一种低成本环卫三轮车变速装置的制作方法

本发明属于变速装置领域，尤其涉及一种低成本环卫三轮车变速装置。

背景技术：

目前传统的环卫三轮车没有变速机构，仅用一定的速比驱动，对于环卫三轮车的使用者而言，可能是不同人群，老弱人群或者是年轻力壮；那么针对不同的人群三轮车若具有不同速比的话，不同人群在使用三轮车时将会更加符合使用人群的体力要求，且为了节省成本，当使用人群确定之后三轮车的速比确定即可，无需骑行过程中进行传动比变化。对于自行车变速机构，目前二轮自行车变速装置是通过改变链条和不同的前、后大小的齿轮盘的配合来改变车速快慢；前齿盘的大小和后齿盘的大小决定了自行车旋动脚蹬时的力度；前齿盘越大，后齿盘越小时，脚蹬时越感到费力；前齿盘越小，后齿盘越大时，脚蹬时越感到轻松；为了达到调节最佳速度的目的，需要很多个前齿轮盘和后齿轮进行两两组合，从而占用了过多的空间；传统的变速装置结构较复杂，主要依靠链条传动；链条结构相对复杂，生产成本较高，维修和更换的难度相对较高；在使用一段时间后，变速转换装置很可能失效，进而达不到理想的变速效果。二轮车的变速机构使用在环卫三轮车的明显是不合适的。所以设计一种适用于环卫三轮车的变速装置时很有必要。

本发明设计一种低成本环卫三轮车变速装置解决如上问题。

技术实现要素：

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种低成本环卫三轮车变速装置，它是采用以下技术方案来实现的。

一种低成本环卫三轮车变速装置，其特征在于：它包括后轮轴、脚蹬轴、u型横梁、衔接杆、支撑轴、第二轴套、扇形板、第二轴孔、第一变速销、第二变速销、第三变速销、滑轮、固定块、钢丝绳、从动轮、第一轴孔、活动圆槽、单向离合器、涡卷弹簧、第一轴套、支撑块、挡块、复位弹簧、第一齿轮、齿条、定位块、滑槽、第二齿轮、第三轴孔、齿牙，其中第二轴套通过其内圆面与支撑轴外圆面的轴承配合安装在支撑轴上；第一齿轮通过其内圆面嵌套在第二轴套的外圆面上并与之固定连接；扇形板的弧度为90度；扇形板的端面上靠近弧心的位置开有第二轴孔；扇形板通过第二轴孔嵌套在第二轴套的外圆面上并与之固定连接；第一变速销、第二变速销和第三变速销安装在扇形板的端面上；第一变速销的中心与第二轴孔的中心的连线距离小于第二变速销的中心与第二轴孔的中心的连线距离；第二变速销的中心与第二轴孔的中心的连线距离小于第三变速销的中心与第二轴孔的中心的连线距离；第一变速销的中心与第二轴孔的中心的连线同第二变速销的中心与第二轴孔的中心的连线之间存在一定夹角；第二变速销的中心与第二轴孔的中心的连线同第三变速销的中心与第二轴孔的中心的连线之间存在一定夹角；

支撑块通过其一端安装在三轮车u型横梁的上端面；五个滑轮各自通过销自上而下依次安装在支撑块上靠近扇形板的一侧上，且五个滑轮之间的间距相等；自下而上数第一个滑轮和第二个滑轮与第一变速销相配合，第二个滑轮和第三个滑轮与第二变速销相配合，第三个滑轮和第四个滑轮与第三变速销相配合；固定块安装在支撑块上靠近扇形板的一侧，且固定块位于最下面的滑轮的下方；第二齿轮的端面中心处开有第三轴孔；第二齿轮的外圆面上开有一定弧度的齿牙；第二齿轮通过第三轴孔与脚蹬轴的轴承配合安装在三轮车的u型横梁之间；定位块的上端面开有滑槽；定位块通过其上端面安装在u型横梁的下端面上；齿条通过滑动配合嵌入滑槽中；齿条一端与第一齿轮相啮合，另一端与第二齿轮相配合；

单向离合器通过其内圆面与后轮轴外圆面之间的固定连接安装在后轮轴上；从动轮的一个端面中心处开有活动圆槽；从动轮另一个端面中心处开有第一轴孔，且第一轴孔与活动圆槽相通；从动轮通过第一轴孔嵌套在单向离合器的外圆面上；第一轴套通过其内圆面与后轮轴外圆面的轴承配合安装在后轮轴上，且第一轴套的一端位于从动轮的活动圆槽中；第一轴套伸出活动圆槽的一端通过衔接杆与三轮车的u型横梁固定连接；涡卷弹簧缠绕在第一轴套的外圆面上且位于从动轮的活动圆槽中；涡卷弹簧的两端分别于活动圆槽的内圆面和第一轴套的外圆面连接；钢丝绳一端与固定块上端面固定连接，另一端绕过最上面的滑轮缠绕在从动轮的外圆面上；钢丝绳与五个滑轮相配合。

作为本技术的进一步改进，上述初始状态，第一变速销与钢丝相接触。

作为本技术的进一步改进，上述复位弹簧为压缩弹簧。

作为本技术的进一步改进，上述第二齿轮外圆面上的齿牙为30度或60度或90度。

作为本技术的进一步改进，上述第一齿轮的分度圆直径与第二齿轮的分度圆直径相等。

本发明中第一齿轮的分度圆直径与第二齿轮的分度圆直径相等的设计目的是，第二齿轮旋转角度第一齿轮旋转角度相等；当第二齿轮的外圆面上的齿牙为30度时，第二齿轮通过齿条带动第一齿轮旋转30度；当第二齿轮的外圆面上的齿牙为60度时，第二齿轮通过齿条带动第一齿轮旋转60度；当第二齿轮的外圆面上的齿牙为90度时，第二齿轮通过齿条带动第一齿轮旋转90度。

