一种多挡变速器及其应用的中心轮棘爪安装结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于变速器技术领域，具体涉及一种多挡变速器及其应用的中心轮棘爪安装结构。
【背景技术】
[0002]自行车的内变速器的挡位控制机构是通过控制行星齿轮机构中的中心齿轮或行星架或内齿圈的咬合或分开实现不同的传动速比，应用在自行车内变速器上的离合机构通常是棘爪式超越离合器，传统的内变速器单独地控制行星齿轮机构的齿轮之间离合器的棘爪动作实现变速，因此在控制变挡过程中，需要设置多个操纵机构实现，操作复杂且占用空间大。
[0003]申请号为201310585100.0的中国专利文献公开了一种自行车内变速器，其换挡执行机构采用轴向的轴控棘爪杆和中控棘爪杆，通过轴向直线滑移来实现离合棘爪的动作，直线滑移的摩擦阻力大，容易磨损。此外该方案需通过离合器控制行星架离合，控制复杂且占用空间大，加大变速器尺寸及重量。
[0004]同时，由于内变速器是通过行星齿轮系进行传动，在设计传动比的时候，由于中心轮需要套装在主轴上，在保证主轴强度及装配条件下，需选用较大齿数中心轮，保证中心轮内圆有空间设置棘爪离合机构，需要相对地将内齿圈及行星架做大，导致内变速器的外壳尺寸无法进一步缩小，不利于自行车变速器结构轻量化的实现。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型解决的技术问题是:针对现有的自行车内变速器换挡机构存在的缺陷，提供一种新型的多挡变速器及其应用的中心轮棘爪安装结构，改变内变速器换挡机构的同时，能够缩减变速器的整体尺寸及重量。
[0006]本实用新型采用如下技术方案实现:
[0007]一种多挡变速器，包括主轴1、动力输入组件、动力传递组件、挡位控制组件及输出轮毂8 ;所述动力输入组件由飞轮7输入动力，并通过飞轮座6与动力传递组件连接；所述动力传递组件包括至少一组装配在主轴I上的行星齿轮系，其中行星齿轮系的中心轮套装在主轴I上，在主轴上设有弹性收缩的棘爪，与中心轮内圆设置的棘齿配合，行星齿轮系的输入端连接飞轮座6，输出端连接输出轮毂8 ;
[0008]其中，所述挡位控制组件包括操纵装置及若干执行装置；
[0009]所述操纵装置包括转动设置在输出轮毂8端部的锯齿部件，所述锯齿部件的锯齿朝径向设置；
[0010]所述执行装置为若干棘爪杆，所述棘爪杆可转动地嵌装在主轴I轴向开设的凹槽中，一端与所述锯齿部件接触，锯齿部件直接或通过摇杆控制棘爪杆转动，操纵棘爪杆另一端连接的对应中心轮的棘爪摆动，进而通过棘爪控制对应中心轮与主轴I离合。
[0011]进一步的，所述操纵装置还包括控制器外壳2，所述控制器外壳2和锯齿部件紧固连接并转动装配于支撑座30上，所述控制器外壳2与换挡操作部件连接，带动锯齿部件一同转动，所述锯齿部件设置环状内齿，直接或通过摇杆与棘爪杆端部的凸块接触。
[0012]进一步的，所述换挡操作部件为连接控制器外壳2的拉绳或电机，拉绳或电机带动控制器外壳旋转，其中拉绳直接安装于控制器外壳2外圆上的拉绳导向槽68内，所述操纵该装置还包括控制器扭簧28，扭力与拉绳旋转方向相反，用于锯齿部件的反向旋转，实现挡位的反向控制。
[0013]在本实用新型中，所述操纵装置还包括用于安装摇杆的控制器摇杆座4，所述控制器摇杆座4紧固安装于主轴I上，所述摇杆通过销轴铰支在控制器摇杆座4上，摇杆两端分别与锯齿部件的锯齿轮廓和棘爪杆端部的凸块接触；所述控制器摇杆座4上还设有同一圆弧上的起始凸块71和终止凸块72，所述锯齿部件上设有挡块73，所述挡块73位于起始凸块71和终止凸块72之间。所述起始凸块71和终止凸块72的范围包括锯齿部件控制的所有挡位的位置，避免锯齿部件转动超位。
