第一齿圈34与第一端盖21之间设置有轴承，优选地，轴承集成于第一齿圈34外侧壁，即第一齿圈34作为轴承的内圈，从而能够减少零件数量、装配工序，并优化径向尺寸。

参照图1和图2，本实施例中第一集成化离心离合组件包括第一集成离合内圈41、二挡离合驱动件、二挡离合外圈42、二挡驱动板44、二挡离心甩块43、三挡离合驱动件、三挡离合外圈45、三挡驱动板47以及三挡离心甩块46，二挡离合外圈42与第一齿圈34沿周向联动，第一集成离合内圈41与壳体沿周向联动；具体地，本实施例中第一集成离合内圈41包括一体成型的二挡离合内圈和三挡离合内圈，从而能够减少零件数量、装配工序，并优化轴向尺寸；具体地，本实施例中第一集成离合内圈41外侧壁设置有与第一端盖21连接的第一输出板411，二挡离合外圈42和三挡离合外圈45分别位于第一输出板411两侧；优选地，二挡离心甩块43和三挡离心甩块46均与第一输出板411连接，从而能够根据输出速度来实现状态的变换；本实施例中二挡离心甩块43和三挡离心甩块46位于第一输出板411同一侧，且位于第一齿圈34径向外侧，从而能够优化轴向尺寸和径向尺寸；具体地，本实施例中二挡离合外圈42与第一齿圈34之间通过键槽配合来实现周向联动，且键与槽之间设置有缓冲间隙，使得二挡离合外圈42与第一齿圈34之间实现缓冲式周向联动，避免在换挡过程中出现卡顿的情况，提高换挡的流畅度，优化骑行体验。

参照图1和图2，具体地，本实施例中二挡离心甩块43上设置有用于带动二挡驱动板44转动的二挡驱动架431，三挡离心甩块46上设置有用于带动三挡驱动板47转动的三挡驱动架461，且第一输出板411上分别开设有与二挡驱动架431和三挡驱动架461配合的让位孔，从而能够优化轴向尺寸；离心离合组件的工作原理，以及其余结构，均属于现有技术，在此不做赘述。

参照图1，第二行星齿轮组件包括第二行星架52、第二行星轮53、第二太阳轮54以及第二齿圈55，第二行星架52与第一齿圈34沿周向联动，第二齿圈55与三挡离合外圈45沿周向联动，第二太阳轮54相对于主轴1沿周向固定不动；具体地，本实施例中第一齿圈34内侧壁设置有位于第一行星架31与第一集成离合内圈41之间第一传动板341，第一传动板341与第二行星架52之间设置有位于第一集成离合内圈41径向内侧的第一传动筒51，即第一齿圈34的转速通过第一传动板341和第一传动筒51传递至第二行星架52，从而能够优化轴向尺寸和径向尺寸；具体地，本实施例中第一传动板341与第一传动筒51之间，以及第一传动筒51与第二行星架52之间，均通过键槽配合来实现周向联动；具体地，本实施例中第二行星架52与主轴1之间设置有轴承，从而保证第二行星架52的稳定转动；本实施例中第二太阳轮54套设于主轴1上，且两者之间设置有扁位，使得第二太阳轮54固定不转动。

参照图1，具体地，本实施例中三挡离合外圈45与第二齿圈55之间通过键槽配合来实现周向联动，且键与槽之间设置有缓冲间隙，使得三挡离合外圈45与第二齿圈55之间实现缓冲式周向联动，避免在换挡过程中出现卡顿的情况，提高换挡的流畅度，优化骑行体验；第二齿圈55与鼓筒22之间设置有轴承，优选地，轴承集成于第二齿圈55外侧壁，即第二齿圈55作为轴承的内圈，从而能够减少零件数量、装配工序，并优化径向尺寸；优选地，鼓筒22内侧壁设置有与第二齿圈55配合的定位架221，即第二齿圈55上的轴承与定位架221连接。

参照图1，本实施例中第三行星齿轮组件包括第三行星架551、第三行星轮62、第三太阳轮63以及第三齿圈64，第三行星架551与第二齿圈55沿周向联动，第三太阳轮63相对于主轴1沿周向固定不动；优选地，本实施例中第二齿圈55与第三行星架551为一体成型，从而能够减少零件数量、装配工序，并优化轴向尺寸；当然，在其他可选的实施例中，第二齿圈55与第三行星架551也可以通过固定连接来实现周向联动，在此不作限制；本实施例中第三太阳轮63套设于主轴1上，且两者之间设置有扁位，使得第三太阳轮63固定不转动；具体地，第三齿圈64与定位架221之间设置有轴承，优选地，轴承集成于第三齿圈64外侧壁，即第三齿圈64作为轴承的内圈，从而能够减少零件数量、装配工序，并优化径向尺寸。