本发明中第一变速销、第二变速销、第三变速销、滑轮和钢丝绳的设计目的是，当第二齿轮上的齿牙弧度为30度时，脚踏脚蹬，脚蹬带动脚蹬轴旋转；脚蹬轴通过第二齿轮、齿条、第一齿轮、第二轴套和扇形板带动第一变速销、第二变速销和第三变速销绕支撑轴中心线摆动，同时复位弹簧被压缩；第一变速销压迫钢丝绳并穿过自下而上数第一个滑轮和第二个滑轮之间；第一变速销压迫并拉动钢丝绳，使得钢丝绳拉动从动轮旋转；从动轮通过单向离合器带动后轮轴旋转；从动轮与第一轴套发生相对旋转，使得涡卷弹簧发生形变并储能；后轮轴带动三轮车后轮旋转，使得三轮车向前运动；在此过程中，钢丝绳被拉长的长度等于第一变速销摆动幅度的二倍，即钢丝绳拉动从动轮旋转的弧线长度为第一变速销摆动幅度的二倍；当脚蹬带动第二齿轮旋转到30度时，第一齿轮旋转的角度为30度；继续旋转，第二齿轮与齿条不在啮合，第二齿轮与齿条之间不在发生相互作用；脚蹬通过脚蹬轴带动第二齿轮继续旋转；在复位弹簧恢复力的作用下，齿条通过第一齿轮、第二轴套和扇形板带动第一变速销、第二变速销和第三变速销回摆；涡卷弹簧的恢复力使得从动轮回转；从动轮带动钢丝绳回转；钢丝绳再次缠绕在从动轮的外圆面上；钢丝绳缩短并逐渐绷直；当第二齿轮旋转360度回到初始位置时，复位弹簧通过齿条、第一齿轮、第二轴套、扇形板带动第一变速销、第二变速销和第三变速销回到初始位置；三轮车在惯性的作用下继续向前运动；继续踩踏脚蹬，第二齿轮继续从初始位置开始旋转，第二齿轮在脚蹬的作用下持续旋转，第二齿轮的齿牙循环往复地与齿条发生作用；钢丝绳循环往复地拉动从动轮，使得三轮车后轮不停旋转，三轮车持续向前运动；当三轮车需要更快的行进速度时，我们需要更换第二齿轮，第二齿轮外圆面上齿牙弧度为60度，脚踏脚蹬，脚蹬带动脚蹬轴旋转；脚蹬轴通过第二齿轮、齿条、第一齿轮、第二轴套和扇形板带动第一变速销、第二变速销和第三变速销绕支撑轴中心线摆动；第一变速销压迫钢丝绳并穿过自下而上数第一个滑轮和第二个滑轮之间；第一变速销压迫并拉动钢丝绳，使得钢丝绳通过从动轮、单向离合器和后轮轴带动三轮车后轮旋转；使得三轮车向前运动；与此同时，从动轮与第一轴套发生相对旋转，使得涡卷弹簧发生形变并储能；在第二齿轮旋转到到30度之前，钢丝绳被拉长的长度等于第一变速销摆动幅度的二倍，即钢丝绳拉动从动轮旋转的弧线长度为第一变速销摆动幅度的二倍；当第二齿轮通过齿条、第一齿轮、第二轴套带动扇形板摆动到30时，第二变速销开始与钢丝绳接触并开始压迫钢丝绳；第二齿轮继续旋转，第二变速销压迫钢丝绳并穿过自下而上数第二个滑轮和第三个滑轮之间；第一变速销和第二变速销一起压迫钢丝绳并使得钢丝绳拉动从动轮旋转；此时，钢丝绳拉动从动轮旋转的弧线长度为扇形板摆动幅度的四倍，从动轮通过单向离合器和后轮轴带动后轮旋转的速度为换挡前的两倍；当脚蹬通过脚蹬轴带动第二齿轮旋转60度时，第二齿轮通过齿条、第一齿轮、第二轴套带动扇形板摆动的幅度达到最大，扇形板摆动的角度为60度；脚蹬通过脚蹬轴带动第二齿轮继续旋转，第二齿轮不再与齿条啮合，第二齿轮与齿条之间不发生作用；复位弹簧通过齿条、第一齿轮、第二轴套和扇形板带动第一变速销、第二变速销和第三变速销回摆；涡卷弹簧的恢复力使得从动轮回转；从动轮带动钢丝绳回转；钢丝绳再次缠绕在从动轮的外圆面上；钢丝绳缩短并逐渐绷直；当第二齿轮旋转到360度回到初始位置时，复位弹簧通过齿条、第一齿轮、第二轴套、扇形板带动第一变速销、第二变速销和第三变速销回到初始位置；三轮车在惯性的作用下继续向前运动；继续踩踏脚蹬，第二齿轮继续从初始位置开始旋转，第一齿轮在脚蹬的作用下持续旋转，钢丝绳循环往复地拉动从动轮，使得三轮车后轮不停旋转，三轮车以两倍于换挡前的速度持续向前运动；当三轮车需要最快的行进速度时，我们需要更换齿牙弧度为90度的第二齿轮，脚踏脚蹬，脚蹬带动脚蹬轴旋转；脚蹬轴通过第二齿轮、齿条、第一齿轮、第二轴套和扇形板带动第一变速销、第二变速销和第三变速销绕支撑轴中心线摆动；第一变速销压迫钢丝绳并穿过自下而上数第一个滑轮和第二个滑轮之间；第一变速销压迫并拉动钢丝绳，使得钢丝绳通过从动轮、单向离合器和后轮轴带动三轮车后轮旋转；使得三轮车向前运动；与此同时，从动轮与第一轴套发生相对旋转，使得涡卷弹簧发生形变并储能；在第二齿轮旋转到30度之前，钢丝绳被拉长的长度等于第一变速销摆动幅度的二倍，即钢丝绳拉动从动轮旋转的弧线长度为第一变速销摆动幅度的二倍；当第二齿轮旋转到30时，第二变速销开始与钢丝绳接触并开始压迫钢丝绳；第二齿轮继续旋转，第二变速销压迫钢丝绳并穿过自下而上数第二个滑轮和第三个滑轮之间；第一变速销和第二变速销一起压迫钢丝绳并使得钢丝绳拉动从动轮旋转；此时，钢丝绳拉动从动轮旋转的弧线长度为扇形板摆动幅度的四倍，从动轮通过单向离合器和后轮轴带动后轮旋转的速度为换挡前的两倍；当第二齿轮旋转到60度时，第三变速销开始与钢丝绳接触并开始压迫钢丝绳；第二齿轮继续旋转，第三变速销压迫钢丝绳并穿过自下而上数第三个滑轮和第四个滑轮之间；当脚蹬通过脚蹬轴带动第二齿轮旋转到90度时，第二齿轮通过齿条、第一齿轮、第二轴套带动扇形板摆动的幅度达到最大，扇形板摆动的角度为90度；脚蹬通过脚蹬轴带动第二齿轮继续绕脚蹬轴中心线旋转；第二齿轮与齿条不再啮合，第二齿轮与齿条不发生作用；复位弹簧通过齿条、第一齿轮、第二轴套和扇形板带动第一变速销、第二变速销和第三变速销回摆；涡卷弹簧的恢复力使得从动轮回转；从动轮带动钢丝绳回转；钢丝绳再次缠绕在从动轮的外圆面上；钢丝绳缩短并逐渐绷直；当第二齿轮旋转360度回到初始位置时，复位弹簧通过齿条、第一齿轮、第二轴套、扇形板带动第一变速销、第二变速销和第三变速销回到初始位置；三轮车在惯性的作用下继续向前运动；继续踩踏脚蹬，第二齿轮继续从初始位置开始旋转，第二齿轮持续旋转，钢丝绳循环往复地拉动从动轮，使得三轮车后轮不停旋转，三轮车以三倍于第一档的速度持续向前运动。

