CN2311428Y - 自动有级变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动有级变速器,由传动机构、多速齿轮组、变速机构和离心机构组成,并由传动轴连成一体。传动机构包括主动齿轮和至少一个从动齿轮;多速齿轮组包括按序排列的至少一组棘齿轮和至少一组传动齿轮;变速机构包括一棘爪轮和一设在该棘爪轮外的隔套,隔套上至少设有一梯形的孔,使棘爪轮的棘爪可从孔中露出;离心机构包括一隔套齿轮、设在隔套齿轮旁边的离心臂以及设在离心臂顶端的扇形齿轮。可在机器运转时自动调速,方便、灵活、省力。

Description

自动有级变速器

本实用新型涉及一种自动有级变速器，尤其涉及一种用于自行车、助动车、摩托车及小型机动车和一些传动装置的自动有级变速器。

现有的变速装置，例如自行车中的变速装置都是采用改变大小链轮传动，来改变变速目的。变速机构采用手动操作，速度的快慢较难掌握，而且只有车子在运行中才能变速，停止时不能变速。因此，在停车时，如果变速机构停在快速挡时，车子重新启动就很困难，有时甚至不能启动；再例如助动车和摩托一般采用调节发动机的转速来控制车子的快慢，调速范围小，发动机负荷大，离合器易磨损，同时由于单一变速，当发动机达到最大转速时，车子还没有达到最快速度，耗油量也大。

本实用新型的目的就是为了克服以上变速装置的缺点，而提供的一种结构简单、使用方便的自动有级变速器。

本实用新型的目的是这样实现的：一种自动有级变速器，其特征在于：由传动机构、多速齿轮组、变速机构和离心机构组成，并由传动轴连成一体；所述的传动机构包括主动齿轮和至少一个从动齿轮，所述的主齿轮与驱动机构连接，并与从动齿轮啮合；所述的多速齿轮组包括至少一组按序排列的外圆是齿轮、内圆是棘爪的棘齿轮和至少一组与棘齿轮外圆上的齿轮啮合的传动齿轮；所述的多速齿轮组和从动齿轮由齿轮架连为一体；所述的传动齿轮组与从动齿轮联动；所述的变速机构包括一棘爪轮和一设在该棘爪轮外的隔套，所述的棘爪轮上至少设有一组按序排列在不同径向位置上的棘爪，所述隔套上至少设有一梯形的孔，使一组棘爪可从孔中露出，分别与所述多速齿轮组的棘齿轮的棘爪啮合；所述的离心机构包括一与隔套一端连接的隔套齿轮、设在隔套齿轮旁边的离心臂、以及设在离心臂顶端的扇形齿轮，静止状态下，所述的扇形齿轮与隔套齿轮啮合。

由于本实用新型采用了以上的结构，使制成的自动有级变速器结构简单，使用方便，在变速时不须与动力部分分离即可直接进行变速，且随着运行速度提高，其在离心力的作用下，齿轮的变速也随着一级一级的提高，而且级与级之间的转动比很小，在变速过程中波动小，加速和减速都很平稳。本变速器如果在最高的调速运行下突然停止时，再重新启动它也会自动从最低的调速开始，不会引起启动困难的问题。

本实用新型的具体结构结合以下的实施例和附图进一步给出。

附图一是本实用新型实施例的总体结构示意图；

附图二是本实用新型实施例的结构分解图；

附图三是本实用新型实施例的棘齿轮与棘爪轮的工作原理图。

请参阅附图：

本实用新型一种自动有级变速器，由传动机构、多速齿轮组、变速机构和离心机构组成，并由传动轴1连成一体。本实施例以设在自行车上的自动有级变速器为例，故整个自动有级变速器装在自行车的轴皮5上。所述的传动机构包括主动齿轮11和至少一个从动齿轮12，所述的主齿轮11与驱动机构连接，并与从动齿轮12啮合。因本实施例设在自行车上，故其主齿轮11与自行车的链轮6固定连接。

