CN2486455Y - 一种自动变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动变速器,它包括动力传动系统、变速控制系统、壳体等,其特点是动力传动系统至少包括两个相互传动联接的单排行星轮系,其中,两端部轮系的内齿圈外端面以及外侧行星轮支架上均制有齿圈,该轮系组件外部设置传动套,该系统的大阳轮与车轴固定;变速控制系统分别由换挡机构、凸轮机构、离心机构、回位弹簧、增速机构组成;凸轮机构设置在空心的车轴上,其主动杆件分别与所述离心机构、回位弹簧联接,从动杆件则分别与换挡机构的左、右棘爪盘联接;增速机构的高速端与离心机构联接、低速端与所述壳体联接。本实用新型实现后具有变速挡位多,各挡位均无初始空程等特点。

Description

一种自动变速器

(一)技术领域：

本实用新型涉及一种变速装置，确切地说是一种可广泛用于各种自行车、人力三轮车、助力车的自动变速器。

(二)背景技术：

在本领域中，已有的技术比较先进的自动变速器主要由壳体、链轮、车轴、动力传动系统、变速控制系统组成。其中，动力传动系统由一个单排行星轮系构成，也就是说该系统仅由一个太阳轮、若干行星轮及其配用的轮架、一个齿圈组成；变速控制系统则由连动杆、回位弹簧、换挡机构、离心机构组成。组装时，连动杆滑动安装在空心车轴上，离心机构通过滑环铰接在车轴上并与连动杆一端联接，连动杆另一端与换挡机构联接。使用中，连动杆在离心机构的离心力以及回位弹簧的弹性力作用下沿车轴轴线方向往复移动，进而带动换挡机构，达到自动变速的目的。这种变速器在使用过程中存在的主要问题是：1、变速挡位较少，因而不能更好地满足不同体力的人、不同情况的道路对车速变化的需要，从而使人与车之间的动力分配关系不够协调；2、各挡位均存在初始空程，使用中必然出现空蹬现象，不仅影响使用寿命，而且带来使用不便。

(三)发明内容：

本实用新型的目的是为人们提供一种变速挡位多、各挡位均不存在初始空程的自动变速器，以便克服已有技术中存在的缺点。

本实用新型的目的是这样实现的，它包括壳体、链轮、车轴、动力传动系统以及变速控制系统，其特点是动力传动系统至少包括两个相互传动联接的单排行星轮系，其中，两端部轮系的内齿圈外端面以及外侧行星轮支架上均制有齿圈，该轮系组件的任一端外部可转动地联接至多比轮系设置数量少一个的传动套，该传动套外端也制出齿圈，另一端则与其联接端端部轮系以外的其它轮系的内齿圈固定联接，该系统的太阳轮与所述车轴固定联接；所述变速控制系统分别由换挡机构、凸轮机构、离心机构、回位弹簧、增速机构组成；换挡机构这样构成：在输出端一侧壳体内固定传动盘，在传动盘、链轮内侧端上分别活动联接左、右棘爪盘，在传动盘与左棘爪盘之间、链轮与右棘爪盘之间设置至少一个限位机构；凸轮机构设置在空心的车轴上，其主动杆件分别与所述离心机构、回位弹簧联接，从动杆件则分别与左、右棘爪盘联接；增速机构的高速端构件与离心机构联接、低速端构件与所述壳体联接。

上述凸轮机构这样设置，在空心车轴上开制左、右长孔，车轴外套置一个制有三组不同轮廓槽口的柱体凸轮，凸轮两端分别由挡圈和太阳轮止挡，各组所述槽口中分别插入一根同时穿过所述左长孔的轴销，其中，左侧轴销分别与离心机构的滑环、回位弹簧联接，该轴销构成该机构的所述主动杆件，中部轴销与左棘爪盘之间形成周向滑动、轴向卡滞联接，右侧轴销与滑动设置在车轴腔内的一个杆体的一端固定，杆体另一端固定一个穿过所述右长孔的轴销，该轴销与右棘爪盘之间形成周向滑动、轴向卡滞联接，所述杆体与固定在其两端的轴销组成连杆，该连杆、中部轴销分别构成该机构的所述从动杆件。