当三轮车以第一档前进时，第二齿轮上的齿牙弧度为30度，脚踏脚蹬，脚蹬带动脚蹬轴旋转；脚蹬轴通过第二齿轮、齿条、第一齿轮、第二轴套和扇形板带动第一变速销、第二变速销和第三变速销绕支撑轴中心线摆动，同时复位弹簧被压缩；第一变速销压迫钢丝绳并穿过自下而上数第一个滑轮和第二个滑轮之间；第一变速销压迫并拉动钢丝绳，使得钢丝绳拉动从动轮旋转；从动轮通过单向离合器带动后轮轴旋转；从动轮与第一轴套发生相对旋转，使得涡卷弹簧发生形变并储能；后轮轴带动三轮车后轮旋转，使得三轮车向前运动；在此过程中，钢丝绳被拉长的长度等于第一变速销摆动幅度的二倍，即钢丝绳拉动从动轮旋转的弧线长度为第一变速销摆动幅度的二倍；当脚蹬带动第二齿轮旋转到30度时，第一齿轮旋转的角度为30度；继续旋转，第二齿轮与齿条不在啮合，第二齿轮与齿条之间不在发生相互作用；脚蹬通过脚蹬轴带动第二齿轮继续旋转；在复位弹簧恢复力的作用下，齿条通过第一齿轮、第二轴套和扇形板带动第一变速销、第二变速销和第三变速销回摆；涡卷弹簧的恢复力使得从动轮回转；从动轮带动钢丝绳回转；钢丝绳再次缠绕在从动轮的外圆面上；钢丝绳缩短并逐渐绷直；当第二齿轮旋转360度回到初始位置时，复位弹簧通过齿条、第一齿轮、第二轴套、扇形板带动第一变速销、第二变速销和第三变速销回到初始位置；三轮车在惯性的作用下继续向前运动；继续踩踏脚蹬，第二齿轮继续从初始位置开始旋转，第二齿轮在脚蹬的作用下持续旋转，第二齿轮的齿牙循环往复地与齿条发生作用；钢丝绳循环往复地拉动从动轮，使得三轮车后轮不停旋转，三轮车持续向前运动。

当三轮车需要更快的行进速度时，我们需要更换第二齿轮，第二齿轮外圆面上齿牙弧度为60度，脚踏脚蹬，脚蹬带动脚蹬轴旋转；脚蹬轴通过第二齿轮、齿条、第一齿轮、第二轴套和扇形板带动第一变速销、第二变速销和第三变速销绕支撑轴中心线摆动；第一变速销压迫钢丝绳并穿过自下而上数第一个滑轮和第二个滑轮之间；第一变速销压迫并拉动钢丝绳，使得钢丝绳通过从动轮、单向离合器和后轮轴带动三轮车后轮旋转；使得三轮车向前运动；与此同时，从动轮与第一轴套发生相对旋转，使得涡卷弹簧发生形变并储能；在第二齿轮旋转到到30度之前，钢丝绳被拉长的长度等于第一变速销摆动幅度的二倍，即钢丝绳拉动从动轮旋转的弧线长度为第一变速销摆动幅度的二倍；当第二齿轮通过齿条、第一齿轮、第二轴套带动扇形板摆动到30时，第二变速销开始与钢丝绳接触并开始压迫钢丝绳；第二齿轮继续旋转，第二变速销压迫钢丝绳并穿过自下而上数第二个滑轮和第三个滑轮之间；第一变速销和第二变速销一起压迫钢丝绳并使得钢丝绳拉动从动轮旋转；此时，钢丝绳拉动从动轮旋转的弧线长度为扇形板摆动幅度的四倍，从动轮通过单向离合器和后轮轴带动后轮旋转的速度为换挡前的两倍；当脚蹬通过脚蹬轴带动第二齿轮旋转60度时，第二齿轮通过齿条、第一齿轮、第二轴套带动扇形板摆动的幅度达到最大，扇形板摆动的角度为60度；脚蹬通过脚蹬轴带动第二齿轮继续旋转，第二齿轮不再与齿条啮合，第二齿轮与齿条之间不发生作用；复位弹簧通过齿条、第一齿轮、第二轴套和扇形板带动第一变速销、第二变速销和第三变速销回摆；涡卷弹簧的恢复力使得从动轮回转；从动轮带动钢丝绳回转；钢丝绳再次缠绕在从动轮的外圆面上；钢丝绳缩短并逐渐绷直；当第二齿轮旋转到360度回到初始位置时，复位弹簧通过齿条、第一齿轮、第二轴套、扇形板带动第一变速销、第二变速销和第三变速销回到初始位置；三轮车在惯性的作用下继续向前运动；继续踩踏脚蹬，第二齿轮继续从初始位置开始旋转，第一齿轮在脚蹬的作用下持续旋转，钢丝绳循环往复地拉动从动轮，使得三轮车后轮不停旋转，三轮车以两倍于换挡前的速度持续向前运动。

