CN210761150U - 蹄块单向式变挡卡接机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蹄块单向式变挡卡接机构，在齿圈内设有反向单向器组件和正向单向器组件，反向单向器组件位于太阳轮中，主轴逆时针旋转时，反向单向器组件与太阳轮接合，太阳轮通过行星齿轮与齿圈啮合；在正向单向器组件的旁边设置移动花键套，移动花键套和正向单向器组件的相对端面上设有能相互咬合的卡接齿，移动花键套的旁边设置花键蹄块轴套，花键蹄块轴套上装有蹄块，主轴顺时针旋转时，蹄块能够推动移动花键套朝着正向单向器组件的方向运动，直至移动花键套和正向单向器组件通过端面卡接齿咬合，使正向单向器组件与齿圈接合。本实用新型传递动力的稳定性及可靠性好，蹄块不会出现打滑现象，能有效地把动力全部输出，并且蹄块不易磨损，使用寿命长。

Description

蹄块单向式变挡卡接机构

技术领域

本实用新型属于变速器技术领域，具体地说，特别涉及一种蹄块单向式变挡卡接机构。

背景技术

目前，机动车特别是摩托车上的机械式变挡机构多为手动拨挡和自动拨挡两种结构，这两种结构均需要用拨挡卡接方式来完成，只要用了卡接方式就必然要采用同步的原理，而同步的方法有用同步器和增速或减速的方式来实现，否则就会出现打齿的现象。

还有一种方式是用电机的正反转来实现变挡的目的，这种方式可以不用卡接方式进行变挡，但由于在电机一正一反转动的情况下，车辆只能两个挡位前进而无法倒车，因为倒车时两个一正一反的单向器会相互锁死，为了实现倒车必须要解开一个单向器，从而保留另一个单向器处于工作状态。针对这种情况，有的变速器产品采用了用甩蹄块方式来直接摩擦内圈使外圈转动，从而将动力传送到输出轴上，这种方式的好处是车辆在前进时电机输入轴或输出轴处于旋转状态，蹄块在旋转时向外扩张与内圈进行摩擦将动力传递出去，当车辆和电机不转动时其蹄块就不会向外扩张，也不会有两个一正一反的单向器同时处在工作状态中，这样就有了倒挡，但这种方式最大问题是：所有动力输出完全要靠蹄块与内圈的摩擦来实现，而蹄块摩擦力的大小决定了输出力的大小，由于车辆速度是不断变化的，所以摩擦力也会不断的变得有大有小，当摩擦力不够时，蹄块就会出现打滑现象，而这一情况将会导致动力的输出受到影响，不能有效地把动力全部输出而产生能耗；另一问题是蹄块与内圈的摩擦始终存在打滑现象，也就是半摩擦状态，产生这种情况后就会出现蹄块磨损严重而需要经常更换蹄块。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种蹄块单向式变挡卡接机构。

本实用新型技术方案如下：一种蹄块单向式变挡卡接机构，包括带主轴的电机、蹄块和输出轴，其特征在于：齿圈通过轴承支承于主轴上，在齿圈上设置输出轴，齿圈内设有反向单向器组件和正向单向器组件，所述反向单向器组件位于太阳轮中，并与主轴花键连接，主轴逆时针旋转时，所述反向单向器组件与太阳轮接合，该太阳轮通过行星齿轮与齿圈啮合；所述正向单向器组件活套于主轴上，在正向单向器组件的旁边设置移动花键套，该移动花键套和正向单向器组件的相对端面上设有能相互咬合的卡接齿，所述移动花键套的旁边设置花键蹄块轴套，该花键蹄块轴套上装有多个按圆周均匀分布的蹄块，所述主轴顺时针旋转时，蹄块通过斜面配合能够推动移动花键套朝着正向单向器组件的方向运动，直至移动花键套和正向单向器组件通过端面卡接齿咬合，使正向单向器组件与齿圈接合。

采用以上技术方案，当电机的主轴向逆时针方向旋转时，反向单向器组件与太阳轮接合，使太阳轮同时向逆时针方向旋转，由于太阳轮通过行星齿轮与齿圈的内齿啮合，太阳轮通过行星齿轮带动齿圈及输出轴向顺时针方向旋转，得到一个减速一挡，而此时正向单向器组件不起作用，正向单向器组件与齿圈之间处于分离状态，与此同时，花键蹄块轴套在主轴的带动下逆时针旋转，花键蹄块轴套同时带动蹄块向逆时针方向旋转，蹄块向花键蹄块轴套中心的方向收拢，对移动花键套无推动力。

