CN106985963B - 单轮驱动三挡变速装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单轮驱动三挡变速装置，包括：中心轴、轮毂、换挡机构及两套并排设置的行星变速器，所述行星变速器包括：第一行星变速器及第二行星变速器，所述第一行星变速器包括：第一中心轮、第一行星架、第一行星轮及第一齿圈，所述第二行星变速器包括：第二中心轮、第二行星架、第二行星轮及第二齿圈，所述第一中心轮、第二中心轮均套设于中心轴上并与车架相固定，所述第一齿圈与第二行星架一体成型或固定连接，所述中心轴与第一行星架、第一齿圈、第二行星架、第二齿圈四者中的其中一个固定连接，所述换挡机构包括：棘轮、棘爪件架及棘爪件，所述棘爪件架与轮毂之间形成滑动连接，从而大大提高了换挡稳定性。

Description

单轮驱动三挡变速装置
【技术领域】
本发明涉及自行车技术领域，具体涉及一种单轮驱动三挡变速装置。
【背景技术】
自行车变速器分为内变速器和外变速器两种，外变速器是采用开放式链条机构为传动***，通过拨动安装于自行车前方的换挡器使链条变换到不同的飞轮上实现不同的链条传动比，由于外变速器裸露在外，因此比较容易生锈，而且容易受到外力的干扰，所以经常需要定期维护保养，内变速器主要是以行星齿轮机构作为传动主体，被密封在轮毂内部，经过多层特殊密封材料保护，所以雨水、灰尘、油垢等无法进入，故无需定期保养，实现了免保养的优点。
【发明内容】
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种结构紧凑、换挡稳定性好的单轮驱动三挡变速装置。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种单轮驱动三挡变速装置，包括：中心轴、轮毂及设置于中心轴与轮毂之间的换挡机构及两套并排设置的行星变速器，所述行星变速器包括：第一行星变速器及第二行星变速器，所述第一行星变速器包括：第一中心轮、第一行星架、第一行星轮及第一齿圈，所述第二行星变速器包括：第二中心轮、第二行星架、第二行星轮及第二齿圈，所述第一中心轮、第二中心轮均套设于中心轴上并与车架相固定，所述第一齿圈与第二行星架一体成型或固定连接，所述中心轴为动力输入件，所述轮毂为动力输出件，所述中心轴与第一行星架、第一齿圈、第二行星架、第二齿圈四者中的其中一个固定连接，所述换挡机构包括：棘轮、棘爪件架及安装于棘爪件架上的至少一个棘爪件，所述棘爪件架上设有用于控制棘爪件初始位置的弹性件，所述棘爪件架与轮毂之间形成滑动连接，所述棘轮包括设置于第一行星架上的第一棘轮、设置于第一齿圈或第二行星架上的第二棘轮及设置于第二齿圈上的第三棘轮。
优选地，本发明中的一种单轮驱动三挡变速装置进一步设置为：所述中心轴的一端设有第一端盖及并紧螺母，所述第一端盖与并紧螺母之间通过轴承或滚珠连接，所述第一端盖与轮毂之间通过轴承或滚珠连接，所述中心轴的另一端设有第二端盖及凸台，所述第二端盖与凸台之间通过轴承或滚珠连接，所述第二端盖与轮毂之间通过轴承或滚珠连接。
优选地，本发明中的一种单轮驱动三挡变速装置进一步设置为：所述第一中心轮与第二中心轮一体成型形成一中心轮组合件，所述中心轮组合件与第一端盖固定连接，第一端盖与车架固定连接。
优选地，本发明中的一种单轮驱动三挡变速装置进一步设置为：所述中心轮组合件上安装有导向套，所述导向套可相对于中心轮组合件作轴向移动。
优选地，本发明中的一种单轮驱动三挡变速装置进一步设置为：所述导向套上设有凹槽，所述棘爪件架上设有收容于凹槽内的凸部。
优选地，本发明中的一种单轮驱动三挡变速装置进一步设置为：所述导向套与第一端盖之间设有复位弹簧。
优选地，本发明中的一种单轮驱动三挡变速装置进一步设置为：所述棘爪件架呈圆环状设置，所述棘爪件架上开设有数个开口，所述棘爪件收容于该开口内并通过销安装于棘爪件架上。
优选地，本发明中的一种单轮驱动三挡变速装置进一步设置为：所述弹性件为弹簧、扭簧或弹片。
优选地，本发明中的一种单轮驱动三挡变速装置进一步设置为：所述棘爪件上设有与棘轮相配合的棘爪部，所述棘爪部上设有啮合导向面。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明中的单轮驱动三挡变速装置采用棘爪式换挡机构后不仅结构紧凑，换挡操控方便而且换挡稳定性也大大提升，另外本发明中的棘爪式换挡机构还可以作为超越离合器使用，而无需在行星变速器内再使用超越离合器，因此大大简化了结构。
