CN212297454U - 一种自动变速机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动变速机构，包括壳体、输入轴和输出轴，所述输出轴上设有第一齿轮和单向轴承，所述第一齿轮固定设置在输出轴上，所述单向轴承的内圈固定设置在输出轴上，所述单向轴承的外圈固定连接第二齿轮；所述输入轴上设有扭力离合器和第四齿轮，所述扭力离合器包括第三齿轮，所述第四齿轮固定设置在输入轴上，所述第三齿轮与第一齿轮啮合，所述第四齿轮与第二齿轮啮合。本实用新型随扭矩变化自动进行换挡变速，不需要驾驶员凭经验切换换挡，操作方便，更加省心省力，驾驶骑行效率高。

Description

一种自动变速机构

技术领域

本实用新型涉及变速机构技术领域，具体涉及一种自动变速机构。

背景技术

变速器是一种用来改变来自发动机的转速和转矩的机构，也就是能够改变输出轴和输入轴之间的传动比，使发动机发挥最佳性能。变速器在现代机械中应用极为广泛，比如汽车、摩托车、电动车、变速自行车等领域。

现有技术中，汽车（非自动挡）、摩托车、变速自行车等基本上都是通过手柄或踏板改变变速箱齿轮啮合实现变速。手柄或踏板的操作完全取决于驾驶人员的操作，增大驾驶人员工作负荷，常会造成操作错误，影响车辆安全行驶。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供了一种结构简单的自动变速机构，随扭矩变化自动进行换挡变速，不需要驾驶员凭经验切换档位，操作方便，更加省心省力，驾驶骑行效率高，驾驶骑行更加安全自动。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种自动变速机构，包括壳体、输入轴和输出轴，所述输出轴上设有第一齿轮和单向轴承，所述第一齿轮固定设置在输出轴上，所述单向轴承的内圈固定设置在输出轴上，所述单向轴承的外圈固定连接第二齿轮；

所述输入轴上设有扭力离合器和第四齿轮，所述扭力离合器包括第三齿轮，所述第四齿轮固定设置在输入轴上，所述第三齿轮与第一齿轮啮合，所述第四齿轮与第二齿轮啮合。

优选的，所述扭力离合器为钢珠式离合器，还包括调节滑块、压缩弹簧、顶紧块、挡销、滑套和钢珠，所述滑套与输入轴滑动配合，所述第三齿轮通过轴承可在输入轴上转动，所述第三齿轮的左端面设有钢珠孔，钢珠设置在钢珠孔内，滑套的右端面接触钢珠，所述钢珠露出钢珠孔部分与滑套的右端面的传扭孔接触。

优选的，所述扭力离合器为摩擦片式扭力离合器，还包括调节滑块、压缩弹簧、顶紧块、挡销、滑套和摩擦片组，滑套的右端面接触摩擦片组，所述滑套与输入轴滑动配合，所述第三齿轮通过轴承可在输入轴上转动，所述第三齿轮的左端内设有内花键套，摩擦片组设置在内花键套内，所述摩擦片组包括内摩擦片和外摩擦片，外摩擦片与内花键套相配合，所述内摩擦片套在输入轴上，所述输入轴对应内摩擦片设有外花键。

优选的，所述输入轴左端沿轴向设有空腔，所述输入轴的径向设有长通槽，所述长通槽与空腔导通，所述滑套径向设有挡销，所述挡销在长通槽内左右滑动。

优选的，所述调节滑块、压缩弹簧和顶紧块设置在空腔内，所述压缩弹簧的一端与调节滑块连接，另一端与顶紧块连接，所述顶紧块右端插入挡销中部，扭力调节杆一端伸入空腔并与调节滑块左端面接触。

优选的，所述第三齿轮的齿数大于第一齿轮的齿数。

优选的，所述第四齿轮的齿数小于第二齿轮的齿数。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型当输出轴负载扭矩较小时，扭力离合器为接合状态，同时单向轴承处于超越状态，此时该机构处于高速低扭矩挡位；当输出轴负载扭矩较大时，扭力离合器为脱开打滑状态，同时单向轴承处于传扭状态，此时该机构处于低速大扭矩挡位；从而实现本实用新型的发明目的，随扭矩变化自动进行换挡变速，不需要驾驶员凭经验切换换挡，操作方便，更加省心省力，驾驶骑行效率高。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图。

图2为输入轴的长通槽与挡销的连接关系图（滑套未画出）。

图3为图1中单向轴承方向示意的A-A剖视图。

图4为本实用新型实施例2的结构示意图。

其中：壳体1；输入轴2；空腔2.1；长通槽2.2；输出轴3；第一齿轮4；单向轴承5；第二齿轮6；滑套7；第三齿轮8；钢珠孔8.1；第四齿轮9；挡销10；钢珠11；调节滑块12；压缩弹簧13；顶紧块14；扭力调节杆15；内摩擦片16；外摩擦片17；键或周向固定件。