当电机的主轴向逆时顺时针方向旋转时，反向单向器组件与太阳轮分离，反向单向器组件不起作用，而花键蹄块轴套在主轴的带动下顺时针旋转，花键蹄块轴套同时带动蹄块向顺时针方向旋转，此时蹄块向远离花键蹄块轴套中心的方向向外扩展开，蹄块斜面推动移动花键套朝着正向单向器组件的方向运动，直至移动花键套和正向单向器组件通过端面卡接齿咬合，使正向单向器组件与齿圈接合，齿圈及输出轴在主轴的驱动下不减速同时顺时针旋转，得到一个高速二挡。

所述移动花键套朝向花键蹄块轴套的端面上开设有环槽，该环槽由直环壁、槽底和锥面壁组成，所述锥面壁靠近花键蹄块轴套的外圆，所述蹄块的部分块体嵌入环槽中，在蹄块上设有与锥面壁相适配的斜面。以上结构蹄块采用斜面配合的方式推动移动花键套做轴向移动，蹄块与移动花键套接合紧密，传递动力的稳定性及可靠性好，蹄块不会出现打滑现象，能有效地把动力全部输出；同时，蹄块不易磨损，使用寿命长，消除了背景技术需经常更换蹄块的弊病。

所述反向单向器组件由反向花键凸轮和第一滚柱构成，反向花键凸轮套装于主轴上，在反向花键凸轮的外圆周上设有多个均匀分布的并具有升程特性的圆滑曲面，反向花键凸轮上的每个圆滑曲面与太阳轮内壁之间均形成第一滚道，每个第一滚道中均装有第一滚柱。以上反向单向器组件结构简单，易于装配，第一滚柱在第一滚道内运动顺畅，反向单向器组件与太阳轮之间接合或脱离的可靠性好。

所述正向单向器组件由正向活套凸轮和第二滚柱构成，正向活套凸轮活套于主轴上，在正向活套凸轮的外圆周上设有多个均匀分布的并具有升程特性的圆滑曲面，正向活套凸轮上的每个圆滑曲面与齿圈内壁之间均形成第二滚道，每个第二滚道中均装有第二滚柱。以上正向单向器组件结构简单，易于装配，第二滚柱在第二滚道内运动顺畅，正向单向器组件与齿圈之间接合或脱离的可靠性好。

在所述正向单向器组件与移动花键套之间设有弹簧，该弹簧一端与正向单向器组件的正向活套凸轮抵接，另一端与移动花键套抵接。以上结构移动花键套在没有蹄块推力的情况下，弹簧起回位的作用，该弹簧将移动花键套推向远离正向单向器组件的方向，使移动花键套和正向单向器组件之间的端面卡接齿脱开分离。

作为优选，所述齿圈的一端靠近电机的壳体，在齿圈的另一端设置输出轴。

作为优选，所述主轴、齿圈和输出轴三者的轴心线在同一直线上。

有益效果：本实用新型采用正、反单向器组件并结合蹄块推动移动花键套实现端面卡接齿咬合的方式来完成低速挡与高速挡之间的切换，一方面传递动力的稳定性及可靠性好，蹄块不会出现打滑现象，能有效地把动力全部输出，并且蹄块不易磨损，使用寿命长；另一方面，取消了传统的一挡主从动齿轮、二挡主从动齿轮等机构，整体结构更简单、紧凑，不仅装配容易，生产成本低，而且体积小巧，易于在整车上布置。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是反向单向器组件的布置示意图。

图3是正向单向器组件的布置示意图。

图4是移动花键套上凹槽的结构示意图。

图5是蹄块的布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，主轴1作为电机2的输出轴伸出电机2壳体外，在电机2壳体如图示的右侧设置齿圈3，齿圈3通过轴承支承于主轴1上。齿圈3的一端靠近电机2的壳体，在齿圈3的另一端设置输出轴15。该输出轴15可以是与齿圈 3成一体的结构；输出轴15也可以与齿圈3为分体结构，并固定在齿圈3上。主轴1、齿圈3和输出轴15三者的轴心线在同一直线上。

