一种轴输入式三挡内变速器的制作方法

【技术领域】

本发明涉及自行车技术领域，具体涉及一种轴输入式三挡内变速器。

背景技术：

参图1及图2所示，图1揭示了现有技术中的一种三挡内变速器，包括：中心轴1`、轮毂2`及设置于中心轴1`与轮毂2`之间的换挡套3`、行星变速器4`、拨挡机构5`、动力输入件6`及三套超越离合器，所述行星变速器4`包括行星架40`、行星轮41`、中心轮42`及齿圈43`，所述拨挡机构5`包括拨挡杆50`及固定杆51`，所述动力输入件6`与轮毂2`之间设置有第一轴承60`，所述动力输入件6`与中心轴1`之间设有第二轴承61`，三套超越离合器分别为设置于行星架40`与轮毂2`之间的第一超越离合器70`、设置于齿圈43`与轮毂2`之间的第二超越离合器71`及设置于动力输入件6`与齿圈43`之间的第三超越离合器72`，该内变速器的工作原理为：中心轴1`与车架相固定，动力由动力输入件6`输入，低速挡时，移动换挡套3`，关闭第二超越离合器71`，使齿圈43`与轮毂2`处于脱离状态，动力由动力输入件6`输入，由于动力输入件6`通过第三超越离合器72`与齿圈43`相啮合，因此齿圈43`转动，齿圈43`通过行星轮41`的传动将动力传递给行星架40`，行星架40`又通过第一超越离合器70`与轮毂2`相啮合，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，移动换挡套3`，打开第二超越离合器71`，使齿圈43`与轮毂2`处于啮合状态，此时第一超越离合器70`处于随动状态，动力由动力输入件6`输入，由于动力输入件6`通过第三超越离合器72`与齿圈43`相啮合，因此齿圈43`转动，由于齿圈43`通过第二超越离合器71`与轮毂2`相啮合，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，移动换挡套3`，使齿圈43`与轮毂2`之间处于啮合状态，换挡套3`的一端与行星架40`之间通过花键连接，换挡套3`的另一端与动力输入件6`之间通过花键连接，高速挡时第一超越离合器70`与第三超越离合器72`均处于随动状态，动力由动力输入件6`输入，由于换挡套3`与动力输入件6`之间通过花键连接，因此换挡套3`转动，由于换挡套3`又与行星架40`通过花键连接，因此行星架40`转动，行星架40`通过行星轮41`的传动将动力传递给齿圈43`，由于齿圈43`与轮毂2`相啮合，因此动力最终传递给轮毂2`并由轮毂2`进行动力输出。

该三挡内变速器的缺陷在于：1、该内变速器共使用了三套超越离合器，不仅使得整个内变速器结构较为复杂，而且导致内变速器噪音大、阻力大；2、该内变速器采用的结构是中心轴与车架相固定，那么骑行者的重量以及自行车车身的重量都将集中在位于动力输入轴与中心轴之间的第二轴承或第二滚珠上，导致第二轴承或第二滚珠磨损严重、阻力大。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种结构简单、超越离合器使用较少、轴承或滚珠磨损较小的轴输入式三挡内变速器。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种轴输入式三挡内变速器，包括：中心轴、轮毂及设置于中心轴与轮毂之间的换挡机构、行星变速器及拨挡机构，所述中心轴为动力输入件，所述轮毂为动力输出件，所述行星变速器包括：中心轮、行星架、行星轮及齿圈，所述中心轮套设于中心轴上并与车架相固定，所述行星架与轮毂之间设有超越离合器，所述换挡机构包括：换挡套、棘轮、棘爪件架及安装于棘爪件架上的至少一个棘爪件，所述换挡套的一端设有第一对接部，所述行星架的一端设有与第一对接部相配合的第二对接部，当第一对接部与第二对接部对接时，行星架与换挡套实现同步转动，所述棘爪件架上设有用于控制棘爪件初始位置的弹性件，所述棘爪件架与齿圈一体成型或固定连接，所述换挡套套设于中心轴上并与中心轴形成滑动连接，所述换挡套由拨挡机构驱动其轴向移动，所述换挡套径向与中心轴同步转动，所述棘轮包括设置于轮毂内的第一棘轮及设置于换挡套外圆周面上的第二棘轮，所述棘爪件包括第一端部、第二端部及位于第一端部及第二端部之间的中间安装部，所述第一端部设有与第一棘轮相配合的第一棘爪部，所述第二端部设有与第二棘轮相配合的第二棘爪部。

优选地，本发明中的一种轴输入式三挡内变速器进一步设置为：所述超越离合器包括超越棘爪及超越棘轮，超越棘爪与超越棘轮两者中的其中一个设置于行星架上，另一个设置于轮毂内。

优选地，本发明中的一种轴输入式三挡内变速器进一步设置为：所述拨挡机构包括拨挡杆、固定杆及复位弹簧，所述拨挡杆轴向穿设于中心轴内并可相对于中心轴作轴向移动，所述固定杆径向穿设于换挡套内且可与换挡套形成相对转动，所述中心轴上设有与固定杆相配合的滑槽，所述复位弹簧设置于换挡套与轴承或滚珠之间。

