CN206361097U - 一种多档自动内变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多档自动内变速器，包括：输入件、花鼓、中心轴及变速机构，所述变速机构包括：数套自动离心换挡机构及数套行星变速器，每套行星变速器包括：齿圈、中心轮、行星架及行星轮，每相邻的两套行星变速器中，其中一套行星变速器的齿圈与另一套行星变速器的行星架形成一个组合件，所述输入件与行星变速器的齿圈或行星架固定连接，所述最端部行星变速器的行星架与所述花鼓内壁的端部位置处之间设有超越离合器，每套自动离心换挡机构包括棘爪件架、棘轮及至少一个棘爪件，所述棘爪件架设置在花鼓内，所述棘轮设置在齿圈上或由行星架及齿圈形成的组合件上，从而当变速机构在中高速档时可降低对踏频的要求。

Description

一种多档自动内变速器

【技术领域】

本实用新型涉及自行车技术领域，具体涉及一种多档自动内变速器。

【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。目前，内变速器普遍存在以下缺陷：当内变速器换档到高速档时，踏频如果在降低，那么变速器很难保持在高速档。

因此，有必要提供一种解决上述技术问题的可降低对踏频要求的多档自动内变速器。

【实用新型内容】

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种可降低对踏频要求的多档自动内变速器。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种多档自动内变速器，包括：输入件、花鼓、中心轴及设置于花鼓与中心轴之间的变速机构，所述变速机构包括：数套自动离心换挡机构及数套并排设置的行星变速器，每套行星变速器包括：齿圈、中心轮、行星架及行星轮，所述中心轮与中心轴形成第一组合件并与车架固定连接，数套行星变速器的中心轮一体成型或分开设置，每相邻的两套行星变速器中，其中一套行星变速器的齿圈与另一套行星变速器的行星架形成第二组合件，所述输入件与行星变速器的齿圈或行星架固定连接，所述最端部行星变速器的行星架与所述花鼓内壁的端部位置处之间设有超越离合器，每套自动离心换挡机构包括棘爪件架、棘轮及至少一个棘爪件，所述棘爪件架设置在花鼓内，数套自动离心换挡机构的棘轮分别设置于齿圈及第二组合件上。

优选地，本实用新型中的一种多档自动内变速器进一步设置为：所述每套自动离心换挡机构还包括至少一个联动件，所述棘爪件通过第一连接件安装于棘爪件架上，所述联动件通过第二连接件安装于棘爪件架上，所述棘爪件及联动件在圆周方向上呈间隔设置，所述棘爪件包括：第一端部、第二端部及设置于第一端部与第二端部之间的第一安装部，至少一个棘爪件的第二端部的内壁处设有与棘轮相配合的棘爪部，所述棘爪件的第一安装部设有用于安装第一连接件的第一安装孔，所述联动件包括第三端部、第四端部及设置于第三端部与第四端部之间的第二安装部，所述联动件的第二安装部设有用于安装第二连接件的第二安装孔，所述棘爪件的第一端部和/或联动件的第四端部设有配重块，沿半径方向所述棘爪件的第一端部限位于联动件的第四端部的内侧、所述棘爪件的第二端部限位于联动件第三端部的内侧或沿半径方向所述联动件的第四端部限位于棘爪件第一端部的内侧、所述联动件的第三端部限位于棘爪件的第二端部的内侧，所述棘爪件架上或联动件上或棘爪件上安装有用于控制棘爪件初始位置的弹性件。

优选地，本实用新型中的一种多档自动内变速器进一步设置为：所述每套自动离心换挡机构还包括至少一个联动件，所述棘爪件通过第一连接件安装于棘爪固定架上，所述联动件的一端与相邻的其中一个棘爪件活动连接，所述联动件的另一端与相邻的另外一个棘爪件活动连接，所述棘爪件及联动件在圆周方向上呈间隔设置，所述棘爪件包括第一端部、第二端部及设置于第一端部与第二端部之间的第一安装部，所述棘爪件的第一端部设有配重块，至少一个棘爪件的第二端部的内壁处设有与棘轮相配合的棘爪部，所述棘爪件的第一安装部设有用于安装第一连接件的第一安装孔，所述棘爪件架上安装有用于控制棘爪件初始位置的弹性件。