上述传动盘与左棘爪盘、链轮与右棘爪盘之间的所述活动联接这样实现：传动盘、链轮的内端均制有至少一对联接爪，该联接爪一侧面上制有多个齿槽，传动盘的联接爪内壁上还制有多个止动槽；左、右棘爪盘上均制有插口，该插口的一个侧面上制出单齿体，左棘爪盘的插口底部还设置一个弹性止挡；传动盘与左棘爪盘、链轮与右棘爪盘之间分别通过其相互配用的联接爪、插口插接联接一起；在传动盘与左棘爪盘之间，所述单齿体与齿槽、弹性止挡与止动槽相互配用构成一个限位机构；在链轮与右棘爪盘之间，所述单齿体与齿槽相互配用构成另一个限位机构。

上述动力传动系统由两个单排行星轮系组成，两者间通过一个共用一个行星轮支架形成传动联接，所述传动套设置数量为一个，它可转动地套置在该系统输出端一侧的机体外部，并使之与输入端一侧轮系的内齿圈固定联接。

本实用新型实现后与现有技术相比具有如下优点：1、变速挡位多，因而能够更好地满足不同体力的人、不同情况的道路对车速变化的需要，使人与车之间的动力分配关系更加协调；2、各挡位均不存在初始空程，因而在使用过程中不会出现空蹬现象，从而有利于延长其使用寿命，提高其使用方便性。

(四)附图说明：

图1是本实用新型第一种结构形式的总装图。

图2是图1的局部剖视图。

图3是图1的局部剖视图。

图4是柱体凸轮展开示意图。

图5是本实用新型按第一种结构形式实施时传动盘与左棘爪盘之间联接关系示意图。

图6是图5的A向视图。

图7是图6的B向视图。

图8是本实用新型的第二种结构形式的总装图。

图9是本实用新型的第三种结构形式总装图。

图10是本实用新型的第四种结构形式的总装图。

图11是本实用新型的第五种结构形式的总装图。

图12是本实用新型的第六种结构形式的总装图。

(五)具体实施方式：

图1至图7给出了本实用新型的一种完整实施方式。由图可见，本实用新型主要由壳体13、车轴1、链轮2、动力传动系统以及变速控制系统组成。

由图2可见，动力传动系统包括了左右分布的两个单排行星轮系，左、右轮系的行星轮6、28共用一个行星轮支架4，从而使两个轮系间形成传动联接；左、右轮系的内齿圈9、29的外端面以及外侧行星轮支架7、30上均制有棘齿圈；该轮系组件输出端一侧即图示左端外部还联接一个传动套10，两者动配合，该传动套的外端面即图示左端面上也制有棘齿圈；该动力传动系统的太阳轮3、5被固定联接在空心的车轴1上。

由图1、图3、图4可见，变速控制系统分别由换挡机构、凸轮机构、离心机构、回位弹簧、增速机构组成。

换挡机构这样构成：在输出端即图示左端一侧壳体内固定联接传动盘24，在链轮2、传动盘24的内侧端上分别活动联接外圆上制有棘爪42的左、右棘爪盘26、32，在传动盘与左棘爪盘、链轮与右棘爪盘之间分别设置用于左、右棘爪盘在轴向移动过程中定位的限位机构。其中，传动盘24与左棘爪盘26之间的联接方式如图5至图7所示，在传动盘内端即图示右端制出一对联接爪，各联接爪的一侧面上制出三个齿槽，内壁上制有三个止动槽，并使各齿槽、止动槽之间的距离与设置在本实用新型输出端即图示左端一侧的三个棘齿圈的厚度尺寸中心线之间的间距一致；在左棘爪盘26的外圆上制出一对插口，在插口一侧面上制出单齿体，在插口底部设置由闷孔、弹簧8、钢球27组成的弹性止挡；组装时，传动盘24与左棘爪盘26之间通过相互配用的所述联接爪、插口插置联接一起，还使之所述单齿体与齿槽、止动槽与弹性止挡位置相对、彼此配用，构成一个所述限位装置；本实施例中，链轮2与右棘爪盘32之间联接的方式和上述传动盘与左棘爪盘之间的联接方式基本相同，两者间的区别仅在于：该联接部位不设置止动槽、弹性止挡；此外，设置在链轮内端即图示左端联接爪一侧面上的齿槽数量为两个，该齿槽之间距离与输入端即链轮同侧的两个棘齿圈的厚度尺寸中心线之间的间距一致；组装时，链轮2与右棘爪盘32之间通过其相互配用的所述联接爪、插口插置联接一起，还使之所述单齿体与齿槽位置相对，彼此配用，构成所述另一个限位装置。

