多挡可调变速机构的制作方法

本发明涉及助力自行车领域，更具体地说，它涉及一种多挡可调变速机构。

背景技术：

1、目前助力自行车一般采用中置电机或者轮毂电机来实现电动助力。为了实现换挡变速功能，通常会采用变速装置。变速装置可以采用独立的变速花鼓，或者将变速装置集成于中置电机或者轮毂电机内。

2、现有授权公告号为cn102770338b的中国专利，其公开了一种借助肌肉力驱动的车辆的传动单元的换挡装置，其利用多个齿轮组来实现换挡变速。但是，该专利中的换挡装置的结构较复杂，而且轴向和径向尺寸均较大，无法集成于轮毂电机内。

3、现有授权公开号为cn213839503u的中国专利，公开了一种变挡调节机构及变速机构，该变速机构可以实现7挡变速调节。但是，空心的变速轴筒以及分离式的变速齿圈和变速输出套，使得该变速机构无法集成于轮毂电机内。

4、故，如何设计一种可集成于轮毂电机内并且挡位较多的变速机构，是亟待解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种多挡可调变速机构，变速机构中集成有三个太阳轮的行星齿轮组件能够实现五挡变速，这样能够优化轴向尺寸，方便将变速机构集成于轮毂电机内，而且增加了挡位数量，从而能够优化骑行体验；同时，一挡和二挡为降速传动，这样能够方便在骑行时起步，进而优化骑行体验。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

3、一种多挡可调变速机构，包括中轴、输出壳体、输入套筒、行星齿轮组件以及换挡调节组件；

4、所述行星齿轮组件包括行星架、分别承载于行星架上的第一行星轮和第二行星轮、分别与第一行星轮啮合的第一太阳轮和输入齿圈以及分别与第二行星轮啮合的第二太阳轮和输出齿圈；

5、所述输出齿圈与输出壳体之间固定连接，或者所述输出齿圈与输出壳体之间设置有离合组件；所述行星架与输出壳体之间设置有离合组件；所述输入齿圈的一端延伸设置有与输入套筒连接的输入环板；

6、所述换挡调节组件包括第一棘爪、第二棘爪以及限位齿圈；所述限位齿圈与输入环板之间沿周向联动；

7、一挡时，所述第一棘爪弹起至与第一太阳轮接合，使得第一太阳轮相对于中轴固定不动；所述限位齿圈与第一太阳轮分离，所述第二棘爪处于收缩状态；

8、二挡时，所述第二棘爪弹起至与第二太阳轮接合，使得第二太阳轮相对于中轴固定不动；所述限位齿圈与第一太阳轮分离，所述第一棘爪处于弹起状态；

9、三挡时，所述限位齿圈沿轴向移动至与第一太阳轮接合；所述第一棘爪和第二棘爪均处于收缩状态。

10、进一步地，所述换挡调节机构还包括与第二棘爪沿周向布置的第三棘爪；

11、四挡时，所述第三棘爪弹起至与第二太阳轮接合，使得第二太阳轮相对于中轴固定不动；所述限位齿圈与第一太阳轮接合，所述第一棘爪和第二棘爪均处于收缩状态。

12、进一步地，所述第二行星轮为多联行星轮，其包括与第二太阳轮啮合的一联行星轮以及与输出齿圈啮合的二联行星轮；所述行星齿轮组件还包括与二联行星轮啮合的第三太阳轮，所述换挡调节组件还包括第四棘爪；

13、五挡时，所述第四棘爪弹起至与第三太阳轮接合，使得第三太阳轮相对于中轴固定不动；所述限位齿圈与第一太阳轮接合，所述第一棘爪、第二棘爪和第三棘爪均处于收缩状态。

14、进一步地，所述输入环板的径向内侧设置有与限位齿圈配合的导向齿圈；所述限位齿圈的外侧壁设置有沿轴向延伸的外齿，所述导向齿圈的内侧壁设置有与外齿配合的内齿。

15、进一步地，所述第一太阳轮的端面设置有第一接合齿，所述限位齿圈的端面设置有与第一接合齿配合的第二接合齿。

16、进一步地，多个棘爪分别嵌于中轴内；所述换挡调节组件还包括套设于中轴上的换挡套筒，转动换挡套筒来控制棘爪弹起或者收缩。

17、进一步地，所述换挡调节组件还包括作用于限位齿圈的挡圈和弹性件；所述弹性件的弹性力使得限位齿圈具有靠近第一太阳轮的趋势；所述挡圈与换挡套筒之间沿周向联动，并且所述挡圈能够相对于换挡套筒沿轴向移动；