当三轮车需要最快的行进速度时，我们需要更换齿牙弧度为90度的第二齿轮，脚踏脚蹬，脚蹬带动脚蹬轴旋转；脚蹬轴通过第二齿轮、齿条、第一齿轮、第二轴套和扇形板带动第一变速销、第二变速销和第三变速销绕支撑轴中心线摆动；第一变速销压迫钢丝绳并穿过自下而上数第一个滑轮和第二个滑轮之间；第一变速销压迫并拉动钢丝绳，使得钢丝绳通过从动轮、单向离合器和后轮轴带动三轮车后轮旋转；使得三轮车向前运动；与此同时，从动轮与第一轴套发生相对旋转，使得涡卷弹簧发生形变并储能；在第二齿轮旋转到30度之前，钢丝绳被拉长的长度等于第一变速销摆动幅度的二倍，即钢丝绳拉动从动轮旋转的弧线长度为第一变速销摆动幅度的二倍；当第二齿轮旋转到30时，第二变速销开始与钢丝绳接触并开始压迫钢丝绳；第二齿轮继续旋转，第二变速销压迫钢丝绳并穿过自下而上数第二个滑轮和第三个滑轮之间；第一变速销和第二变速销一起压迫钢丝绳并使得钢丝绳拉动从动轮旋转；此时，钢丝绳拉动从动轮旋转的弧线长度为扇形板摆动幅度的四倍，从动轮通过单向离合器和后轮轴带动后轮旋转的速度为换挡前的两倍；当第二齿轮旋转到60度时，第三变速销开始与钢丝绳接触并开始压迫钢丝绳；第二齿轮继续旋转，第三变速销压迫钢丝绳并穿过自下而上数第三个滑轮和第四个滑轮之间；当脚蹬通过脚蹬轴带动第二齿轮旋转到90度时，第二齿轮通过齿条、第一齿轮、第二轴套带动扇形板摆动的幅度达到最大，扇形板摆动的角度为90度；脚蹬通过脚蹬轴带动第二齿轮继续绕脚蹬轴中心线旋转；第二齿轮与齿条不再啮合，第二齿轮与齿条不发生作用；复位弹簧通过齿条、第一齿轮、第二轴套和扇形板带动第一变速销、第二变速销和第三变速销回摆；涡卷弹簧的恢复力使得从动轮回转；从动轮带动钢丝绳回转；钢丝绳再次缠绕在从动轮的外圆面上；钢丝绳缩短并逐渐绷直；当第二齿轮旋转360度回到初始位置时，复位弹簧通过齿条、第一齿轮、第二轴套、扇形板带动第一变速销、第二变速销和第三变速销回到初始位置；三轮车在惯性的作用下继续向前运动；继续踩踏脚蹬，第二齿轮继续从初始位置开始旋转，第二齿轮持续旋转，钢丝绳循环往复地拉动从动轮，使得三轮车后轮不停旋转，三轮车以三倍于第一档的速度持续向前运动。

相对于传统的变速装置，本发明中变速装置不需要过多精密的加工；相对成本低，可靠性高；本发明中的变速装置最高可实现三倍于第一档的速度，而且整个装置占用空间较小，为后续的升级改造提供了合适的空间；另外，整个装置依靠钢丝绳传动，钢丝绳的相对成本较低，且维修容易，更换方便；本发明结构简单，具有较好的使用效果。

附图说明

图1是三轮车整体透视示意图。

图2是变速装置与三轮车配合局部示意图。

图3是变速装置与三轮车配合剖面示意图。

图4是变速装置安装位置示意图。

图5是变速装置安装位置剖面示意图。

图6是第二齿轮示意图。

图7是定位块示意图。

图8是扇形板、支撑轴、第二轴套、第一齿轮、齿条配合剖面示意图。

图9是扇形板、第一变速销、第二变速销及第三变速销配合示意图。

图10是支撑块、固定块及滑轮配合示意图。

图11是后轮轴、第一轴套、涡卷弹簧、单向离合器及从动轮配合剖面示意图。

图12是从动轮示意图。

图13是变速装置简化示意图。

图中标号名称：1、后轮轴；2、脚蹬轴；3、u型横梁；4、衔接杆；5、支撑轴；6、第二轴套；7、扇形板；8、第二轴孔；9、第一变速销；10、滑轮；11、固定块；12、钢丝绳；13、从动轮；14、第一轴孔；15、活动圆槽；16、单向离合器；17、涡卷弹簧；18、第一轴套；19、支撑块；20、挡块；21、复位弹簧；22、第一齿轮；23、齿条；24、定位块；25、滑槽；26、第二齿轮；27、第三轴孔；28、齿牙；29、第二变速销；30、第三变速销。