参照图1和图2，本实施例中第二集成化离心离合组件包括第二集成离合内圈71、四挡离合驱动件、四挡离合外圈72四挡驱动板74、四挡离心甩块73、五挡离合驱动件、五挡离合外圈75、五挡驱动板77以及五挡离心甩块76，四挡离合外圈72与第三齿圈64沿周向联动，第二集成离合内圈71与壳体沿周向联动；第四行星齿轮组件包括第四行星架82、第四行星轮83、第四太阳轮84以及第四齿圈85，第四行星架82与第三齿圈64沿周向联动，第四齿圈85与五挡离合外圈75沿周向联动，第四太阳轮84相对于主轴1沿周向固定不动。

参照图1和图2，具体地，本实施例中第二集成离合内圈71包括一体成型的四挡离合内圈和五挡离合内圈，从而能够减少零件数量、装配工序，并优化轴向尺寸；具体地，本实施例中第二集成离合内圈71外侧壁设置有与第二端盖23连接的第二输出板711，四挡离合外圈72和五挡离合外圈75分别位于第二输出板711两侧；优选地，四挡离心甩块73和五挡离心甩块76均与第二输出板711连接，从而能够根据输出速度来实现状态的变换；本实施例中四挡离心甩块73和五挡离心甩块76位于第二输出板711同一侧，且位于第四齿圈85径向外侧，从而能够优化轴向尺寸和径向尺寸；具体地，本实施例中四挡离合外圈72与第三齿圈64之间、以及五挡离合外圈75与第四齿圈85之间均通过键槽配合来实现周向联动，且键与槽之间设置有缓冲间隙，实现缓冲式周向联动，避免在换挡过程中出现卡顿的情况，提高换挡的流畅度，优化骑行体验。

参照图1和图2，具体地，本实施例中四挡离心甩块73上设置有用于带动四挡驱动板74转动的四挡驱动架731，五挡离心甩块76上设置有用于带动五挡驱动板77转动的五挡驱动架761，且第二输出板711上分别开设有与四挡驱动架731和五挡驱动架761配合的让位孔，从而能够优化轴向尺寸；离心离合组件的工作原理，以及其余结构，均属于现有技术，在此不做赘述。

参照图1，具体地，本实施例中第三齿圈64内侧壁设置有位于第三行星架551与第二集成离合内圈71之间的第二传动板641，第二传动板641与第四行星架82之间设置有位于第二集成离合内圈71径向内侧的第二传动筒81，第三齿圈64的转速通过第二传动板641和第二传动筒81传递至第四行星架82，从而能够优化轴向尺寸和径向尺寸；具体地，本实施例中第二传动板641与第二传动筒81之间，以及第二传动筒81与第四行星架82之间，均通过键槽配合来实现周向联动；具体地，本实施例中第四行星架82与主轴1之间设置有轴承，从而保证第四行星架82的稳定转动；本实施例中第四太阳轮84套设于主轴1上，且两者之间设置有扁位，使得第四太阳轮84固定不转动；具体地，第四齿圈85与第二端盖23之间设置有轴承，优选地，轴承集成于第四齿圈85外侧壁，即第四齿圈85作为轴承的内圈，从而能够减少零件数量、装配工序，并优化径向尺寸。

工作原理如下：

一挡：输入轮36的转速经第一行星架31和一挡离合组件35传递至壳体，实现一挡输出。

二挡：壳体的转速达到二挡临界点后，二挡离心甩块43转动至甩开状态，并通过二挡驱动架431带动二挡驱动板44转动，使得二挡离合驱动件切换至释放状态，则第一集成离合内圈41、二挡离合驱动件以及二挡离合外圈42之间形成传动；输入轮36的转速经第一行星架31、第一行星轮32、第一齿圈34、二挡离合外圈42、二挡离合驱动件、第一集成离合内圈41以及第一输出板411传递至壳体，实现二挡输出；此时壳体的转速大于第一行星架31的转速，一挡离合组件35处于超越状态。

三挡：壳体的转速达到三挡临界点后，第一集成离合内圈41、三挡离合驱动件以及三挡离合外圈45之间形成传动；输入轮36的转速经第一行星架31、第一行星轮32、第一齿圈34、第一传动板341、第一传动筒51、第二行星架52、第二行星轮53、第二齿圈55、三挡离合外圈45、三挡离合驱动件、第一集成离合内圈41以及第一输出板411传递至壳体，实现三挡输出；此时第一集成离合内圈41、二挡离合驱动件以及二挡离合外圈42之间处于超越状态。

四挡：壳体的转速达到四挡临界点后，第二集成离合内圈71、四挡离合驱动件以及四挡离合外圈72之间形成传动；输入轮36的转速经第一行星架31、第一行星轮32、第一齿圈34、第一传动板341、第一传动筒51、第二行星架52、第二行星轮53、第二齿圈55、第三行星架551、第三行星轮62、第三齿圈64、四挡离合外圈72、四挡离合驱动件、第二集成离合内圈71以及第二输出板711传递至壳体，实现四挡输出；此时，第一集成离合内圈41、三挡离合驱动件以及三挡离合外圈45之间处于超越状态。