[0014]优选的，所述摇杆与棘爪杆凸块接触的端部为圆弧，棘爪端部的凸块倒圆角与摇杆接触；摇杆另一端凸起的两侧为夹角平面，与锯齿部件的锯齿轮廓配合。
[0015]在本实用新型中，动力传递组件中有至少一组双联行星齿轮，其两对中心轮的离合时序规律刚好相反，大齿数中心轮与主轴I之间装配单向离合器，小齿数中心轮与主轴I之间装配棘爪，并通过一组挡位控制组件控制。当小齿数中心轮固定时，大齿数中心轮被超速，单向离合装置失效，大齿数中心轮处于自由状态；当小齿数中心轮处于自由状态时，单向离合装置起作用，大齿数中心轮处于固定状态。
[0016]进一步的，所述单向离合器包括中心轮单向保持架座32、单向保持架60、单向保持架扭簧61、滚珠62 ;其中中心轮单向保持架座32紧固装配于主轴I上，单向保持架60将滚珠62装配于中心轮单向保持架座的对应槽内，单向保持架扭簧61作用于单向保持架60上，使滚珠处于中心轮单向保持架座锯齿高位；各滚珠与中心轮内圆接触。
[0017]作为本实用新型的一种优选技术方案，所述棘爪杆与棘爪为一体结构。
[0018]作为本实用新型的另一种优选技术方案，所述棘爪杆与棘爪为分体结构，所述棘爪与棘爪杆连接的侧面设有一圆弧面凸起，所述棘爪杆与棘爪接触端设有一平面凸块，并与棘爪上的圆弧面凸起接触。
[0019]本实用新型还公开了一种使用在上述多挡变速器的中心轮棘爪安装结构，具体的，所述中心轮沿轴向设有一延长套，所述延长套内圆直径大于中心轮内圆直径，在所述延长套内圆设有棘齿，所述棘爪通过中心轮棘爪座40设置在延长套和主轴之间，所述棘爪通过棘爪弹簧安装在中心轮棘爪座的半圆槽中，所述中心轮棘爪座40与主轴固连，其上设有一个棘爪控制部件，用于控制棘爪与中心轮的离合，所述棘爪控制部件一端与嵌装在主轴内的棘爪杆端部凸块接触，另一端与棘爪接触。
[0020]优选的，所述棘爪控制部件为控制鱼尾42，所述控制鱼尾42为弧形杠杆结构，通过控制鱼尾销44铰支在中心轮棘爪座40上，所述控制鱼尾一端贴近主轴并与棘爪杆端部的凸块接触，另一端的弧面与棘爪表面接触。
[0021]另一优选的，所述棘爪控制部件为中心轮控制环，所述中心轮控制环通过控制环扭簧转动套设在棘爪表面，其内圆设有接触棘爪表面的棘爪控制槽，所述中心轮控制环内圆还设有贴近主轴的控制环拨动凸起，所述控制环拨动凸起与嵌装在主轴上的棘爪杆端部的凸块接触。棘爪杆旋转带动控制环拨动凸起使控制环旋转，通过棘爪控制槽控制棘爪转动，实现棘爪与中心轮的离合。
[0022]本实用新型的挡位切换时，棘爪杆做旋转运动，相比较直线滑移，本实用新型的棘爪杆的磨损更小，并且棘爪控制的反应更灵敏，换挡更迅速。且本实用新型只需控制各中心轮，无需离合器控制行星架，控制更简单可靠，且可缩小变速器空间，减轻内变速器重量。
[0023]结合本实用新型应用的中心轮棘爪安装结构，可使用较小齿数的中心轮，来实现内变速器较大传动比的挡位，应用该中心轮棘爪安装机构，可降低行星架及内齿圈的直径，进一步可有效缩减内变速器的尺寸，有利于变速器的轻量化设计。
[0024]以下结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步说明。
【附图说明】
[0025]图1为本实用新型实施的十速内变速器的内部结构示意图。
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