具体实施方式

如图1、4、5所示，它包括后轮轴1、脚蹬轴2、u型横梁3、衔接杆4、支撑轴5、第二轴套6、扇形板7、第二轴孔8、第一变速销9、第二变速销29、第三变速销30、滑轮10、固定块11、钢丝绳12、从动轮13、第一轴孔14、活动圆槽15、单向离合器16、涡卷弹簧17、第一轴套18、支撑块19、挡块20、复位弹簧21、第一齿轮22、齿条23、定位块24、滑槽25、第二齿轮26、第三轴孔27、齿牙28，其中如图8所示，第二轴套6通过其内圆面与支撑轴5外圆面的轴承配合安装在支撑轴5上；第一齿轮22通过其内圆面嵌套在第二轴套6的外圆面上并与之固定连接；如图9所示，扇形板7的弧度为90度；扇形板7的端面上靠近弧心的位置开有第二轴孔8；如图5、8所示，扇形板7通过第二轴孔8嵌套在第二轴套6的外圆面上并与之固定连接；如图9所示，第一变速销9、第二变速销29和第三变速销30安装在扇形板7的端面上；第一变速销9的中心与第二轴孔8的中心的连线距离小于第二变速销29的中心与第二轴孔8的中心的连线距离；第二变速销29的中心与第二轴孔8的中心的连线距离小于第三变速销30的中心与第二轴孔8的中心的连线距离；第一变速销9的中心与第二轴孔8的中心的连线同第二变速销29的中心与第二轴孔8的中心的连线之间存在一定夹角；第二变速销29的中心与第二轴孔8的中心的连线同第三变速销30的中心与第二轴孔8的中心的连线之间存在一定夹角；

如图2、4所示，支撑块19通过其一端安装在三轮车u型横梁3的上端面；如图10所示，五个滑轮10各自通过销自上而下依次安装在支撑块19上靠近扇形板7的一侧上，且五个滑轮10之间的间距相等；如图3、5所示，自下而上数第一个滑轮10和第二个滑轮10与第一变速销9相配合，第二个滑轮10和第三个滑轮10与第二变速销29相配合，第三个滑轮10和第四个滑轮10与第三变速销30相配合；如图10所示，固定块11安装在支撑块19上靠近扇形板7的一侧，且固定块11位于最下面的滑轮10的下方；如图6所示，第二齿轮26的端面中心处开有第三轴孔27；第二齿轮26的外圆面上开有一定弧度的齿牙28；如图4、5所示，第二齿轮26通过第三轴孔27与脚蹬轴2的轴承配合安装在三轮车的u型横梁3之间；如图7所示，定位块24的上端面开有滑槽25；如图2、8所示，定位块24通过其上端面安装在u型横梁3的下端面上；如图3所示，齿条23通过滑动配合嵌入滑槽25中；齿条23一端与第一齿轮22相啮合，另一端与第二齿轮26相配合；

如图5、11所示，单向离合器16通过其内圆面与后轮轴1外圆面之间的固定连接安装在后轮轴1上；如图12所示，从动轮13的一个端面中心处开有活动圆槽15；从动轮13另一个端面中心处开有第一轴孔14，且第一轴孔14与活动圆槽15相通；如图5、11所示，从动轮13通过第一轴孔14嵌套在单向离合器16的外圆面上；如图4、11所示，第一轴套18通过其内圆面与后轮轴1外圆面的轴承配合安装在后轮轴1上，且第一轴套18的一端位于从动轮13的活动圆槽15中；第一轴套18伸出活动圆槽15的一端通过衔接杆4与三轮车的u型横梁3固定连接；涡卷弹簧17缠绕在第一轴套18的外圆面上且位于从动轮13的活动圆槽15中；涡卷弹簧17的两端分别于活动圆槽15的内圆面和第一轴套18的外圆面连接；钢丝绳12一端与固定块11上端面固定连接，另一端绕过最上面的滑轮10缠绕在从动轮13的外圆面上；如图4、5所示，钢丝绳12与五个滑轮10相配合。

如图5、13所示，上述初始状态，第一变速销9与钢丝相接触。

如图5所示，上述复位弹簧21为压缩弹簧。

如图6所示，上述第二齿轮26外圆面上的齿牙28为30度或60度或90度。

如图3、4所示，上述第一齿轮22的分度圆直径与第二齿轮26的分度圆直径相等。

本发明中第一齿轮22的分度圆直径与第二齿轮26的分度圆直径相等的设计目的是，第二齿轮26旋转角度第一齿轮22旋转角度相等；当第二齿轮26的外圆面上的齿牙28为30度时，第二齿轮26通过齿条23带动第一齿轮22旋转30度；当第二齿轮26的外圆面上的齿牙28为60度时，第二齿轮26通过齿条23带动第一齿轮22旋转60度；当第二齿轮26的外圆面上的齿牙28为90度时，第二齿轮26通过齿条23带动第一齿轮22旋转90度。