具体实施方式

实施例1：

参见图1，一种自动变速机构，包括壳体1、输入轴2和输出轴3，所述输出轴3上设有第一齿轮4和单向轴承5，所述单向轴承5的传扭方向如图3所示，单向轴承5的传扭方向决定了输入轴2和输出轴3的转动方向，所述第一齿轮4、单向轴承5的内圈通过键或周向固定件固定设置在输出轴3上，所述单向轴承5的外圈通过键或周向固定件固定连接第二齿轮6；

所述输入轴上设有扭力离合器和第四齿轮9，所述扭力离合器包括第三齿轮8，所述第四齿轮9固定设置在输入轴2上，所述第三齿轮8与第一齿轮4啮合，所述第四齿轮9与第二齿轮6啮合。

所述扭力离合器为钢珠式离合器，还包括调节滑块12、压缩弹簧13、顶紧块14、挡销10、滑套7和钢珠11，所述滑套7与输入轴2滑动配合，使滑套7在输入轴2上左右移动，所述第三齿轮8通过轴承可在输入轴2上转动，所述第三齿轮8的左端面设有若干放置钢珠的钢珠孔8.1，钢珠11设置在钢珠孔8.1内并有部分露出钢珠孔8.1，滑套7的右端面接触钢珠，所述滑套右端面设有传扭孔，所述传扭孔与钢珠孔8.1相对应，所述钢珠11露出钢珠孔部分与滑套7的右端面的传扭孔接触，所述传扭孔用于容纳钢珠露出钢珠孔部分，通过钢珠传递扭力。

在压缩弹簧的作用下，所述滑套右端面通过传扭孔弹性压紧钢珠传递额定扭矩，超出额定扭矩时钢珠跳出传扭孔，离合器打滑状态。

传扭钢珠放置在该孔内后应露出端面少量高度，所述钢珠11约三分之一露出钢珠孔8.1。所述传扭钢珠在扭力离合器未达到脱开扭矩时，在传扭钢珠作用下使得第三齿轮8与滑套7同步转动传递扭矩；在该钢珠扭力离合器达到或超过脱开扭矩时，传扭钢珠露出部分产生对滑套7的右端面推力，使得滑套7左移进入打滑状态，断续传递低扭矩（脱开扭矩）。

所述输入轴2左端沿轴向设有空腔2.1，所述输入轴2的径向设有长通槽2.2，所述长通槽2.2与空腔2.1导通，所述滑套7径向设有挡销10，所述挡销10在长通槽2.2内左右滑动。

所述调节滑块12、压缩弹簧13和顶紧块14设置在空腔2.1内，所述压缩弹簧13的一端与调节滑块12连接，另一端与顶紧块14连接，所述顶紧块14右端插入挡销10中部，扭力调节杆15一端伸入空腔2.1并与调节滑块12左端面接触，所述扭力调节杆用于调节压缩弹簧的工作压力。

所述第三齿轮8的齿数大于第一齿轮4的齿数。当第三齿轮8与第一齿轮4进行动力传递时，该变速机构为增速（输出扭矩小）。

所述第四齿轮9的齿数小于第二齿轮6的齿数。当第四齿轮4与第二齿轮6进行动力传递时，该变速机构为减速（输出扭矩大）。

输出轴高速转动的原理如下：

扭力离合器未达到脱开扭矩时，压缩弹簧13将顶紧块14向右顶紧，挡销10带动滑套7向右顶紧，滑套7右端面的传扭孔将钢珠11顶紧在钢珠孔8.1内，输入轴2带动挡销10、滑套7、第三齿轮8、第四齿轮9转动，由于第一齿轮4、单向轴承5的内圈固定设置在输出轴3上，所述单向轴承5的外圈固定连接第二齿轮6，第三齿轮8与第一齿轮4啮合，第三齿轮8的齿数大于第一齿轮4的齿数，第三齿轮8带动第一齿轮4高速转动，第一齿轮4带动输出轴3、单向轴承5的内圈高速转动，由于第四齿轮9与第二齿轮6啮合，第四齿轮9的齿数小于第二齿轮6的齿数，第四齿轮9带动第二齿轮6低速转动，第二齿轮6带动单向轴承的外圈低速转动，单向轴承内圈的转速超过外圈的转速，此时单向轴承实现超越。