使用中，当左、右棘爪盘受到周向外力作用时，位于其插口内的单齿体便分别与位于传动盘接接爪、链轮联接爪上的各齿槽中的一个齿槽咬合，分别使之轴向定位；当左、右棘爪盘不受周向力作用，仅受到由凸轮机构从动杆件输出的轴向力作用时，两者便按着变速控制系统设计要求沿轴向变位，实现本实用新型的换挡功能。

凸轮机构这样设置。在空心车轴1上制出左、右两个长孔，车轴外滑动套置一个柱体凸轮23、该凸轮上制有如图4所示的三组不同轮廓的槽口39、40、41，凸轮两端分别由挡圈38和该系统的太阳轮5止挡，各组槽口中分别插入一根同时穿过所述左长孔的轴销，并使左侧轴销16、中部轴销15、右侧轴销14分别插入在柱体凸轮的槽口39、40、41内。其中，左侧轴销16同时与离心机构的滑环11及回位弹簧17联接，并可在离心机构的离心力、回位弹簧弹性力共同作用下沿车轴轴向往复运动，从而带动柱体凸轮绕车轴转动，借以控制另两根轴销沿车轴轴向往复运动，该轴销16构成凸轮机构的主动杆件；中部轴销15与左棘爪盘26之间通过挡圈25形成周向滑动、轴向卡滞联接；右侧轴销14与滑动安装在车轴腔内的杆体31左端固定，杆体另一端固定一个穿过所述右长孔的轴销34，该轴销与右棘爪盘32之间通过挡圈33形成周向滑动，轴向卡滞联接，该杆体31及两端轴销14、34组成连杆，该连杆、中部轴销构成凸轮机构的从动杆件。

离心驱动器的结构形式如图1所示，分别由飞锤12，两侧连接杆、滑环11组成。

增速机构的构造方式如图1所示，它是一个主要由固定在壳体上的低速端齿轮19、高速端齿轮18、设置在齿轮18、19之间的中间齿轮21、22及其配用轮轴20组成的定轴轮系。

组装时，离心机构通过一侧连杆与增速机构的高速端齿轮18联接，另一侧通过滑环11与车轴铰接并与凸轮机构的主动杆件16联接。

由图3可见，回位弹簧17套置在车轴外部，并位于柱体凸轮腔内，其右端与凸轮机构的主动杆件16联接，左端通过由杆体36、轴销35组成的控制杆、调位丝堵37联接在车轴上。

本实用新型按上述第一种结构形式实施时，其输入端具有两个挡位，输出端具有三个挡位，可输出五种速度。

图8给出了本实用新型的第二种结构形式。由图可见，它与上述实施方式相比，其主要差别在于将其动力传动系统的左、右两端位置对调，同时将传动盘，链轮的内端结构作适应性调整。除此之外，两者结构相同。这种变速器的输入端具有三个挡位，输出端具有两个挡位，可输出五种速度。

图9给出了本实用新型的第三种结构形式，它与第一种实施方式相比，其差别仅仅在于组成其动力传动系统的两个单排行星轮系之间的传动联接不是通过共用一个行星轮架实现的，而是通过将输出端轮系的内齿圈与输入端轮系的内侧行星轮架固定联接在一起实现的。除此之外，两者结构相同。

图10给出了本实用新型的第四种结构形式，它与第一种实施方式相比，其差别在于组成其动力传动系统的两个单排行星轮系之间的传动联接是通过共用一个太阳轮、一个行星轮架及一组行星轮轴实现的。除此之外、两者结构相同。

图11给出了本实用新型的第五种结构形式，由图可见，它与上述各种实施方式相比，其主要差别在于其动力传动系统包括了三个相互传动联接的单排行星轮系，并在轮系组件的输出端外部设置了两个传动套，并使内传动套与中部轮系的内齿圈固定、外传动套与输入端轮系的内齿圈固定，同时将传动盘、链轮的内端结构以及传动盘的轴向设置位置作适应性调整。除此之外，它与上述实施方式相同。这种变速器的输入端有两个挡位，输出端有四个挡位，可以输出七种速度。

图12给出了本实用新型的第六种实施方式，它与第五种实施方式相比，其主要差别在于组成其动力传动系统的三个单排行星轮系之间的传动联接是通过共用一个太阳、两个行星轮支架和一组行星轮轴实现的。除此之外，两者结构相同。