本发明中第一变速销9、第二变速销29、第三变速销30、滑轮10和钢丝绳12的设计目的是，当第二齿轮26上的齿牙28弧度为30度时，脚踏脚蹬，脚蹬带动脚蹬轴2旋转；脚蹬轴2通过第二齿轮26、齿条23、第一齿轮22、第二轴套6和扇形板7带动第一变速销9、第二变速销29和第三变速销30绕支撑轴5中心线摆动，同时复位弹簧21被压缩；第一变速销9压迫钢丝绳12并穿过自下而上数第一个滑轮10和第二个滑轮10之间；第一变速销9压迫并拉动钢丝绳12，使得钢丝绳12拉动从动轮13旋转；从动轮13通过单向离合器16带动后轮轴1旋转；从动轮13与第一轴套18发生相对旋转，使得涡卷弹簧17发生形变并储能；后轮轴1带动三轮车后轮旋转，使得三轮车向前运动；在此过程中，钢丝绳12被拉长的长度等于第一变速销9摆动幅度的二倍，即钢丝绳12拉动从动轮13旋转的弧线长度为第一变速销9摆动幅度的二倍；当脚蹬带动第二齿轮26旋转到30度时，第一齿轮22旋转的角度为30度；继续旋转，第二齿轮26与齿条23不在啮合，第二齿轮26与齿条23之间不在发生相互作用；脚蹬通过脚蹬轴2带动第二齿轮26继续旋转；在复位弹簧21恢复力的作用下，齿条23通过第一齿轮22、第二轴套6和扇形板7带动第一变速销9、第二变速销29和第三变速销30回摆；涡卷弹簧17的恢复力使得从动轮13回转；从动轮13带动钢丝绳12回转；钢丝绳12再次缠绕在从动轮13的外圆面上；钢丝绳12缩短并逐渐绷直；当第二齿轮26旋转360度回到初始位置时，复位弹簧21通过齿条23、第一齿轮22、第二轴套6、扇形板7带动第一变速销9、第二变速销29和第三变速销30回到初始位置；三轮车在惯性的作用下继续向前运动；继续踩踏脚蹬，第二齿轮26继续从初始位置开始旋转，第二齿轮26在脚蹬的作用下持续旋转，第二齿轮26的齿牙28循环往复地与齿条23发生作用；钢丝绳12循环往复地拉动从动轮13，使得三轮车后轮不停旋转，三轮车持续向前运动；当三轮车需要更快的行进速度时，我们需要更换第二齿轮26，第二齿轮26外圆面上齿牙28弧度为60度，脚踏脚蹬，脚蹬带动脚蹬轴2旋转；脚蹬轴2通过第二齿轮26、齿条23、第一齿轮22、第二轴套6和扇形板7带动第一变速销9、第二变速销29和第三变速销30绕支撑轴5中心线摆动；第一变速销9压迫钢丝绳12并穿过自下而上数第一个滑轮10和第二个滑轮10之间；第一变速销9压迫并拉动钢丝绳12，使得钢丝绳12通过从动轮13、单向离合器16和后轮轴1带动三轮车后轮旋转；使得三轮车向前运动；与此同时，从动轮13与第一轴套18发生相对旋转，使得涡卷弹簧17发生形变并储能；在第二齿轮26旋转到到30度之前，钢丝绳12被拉长的长度等于第一变速销9摆动幅度的二倍，即钢丝绳12拉动从动轮13旋转的弧线长度为第一变速销9摆动幅度的二倍；当第二齿轮26通过齿条23、第一齿轮22、第二轴套6带动扇形板7摆动到30时，第二变速销29开始与钢丝绳12接触并开始压迫钢丝绳12；第二齿轮26继续旋转，第二变速销29压迫钢丝绳12并穿过自下而上数第二个滑轮10和第三个滑轮10之间；第一变速销9和第二变速销29一起压迫钢丝绳12并使得钢丝绳12拉动从动轮13旋转；此时，钢丝绳12拉动从动轮13旋转的弧线长度为扇形板7摆动幅度的四倍，从动轮13通过单向离合器16和后轮轴1带动后轮旋转的速度为换挡前的两倍；当脚蹬通过脚蹬轴2带动第二齿轮26旋转60度时，第二齿轮26通过齿条23、第一齿轮22、第二轴套6带动扇形板7摆动的幅度达到最大，扇形板7摆动的角度为60度；脚蹬通过脚蹬轴2带动第二齿轮26继续旋转，第二齿轮26不再与齿条23啮合，第二齿轮26与齿条23之间不发生作用；复位弹簧21通过齿条23、第一齿轮22、第二轴套6和扇形板7带动第一变速销9、第二变速销29和第三变速销30回摆；涡卷弹簧17的恢复力使得从动轮13回转；从动轮13带动钢丝绳12回转；钢丝绳12再次缠绕在从动轮13的外圆面上；钢丝绳12缩短并逐渐绷直；当第二齿轮26旋转到360度回到初始位置时，复位弹簧21通过齿条23、第一齿轮22、第二轴套6、扇形板7带动第一变速销9、第二变速销29和第三变速销30回到初始位置；三轮车在惯性的作用下继续向前运动；继续踩踏脚蹬，第二齿轮26继续从初始位置开始旋转，第一齿轮22在脚蹬的作用下持续旋转，钢丝绳12循环往复地拉动从动轮13，使得三轮车后轮不停旋转，三轮车以两倍于换挡前的速度持续向前运动；当三轮车需要最快的行进速度时，我们需要更换齿牙28弧度为90度的第二齿轮26，脚踏脚蹬，脚蹬带动脚蹬轴2旋转；脚蹬轴2通过第二齿轮26、齿条23、第一齿轮22、第二轴套6和扇形板7带动第一变速销9、第二变速销29和第三变速销30绕支撑轴5中心线摆动；第一变速销9压迫钢丝绳12并穿过自下而上数第一个滑轮10和第二个滑轮10之间；第一变速销9压迫并拉动钢丝绳12，使得钢丝绳12通过从动轮13、单向离合器16和后轮轴1带动三轮车后轮旋转；使得三轮车向前运动；与此同时，从动轮13与第一轴套18发生相对旋转，使得涡卷弹簧17发生形变并储能；在第二齿轮26旋转到30度之前，钢丝绳12被拉长的长度等于第一变速销9摆动幅度的二倍，即钢丝绳12拉动从动轮13旋转的弧线长度为第一变速销9摆动幅度的二倍；当第二齿轮26旋转到30时，第二变速销29开始与钢丝绳12接触并开始压迫钢丝绳12；第二齿轮26继续旋转，第二变速销29压迫钢丝绳12并穿过自下而上数第二个滑轮10和第三个滑轮10之间；第一变速销9和第二变速销29一起压迫钢丝绳12并使得钢丝绳12拉动从动轮13旋转；此时，钢丝绳12拉动从动轮13旋转的弧线长度为扇形板7摆动幅度的四倍，从动轮13通过单向离合器16和后轮轴1带动后轮旋转的速度为换挡前的两倍；当第二齿轮26旋转到60度时，第三变速销30开始与钢丝绳12接触并开始压迫钢丝绳12；第二齿轮26继续旋转，第三变速销30压迫钢丝绳12并穿过自下而上数第三个滑轮10和第四个滑轮10之间；当脚蹬通过脚蹬轴2带动第二齿轮26旋转到90度时，第二齿轮26通过齿条23、第一齿轮22、第二轴套6带动扇形板7摆动的幅度达到最大，扇形板7摆动的角度为90度；脚蹬通过脚蹬轴2带动第二齿轮26继续绕脚蹬轴2中心线旋转；第二齿轮26与齿条23不再啮合，第二齿轮26与齿条23不发生作用；复位弹簧21通过齿条23、第一齿轮22、第二轴套6和扇形板7带动第一变速销9、第二变速销29和第三变速销30回摆；涡卷弹簧17的恢复力使得从动轮13回转；从动轮13带动钢丝绳12回转；钢丝绳12再次缠绕在从动轮13的外圆面上；钢丝绳12缩短并逐渐绷直；当第二齿轮26旋转360度回到初始位置时，复位弹簧21通过齿条23、第一齿轮22、第二轴套6、扇形板7带动第一变速销9、第二变速销29和第三变速销30回到初始位置；三轮车在惯性的作用下继续向前运动；继续踩踏脚蹬，第二齿轮26继续从初始位置开始旋转，第二齿轮26持续旋转，钢丝绳12循环往复地拉动从动轮13，使得三轮车后轮不停旋转，三轮车以三倍于第一档的速度持续向前运动。