动力传递路线为：输入轴2→第三齿轮8→第一齿轮4→输出轴3。此时，单向轴承处于超越状态，不传递动力。

输出轴低速转动的原理如下：

当扭力离合器达到或超过脱开扭矩时，传扭钢珠11在扭力作用下脱离滑套7的传扭孔，推动滑套7向左移动，实现滑套7与第三齿轮8脱开状态，输入轴2上的滑套7不能带动第三齿轮8转动，第三齿轮8打滑，输入轴2带动第四齿轮9转动，第四齿轮9带动第二齿轮6低速转动，第二齿轮6带动单向轴承5（非超越状态）单向低速转动，从而带动输出轴3单向低速大扭矩传动，从而实现该自动变速机构低速大扭矩传动。

动力传递路线为：输入轴2→第四齿轮9→第二齿轮6→单向轴承5外圈→单向轴承5内圈→输出轴3。此时，单向轴承为传扭状态（非超越）。

实施例2：

参见图4，一种自动变速机构，包括壳体1、输入轴2和输出轴3，所述输出轴3上设有第一齿轮4和单向轴承5，所述第一齿轮4固定设置在输出轴3上，所述单向轴承5的内圈固定设置在输出轴3上，所述单向轴承5的外圈固定连接第二齿轮6；

所述输入轴上设有扭力离合器和第四齿轮9，所述扭力离合器包括第三齿轮8，所述第四齿轮9固定设置在输入轴2上，所述第三齿轮8与第一齿轮4啮合，所述第四齿轮9与第二齿轮6啮合。

优选的，所述扭力离合器为摩擦片式扭力离合器，还包括调节滑块12、压缩弹簧13、顶紧块14、挡销10、滑套7和摩擦片组，滑套7的右端面接触摩擦片组，所述滑套7与输入轴2滑动配合，使滑套7在输入轴2上左右移动，所述第三齿轮8通过轴承可在输入轴2上转动，所述第三齿轮8的左端内设有内花键套8.2，摩擦片组设置在内花键套8.2内，所述摩擦片组包括内摩擦片16和外摩擦片17，外摩擦片17与内花键套8.2的内花键孔相配合，所述内摩擦片16套在输入轴2上，所述输入轴2对应内摩擦片16设有外花键。

所述包括多个内摩擦片16和相应数量的外摩擦片17，外摩擦片17通过外圆上的外花键与第三齿轮8内花键套8.2轴向滑动配合，所述内摩擦片16通过内圆花键孔与输入轴2上相应的外花键轴向滑动配合。

外摩擦片外圆设有与内花键套8.2相配合的外花键齿，所述内外摩擦片交替布置，通过摩擦片组端面施加一定夹紧力，通过内外摩擦片的摩擦扭力，使得输入轴动力传至第三齿轮，当第三齿轮负载超出内外摩擦片摩擦扭矩时，该摩擦片离合器处于打滑状态。

所述输入轴2左端沿轴向设有空腔2.1，所述输入轴2的径向设有长通槽2.2，所述长通槽2.2与空腔2.1导通，所述滑套7径向设有挡销10，所述挡销10在长通槽2.2内左右滑动。

所述调节滑块12、压缩弹簧13和顶紧块14设置在空腔2.1内，所述压缩弹簧13的一端与调节滑块12连接，另一端与顶紧块14连接，所述顶紧块14右端插入挡销10中部，扭力调节杆15一端伸入空腔2.1并与调节滑块12左端面接触，所述扭力调节杆用于调节压缩弹簧的工作压力。

所述第三齿轮8的齿数大于第一齿轮4的齿数。当第三齿轮8与第一齿轮4进行动力传递时（扭力离合器未脱开），单向轴承处于超越工作状态，该变速机构为增速（输出扭矩小）。

所述第四齿轮9的齿数小于第二齿轮6的齿数。当第四齿轮4与第二齿轮6进行动力传递时（扭力离合器已脱开），单向轴承处于非超越工作状态，该变速机构为减速（输出扭矩大）。

输出轴高速转动的原理如下：

摩擦片式扭力离合器未达到脱开扭矩时，压缩弹簧13将顶紧块14向右顶紧，挡销10带动滑套7向右顶紧，多个间隔套入的内外摩擦片16、17顶紧在第三齿轮8的内花键套8.2的里端面上，内摩擦片16通过输入轴上的外花键周向传扭，外摩擦片17是通过第三齿轮8上的内花键孔周向传扭的，内外摩擦片是相互挨着的，压紧时内外摩擦片16、17间产生摩擦力，动力就通过内外摩擦片由输入轴传递到齿轮3上。输入轴2带动挡销10、滑套7、第三齿轮8、第四齿轮9转动，由于第一齿轮4、单向轴承5的内圈固定设置在输出轴3上，所述单向轴承5的外圈固定连接第二齿轮6，第三齿轮8与第一齿轮4啮合，第三齿轮8的齿数大于第一齿轮4的齿数，第三齿轮8带动第一齿轮4高速转动，第一齿轮4带动输出轴3、单向轴承5的内圈高速转动，由于第四齿轮9与第二齿轮6啮合，第四齿轮9的齿数小于第二齿轮6的齿数，第四齿轮9带动第二齿轮6低速转动，第二齿轮6带动单向轴承的外圈低速转动，单向轴承内圈的转速超过外圈的转速，此时单向轴承实现超越。

