CN210106503U - 一种基于行星齿轮的三级小型变速器 - Google Patents

Abstract

一种基于行星齿轮的三级小型变速器，其特征在于所述的小型变速器的换挡架（4）上装配有行星齿轮架（6），换挡环螺钉（10）穿过换挡环（3）上的换挡螺钉通孔（3‑1）及固定齿圈（5）上的螺旋滑槽（5‑1）然后拧入换挡架（4）上的换挡螺钉盲孔（4‑1）中，将换挡环（3）与换挡架（4）相连，转动换挡环（3），换挡架（4）便带动行星齿轮架（6）做沿行星齿轮架（6）轴线方向的运动，行星齿轮架（6）一端有行星齿轮架内齿（6‑1），行星齿轮架内齿（6‑1）在沿其轴线方向运动到一定位置后便可实现档位的切换，本实用新型的有益效果是结构简单，紧凑，档位切换顺畅，安装方便快速。

Description

一种基于行星齿轮的三级小型变速器

技术领域

本实用新型涉及一种基于行星齿轮的三级小型变速器，该小型变速器采用行星齿轮系统，挡位切换顺畅，体积小巧，结构简单，适合作为小型电动工具，低速电动汽车，轮毂电机等的变速之用，本实用新型涉及机械设计领域方面的技术。

背景技术

目前小型电动工具，低速电动汽车，轮毂电机等设备在有变速需求时一般采用传统齿轮构成的固定变速系统，某些电动工具也采用了变速装置但变速挡位较少，且挡位切换不顺畅，变速系统的体积也较大。上述问题阻碍了电动设备功率的充分发挥，增加了使用能耗。

发明内容

为了克服传统小型固定变速系统的上述不足，本实用新型采用基于行星齿轮的三级小型变速方案。使变速器的体积大大减少，且挡位切换顺畅，可极大地提高用户的使用体验。

本实用新型的技术方案为：一种基于行星齿轮的三级小型变速器，其特征在于所述的小型变速器的换挡架（4）上装配有行星齿轮架（6），行星齿轮架（6）可以在换挡架（4）上自由地转动，换挡环螺钉（10）穿过换挡环（3）上的换挡螺钉通孔（3-1）及固定齿圈（5）上的螺旋滑槽（5-1）拧入换挡架（4）上的换挡螺钉盲孔（4-1）中，将换挡环（3）与换挡架（4）相连，转动换挡环（3），换挡架（4）便带动行星齿轮架（6）做沿行星齿轮架（6）轴线方向的运动，行星齿轮架（6）一端有行星齿轮架内齿（6-1），行星齿轮架内齿（6-1）在沿其轴线方向运动到一定位置后可以与装配在驱动马达（11）上的小齿轮组件建立啮合关系，此时装配在星齿轮架（6）上的行星齿轮（7）与固定齿圈（5）上的固定斜内齿（5-2）便失去啮合关系，反之，当行星齿轮（7）与固定齿圈（5）上的固定斜内齿（5-2）建立啮合关系时，行星齿轮架内齿（6-1）便与装配在驱动马达（11）上的小齿轮组件失去啮合关系；优选的，所述的基于行星齿轮的三级小型变速器，其特征在于所述的小齿轮组件由小齿轮（1）、小齿轮轴（1-1）、弹簧（1-2），弹簧挡环（1-3）和C型卡扣（1-4）五个零件装配而成，小齿轮轴（1-1）两侧有两道凹槽，小齿轮（1）有两道一端圆滑的凸楞，凸楞的宽度略窄于凹槽的宽度，凸楞装配到凹槽中，在弹簧（1-2）的作用下，凸楞的圆滑端抵到凹槽底部的封闭端，C型卡扣（1-4）卡在小齿轮轴（1-1）上的凹环中，防止弹簧挡环（1-3）从小齿轮轴（1-1）的一端脱出。