如图1、图2所示，在齿圈3内设有反向单向器组件和正向单向器组件，反向单向器组件位于太阳轮13中，并靠近输出轴15。在太阳轮13的外围设有多个按圆周均匀分布的行星齿轮14，太阳轮13的外齿通过行星齿轮14与齿圈3 的内齿啮合。行星齿轮14的数目根据实际需要确定，本实施例优选为三个。反向单向器组件由反向花键凸轮11和第一滚柱12构成，反向花键凸轮11套装于主轴1上，两者花键连接。在反向花键凸轮11的外圆周上设有多个均匀分布的并具有升程特性的圆滑曲面，反向花键凸轮11上的每个圆滑曲面与太阳轮13内壁之间均形成第一滚道，每个第一滚道中均装有第一滚柱12，第一滚柱12的数目根据实际需要确定。

如图1、图3所示，正向单向器组件由正向活套凸轮6和第二滚柱7构成，正向活套凸轮6活套于主轴1上。在正向活套凸轮6的外圆周上设有多个均匀分布的并具有升程特性的圆滑曲面，正向活套凸轮6上圆滑曲面的升程方向与反向花键凸轮11上圆滑曲面的升程方向相反。正向活套凸轮6上的每个圆滑曲面与齿圈3内壁之间均形成第二滚道，每个第二滚道中均装有第二滚柱7，第二滚柱7的数目根据实际需要确定。

如图1所示，在正向单向器组件的旁边设置移动花键套5，移动花键套5与主轴1花键连接。在移动花键套5朝向正向单向器组件的端面上一体形成有第一端面卡接齿5a，正向活套凸轮6朝向移动花键套5的端面上一体形成有第二端面卡接齿6a，第一端面卡接齿5a能够与第二端面卡接齿6a咬合。在正向单向器组件与移动花键套5之间设有弹簧10，该弹簧10一端与正向单向器组件的正向活套凸轮6抵接，另一端与移动花键套5抵接。

如图1、图4、图5所示，在移动花键套5的旁边设置花键蹄块轴套17，花键蹄块轴套17与主轴1花键连接。在花键蹄块轴套17上铰接安装有多个按圆周均匀分布的蹄块4，蹄块4优选为图5所示的圆弧形，蹄块4的数目根据实际需要确定，本实施例优选为三个。在移动花键套5朝向花键蹄块轴套17的端面上开设有环槽，该环槽由直环壁17a、槽底17b和锥面壁17c组成，锥面壁17c 靠近花键蹄块轴套17的外圆，且锥面壁17c与槽底17b之间的夹角为钝角，蹄块4的部分块体嵌入环槽中，在蹄块4上设有与锥面壁17c相适配的斜面。

本实施例的工作原理如下：

当电机2驱动其主轴1向顺时针方向旋转时，花键蹄块轴套17在主轴1的带动下顺时针旋转，花键蹄块轴套17同时带动蹄块4向顺时针方向旋转，蹄块4向远离花键蹄块轴套17中心的方向外扩展开。蹄块4外扩展开的同时，蹄块 4上的斜面与花键蹄块轴套17上的锥面壁17c紧密贴合，蹄块4推动移动花键套5朝着正向单向器组件的方向运动，直至移动花键套5上的第一端面卡接齿 5a和正向活套凸轮6上的第二端面卡接齿6a咬合，此时正向活套凸轮6将第二滚柱7往升程圆滑曲面的高点方向推动，使第二滚柱7夹紧在正向活套凸轮6与齿圈3之间，正向单向器组件与齿圈3接合，齿圈3及输出轴15在主轴1的驱动下不减速同时顺时针旋转，得到一个高速二挡。与此同时，反向花键凸轮 11将第一滚柱12往升程圆滑曲面的低点方向移动，反向单向器组件与太阳轮 13分离，反向单向器组件不起作用，不能将动力传递出去。

当电机2驱动其主轴1向逆时针方向旋转时，反向花键凸轮11随主轴1一起逆时针旋转，反向花键凸轮11将第一滚柱12往升程圆滑曲面的高点方向推动，使第一滚柱12在反向花键凸轮11于太阳轮13之间夹紧，这样反向单向器组件与太阳轮13接合，使太阳轮13同时向逆时针方向旋转，由于太阳轮13通过行星齿轮14与齿圈3的内齿啮合，太阳轮13通过行星齿轮14带动齿圈3及输出轴15向顺时针方向旋转，得到一个减速一挡。而此时正向活套凸轮6是将与之相关联的第二滚柱7往升程圆滑曲面的低点方向移动，加上正向活套凸轮6 是活套在主轴1上，正向单向器组件与齿圈3之间处于分离状态，正向单向器组件不起作用，不能输出力矩；与此同时，花键蹄块轴套17在主轴1的带动下逆时针旋转，花键蹄块轴套17同时带动蹄块4向逆时针方向旋转，蹄块4向花键蹄块轴套17中心的方向收拢，蹄块4上的斜面不会与花键蹄块轴套17上的锥面壁17c接触，移动花键套5在没有蹄块4推力的情况下，弹簧10将移动花键套5推向远离正向单向器组件的方向，使移动花键套5和正向单向器组件之间的端面卡接齿5a、6a脱开分离。