动力传递路线为：输入轴2→第三齿轮8→第一齿轮4→输出轴3。此时，单向轴承处于超越状态，不传递动力。

输出轴低速转动的原理如下：

摩擦片式扭力离合器达到或超过脱开扭矩时，滑套7右端面在弹簧压紧力对多个间隔套入的内外摩擦片16、17顶紧在第三齿轮8左侧内花键套里端面上，所产生的最大摩擦力不足以带动输出轴负载时，内外摩擦片相互打滑即摩擦片式扭力离合器处于脱开状态，输入轴2上的滑套7右端面的压紧力对摩擦片组产生的摩擦扭矩不能带动第三齿轮8的转动扭矩，第三齿轮8与输入轴运动脱开，而跟随输出轴3上的第一齿轮4转动，输入轴2带动第四齿轮9转动，第四齿轮9带动第二齿轮6低速转动，第二齿轮6带动单向轴承5非超越单向低速大扭矩传动，从而带动输出轴3低速大扭矩传动。

动力传递路线为：输入轴2→第四齿轮9→第二齿轮6→单向轴承5外圈→单向轴承5内圈→输出轴3。此时，单向轴承为传扭状态（非超越）。

除上述实施例外，本实用新型还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自动变速机构，包括壳体（1）、输入轴（2）和输出轴（3），其特征在于：所述输出轴（3）上设有第一齿轮（4）和单向轴承（5），所述第一齿轮（4）固定设置在输出轴（3）上，所述单向轴承（5）的内圈固定设置在输出轴（3）上，所述单向轴承（5）的外圈固定连接第二齿轮（6）；

所述输入轴上设有扭力离合器和第四齿轮（9），所述扭力离合器包括第三齿轮（8），所述第四齿轮（9）固定设置在输入轴（2）上，所述第三齿轮（8）与第一齿轮（4）啮合，所述第四齿轮（9）与第二齿轮（6）啮合。

2.根据权利要求1所述的一种自动变速机构，其特征在于：所述扭力离合器为钢珠式离合器，还包括调节滑块（12）、压缩弹簧（13）、顶紧块（14）、挡销（10）、滑套（7）和钢珠（11），所述滑套（7）与输入轴（2）滑动配合，所述第三齿轮（8）与输入轴（2）转动配合，所述第三齿轮（8）的左端面设有钢珠孔（8.1），钢珠（11）设置在钢珠孔（8.1）内并有部分露出钢珠孔（8.1），所述钢珠（11）露出钢珠孔部分与滑套（7）的右端面的传扭孔接触。

3.根据权利要求1所述的一种自动变速机构，其特征在于：所述扭力离合器为摩擦片式扭力离合器，还包括调节滑块（12）、压缩弹簧（13）、顶紧块（14）、挡销（10）、滑套（7）和摩擦片组，滑套（7）的右端面接触摩擦片组，所述滑套（7）与输入轴（2）滑动配合，所述第三齿轮（8）与输入轴（2）转动配合，所述第三齿轮（8）的左端内设内花键套（8.2），摩擦片组设置在内花键套（8.2）内，所述摩擦片组包括内摩擦片（16）和外摩擦片（17），外摩擦片（17）与内花键套（8.2）的内花键孔相配合，所述内摩擦片（16）套在输入轴（2）上，所述输入轴（2）对应内摩擦片（16）设有外花键。

4.根据权利要求2或3所述的一种自动变速机构，其特征在于：所述输入轴（2）左端沿轴向设有空腔（2.1），所述输入轴（2）的径向设有长通槽（2.2），所述长通槽（2.2）与空腔（2.1）导通，所述滑套（7）径向设有挡销（10），所述挡销（10）在长通槽（2.2）内左右滑动。

5.根据权利要求2或3所述的一种自动变速机构，其特征在于：所述调节滑块（12）、压缩弹簧（13）和顶紧块（14）设置在空腔（2.1）内，所述压缩弹簧（13）的一端与调节滑块（12）连接，另一端与顶紧块（14）连接，所述顶紧块（14）右端插入挡销（10）中部，扭力调节杆（15）一端伸入空腔（2.1）并与调节滑块（12）左端面接触。

6.根据权利要求1所述的一种自动变速机构，其特征在于：所述第三齿轮（8）的齿数大于第一齿轮（4）的齿数。

7.根据权利要求1所述的一种自动变速机构，其特征在于：所述第四齿轮（9）的齿数小于第二齿轮（6）的齿数。

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