一种多级变速装置的制作方法

本实用新型涉及传动配件技术领域，尤其是涉及一种多级变速装置。

背景技术：

在传动结构中，利用轮传动能够有效将动力进行传输，尤其涉及到一些跨距离动力传输，轮子作为动力输出或输入端能够有效将动力进行传输，在传输过程中轮子实现动力传输通过辅助配件(皮带、链条等)实现。轮子与轴之间一般为固接，轮子与轴只能实现同步转动，但在自行车传动过程中，需要轮子与轴能够实现同步和异步转动之间的转换，该结构就无法实现该功能。

为了解决该问题，人们设计出飞轮，利用飞轮中的棘轮和棘爪结构有效实现了轮子与轴之间同步和异步运动之间的转换，飞轮是安装在机器回转轴上的具有较大转动惯量的轮状蓄能器。当机器转速增高时，飞轮的动能增加，把能量贮蓄起来；当机器转速降低时，飞轮动能减少，把能量释放出，飞轮可以用来减少机械运转过程的速度波动。在变速自行车上，飞轮是由多组不同直径的轮片组成一体式塔型轮组，该结构中，无法控制棘轮和棘爪之间的配合，当棘轮和棘爪出现故障时易于卡死无法实现功能，甚至造成安全事故；同时不能单独控制每个轮片，轮组上轮片只能同时转动，转动的质量大使得驱动力增大，造成动力源的浪费。

因此，提供一种多级变速装置，以期实现有效控制轮片与轴同步或异步转动，同时减少驱动力，就成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种多级变速装置，以期实现有效控制轮片与轴同步或异步转动，同时减少驱动力。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种多级变速装置,包括相互连接的轴套和轮组，所述轮组包括轮片和电磁装置，所述轮片转动套装在所述轴套的外侧，所述电磁装置设置在所述轴套上，所述电磁装置使得所述轮片与所述轴套同步或异步转动；所述轮组的数量至少为两个，各轮组沿所述轴套的轴向设置，各所述轮组之轮片的直径沿所述轴套的轴向递减，各所述轮组之间可同步或异步转动。

优选地，所述轮片上开设有安装孔，所述安装孔的侧壁上沿其周向设置有连续的棘齿，所述电磁装置与所述棘齿配合使得所述轮片与所述轴套同步或异步转动。

优选地，所述电磁装置包括棘爪、弹性件和电磁铁，所述棘爪的一端转动连接在所述轴套上，所述弹性件的一端固接于所述轴套上，另一端固接于所述棘爪上，所述弹性件使得所述棘爪脱出两相邻所述棘齿形成的齿槽内，所述电磁铁固接于所述轴套上，所述电磁铁通过连接杆或套装在所述轴套外侧的滑套使得所述棘爪转动，卡入两相邻所述棘齿形成的齿槽内；所述电磁铁通电使时，所述棘爪卡入所述棘齿，所述电磁铁断电时，所述弹性件使得所述棘爪脱离两相邻所述棘齿形成的齿槽内。