五挡：壳体的转速达到五挡临界点后，第二集成离合内圈71、五挡离合驱动件以及五挡离合外圈75之间形成传动；输入轮36的转速经第一行星架31、第一行星轮32、第一齿圈34、第一传动板341、第一传动筒51、第二行星架52、第二行星轮53、第二齿圈55、第三行星架551、第三行星轮62、第三齿圈64、第二传动板641、第二传动筒81、第四行星架82、第四行星轮83、第四齿圈85、五挡离合外圈75、五挡离合驱动件、第二集成离合内圈71以及第二输出板711传递至壳体，实现五挡输出；此时，第二集成离合内圈71、四挡离合驱动件以及四挡离合外圈72之间处于超越状态。

本实施例中利用壳体的输出速度来实现五个挡位的自动变换，能够优化骑行体验，而且结构紧凑，能够优化零件数量、装配工序和整体尺寸；当然，在其他可选的实施例中，也可以在第四行星齿轮组件之后继续布置结构增加挡位数量，在此不作限制。

Claims (10)

1.一种自动内五速花鼓，包括固定设置的主轴，以及用于输出的壳体，其特征在于：还包括沿轴向依次布置的第一行星齿轮组件、第一集成化离心离合组件、第二行星齿轮组件、第三行星齿轮组件、第二集成化离心离合组件以及第四行星齿轮组件；

其中，所述第一行星齿轮组件包括第一行星架、第一行星轮、第一太阳轮以及第一齿圈，所述第一行星架与壳体之间设置有一挡离合组件，所述第一太阳轮相对于主轴沿周向固定不动；

所述第一集成化离心离合组件包括第一集成离合内圈、二挡离合驱动件、二挡离合外圈、二挡驱动板、二挡离心甩块、三挡离合驱动件、三挡离合外圈、三挡驱动板以及三挡离心甩块，所述二挡离合外圈与第一齿圈沿周向联动，所述第一集成离合内圈与壳体沿周向联动；

所述第二行星齿轮组件包括第二行星架、第二行星轮、第二太阳轮以及第二齿圈，所述第二行星架与第一齿圈沿周向联动，所述第二齿圈与三挡离合外圈沿周向联动，所述第二太阳轮相对于主轴沿周向固定不动；

所述第三行星齿轮组件包括第三行星架、第三行星轮、第三太阳轮以及第三齿圈，所述第三行星架与第二齿圈沿周向联动，所述第三太阳轮相对于主轴沿周向固定不动；

所述第二集成化离心离合组件包括第二集成离合内圈、四挡离合驱动件、四挡离合外圈、四挡驱动板、四挡离心甩块、五挡离合驱动件、五挡离合外圈、五挡驱动板以及五挡离心甩块，所述四挡离合外圈与第三齿圈沿周向联动，所述第二集成离合内圈与壳体沿周向联动；

所述第四行星齿轮组件包括第四行星架、第四行星轮、第四太阳轮以及第四齿圈，所述第四行星架与第三齿圈沿周向联动，所述第四齿圈与五挡离合外圈沿周向联动，所述第四太阳轮相对于主轴沿周向固定不动。

2.根据权利要求1所述的自动内五速花鼓，其特征在于：所述第一齿圈内侧壁设置有位于所述第一行星架与第一集成离合内圈之间第一传动板，所述第一传动板与第二行星架之间设置有位于所述第一集成离合内圈径向内侧的第一传动筒。

3.根据权利要求1所述的自动内五速花鼓，其特征在于：所述第一集成离合内圈外侧壁设置有与所述壳体连接的第一输出板，所述二挡离合外圈和三挡离合外圈分别位于所述第一输出板两侧。

4.根据权利要求3所述的自动内五速花鼓，其特征在于：所述二挡离心甩块和三挡离心甩块均与所述第一输出板连接，且两者位于所述第一输出板同一侧，以及位于所述第一齿圈径向外侧。

5.根据权利要求1所述的自动内五速花鼓，其特征在于：所述第二齿圈与第三行星架为一体成型。

6.根据权利要求1所述的自动内五速花鼓，其特征在于：所述第三齿圈内侧壁设置有位于所述第三行星架与第二集成离合内圈之间的第二传动板，所述第二传动板与第四行星架之间设置有位于所述第二集成离合内圈径向内侧的第二传动筒。

7.根据权利要求1所述的自动内五速花鼓，其特征在于：所述第二集成离合内圈设置有与所述壳体连接的第二输出板，所述三挡离合外圈和四挡离合外圈分别位于所述第二输出板两侧。

8.根据权利要求7所述的自动内五速花鼓，其特征在于：所述四挡离心甩块和五挡离心甩块均与所述第二输出板连接，且两者位于所述第二输出板同一侧，以及位于所述第四齿圈径向外侧。

9.根据权利要求1所述的自动内五速花鼓，其特征在于：所述第一齿圈、第二齿圈、第三齿圈以及第四齿圈中的至少一个，其外侧壁集成有与所述壳体配合的轴承。

10.根据权利要求1所述的自动内五速花鼓，其特征在于：所述壳体包括第一端盖、鼓筒以及第二端盖，所述第一集成离合内圈与第一端盖连接来实现周向联动，所述第二集成离合内圈与第二端盖连接来实现周向联动。

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