优选地，本实用新型中的一种多档自动内变速器进一步设置为：所述棘爪件架包括：圆环状基部及自圆环状基部的内壁向内延伸的数个安装座，所述联动件及棘爪件分别安装于安装座上。

优选地，本实用新型中的一种多档自动内变速器进一步设置为：所述第一连接件及第二连接件均为销。

优选地，本实用新型中的一种多档自动内变速器进一步设置为：所述弹性件为扭簧、弹簧或弹簧片。

优选地，本实用新型中的一种多档自动内变速器进一步设置为：所述棘爪件与联动件的配合面呈渐开线状或弧线状设置。

优选地，本实用新型中的一种多档自动内变速器进一步设置为：所述花鼓的端部设有并紧件，所述输入件与花鼓及并紧件之间设有轴承或滚珠

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型中的多档自动内变速器结构紧凑、安装方便、传动效率高、换挡牢靠、变速稳定，通过在花鼓内增减行星变速器的数量即可实现不同的变速档位。另外本实用新型通过将自动离心换挡机构设置于花鼓内，从而当变速机构在高速档时可降低对踏频的要求。

【附图说明】

图1是本实用新型实施例1中多档自动内变速器的主视结构示意图。

图2是本实用新型实施例1中多档自动内变速器的分解结构示意图。

图3是本实用新型实施例1中第一自动离心换挡机构的剖视结构示意图。

图4是沿图1所示A-A线的剖视结构示意图。

图5是本实用新型实施例2中多档自动内变速器的结构示意图。

图6是本实用新型实施例3中多档自动内变速器的结构示意图。

图中：1、花鼓，10、第一棘轮，2、中心轴，3、行星变速器，30、第一行星变速器，300、第一中心轮，301、第一行星架，3010、第一棘爪，302、第一齿圈，303、第一行星轮，31、第二行星变速器，310、第二中心轮，311、第二行星架，312、第二齿圈，313、第二行星轮，4、自动离心换挡机构，40、第一自动离心换挡机构，400、棘爪件，4000、第一端部，4001、第二端部，4002、第一安装部，401、联动件，4010、第三端部，4011、第四端部，4012、第二安装部，402、第二棘轮，41、第二自动离心换挡机构，410、棘爪件，411、联动件，412、第三棘轮，5、第一并紧套，6、第二并紧套，7、动力输入件。

【具体实施方式】

下面通过具体实施例对本实用新型所述的一种多档自动内变速器作进一步的详细描述。

实施例1

参图1至图4所示，一种多档自动内变速器，包括：花鼓1、中心轴2、设置于花鼓1与中心轴2之间的变速机构，所述变速机构包括：数套并排设置的行星变速器3及数套自动离心换挡机构4，本实施例中的内变速器实现三挡自动变速，因此变速机构共包括两套行星变速器及两套自动离心换挡机构，当然，在其他的实施方式中，可以通过向左增加行星变速器及自动离心换挡机构的数量来实现更多的档位。