由于蹄块4必须在向顺时针方向旋转时，才能推动移动花键套5的第一端面卡接齿5a与正向活套凸轮6上的第二端面卡接齿6a咬合，而在电机2不转动时蹄块4不做工的情况下，只有一个反向花键凸轮11处于工作状态，这样正向活套凸轮6与反向花键凸轮11不会因正反向而自锁死，可以进行倒车状态。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种蹄块单向式变挡卡接机构，包括带主轴(1)的电机(2)、蹄块(4)和输出轴(15)，其特征在于：齿圈(3)通过轴承支承于主轴(1)上，在齿圈(3)上设置输出轴(15)，齿圈(3)内设有反向单向器组件和正向单向器组件，所述反向单向器组件位于太阳轮(13)中，并与主轴(1)花键连接，主轴(1)逆时针旋转时，所述反向单向器组件与太阳轮(13)接合，该太阳轮(13)通过行星齿轮(14)与齿圈(3)啮合；所述正向单向器组件活套于主轴(1)上，在正向单向器组件的旁边设置移动花键套(5)，该移动花键套(5)和正向单向器组件的相对端面上设有能相互咬合的卡接齿，所述移动花键套(5)的旁边设置花键蹄块轴套(17)，该花键蹄块轴套(17)上装有多个按圆周均匀分布的蹄块(4)，所述主轴(1)顺时针旋转时，蹄块(4)通过斜面配合能够推动移动花键套(5)朝着正向单向器组件的方向运动，直至移动花键套(5)和正向单向器组件通过端面卡接齿(5a、6a)咬合，使正向单向器组件与齿圈(3)接合。

2.如权利要求1所述的蹄块单向式变挡卡接机构，其特征在于：所述移动花键套(5)朝向花键蹄块轴套(17)的端面上开设有环槽，该环槽由直环壁(17a)、槽底(17b)和锥面壁(17c)组成，所述锥面壁(17c)靠近花键蹄块轴套(17)的外圆，所述蹄块(4)的部分块体嵌入环槽中，在蹄块(4)上设有与锥面壁(17c)相适配的斜面。

3.如权利要求1或2所述的蹄块单向式变挡卡接机构，其特征在于：所述反向单向器组件由反向花键凸轮(11)和第一滚柱(12)构成，反向花键凸轮(11)套装于主轴(1)上，在反向花键凸轮(11)的外圆周上设有多个均匀分布的并具有升程特性的圆滑曲面，反向花键凸轮(11)上的每个圆滑曲面与太阳轮(13)内壁之间均形成第一滚道，每个第一滚道中均装有第一滚柱(12)。

4.如权利要求3所述的蹄块单向式变挡卡接机构，其特征在于：所述正向单向器组件由正向活套凸轮(6)和第二滚柱(7)构成，正向活套凸轮(6)活套于主轴上，在正向活套凸轮(6)的外圆周上设有多个均匀分布的并具有升程特性的圆滑曲面，正向活套凸轮(6)上的每个圆滑曲面与齿圈(3)内壁之间均形成第二滚道，每个第二滚道中均装有第二滚柱(7)。

5.如权利要求4所述的蹄块单向式变挡卡接机构，其特征在于：在所述正向单向器组件与移动花键套(5)之间设有弹簧(10)，该弹簧(10)一端与正向单向器组件的正向活套凸轮(6)抵接，另一端与移动花键套(5)抵接。

6.如权利要求1或2或4或5所述的蹄块单向式变挡卡接机构，其特征在于：所述齿圈(3)的一端靠近电机(2)的壳体，在齿圈(3)的另一端设置输出轴(15)。

7.如权利要求5所述的蹄块单向式变挡卡接机构，其特征在于：所述主轴(1)、齿圈(3)和输出轴(15)三者的轴心线在同一直线上。

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