本实用新型的有益效果是结构简单，紧凑，挡位切换顺畅，安装方便快速。

附图说明

下面结合附图和实例对本实用新型进一步说明。

图1一种基于行星齿轮的三级小型变速器（第一视角）

图2一种基于行星齿轮的三级小型变速器（第二视角）

图3一种基于行星齿轮的三级小型变速器主要零部件装配关系图

图4换挡环螺钉装配过程图

图5换挡环螺钉装配过程剖面图

图6 行星齿轮组件效果图

图7 行星齿轮在行星齿轮架上的装配过程图

图8小齿轮组件结构示意图

图9小齿轮内部结构刨面图

图10小齿轮组件各零件装配关系图

图11小齿轮组件与其他齿轮建立啮合过程的受力分析图

图12固定齿圈结构图（第一视角）

图13固定齿圈结构图（第二视角）

图14行星齿轮架结构示意图

图15行星齿轮架剖面结构图

图16换挡架结构示意图

图17换挡环结构示意图

图18一种基于行星齿轮的三级小型变速器换挡过程原理图

其中，图3中1.小齿轮，2.左挡盖，3.换挡环，4.换挡架，5.固定齿圈，6.行星齿轮架，7.行星齿轮，8.右挡盖；图4中的10.换挡环螺钉；图7中的9.行星齿轮轴；图10中的1-1.小齿轮轴，1-2.弹簧，1-3.弹簧挡环，1-4.C型卡扣；图11中的A.啮合齿轮施加的压力，B.小齿轮第一个分力，C.小齿轮第二个分力；图13中的5-1螺旋滑槽，5-2.固定斜内齿；图15中的6-1.行星齿轮架内齿，6-2.行星齿轮轴孔；图16中的4-1.换挡螺钉盲孔，4-2.固定轴承用螺丝孔；图17中的3-1.换挡螺钉通孔；图18中的11.驱动马达，12.啮合齿轮。

具体实施方式

首先按照图10的方式装配好小齿轮组件，再按照图7的方式将三个行星齿轮装配在行星齿轮架上，然后按照图3进行各个部件的总装，最后照图4的方式将换挡环螺钉（10）穿过换挡环（3）上的换挡螺钉通孔（3-1）及固定齿圈（5）上的螺旋滑槽（5-1）然后拧入换挡架（4）上的换挡螺钉盲孔（4-1）中，将换挡环（3）与换挡架（4）相连，本方案便组装完成，组装后的效果图如图1、图2所示。需要说明的是本方案中在两个位置分别使用了两套小齿轮组件。一套用于最终输出轴与其他齿轮啮合，另外一套用于作为行星变速系统中的太阳轮。

该方案的基本工作原理如图18所示：由于初始位置时行星齿轮架内齿（6-1）与驱动马达（11）输出轴上的小齿轮组件（该处作为行星变速系统的太阳轮）直接啮合，行星齿轮（7）又与固定齿圈（5）上的固定斜内齿（5-2）处于分离状态，故此时行星变速系统不起作用。驱动马达（11）输出的动力将直接同步带动行星齿轮架（6）转动，行星齿轮架（6）另一端上的小齿轮（1）便转动起来，带动与其啮合的啮合齿轮（12）转动，实现本方案的一级变速（即Ⅰ挡）；转动换挡环（3），换挡环螺钉（10）将在固定齿圈（5）的螺旋滑槽（5-1）中滑动并带动换挡架（4）同步运动，换挡架（4）也将带动行星齿轮架（6）沿图18所示水平方向移动，若行星齿轮架（6）沿图示水平方向向左移动，行星齿轮架（6）将带动其上的行星齿轮（7）一起向左移动，移动到一定程度时行星齿轮架内齿（6-1）与驱动马达（11）输出轴上的小齿轮组件将发生分离，故失去啮合关系，而与此同时，行星齿轮（7）将与固定齿圈（5）上的固定斜内齿（5-2）建立啮合关系，此时行星变速系统开始工作，实现本方案的二级变速（即Ⅱ挡）；转动换挡环（3）使行星齿轮架（6）水平向右移动，移动到一定程度时又将回到本方案的一级变速（即Ⅰ挡）状态，继续向右移动到极限位置时，驱动马达（11）输出轴上的小齿轮组件将更深地插入行星齿轮架内齿（6-1）中，行星齿轮架（6）另一端上的小齿轮（1）也与其啮合的啮合齿轮（12）分离开来，此时将实现本方案的零级变速（即空挡），装置将不再对啮合齿轮（12）输出动力。