优选地，所述电磁装置的数量为两个，两所述电磁装置之间的连线垂直所述轴套的轴线。

优选地，所述轮片的外圆周面上设置有皮带槽，所述轮片通过设置在所述皮带槽内的皮带与动力部件连接。

优选地，所述轮片与所述轴套的连接处设置有轴承，所述轴承的内圈套装固接于所述轴套的外圆周面上。

优选地，所述轴承的数量为两个，两所述轴承分置于所述轮片与所述轴套的两个端口处。

优选地，所述轴承为球轴承。

优选地，所述轴套的内圆周面开设有内螺纹，所述轴套与轴通过螺纹连接固定。

本实用新型所提供的多级变速装置,包括相互连接的轴套和轮组，所述轮组包括轮片和电磁装置，所述轮片转动套装在所述轴套的外侧，所述电磁装置固接于所述轴套上，所述电磁装置使得所述轮片与所述轴套同步或异步转动；所述轮组的数量至少为两个，各轮组沿所述轴套的轴向设置，各所述轮组之轮片的直径沿所述轴套的轴向递减，各所述轮组之间可同步或异步转动。该结构中，轴套的外圆周面上沿轴向设置多个轮组，相邻轮组之间可以相互抵靠也可以间隔设置，各轮组可以相对轴套转动，同时各轮组包括的轮片沿轴套的轴向依次递减形成塔型结构，该种设计能够实现多种传动比之间的转换，每个轮组包括轮片和电磁装置，电磁装置上设置有止动件，在轴套上开设有安装槽，电磁装置通过焊接或粘接等形式固定在安装槽内，且连接电源和开关，同时电磁装置控制止动件可以伸出安装槽或收回到安装槽内，轴套垂直穿过轮片转动平面的中心，直至轮片到达止动件的上方，止动件此时位于轮片与轴套的连接处。在电磁装置通电的情况下，电磁装置控制止动件使得轮片和轴套为一体结构，轮片能够随轴套同向同步转动，当电磁装置断电情况下，电磁装置控制止动件使得轮片与轴套分离，轮片可以相对轴套转动即异步转动。各个轮组上的电磁装置都不通电的情况下，多个轮组可以实现同时与轴套同步转动，也可以通过对一个或多个电磁装置通电实现相对应的轮片相对轴套异步转动。一般情况下该多级变速装置仅有其中的一个轮片实现动力的输入或输出，此时该轮片对应的电磁装置为断电状态，其它轮片对应的电磁装置为通电状态，此时仅有该断电电磁装置对应的轮片能够实现与轴套的同步转动，其它轮片不随轴套转动，此时该多级变速装置转动的质量有效降低，从而在实现原有传动效果的同时，驱动力减小，有效降低了动力源的消耗，当需要变换传动比输出或输入时，将多级变速装置的输出或输入端调整到相对应的轮片上，该轮片对应的电磁装置为断电状态，其它轮片对应的电磁装置为通电状态，此时实现不同传动比的输出或输入。

基于上述结构，实现了有效控制轮片与轴同步或异步转动，同时减少驱动力。

在一种优选的实施方式中，本实用新型所提供的多级变速装置，所述轮片上开设有安装孔，所述安装孔的侧壁上沿其周向设置有连续的棘齿，所述电磁装置与所述棘齿配合使得所述轮片与所述轴套同步或异步转动。上述结构中，轮片上开设有安装孔，该安装孔的轴心与轮片的转动轴心一致，轴套穿入安装孔，实现轮片与轴套的安装。在安装孔的侧壁上设置有连续的棘齿，棘齿的设置方向为沿安装孔的圆周方向，且连续棘齿所处的平面垂于与轮片转动的转轴，电磁装置通电时，电磁装置产生磁场控制止动件卡入棘齿内，此时轮片与轴套能够实现同步转动，当电磁装置断电时，止动件在无磁场的情况下，与棘齿分离，此轮片与轴套异步转动。该结构能够有效实现轮片和轴套是否同步或异步转动，从而避免了轮片与轴套出现卡死故障时的安全隐患。

在一种优选的实施方式中，本实用新型所提供的多级变速装置，所述电磁装置包括棘爪、弹性件和电磁铁，所述棘爪的一端转动连接在所述轴套上，所述弹性件的一端固接于所述轴套上，另一端固接于所述棘爪上，所述弹性件使得所述棘爪脱出两相邻所述棘齿形成的齿槽内，所述电磁铁固接于所述轴套上，所述电磁铁通过连接杆或套装在所述轴套外侧的滑套使得所述棘爪转动，卡入两相邻所述棘齿形成的齿槽内；所述电磁铁通电使时，所述棘爪卡入所述棘齿，所述电磁铁断电时，所述弹性件使得所述棘爪脱出两相邻所述棘齿形成的齿槽内。该结构中，电磁装置包括有棘爪、弹性件和电磁铁，棘爪的一端转动连接在轴套上的安装槽内，弹性件的一端固定在安装槽内，另一端固定在棘爪上，电磁铁固定在安装槽的槽底并且接通电源，同时电磁铁上设置有连接杆，连接杆的自由端与棘爪铰接。电磁铁不通电时，棘爪在弹性件的弹性作用下，收纳在安装槽内，当电磁铁通电时，电磁铁产生磁场，磁场吸引连接杆向靠近电磁铁的方向运动，连接杆带动棘爪绕其与安装槽的铰接点转动，棘爪伸出安装槽卡入两相邻棘齿形成的齿槽内，此时轮片可以相对轴套同步转动。当需要轮片与轴套异步转动时，需要将电磁铁断电，此时磁场消失，棘爪在弹性件的弹性作用下回到安装槽内，连接杆在棘爪的带动下向远离电磁铁的方向运动，棘爪脱出两相邻棘齿形成的齿槽内，此时轮片与轴套可以异步转动。该结构通过电磁铁通断电和弹性件的配合来控制连接杆的运动，从而驱动棘爪转动卡入或者脱出两相邻棘齿形成的齿槽内，进而有效精准控制轮片与轴套之间的同步或异步转动，有效降低多级变速装置的转动质量，减小驱动多级变速装置转动的驱动力，降低动力源输出，有效避免了由于卡死而出现的安全隐患。