所述行星变速器3包括从右向左并排设置的第一行星变速器30及第二行星变速器31，所述第一行星变速器30包括：第一中心轮300、第一行星架301、第一齿圈302及第一行星轮303，所述第二行星变速器31包括：第二中心轮310、第二行星架311、第二齿圈312及第二行星轮313，所述第一齿圈302与第二行星架311形成一组合件，在本实施方式中，所述第一中心轮300与第二中心轮310一体成型，当然，在其他的实施方式中，所述第一中心轮300也可以与第二中心轮310分开设置，所述第一中心轮300、第二中心轮310与中心轴2一体成型并与车架固定连接，所述第一行星架301与花鼓1的内壁之间设有超越离合器，所述超越离合器包括第一棘爪3010及第一棘轮10，在本实施方式中，所述第一棘爪3010设置于第一行星架301的外侧，所述第一棘轮10设置于花鼓1内壁的右端处，当然在其他的实施方式中，所述第一棘爪3010也可设置于花鼓1内壁的右端处，所述第一棘轮10也可设置于第一行星架301的外侧，同样可以实现本实用新型，所述花鼓1内壁的中间位置处设有第一自动离心换挡机构40及第二自动离心换挡机构41，所述第一自动离心换挡机构40包括棘爪件架(未图示)、三个棘爪件400、三个联动件401及第二棘轮402，当然在其他实施方式中，不设置联动件401或只设置一个联动件401或只设置一个棘爪件400，同样可以实现本实用新型。所述棘爪件架与花鼓1一体成型，其中第二棘轮402设置于由第一齿圈302及第二行星架311所组成的组合件上，所述棘爪件架上安装有用于控制棘爪件400初始位置的弹性件，所述弹性件可以为扭簧、弹簧或弹簧片，当然在其他的实施方式中，所述弹性件也可以安装在棘爪件400上或第一联动件401上，同样可以实现本实用新型。所述棘爪件400及联动件401均通过销安装于棘爪件架上，所述三个棘爪件400及三个联动件401在圆周方向上呈间隔设置，所述棘爪件400包括：第一端部4000、第二端部4001及设置于第一端部4000与第二端部4001之间的第一安装部4002，所述棘爪件400的第一安装部4002设有用于安装销的第一安装孔，在本实施方式中，每个棘爪件400的第二端部4001的内壁处均设有与第二棘轮402相配合的棘爪部，当然在其他实施方式中，也可以只有一个棘爪件400的第二端部4001的内壁处设有与第二棘轮402相配合的棘爪部，或者只有两个棘爪件400的第二端部4001的内壁处设有与第二棘轮402相配合的棘爪部，同样可以实现本实用新型。所述联动件401包括第三端部4010、第四端部4011及设置于第三端部4010与第四端部4011之间的第二安装部4012，所述联动件401的第二安装部4012设有用于安装销的第二安装孔，所述棘爪件400的第一端部4000及联动件401的第四端部4011均设有配重块，沿半径方向所述棘爪件400的第一端部4000限位于联动件第四端部4011的内侧，沿半径方向所述棘爪件400的第二端部4001限位于联动件第三端部4010的内侧，这样设置的好处在于不但棘爪件可产生离心力，联动件也可产生离心力，从而大大提高了离心机构的离心力，使得整个离心机构可以设置的更加小型化，同时该种结构的离心机构可以设置较多的离心棘爪数量，从而使整个离心机构工作时稳定性更高。所述第二自动离心换挡机构41的结构与第一自动离心换挡机构40的结构相同，包括棘爪件架(未图示)、数个棘爪件410、数个联动件411及第三棘轮412，所述第三棘轮412设置于第二齿圈312的外侧并与第二齿圈312一体成型。当然在其他的实施方式中，自动离心换挡机构也可以是这样的结构，所述联动件的一端与相邻的其中一个棘爪件活动连接，所述联动件的另一端与相邻的另外一个棘爪件活动连接，即联动件可通过两端折弯的方式分别与两个相邻的棘爪件构成活动连接或者联动件直接通过销与两个相邻的棘爪件构成活动连接，此时联动件相当于平衡拉杆起联动作用，同样实施本实用新型。

所述花鼓1的一端设有第一并紧套5，所述花鼓1的另一端设有第二并紧套6，动力输入件7与第二行星架311相连，所述动力输入件7与第一并紧套5之间通过轴承或滚珠连接，所述动力输入件7与花鼓1之间通过轴承或滚珠连接，所述花鼓1与第二并紧套6之间通过轴承或滚珠连接。