具体实施方式：当三轮车以第一档前进时，第二齿轮26上的齿牙28弧度为30度，脚踏脚蹬，脚蹬带动脚蹬轴2旋转；脚蹬轴2通过第二齿轮26、齿条23、第一齿轮22、第二轴套6和扇形板7带动第一变速销9、第二变速销29和第三变速销30绕支撑轴5中心线摆动，同时复位弹簧21被压缩；第一变速销9压迫钢丝绳12并穿过自下而上数第一个滑轮10和第二个滑轮10之间；第一变速销9压迫并拉动钢丝绳12，使得钢丝绳12拉动从动轮13旋转；从动轮13通过单向离合器16带动后轮轴1旋转；从动轮13与第一轴套18发生相对旋转，使得涡卷弹簧17发生形变并储能；后轮轴1带动三轮车后轮旋转，使得三轮车向前运动；在此过程中，钢丝绳12被拉长的长度等于第一变速销9摆动幅度的二倍，即钢丝绳12拉动从动轮13旋转的弧线长度为第一变速销9摆动幅度的二倍；当脚蹬带动第二齿轮26旋转到30度时，第一齿轮22旋转的角度为30度；继续旋转，第二齿轮26与齿条23不在啮合，第二齿轮26与齿条23之间不在发生相互作用；脚蹬通过脚蹬轴2带动第二齿轮26继续旋转；在复位弹簧21恢复力的作用下，齿条23通过第一齿轮22、第二轴套6和扇形板7带动第一变速销9、第二变速销29和第三变速销30回摆；涡卷弹簧17的恢复力使得从动轮13回转；从动轮13带动钢丝绳12回转；钢丝绳12再次缠绕在从动轮13的外圆面上；钢丝绳12缩短并逐渐绷直；当第二齿轮26旋转360度回到初始位置时，复位弹簧21通过齿条23、第一齿轮22、第二轴套6、扇形板7带动第一变速销9、第二变速销29和第三变速销30回到初始位置；三轮车在惯性的作用下继续向前运动；继续踩踏脚蹬，第二齿轮26继续从初始位置开始旋转，第二齿轮26在脚蹬的作用下持续旋转，第二齿轮26的齿牙28循环往复地与齿条23发生作用；钢丝绳12循环往复地拉动从动轮13，使得三轮车后轮不停旋转，三轮车持续向前运动。