【附图说明】
图1是本发明中单轮驱动三挡变速装置的主视结构示意图。
图2是本发明中单轮驱动三挡变速装置的剖视结构示意图。
图3是本发明中单轮驱动三挡变速装置的分解结构示意图。
图中：1、中心轴，10、第一端盖，11、并紧螺母，12、第二端盖，13、凸台，2、轮毂，3、换挡机构，30、棘爪件架，300、弹簧，301、凸部，31、棘爪件，310、棘爪部，32、第一棘轮，33、第二棘轮，34、第三棘轮，4、第一行星变速器，40、第一中心轮，41、第一行星架，42、第一行星轮，43、第一齿圈，5、第二行星变速器，50、第二中心轮，51、第二行星架，52、第二行星轮，53、第二齿圈，6、导向套，60、凹槽。
【具体实施方式】
下面通过具体实施例对本发明所述的一种单轮驱动三挡变速装置作进一步的详细描述。
参图1至图3所示，一种单轮驱动三挡变速装置，包括：中心轴1、轮毂2及设置于中心轴1与轮毂2之间的换挡机构3及两套并排设置的行星变速器(第一行星变速器4及第二行星变速器5)，所述中心轴1的一端设有第一端盖10及并紧螺母11，所述第一端盖10与并紧螺母11之间通过轴承或滚珠连接，所述第一端盖10与轮毂2之间通过轴承或滚珠连接，所述中心轴1的另一端设有第二端盖12及凸台13，所述第二端盖12与凸台13之间通过轴承或滚珠连接，所述第二端盖12与轮毂2之间通过轴承或滚珠连接。
所述第一行星变速器4包括：第一中心轮40、第一行星架41、第一行星轮42及第一齿圈43，所述第二行星变速器5包括：第二中心轮50、第二行星架51、第二行星轮52及第二齿圈53，所述第一齿圈43与第二行星架51一体成型。在本实施方式中，所述第一中心轮40与第二中心轮50一体成型形成一中心轮组合件，该中心轮组合件套设于中心轴1上并与第一端盖10固定连接，所述第一端盖10与车架相固定，当然在其他的实施方式中，所述中心轮组合件也可直接与车架固定连接。在本实施方式中，所述中心轴1与第一行星架41固定连接，当然在其他的实施方式中，所述中心轴1也可与第一齿圈43或第二行星架51或第二齿圈53固定连接。
所述换挡机构3包括棘爪件架30、安装于棘爪件架30上的三个棘爪件31、设置于第一行星架41外圆周面上的第一棘轮32、设置于第一齿圈43或第二行星架51外圆周面上的第二棘轮33及设置于第二齿圈53外圆周面上的第三棘轮34，所述棘爪件架30呈圆环状设置，所述棘爪件架30上开设有三个开口，所述棘爪件31收容于该开口内并通过销安装于棘爪件架30上。所述棘爪件31上设有棘爪部310，所述棘爪部310上设有啮合导向面(未图示)，该啮合导向面在棘爪部与棘轮相啮合时起到导向作用，从而使得换挡更加稳定。所述棘爪件架30上设有用于控制棘爪件31初始位置的弹性件，在本实施方式中，所述弹性件为弹簧300，当然在其他的实施方式中，所述弹性件也可为扭簧或者弹性片等其他弹性件。所述棘爪件架30可相对于轮毂2作来回滑动，在本实施方式中，所述轮毂2内设有内花键，所述棘爪件架30上设有与轮毂2内内花键相配合的外花键，当然在其他的实施方式中也可采用其他的滑动连接方式，同样可以实现本发明，为了使棘爪件架30在滑动的时候更加稳定，本发明在中心轮组合件上设置了一个导向套6，所述导向套6与第一端盖10之间设有复位弹簧(未图示)，导向套6内设置有内齿，中心轮组合件上设置有与内齿相配合的外齿，从而使导向套6可相对于中心轮组合件作轴向移动，导向套6的外圆周面上设置有凹槽60，棘爪件架30设有收容于该凹槽60内的凸部301，从而使得棘爪件架30在轴向移动的过程中可通过导向套6借助中心轴1的力量。