本实施例中多档自动内变速器的工作原理为：所述超越离合器的第一棘爪3010为常开状态，即第一棘爪3010始终与花鼓1上的第一棘轮10保持啮合状态，本实施例中的内变速器共实现三个变速档位，低速档时，动力由动力输入件7输入给第二行星架311，由于第二行星架311与第一齿圈302一体成型，因此带动第一齿圈302转动，通过第一行星轮303的传动，带动第一行星架301转动，由于第一行星架301上的第一棘爪3010始终与花鼓1上的第一棘轮10相啮合，因此带动花鼓1转动，实现低速档，当花鼓1的速度提上来后，花鼓1上第一自动离心换挡机构40内棘爪件400的配重块端产生离心力，沿远离轴心的方向运动，在杠杆原理下，位于另一端的棘爪端向轴心方向运动，从而使棘爪件400上的棘爪部与第二棘轮402相啮合，此时第一棘爪3010为随动状态，动力由动力输入件7输入给第二行星架311，由于第二行星架311与第一齿圈302一体成型，而第一齿圈302外侧的第二棘轮402又与第一自动离心换挡机构40的棘爪件400相啮合，因此动力从花鼓1输出，实现中档变速，当花鼓1的速度再提高到一定值时，第二自动离心换挡机构41棘爪件410的配重块端产生离心力，沿远离轴心的方向运动，从而使棘爪件410上的棘爪与第二齿圈312外侧的第三棘轮412相啮合，此时，第一棘爪3010及棘爪件400为随动状态，动力由动力输入件7输入给第二行星架311，第二行星架311通过第二行星轮313的传动，将动力传输给第二齿圈312，由于第二齿圈312外侧的第三棘轮412与第二自动离心换挡机构41的棘爪件410相啮合，最终动力传输给花鼓1，实现高档变速。本实用新型中内变速器可降低对踏频的要求，使得骑行更加轻松，假设将本实施例中的最大速比设置为2.25:1，中速档与低速档的速比为1.5:1,高速档与中速档的速比为1.5:1.第一自动离心机构40的棘爪打开的工作转速为90转/分，第二自动离心机构41棘爪打开的的工作转速为135转/分。那么低档时当输入件输入速度为60转/分时，花鼓的输出速度为40转/分，当输入件的输入速度提到135转/分时，花鼓的输出速度为90转/分，此时第一自动离心换挡机构40工作，棘爪件400上的棘爪部与第二棘轮402相啮合，第二行星架带动花鼓输出，实现中档变速，此时第二行星架的转速为135转/分,远大于第一自动离心机构40的工作转速90转/分，允许输入转速从135转/分降低到90转/分以上，保证第一自动离心机构40正常工作，在第一自动离心机构40正常工作状态下，当输入转速再次提到135转/分时，那花鼓的输出转速为135转/分，此时第二自动离心换挡机构41工作，棘爪件410上的棘爪部与第三棘轮412相啮合，第二齿圈313带动花鼓输出，实现高档变速，此时第二齿圈的转速为202.5转，远大于第二自动离心机构41的工作转速135转/分，允许输入转速从135转/分降低到90转/分以上，保证第二自动离心机构41正常工作，因此实现中档变速和高档变速后踏频(踩踏频率)可以降低，所以可使骑行者骑行更加轻松。

实施例2

参图5所示，本实施例中的多档自动内变速器其余结构均与实施例相同，其不同之处在于动力输入件的连接方式不同，在实施例1中，所述动力输入件与第二行星架相连，在本实施方式中，所述动力输入件7与第二齿圈312相连。