同时，当电磁铁上连接滑套时，滑套滑动套装在轴套的外侧，滑套的直径朝向电磁铁方向逐渐增大，滑套朝向轮片滑动时，由于直径逐渐增大，电磁铁不通电时，棘爪在弹性件的弹性作用下，收纳在安装槽内，当电磁铁通电时，电磁铁产生磁场，磁场吸引滑套向靠近轮片的方向运动，滑套插入轮片过程中由于直径逐渐增大，滑套使得棘爪绕其与安装槽的铰接点转动，棘爪伸出安装槽卡入两相邻棘齿形成的齿槽内，此时轮片可以相对轴套同步转动。当需要轮片与轴套异步转动时，需要将电磁铁断电，此时磁场消失，滑套与轮片分离，棘爪在弹性件的弹性作用下回到安装槽内，此时轮片与轴套可以异步转动。

附图说明

图1为多级变速装置一种具体实施方式的结构示意图；

图2为多级变速装置的结构示意主视图；

图3为图2所示多级变速装置的结构示意左视图；

图4为图2所示多级变速装置结构A-A的剖视图

图5为图4所示B处放大图。

其中，1为轮组；

11为轮片，12为棘爪，13为弹性件，14为电磁铁，15为棘齿；

2为轴套；3为轴承。

具体实施例

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

请参考图1至图5，图1为多级变速装置一种具体实施方式的结构示意图；图2为多级变速装置的结构示意主视图；图3为图2所示多级变速装置的结构示意左视图；图4为图2所示多级变速装置结构A-A 的剖视图；图5为图4所示B处放大图。

在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的多级变速装置,包括相互连接的轴套2和轮组1，所述轮组1包括轮片11和电磁装置，所述轮片11转动套装在所述轴套2的外侧，所述电磁装置固接于所述轴套2上，所述电磁装置使得所述轮片11与所述轴套2同步或异步转动；所述轮组1的数量至少为两个，各轮组1沿所述轴套2的轴向设置，各所述轮组1之轮片11的直径沿所述轴套2的轴向递减，各所述轮组1之间可同步或异步转动。

该结构中，轴套2的外圆周面上沿轴向设置多个轮组1，相邻轮组1之间可以相互抵靠也可以间隔设置，各轮组1可以相对轴套2转动，同时各轮组1包括的轮片11沿轴套2的轴向依次递减形成塔型结构，该种设计能够实现多种传动比之间的转换，每个轮组1包括轮片11和电磁装置，电磁装置上设置有止动件，在轴套2上开设有安装槽，电磁装置通过焊接或粘接等形式固定在安装槽内，且连接电源和开关，同时电磁装置控制止动件可以伸出安装槽或收回到安装槽内，轴套2垂直穿过轮片11转动平面的中心，直至轮片11到达止动件的上方，止动件此时位于轮片11与轴套2的连接处。在电磁装置通电的情况下，电磁装置控制止动件使得轮片11和轴套2为一体结构，轮片11能够随轴套2同向同步转动，当电磁装置断电情况下，电磁装置控制止动件使得轮片11与轴套2分离，轮片11可以相对轴套2 转动即异步转动。各个轮组1上的电磁装置都不通电的情况下，多个轮组1可以实现同时与轴套2同步转动，也可以通过对一个或多个电磁装置通电实现相对应的轮片11相对轴套2异步转动。一般情况下该多级变速装置仅有其中的一个轮片11实现动力的输入或输出，此时该轮片11对应的电磁装置为断电状态，其它轮片11对应的电磁装置为通电状态，此时仅有该断电电磁装置对应的轮片11能够实现与轴套2的同步转动，其它轮片11不随轴套2转动，此时该多级变速装置转动的质量有效降低，从而在实现原有传动效果的同时，驱动力减小，有效降低了动力源的消耗，当需要变换传动比输出或输入时，将多级变速装置的输出或输入端调整到相对应的轮片11上，该轮片 11对应的电磁装置为断电状态，其它轮片11对应的电磁装置为通电状态，此时实现不同传动比的输出或输入。