本发明中单轮驱动三挡变速装置的工作原理为：本发明中中心轴1为动力输入件，轮毂2为动力输出件，低速挡时，棘爪件31在弹簧的控制下与第一棘轮32相啮合，动力由中心轴1输入，由于中心轴1与第一行星架41固定连接，因此第一行星架41同步转动，由于第一棘轮32设置于第一行星架41上，第一棘轮32又与棘爪件31相啮合，棘爪件31又设置于棘爪件架30上，因此棘爪件架30同步转动，由于棘爪件架30与轮毂2之间通过花键连接，因此动力最终传递给轮毂2并由轮毂2进行动力输出。中速挡时，手动移动棘爪件架30，使棘爪件架30上的棘爪件31与第一棘轮32脱离啮合，而与第二棘轮33相啮合，动力由中心轴1输入，由于中心轴1与第一行星架41固定连接，第一行星架41同步转动，第一行星架41通过第一行星轮42的传动将动力传递给第一齿圈43，由于第二棘轮33设置于第一齿圈43上，第二棘轮33又与棘爪件31相啮合，棘爪件31又设置于棘爪件架30上，因此棘爪件架30同步转动，由于棘爪件架30与轮毂2之间通过花键连接，因此动力最终传递给轮毂2并由轮毂2进行动力输出。高速挡时，手动移动棘爪件架30，使棘爪件架30上的棘爪件31与第二棘轮33脱离啮合，而与第三棘轮34相啮合，动力由中心轴1输入，由于中心轴1与第一行星架41固定连接，因此第一行星架41同步转动，第一行星架41通过第一行星轮42的传动将动力传递给第一齿圈43，由于第一齿圈43与第二行星架51一体成型，因此第二行星架51同步转动，第二行星架51通过第二行星轮52的传动将动力传递给第二齿圈53，由于第三棘轮34设置于第二齿圈53上，第三棘轮34又与棘爪件31相啮合，棘爪件31又设置于棘爪件架30上，因此棘爪件架30同步转动，由于棘爪件架30与轮毂2之间通过花键连接，因此动力最终传递给轮毂2并由轮毂2进行动力输出。
综上所述，本发明中的单轮驱动三挡变速装置后不仅结构紧凑，换挡操控方便而且换挡稳定性也大大提升，另外本发明中的棘爪式换挡机构还可以作为超越离合器使用，而无需在行星变速器内再使用超越离合器，因此大大简化了结构。
上述的实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种单轮驱动三挡变速装置，其特征在于，包括：中心轴、轮毂及设置于中心轴与轮毂之间的换挡机构及两套并排设置的行星变速器，所述行星变速器包括：第一行星变速器及第二行星变速器，所述第一行星变速器包括：第一中心轮、第一行星架、第一行星轮及第一齿圈，所述第二行星变速器包括：第二中心轮、第二行星架、第二行星轮及第二齿圈，所述第一中心轮、第二中心轮均套设于中心轴上并与车架相固定，所述第一齿圈与第二行星架一体成型或固定连接，所述中心轴为动力输入件，所述轮毂为动力输出件，所述中心轴与第一行星架、第一齿圈、第二行星架、第二齿圈四者中的其中一个固定连接，所述换挡机构包括：棘轮、棘爪件架及安装于棘爪件架上的至少一个棘爪件，所述棘爪件架上设有用于控制棘爪件初始位置的弹性件，所述棘爪件架与轮毂之间形成滑动连接，所述棘轮包括设置于第一行星架上的第一棘轮、设置于第一齿圈或第二行星架上的第二棘轮及设置于第二齿圈上的第三棘轮。
2.如权利要求1所述的一种单轮驱动三挡变速装置，其特征在于：所述中心轴的一端设有第一端盖及并紧螺母，所述第一端盖与并紧螺母之间通过轴承或滚珠连接，所述第一端盖与轮毂之间通过轴承或滚珠连接，所述中心轴的另一端设有第二端盖及凸台，所述第二端盖与凸台之间通过轴承或滚珠连接，所述第二端盖与轮毂之间通过轴承或滚珠连接。
3.如权利要求2所述的一种单轮驱动三挡变速装置，其特征在于：所述第一中心轮与第二中心轮一体成型形成一中心轮组合件，所述中心轮组合件与第一端盖固定连接，第一端盖与车架固定连接。
4.如权利要求3所述的一种单轮驱动三挡变速装置，其特征在于：所述中心轮组合件上安装有导向套，所述导向套可相对于中心轮组合件作轴向移动。
5.如权利要求4所述的一种单轮驱动三挡变速装置，其特征在于：所述导向套上设有凹槽，所述棘爪件架上设有收容于凹槽内的凸部。
6.如权利要求4所述的一种单轮驱动三挡变速装置，其特征在于：所述导向套与第一端盖之间设有复位弹簧。
7.如权利要求1所述的一种单轮驱动三挡变速装置，其特征在于：所述棘爪件架呈圆环状设置，所述棘爪件架上开设有数个开口，所述棘爪件收容于该开口内并通过销安装于棘爪件架上。
8.如权利要求1所述的一种单轮驱动三挡变速装置，其特征在于：所述弹性件为弹簧、扭簧或弹片。
9.如权利要求1所述的一种单轮驱动三挡变速装置，其特征在于：所述棘爪件上设有与棘轮相配合的棘爪部，所述棘爪部上设有啮合导向面。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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