本实施例中多档自动内变速器的工作原理为：动力由动力输入件传递给第二齿圈312，通过第二行星轮313的传动，第二齿圈312将动力传输给第二行星架311，由于第二行星架311与第一齿圈302一体成型，第一齿圈302通过第一行星轮303的传动又将动力传输给第一行星架301，第一棘爪3010始终与花鼓1内的第一棘轮10保持啮合状态，因此动力最终传输给花鼓1，由花鼓1进行动力输出，实现低速档，当花鼓1的速度提升到一定值时，第一自动离心换挡机构40棘爪件400的配重块端产生离心力沿远离轴心的方向运动，基于杠杆原理，棘爪件400另一端的棘爪端向轴心方向运动，从而使棘爪件400与第一齿圈302外侧的第二棘轮402相啮合，此时第一棘爪3010处于随动状态。动力由第二齿圈312输入，通过第二行星轮313的传动，第二齿圈312将动力传输给第二行星架311，由于第二行星架311与第一齿圈302一体成型，第一齿圈302外侧的第二棘轮402又与第一自动离心换挡机构40的棘爪件400相啮合，因此动力最终传输给花鼓1并由花鼓1进行输出，实现中档变速，当花鼓1的速度再次提升到一定值时，第二自动离心换挡机构41棘爪件410的配重块端产生离心力，使棘爪件410上的配重块端沿远离轴心的方向运动，基于杠杆原理，使得棘爪件410上的棘爪端向轴心方向运动，使得棘爪件410与第二齿圈312外侧的第三棘轮412相啮合，此时第一棘爪3010及棘爪件400均处于随动状态，动力由第二齿圈312输入，由于第二齿圈312外侧的第三棘轮412与第二自动离心换挡机构41棘爪件410相啮合，从而使动力传输给花鼓1并由花鼓1进行动力输出，实现高档变速。

实施例3

参图6所示，本实施例中的多档自动内变速器其余结构均与实施例相同，其不同之处在于动力输入件的连接方式不同，在实施例1中，所述动力输入件与第二行星架相连，在本实施2中，所述动力输入件与第二齿圈相连，在本实施例中，所述动力输入件7与第一行星架301相连，低档时，动力由第一行星架301输入，由于第一棘爪3010始终与第一行星架301保持啮合状态，因此动力1:1直接由花鼓1进行输出，实现低档变速，当花鼓1的速度提升到一定值时，第一自动离心换挡机构4棘爪件400的配重块端产生离心力，沿远离轴心的方向运动，基于杠杆原理，位于另一端的棘爪端向轴心方向运动，从而使棘爪件400与第一齿圈302外侧的第二棘轮402相啮合，此时第一棘爪3010处于随动状态。动力由第一行星架301输入，通过第一行星轮303的传动，将动力传输给第一齿圈302，由于第一齿圈302外侧的第二棘轮402与棘爪件400相啮合，因此动力传输给花鼓1并由花鼓1进行动力输出，实现中速换挡，当花鼓1的速度再次提升到一定值时，第二自动离心换挡机构41棘爪件410的配重块端产生离心力沿远离轴心的方向运动，基于杠杆原理，位于另一端的棘爪端向轴心方向运动，从而使棘爪件410与第二齿圈312外侧的第三棘轮412相啮合，此时第一棘爪3010及棘爪件400均处于随动状态，动力由第一行星架301输入，通过第一行星轮303的传动，将动力传输给第一齿圈302，由于第一齿圈302与第二行星架311一体成型，第二行星架311通过第二行星轮313的传动又将动力传输给第二齿圈312，由于第二齿圈312与第二自动离心换挡机构41棘爪件410相啮合，因此，动力最终传输给花鼓1并由花鼓1进行动力输出，实现高档变速。

本实用新型中的多档自动内变速器结构紧凑、安装方便、传动效率高、换挡牢靠、变速稳定，通过在花鼓内增减行星变速器的数量即可实现不同的变速档位，而且本实用新型中的内变速器均是通过离心力的原理实现全自动变速。本实用新型通过将离心棘爪件设置于花鼓内，从而当变速机构在中高速档时可降低对踏频的要求。