所述的多速齿轮组包括按序排列的一组外圆是齿轮、内圆是棘爪的棘齿轮21和至少一组与棘齿轮21外圆上的齿211啮合的传动齿轮22；所述的多速齿轮组和从动齿轮由齿轮架23连为一体。所述的从动齿轮星形分布在齿轮架上，设在主动齿轮的周围；所述的传动齿轮组设在从动齿轮旁边，由直销连接，使其与从动齿轮联动。本实施例的从动齿轮12有六个，星形分布在齿轮架23上；所述的传动齿轮22也设为六组，分别通过直销24与从动齿轮连接。所述的多速齿轮组中的传动齿轮与棘齿轮同样数量，并分布互相啮合。为使变速平滑、调速范围较合适，本实施例每组传动齿轮22和棘齿轮21均设为四个。本实用新型的多速齿轮组中的每组传动齿轮按不同直径、不同齿数、从大到小呈塔形排列；棘齿轮则按不同直径、不同齿数、从小到大呈塔形排列。本实施例中每组传动齿轮由四个从大到小按序排列的不同直径、不同齿数的传动齿轮22-1、22-2、22-3、22-4组成，所述的棘齿轮21也对应设为四个，分别为21-1、21-2、21-3、21-4，并分别从小到大按不同直径、不同齿数排列，使所述的传动齿轮的各传动齿轮分别与各棘齿轮外圆上的齿211一一对应啮合，组成四对不同传动比的齿轮组A、B、C、D。在所述从动齿轮与传动齿轮22-1间、以及每两个传动齿轮间均设有一隔片25。

所述的变速机构包括一棘爪轮32和一设在该棘爪轮外的隔套31。棘爪轮32上至少设有一组棘爪322，本实施例设为两组。因棘齿轮设为四个，故每组棘爪也设为四个322-1、322-2、322-3、322-4，这四个棘爪在棘爪轮上是按序排列在不同的径向位置上，并在棘爪轮的轴向面上成扇形排列，每个棘爪与棘爪之间相隔一定的弧度，本实施例相隔15度。所述的隔套31上至少设有一梯形的孔311，使棘爪轮的一组棘爪322从孔中露出，可与所述多速齿轮组的每个棘齿轮内圆上的棘爪212一一对应啮合，组成四组不同转速的离合器装置。本实施例在棘爪轮上对应设置了两组棘爪，隔套上也相应设置了两个梯形孔。

所述的离心机构包括一与隔套31一端连接的隔套齿轮41、设在隔套齿轮旁边的呈120度分布的离心臂支架42、与离心臂支架42可转动连接的离心臂43、以及可转动的设在离心臂顶端的扇形齿轮44。静止状态下，所述的扇形齿轮44与隔套齿轮41啮合。

本实用新型的工作原理：

驱动机构(本实施例中驱动器是链轮6)工作，主动齿轮与周围的六个从动齿轮啮合，以顺时针方向1∶3.125的转速传递，使六个传动齿轮组以同方向同速度地运动，这六组传动齿轮组同时带动四个棘齿轮得到四个不同的转速。

在初始运动中，离心臂在拉簧的拉力下呈收缩状态，扇形齿轮将隔套固定压在棘爪322-2、322-3、322-4上，只有棘爪322-1与棘齿轮21-1啮合、转动，其余齿轮组B、C、D空转，请见附图3。

当转速慢慢提高时，离心臂在离心力的作用下克服拉簧的拉力慢慢地向外伸展，与离心臂连接的扇形齿轮带动隔套齿轮和隔套向顺时针方向慢慢旋转，当隔套旋转15度时将棘爪322-2完全放出，使其与棘齿轮21-2连接，这时A齿轮组与B齿轮组都处在离合状态，但B齿轮组的传动比要比A齿轮组的传动比快0.047倍。这时，棘爪轮通过棘爪322-2传递过来的速度比棘爪322-1传递过来的速度快，使棘爪322-1处于打滑的状态，这样棘爪轮向外输出的转速提高了0.047倍。