18、所述中轴上开设有限位槽，所述限位槽包括沿轴向间隔布置的第一限位面和第二限位面，并且所述第一限位面和第二限位面沿周向间隔布置；所述挡圈上设置有嵌于限位槽内的限位销；

19、在一挡和二挡时，所述限位销与第一限位面接触，则限位齿圈在挡圈的阻挡下与第一太阳轮分离；在三挡以及更高挡位时，所述限位销与第二限位面接触，所述限位齿圈移动至与第一太阳轮接合。

20、进一步地，所述中轴上开设有与限位槽连通的轴向槽道，所述轴向槽道包括用于限位销嵌入的轴向开口。

21、进一步地，所述换挡调节组件还包括滚动支承于中轴上的驱动套筒，所述驱动套筒与换挡套筒沿周向联动，并且所述驱动套筒与换挡套筒沿轴向对接。

22、进一步地，所述驱动套筒上套设有拉索板，所述拉索板与驱动套筒之间通过弹性件实现柔性连接。

23、综上所述，本发明具有以下有益效果：

24、1、集成有三个太阳轮的行星齿轮组件能够实现五挡变速，这样能够优化轴向尺寸，方便将变速机构集成于轮毂电机内，而且增加了挡位数量，从而能够优化骑行体验；同时，一挡和二挡为降速传动，这样能够方便在骑行时起步，进而优化骑行体验；

25、2、输入齿圈、输入环板以及导向齿圈一体成型，限位齿圈与导向齿圈沿周向联动，并且限位齿圈能够相对于导向齿圈沿轴向移动，这样增加了变速机构中的扭矩传递路径，从而能够增加挡位数量。

技术特征：

1.一种多挡可调变速机构，其特征在于，包括中轴、输出壳体、输入套筒、行星齿轮组件以及换挡调节组件；

2.根据权利要求1所述的多挡可调变速机构，其特征在于：所述换挡调节机构还包括与第二棘爪沿周向布置的第三棘爪；

3.根据权利要求2所述的多挡可调变速机构，其特征在于：所述第二行星轮为多联行星轮，其包括与第二太阳轮啮合的一联行星轮以及与输出齿圈啮合的二联行星轮；所述行星齿轮组件还包括与二联行星轮啮合的第三太阳轮，所述换挡调节组件还包括第四棘爪；

4.根据权利要求1所述的多挡可调变速机构，其特征在于：所述输入环板的径向内侧设置有与限位齿圈配合的导向齿圈；所述限位齿圈的外侧壁设置有沿轴向延伸的外齿，所述导向齿圈的内侧壁设置有与外齿配合的内齿。

5.根据权利要求1所述的多挡可调变速机构，其特征在于：所述第一太阳轮的端面设置有第一接合齿，所述限位齿圈的端面设置有与第一接合齿配合的第二接合齿。

6.根据权利要求1所述的多挡可调变速机构，其特征在于：多个棘爪分别嵌于中轴内；所述换挡调节组件还包括套设于中轴上的换挡套筒，转动换挡套筒来控制棘爪弹起或者收缩。

7.根据权利要求6所述的多挡可调变速机构，其特征在于：所述换挡调节组件还包括作用于限位齿圈的挡圈和弹性件；所述弹性件的弹性力使得限位齿圈具有靠近第一太阳轮的趋势；所述挡圈与换挡套筒之间沿周向联动，并且所述挡圈能够相对于换挡套筒沿轴向移动；

8.根据权利要求7所述的多挡可调变速机构，其特征在于：所述中轴上开设有与限位槽连通的轴向槽道，所述轴向槽道包括用于限位销嵌入的轴向开口。

9.根据权利要求6所述的多挡可调变速机构，其特征在于：所述换挡调节组件还包括滚动支承于中轴上的驱动套筒，所述驱动套筒与换挡套筒沿周向联动，并且所述驱动套筒与换挡套筒沿轴向对接。

10.根据权利要求9所述的多挡可调变速机构，其特征在于：所述驱动套筒上套设有拉索板，所述拉索板与驱动套筒之间通过弹性件实现柔性连接。

技术总结
本发明公开了一种多挡可调变速机构，其涉及助力自行车领域。其技术方案要点包括中轴、输出壳体、输入套筒、行星齿轮组件以及换挡调节组件。本发明变速机构中集成有三个太阳轮的行星齿轮组件能够实现五挡变速，这样能够优化轴向尺寸，方便将变速机构集成于轮毂电机内，而且增加了挡位数量，从而能够优化骑行体验；同时，一挡和二挡为降速传动，这样能够方便在骑行时起步，进而优化骑行体验。

技术研发人员：黄善劲
受保护的技术使用者：八方电气（苏州）股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19