上述的实施例仅例示性说明本实用新型创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本实用新型；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种多档自动内变速器，其特征在于，包括：输入件、花鼓、中心轴及设置于花鼓与中心轴之间的变速机构，所述变速机构包括：数套自动离心换挡机构及数套并排设置的行星变速器，每套行星变速器包括：齿圈、中心轮、行星架及行星轮，所述中心轮与中心轴形成第一组合件并与车架固定连接，数套行星变速器的中心轮一体成型或分开设置，每相邻的两套行星变速器中，其中一套行星变速器的齿圈与另一套行星变速器的行星架形成第二组合件，所述输入件与行星变速器的齿圈或行星架固定连接，所述最端部行星变速器的行星架与所述花鼓内壁的端部位置处之间设有超越离合器，每套自动离心换挡机构包括棘爪件架、棘轮及至少一个棘爪件，所述棘爪件架设置在花鼓内，数套自动离心换挡机构的棘轮分别设置于齿圈及第二组合件上。

2.如权利要求1所述的一种多档自动内变速器，其特征在于：所述每套自动离心换挡机构还包括至少一个联动件，所述棘爪件通过第一连接件安装于棘爪件架上，所述联动件通过第二连接件安装于棘爪件架上，所述棘爪件及联动件在圆周方向上呈间隔设置，所述棘爪件包括：第一端部、第二端部及设置于第一端部与第二端部之间的第一安装部，至少一个棘爪件的第二端部的内壁处设有与棘轮相配合的棘爪部，所述棘爪件的第一安装部设有用于安装第一连接件的第一安装孔，所述联动件包括第三端部、第四端部及设置于第三端部与第四端部之间的第二安装部，所述联动件的第二安装部设有用于安装第二连接件的第二安装孔，所述棘爪件的第一端部和/或联动件的第四端部设有配重块，沿半径方向所述棘爪件的第一端部限位于联动件的第四端部的内侧、所述棘爪件的第二端部限位于联动件第三端部的内侧或沿半径方向所述联动件的第四端部限位于棘爪件第一端部的内侧、所述联动件的第三端部限位于棘爪件的第二端部的内侧，所述棘爪件架上或联动件上或棘爪件上安装有用于控制棘爪件初始位置的弹性件。

3.如权利要求1所述的一种多档自动内变速器，其特征在于：所述每套自动离心换挡机构还包括至少一个联动件，所述棘爪件通过第一连接件安装于棘爪固定架上，所述联动件的一端与相邻的其中一个棘爪件活动连接，所述联动件的另一端与相邻的另外一个棘爪件活动连接，所述棘爪件及联动件在圆周方向上呈间隔设置，所述棘爪件包括第一端部、第二端部及设置于第一端部与第二端部之间的第一安装部，所述棘爪件的第一端部设有配重块，至少一个棘爪件的第二端部的内壁处设有与棘轮相配合的棘爪部，所述棘爪件的第一安装部设有用于安装第一连接件的第一安装孔，所述棘爪件架上安装有用于控制棘爪件初始位置的弹性件。

4.如权利要求2或3所述的一种多档自动内变速器，其特征在于：所述棘爪件架包括：圆环状基部及自圆环状基部的内壁向内延伸的数个安装座，所述联动件及棘爪件分别安装于安装座上。

5.如权利要求2所述的一种多档自动内变速器，其特征在于：所述第一连接件及第二连接件均为销。

6.如权利要求2或3所述的一种多档自动内变速器，其特征在于：所述弹性件为扭簧、弹簧或弹簧片。

7.如权利要求2所述的一种多档自动内变速器，其特征在于：所述棘爪件与联动件的配合面呈渐开线状或弧线状设置。

8.如权利要求1所述的一种多档自动内变速器，其特征在于：所述花鼓的端部设有并紧件，所述输入件与花鼓及并紧件之间设有轴承或滚珠。