随着转速进一步提高，离心臂继续向外伸展，隔套在扇形齿轮和隔套齿轮的作用下，隔套慢慢地向顺时针方向继续再旋转15度将棘爪322-3放出，使棘爪322-3与棘齿轮21-3离合。这样，A齿轮组、B齿轮组、C齿轮组都处在离合状态，由于C齿轮组的转速比B齿轮组快0.051倍，B齿轮组的转速比A齿轮组的转速快0.047倍，这样棘爪322-1和322-2都与棘齿轮21-1和21-2处在打滑状态，棘爪轮通过棘爪322-3与棘齿轮21-3啮合输出。

再随着转速不断提高，同前所述，棘爪322-4从隔套放出，使其与棘齿轮21-4啮合传动，将转速又提高0.055倍，只有D齿轮组带动棘爪轮向外输出旋转，从而完成了整个自动调速过程。如果再增加若干个齿轮组和棘爪，重复以上的自动调速过程，将可以再扩大调速的范围。

当减速时，主动齿轮不再向从动齿轮传递动力，整套齿轮组停止转动，但棘爪轮仍处于惯性状态，棘爪轮带着整套棘爪继续旋转。因为没有外界的动力，所有的棘爪打滑，转速渐渐慢下来，离心臂逐渐失去离心力，在拉簧的作用下慢慢地收回，扇形齿轮将隔套齿轮向相反方向旋转，将棘爪一个一个的压到隔套内，只留下棘爪322-1与棘齿轮21-1啮合，转为最低转速，以便重新启动。

本实用新型能随着车子的快慢而自动调节速度，使车子一直处在车速和变挡的最佳配合状态，使用方便、灵活、省力。可广泛应用在自行车、助动车、摩托车或一般传动装置的自动有级变速。

Claims (6)

1、一种自动有级变速器，其特征在于：由传动机构、多速齿轮组、变速机构和离心机构组成，并由传动轴连成一体，

所述的传动机构包括主动齿轮和至少一个从动齿轮，所述的主齿轮与驱动机构连接，并与从动齿轮啮合；

所述的多速齿轮组包括至少一组按序排列的外圆是齿轮、内圆是棘爪的棘齿轮和至少一组与棘齿轮外圆上的齿轮啮合的传动齿轮：所述的多速齿轮组和从动齿轮由齿轮架连为一体；所述的每组传动齿轮与从动齿轮联动；

所述的变速机构包括一棘爪轮和一设在该棘爪轮外的隔套，所述的棘爪轮上至少设有一组按序排列在不同径向位置上的棘爪，所述隔套上至少设有一梯形的孔，使棘爪轮的一组棘爪可从孔中露出，分别与所述多速齿轮组的棘齿轮的棘爪啮合；

所述的离心机构包括一与隔套一端连接的隔套齿轮，设在隔套齿轮旁边的离心臂，以及设在离心臂顶端的扇形齿轮，静止状态下，所述的扇形齿轮与隔套齿轮啮合。

2、根据权利要求1所述的自动有级变速器，其特征在于：所述的从动齿轮星形分布在齿轮架上，设在主动齿轮的周围；所述的传动齿轮组设在从动齿轮旁边，由直销连接，使其与从动齿轮联动。

3、根据权利要求1所述的自动有级变速器，其特征在于；所述的多速齿轮组中的传动齿轮与棘齿轮同样数量，并分别互相啮合。

4、根据权利要求1或3所述的自动有级变速器，其特征在于：所述的多速齿轮组中的每组传动齿轮按不同直径、不同齿数、从大到小呈塔形排列；棘齿轮则按不同直径、不同齿数、从小到大呈塔形排列，并分别互相啮合。

5、根据权利要求1所述的自动有级变速器，其特征在于：在所述从动齿轮与相邻的传动齿轮间、以及每相邻两个传动齿轮间均设有一隔片。

6、根据权利要求1所述的自动有级变速器，其特征在于：所述每组棘爪在棘爪轮上是按序排列在不同的径向位置上，并在棘爪轮的轴向面上成扇形排列。

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