小齿轮组件之所以设计为图8、图9、图10所示的结构，主要是为实现齿轮之间建立啮合关系时更为顺畅这一目的，该装置工作的基本原理如图11所示：当小齿轮（1）受到来自啮合齿轮施加的压力（A）时，若齿轮之间侧齿面的接触位置相抵，则小齿轮（1）侧齿面的斜面将受到沿齿轮轴线方向的小齿轮第一个分力（B）的作用，该力使小齿轮（1）沿齿轮轴线后移并压缩后部的弹簧（1-2），同时还受到以齿轮轴为转轴的小齿轮第二个分力（C）的扭力作用，该力使小齿轮（1）发生一定角度的转动，从而使建立啮合关系的齿轮侧齿面之间转过相抵位置滑入对方的齿槽中，实现齿轮之间的啮合。由于在传统齿轮建立啮合关系时发生上述侧齿面相抵时，一般仅依靠产生的扭力作用强制迫使齿轮轴转动，而此时的齿轮轴一般都连接有变速齿轮组或马达，其转动阻力较大，往往需要足够大的齿面挤压力方能产生足够的扭力分力迫使齿轮轴转动，故而出现换挡不顺畅的情况。尤其在啮合齿轮之间均未转动的静态啮合过程中，该换挡问题将变得十分严重。而有了图8、图9、图10所示的结构该问题便引刃而解了，最终换挡过程变得十分顺畅。

Claims (2)

1.一种基于行星齿轮的三级小型变速器，其特征在于所述的小型变速器的换挡架（4）上装配有行星齿轮架（6），行星齿轮架（6）可以在换挡架（4）上自由地转动，换挡环螺钉（10）穿过换挡环（3）上的换挡螺钉通孔（3-1）及固定齿圈（5）上的螺旋滑槽（5-1）拧入换挡架（4）上的换挡螺钉盲孔（4-1）中，将换挡环（3）与换挡架（4）相连，转动换挡环（3），换挡架（4）便带动行星齿轮架（6）做沿行星齿轮架（6）轴线方向的运动，行星齿轮架（6）一端有行星齿轮架内齿（6-1），行星齿轮架内齿（6-1）在沿其轴线方向运动到一定位置后可以与装配在驱动马达（11）上的小齿轮组件建立啮合关系，此时装配在行星齿轮架（6）上的行星齿轮（7）与固定齿圈（5）上的固定斜内齿（5-2）便失去啮合关系，反之，当行星齿轮（7）与固定齿圈（5）上的固定斜内齿（5-2）建立啮合关系时，行星齿轮架内齿（6-1）便与装配在驱动马达（11）上的小齿轮组件失去啮合关系。

2.根据权利要求1所述的基于行星齿轮的三级小型变速器，其特征在于所述的小齿轮组件由小齿轮（1）、小齿轮轴（1-1）、弹簧（1-2），弹簧挡环（1-3）和C型卡扣（1-4）五个零件装配而成，小齿轮轴（1-1）两侧有两道凹槽，小齿轮（1）有两道一端圆滑的凸楞，凸楞的宽度略窄于凹槽的宽度，凸楞装配到凹槽中，在弹簧（1-2）的作用下，凸楞的圆滑端抵到凹槽底部的封闭端，C型卡扣（1-4）卡在小齿轮轴（1-1）上的凹环中，防止弹簧挡环（1-3）从小齿轮轴（1-1）的一端脱出。

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