优选地，本发明中的一种轴输入式三挡内变速器进一步设置为：所述轮毂的两端分别设有与车架相固定的端盖，所述端盖与中心轴之间通过滚珠或轴承连接，所述端盖与轮毂之间通过滚珠或轴承连接。

优选地，本发明中的一种轴输入式三挡内变速器进一步设置为：所述弹性件为弹簧、扭簧或弹片。

优选地，本发明中的一种轴输入式三挡内变速器进一步设置为：所述中心轮与端盖一体成型。

优选地，本发明中的一种轴输入式三挡内变速器进一步设置为：所述换挡套上的第一对接部为外花键，所述行星架上的第二对接部为内花键。

优选地，本发明中的一种轴输入式三挡内变速器进一步设置为：所述换挡套的外圆周面包括花键段、棘轮段、圆柱段及圆锥段，所述换挡套圆锥段的一端与端盖间设有空腔。

优选地，本发明中的一种轴输入式三挡内变速器进一步设置为：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，销穿过棘爪件的中间安装部将棘爪件安装于开口内。

优选地，本发明中的一种轴输入式三挡内变速器进一步设置为：所述的换挡套与中心轴通过花键连接。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明中的轴输入式三挡内变速器跟现有技术相比只使用了一套超越离合器，大大减少了超越离合器的使用数量，从而降低了噪音跟阻力，另外本发明中的内变速器两端的端盖均与车架相固定，骑行者的重量及车身自身的重量通过轮毂与端盖之间的轴承或滚珠的传递全部承压在端盖上，而使得端盖与中心轴之间的轴承或滚珠承压较小，从而减小了该轴承或滚珠的磨损。

【附图说明】

图1是现有技术中三挡内变速器的剖视结构示意图。

图2是现有技术中三挡内变速器的分解结构示意图。

图3是本发明中轴输入式三挡内变速器的主视结构示意图。

图4是本发明中轴输入式三挡内变速器的剖视结构示意图。

图5是本发明中轴输入式三挡内变速器的分解结构示意图。

图1及图2中：1`、中心轴，2`、轮毂，3`、换挡套，4`、行星变速器，40`、行星架，41`、行星轮，42`、中心轮，43`、齿圈，5`、拨挡机构，50`、拨挡杆，51`、固定杆，6`、动力输入件，60`、第一轴承，61`、第二轴承，70`、第一超越离合器，71`、第二超越离合器，72`、第三超越离合器。

图3至图5中：1、中心轴，10、椭圆形滑槽，2、轮毂，3、换挡机构，30、换挡套，300、第一对接部，301、花键段，302、棘轮段，303、圆柱段，304、圆锥段，305、空腔，31、棘爪件架，310、弹性件，311、开口，32、第一棘轮，33、第二棘轮，34、棘爪件，340、第一端部，3400、第一棘爪部，341、第二端部，3410、第二棘爪部，342、中间安装部，4、行星变速器，40、中心轮，41、行星架，410、第二对接部，42、行星轮，43、齿圈，5、拨挡机构，50、拨挡杆，51、固定杆，52、复位弹簧，6、第一端盖，60、第一轴承，61、第二轴承，7、第二端盖，70、第三轴承，71、第四轴承，8、超越离合器，80、超越棘爪，81、超越棘轮。

【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3至图5所示，一种轴输入式三挡内变速器，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、行星变速器4及拨挡机构5，所述中心轴1为动力输入件，所述轮毂2为动力输出件，所述轮毂2的一端设有第一端盖6，所述第一端盖6与轮毂2之间通过第一轴承60连接，所述第一端盖6与中心轴1之间通过第二轴承61连接，所述轮毂2的另一端设有第二端盖7，所述第二端盖7与轮毂2之间通过第三轴承70连接，所述第二端盖7与中心轴1之间通过第四轴承71连接，所述第一端盖6及第二端盖7分别与车架相固定，当然在其他的实施方式中，也可将轴承换成滚珠。

所述行星变速器4包括：中心轮40、行星架41、行星轮42及齿圈43，所述中心轮40套设于中心轴1上并与第一端盖6一体成型，所述行星架41与轮毂2之间设有超越离合器8，所述超越离合器8包括超越棘爪80及超越棘轮81，在本实施方式中，所述超越棘爪80设置于行星架41上，所述超越棘轮81设置于轮毂2内，当然在其他的实施方式中，所述棘轮也可设置于行星架上，所述棘爪也可设置于轮毂内，同样可以实现本发明。