当三轮车需要更快的行进速度时，我们需要更换第二齿轮26，第二齿轮26外圆面上齿牙28弧度为60度，脚踏脚蹬，脚蹬带动脚蹬轴2旋转；脚蹬轴2通过第二齿轮26、齿条23、第一齿轮22、第二轴套6和扇形板7带动第一变速销9、第二变速销29和第三变速销30绕支撑轴5中心线摆动；第一变速销9压迫钢丝绳12并穿过自下而上数第一个滑轮10和第二个滑轮10之间；第一变速销9压迫并拉动钢丝绳12，使得钢丝绳12通过从动轮13、单向离合器16和后轮轴1带动三轮车后轮旋转；使得三轮车向前运动；与此同时，从动轮13与第一轴套18发生相对旋转，使得涡卷弹簧17发生形变并储能；在第二齿轮26旋转到到30度之前，钢丝绳12被拉长的长度等于第一变速销9摆动幅度的二倍，即钢丝绳12拉动从动轮13旋转的弧线长度为第一变速销9摆动幅度的二倍；当第二齿轮26通过齿条23、第一齿轮22、第二轴套6带动扇形板7摆动到30时，第二变速销29开始与钢丝绳12接触并开始压迫钢丝绳12；第二齿轮26继续旋转，第二变速销29压迫钢丝绳12并穿过自下而上数第二个滑轮10和第三个滑轮10之间；第一变速销9和第二变速销29一起压迫钢丝绳12并使得钢丝绳12拉动从动轮13旋转；此时，钢丝绳12拉动从动轮13旋转的弧线长度为扇形板7摆动幅度的四倍，从动轮13通过单向离合器16和后轮轴1带动后轮旋转的速度为换挡前的两倍；当脚蹬通过脚蹬轴2带动第二齿轮26旋转60度时，第二齿轮26通过齿条23、第一齿轮22、第二轴套6带动扇形板7摆动的幅度达到最大，扇形板7摆动的角度为60度；脚蹬通过脚蹬轴2带动第二齿轮26继续旋转，第二齿轮26不再与齿条23啮合，第二齿轮26与齿条23之间不发生作用；复位弹簧21通过齿条23、第一齿轮22、第二轴套6和扇形板7带动第一变速销9、第二变速销29和第三变速销30回摆；涡卷弹簧17的恢复力使得从动轮13回转；从动轮13带动钢丝绳12回转；钢丝绳12再次缠绕在从动轮13的外圆面上；钢丝绳12缩短并逐渐绷直；当第二齿轮26旋转到360度回到初始位置时，复位弹簧21通过齿条23、第一齿轮22、第二轴套6、扇形板7带动第一变速销9、第二变速销29和第三变速销30回到初始位置；三轮车在惯性的作用下继续向前运动；继续踩踏脚蹬，第二齿轮26继续从初始位置开始旋转，第一齿轮22在脚蹬的作用下持续旋转，钢丝绳12循环往复地拉动从动轮13，使得三轮车后轮不停旋转，三轮车以两倍于换挡前的速度持续向前运动。

当三轮车需要最快的行进速度时，我们需要更换齿牙28弧度为90度的第二齿轮26，脚踏脚蹬，脚蹬带动脚蹬轴2旋转；脚蹬轴2通过第二齿轮26、齿条23、第一齿轮22、第二轴套6和扇形板7带动第一变速销9、第二变速销29和第三变速销30绕支撑轴5中心线摆动；第一变速销9压迫钢丝绳12并穿过自下而上数第一个滑轮10和第二个滑轮10之间；第一变速销9压迫并拉动钢丝绳12，使得钢丝绳12通过从动轮13、单向离合器16和后轮轴1带动三轮车后轮旋转；使得三轮车向前运动；与此同时，从动轮13与第一轴套18发生相对旋转，使得涡卷弹簧17发生形变并储能；在第二齿轮26旋转到30度之前，钢丝绳12被拉长的长度等于第一变速销9摆动幅度的二倍，即钢丝绳12拉动从动轮13旋转的弧线长度为第一变速销9摆动幅度的二倍；当第二齿轮26旋转到30时，第二变速销29开始与钢丝绳12接触并开始压迫钢丝绳12；第二齿轮26继续旋转，第二变速销29压迫钢丝绳12并穿过自下而上数第二个滑轮10和第三个滑轮10之间；第一变速销9和第二变速销29一起压迫钢丝绳12并使得钢丝绳12拉动从动轮13旋转；此时，钢丝绳12拉动从动轮13旋转的弧线长度为扇形板7摆动幅度的四倍，从动轮13通过单向离合器16和后轮轴1带动后轮旋转的速度为换挡前的两倍；当第二齿轮26旋转到60度时，第三变速销30开始与钢丝绳12接触并开始压迫钢丝绳12；第二齿轮26继续旋转，第三变速销30压迫钢丝绳12并穿过自下而上数第三个滑轮10和第四个滑轮10之间；当脚蹬通过脚蹬轴2带动第二齿轮26旋转到90度时，第二齿轮26通过齿条23、第一齿轮22、第二轴套6带动扇形板7摆动的幅度达到最大，扇形板7摆动的角度为90度；脚蹬通过脚蹬轴2带动第二齿轮26继续绕脚蹬轴2中心线旋转；第二齿轮26与齿条23不再啮合，第二齿轮26与齿条23不发生作用；复位弹簧21通过齿条23、第一齿轮22、第二轴套6和扇形板7带动第一变速销9、第二变速销29和第三变速销30回摆；涡卷弹簧17的恢复力使得从动轮13回转；从动轮13带动钢丝绳12回转；钢丝绳12再次缠绕在从动轮13的外圆面上；钢丝绳12缩短并逐渐绷直；当第二齿轮26旋转360度回到初始位置时，复位弹簧21通过齿条23、第一齿轮22、第二轴套6、扇形板7带动第一变速销9、第二变速销29和第三变速销30回到初始位置；三轮车在惯性的作用下继续向前运动；继续踩踏脚蹬，第二齿轮26继续从初始位置开始旋转，第二齿轮26持续旋转，钢丝绳12循环往复地拉动从动轮13，使得三轮车后轮不停旋转，三轮车以三倍于第一档的速度持续向前运动。

在本发明变速机构实际使用过程中，环卫三轮车一般为政府采购，而三轮车的使用者可能有年轻力壮或者有老弱的，那么环卫三轮车设计中分了三个档位，政府在采购回来发放之前方便地，通过使用不同的齿轮使得其适应不同人群。而三轮车除了齿轮以外其他结构均属于必要的传动结构，均在三个档位中被充分了使用，没有专用于特定档位的结构，节省了材料和提高了更换效率。

综上所述，本发明的有益效果：变速装置不需要过多精密的加工；相对成本低，可靠性高，另外传统的变速链条中每个链轮均被使用在特定档位中传动，造成链轮浪费；本发明中的变速装置最高可实现三倍于第一档的速度，而且整个装置占用空间较小，为后续的升级改造提供了合适的空间；另外，整个装置依靠钢丝绳12传动，钢丝绳12的相对成本较低，且维修容易，更换方便。