结合上述各种实施方式，不难想象，当本实用新型动力传动系统由三个单排行星轮系组成时，除第五、第六两种实施方式外，它还可以有多种其它实施方式，在此，不再一一累述。

应当说明，以上列举的本实用新型的各种具体的实施方式不是穷举，例如：第一，增速机构还可以由以锥齿轮等其它形式的齿轮为传动构件组成的定轴轮系构成；第二，当凸轮机构采用盘形凸轮机构时，本实用新型也可以实现；第三；动力传动系统还可以由三个以上的单排轮系传动联接而成；第四，设置在传动盘与左棘爪盘之间，链轮与右棘爪盘之间的限位装置也可以有其它结构形式。而且，当本实用新型仅仅在挡位较多一端的传动盘与左棘齿盘之间或链轮与右棘爪盘之间设置一个限位装置时，它也可以实现；第五，设置在两端部轮系的相应另件上的各所述棘齿圈均可以由矩形齿形等其它齿形的齿圈代替；第六，当本实用新型不设置传动套时，也可以实现。此时，它仅能输出四种速度。

Claims (4)

1、一种自动变速器，它包括壳体、链轮、车轴、动力传动系统以及变速控制系统，其特征在于动力传动系统至少包括两个相互传动联接的单排行星轮系，其中，两端部轮系的内齿圈外端面以及外侧行星轮支架上均制有齿圈，该轮系组件的任一端外部可转动地联接至多比轮系设置数量少一个的传动套，该传动套外端也制出齿圈，另一端则与其联接端端部轮系以外的其它轮系的内齿圈固定联接，该系统的太阳轮与所述车轴固定联接；所述变速控制系统分别由换挡机构、凸轮机构、离心机构、回位弹簧、增速机构组成；换挡机构这样构成：在输出端一侧壳体内固定传动盘，在传动盘、链轮内侧端上分别活动联接左、右棘爪盘，在传动盘与左棘爪盘之间、链轮与右棘爪盘之间设置至少一个限位机构；凸轮机构设置在空心的车轴上，其主动杆件分别与所述离心机构、回位弹簧联接，从动杆件则分别与左、右棘爪盘联接；增速机构的高速端构件与离心机构联接、低速端构件与所述壳体联接。

2、根据权利要求1所述的一种自动变速器，其特征在于所述凸轮机构这样设置，在空心车轴上开制左、右长孔，车轴外套置一个制有三组不同轮廓槽口的柱体凸轮，凸轮两端分别由挡圈和太阳轮止挡，各组所述槽口中分别插入一根同时穿过所述左长孔的轴销，其中，左侧轴销分别与离心机构的滑环、回位弹簧联接，该轴销构成该机构的所述主动杆件，中部轴销与左棘爪盘之间形成周向滑动、轴向卡滞联接，右侧轴销与滑动设置在车轴腔内的一个杆体的一端固定，杆体另一端固定一个穿过所述右长孔的轴销，该轴销与右棘爪盘之间形成周向滑动、轴向卡滞联接，所述杆体与固定在其两端的轴销组成连杆，该连杆中部轴销分别构成该机构的所述从动杆件。

3、根据权利要求1或2所述的一种自动变速器，其特征在于所述传动盘与左棘爪盘、链轮与右棘爪盘之间的所述联接这样实现：传动盘、链轮的内端均制有至少一对联接爪，该联接爪一侧面上制有多个齿槽，传动盘的联接爪内壁上还制有多个止动槽；左、右棘爪盘上均制有插口，该插口的一个侧面上制出单齿体，左棘爪盘的插口底部还设置一个弹性止挡；传动盘与左棘爪盘、链轮与右棘爪盘之间分别通过其相互配用的联接爪、插口插接联接一起，在传动盘与左棘爪盘之间，所述单齿体与齿槽、弹性止挡与止动槽相互配用构成一个限位机构；在链轮与右棘爪盘之间，所述单齿体与齿槽相互配用构成另一个限位机构。

4、根据权利要求3所述的一种自动变速器，其特征在于所述动力传动系统由两个单排行星轮系组成，两者间通过一个共用一个行星轮支架形成传动联接，所述传动套设置数量为一个，它可转动地套置在该系统输出端一侧的机体外部，并使之与输入端一侧轮系的内齿圈固定联接。

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