所述换挡机构3包括：换挡套30、棘爪件架31、设置于轮毂2内的第一棘轮32、设置于换挡套30外圆周面上的第二棘轮33及安装于棘爪件架31上的两个棘爪件34，所述换挡套30的一端设有第一对接部300，所述行星架41的一端设有与第一对接部300相配合的第二对接部410，当第一对接部300与第二对接部410对接时，行星架41与换挡套30实现同步转动，在本实施方式中，所述第一对接部300为外花键，第二对接部410为内花键，当然在其他的实施方式中，对接方式也可为钢球对接或异形孔对接，同样可以实现本发明，所述棘爪件架31上设有用于控制棘爪件34初始位置的弹性件310，所述弹性件310可以为弹簧、扭簧或弹片。所述棘爪件架31与齿圈43一体成型，所述换挡套30套设于中心轴1上并与中心轴1通过花键形成滑动定位连接，所述换挡套30由拨挡机构5驱动其轴向移动，所述棘爪件34包括第一端部340、第二端部341及位于第一端部340及第二端部341之间的中间安装部342，所述第一端部340设有与第一棘轮32相配合的第一棘爪部3400，所述第二端部341设有与第二棘轮33相配合的第二棘爪部3410。所述中间安装部342上设有安装圆孔，所述棘爪件架31呈圆环状设置，所述棘爪件架31上开设有两个开口311，销穿过棘爪件34的安装圆孔从而将棘爪件34安装于开口311内。所述换挡套30的外圆周面包括花键段301、棘轮段302、圆柱段303及圆锥段304，所述圆锥段304的一端与第二端盖7之间设有空腔305，棘轮段302即设置第二棘轮33的位置处。

所述拨挡机构5包括拨挡杆50、固定杆51及复位弹簧52，所述拨挡杆50轴向穿设于中心轴1内并可相对于中心轴1作轴向移动，所述固定杆51径向穿设于换挡套30内且与换挡套30形成相对转动，所述拨挡杆50与固定杆51呈垂直设置，所述中心轴1上设有与固定杆51相配合的椭圆形滑槽10，所述复位弹簧52设置于换挡套30与第四轴承71之间。所述拨挡机构5的工作原理为：轴向移动拨挡杆50，拨挡杆50顶住固定杆51，从而带动换挡套30相对于中心轴1作轴向移动，复位弹簧52的作用是使位移后的换挡套30恢复到原位。

本发明中轴输入式三挡内变速器的工作原理为：低速挡时，轴向移动拨挡杆50，使换挡套30的棘轮段302位于棘爪件34的位置，此时换挡套30的棘轮段302与棘爪件34相配合，棘轮段302与棘爪件34相配合时，换挡套30上的第二棘轮33与棘爪件34的第二棘爪部3410相啮合，同时棘爪件34上的第一棘爪部3400与轮毂2内的第一棘轮32处于脱开状态，动力由中心轴1输入，带动换挡套30转动，由于换挡套30上的第二棘轮33与棘爪件34的第二棘爪部3410相啮合，棘爪件34又设置于棘爪件架31上，因此带动棘爪件架31转动，由于棘爪件架31与齿圈43一体成型，因此齿圈43同步转动，齿圈43又通过行星轮42的传动将动力传递给行星架41，由于行星架41与轮毂2之间通过超越离合器实现啮合，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，轴向移动拨挡杆50，使换挡套30的圆柱段303位于棘爪件34的位置，使换挡套30的花键段301一部分与行星架的内花键410相接，此时换挡套30的圆柱段与棘爪件34相配合，换挡套30的圆柱段与棘爪件34相配合时，换挡套30的第二棘轮33与棘爪件34的第二棘爪部3410处于脱开状态，同时棘爪件34上的第一棘爪部3400与轮毂2内的第一棘轮32处于脱开状态，行星架41一端的内花键与换挡套30一端的外花键一部分相啮合，动力由中心轴1输入，带动换挡套30转动，由于换挡套30与行星架41之间通过花键连接，因此带动行星架41转动，由于行星架41与轮毂2之间通过超越离合器8实现啮合，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，轴向移动拨挡杆50，换挡套30同步轴向移动，使换挡套30的圆锥段304移过棘爪件34的第二端部，此时棘爪件34的第二端部位于换挡套30与端盖之间的空腔305内，换挡套30的花键段301完全与行星架的内花键410相接，换挡套30的第二棘轮33与棘爪件34的第二棘爪部3410处于脱开状态，同时棘爪件34上的第一棘爪部3400在弹性件310作用下与轮毂2内的第一棘轮32处于啮合状态，行星架41一端的内花键与换挡套30一端的外花键相啮合，高速挡时超越离合器处于随动状态，动力由中心轴1输入，带动换挡套30转动，由于换挡套30与行星架41之间通过花键连接，因此带动行星架41转动，行星架41通过行星轮42的传动将动力传递给齿圈43，由于棘爪件架31与齿圈43一体成型，棘爪件34又安装于棘爪件架31上，因此棘爪件34转动，由于棘爪件34上的第一棘爪部3400与轮毂2内的第一棘轮32相啮合，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，本发明中的内变速器大大降低了噪音跟阻力，另外本发明中的内变速器两端的端盖均与车架相固定，骑行者的重量及车身自身的重量通过第一轴承、第三轴承的传递全部承压在端盖上，而使得第二轴承、第四轴承承压较小，从而减小了第二轴承、第四轴承的磨损。

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。