基于上述结构，实现了有效控制轮片11与轴同步或异步转动，同时减少驱动力。

需要指出的是，电磁装置上设置的止动部件可以为摩擦件也可以为卡接件，通过控制电磁装置的通断电进而控制止动件是否对轮片 11进行止动，电磁装置控制止动件能够空时止动件实现功能是通过对电磁装置通断电实现的，当电磁装置通电时，电磁装置产生磁力，止动件在磁力的作用下实现对轮片11的控制，当电磁装置断电时，电磁装置不产生磁力，止动件解除对轮片11的控制。

进一步理解的是，所述轮片11上开设有安装孔，所述安装孔的侧壁上沿其周向设置有连续的棘齿15，所述电磁装置与所述棘齿15 配合使得所述轮片11与所述轴套2同步或异步转动。上述结构中，轮片11上开设有安装孔，该安装孔的轴心与轮片11的转动轴心一致，轴套2穿入安装孔，实现轮片11与轴套2的安装。在安装孔的侧壁上设置有连续的棘齿15，棘齿15的设置方向为沿安装孔的圆周方向，且连续棘齿15所处的平面垂于与轮片11转动的转轴，电磁装置通电时，电磁装置产生磁场控制止动件卡入棘齿15内，此时轮片11与轴套2能够实现同步转动，当电磁装置断电时，止动件在无磁场的情况下，与棘齿15分离，此轮片11与轴套2异步转动。该结构能够有效实现轮片11和轴套2是否同步或异步转动，从而避免了轮片11与轴套2出现卡死故障时的安全隐患。

具体地，所述电磁装置包括棘爪12、弹性件13和电磁铁14，所述棘爪12的一端转动连接在所述轴套2上，所述弹性件13的一端固接于所述轴套2上，另一端固接于所述棘爪12上，所述弹性件13使得所述棘爪12脱出两相邻所述棘齿15形成的齿槽内，所述电磁铁14固接于所述轴套2上，所述电磁铁14通过连接杆或套装在所述轴套2外侧的滑套使得所述棘爪12转动卡入两相邻所述棘齿15形成的齿槽内；所述电磁铁14通电使时，所述棘爪12卡入所述棘齿15，所述电磁铁14断电时，所述弹性件13使得所述棘爪12脱出两相邻所述棘齿15形成的齿槽内。该结构中，电磁装置包括有棘爪12、弹性件13和电磁铁14，棘爪12的一端转动连接在轴套2上的安装槽内，弹性件13的一端固定在安装槽内，另一端固定在棘爪12上，电磁铁14固定在安装槽的槽底并且接通电源。当电磁铁上连接连接杆时，连接杆的自由端与棘爪铰接，电磁铁14不通电时，棘爪12在弹性件13的弹性作用下，收纳在安装槽内，当电磁铁14通电时，电磁铁14产生磁场，磁场吸引连接杆向靠近电磁铁14的方向运动，连接杆带动棘爪12绕其与安装槽的铰接点转动，棘爪12伸出安装槽卡入两相邻棘齿15形成的齿槽内，此时轮片11可以相对轴套2同步转动。当需要轮片11与轴套2异步转动时，需要将电磁铁14断电，此时磁场消失，棘爪12在弹性件13的弹性作用下回到安装槽内，连接杆在棘爪12的带动下向远离电磁铁的方向运动，棘爪12脱出两相邻棘齿 15形成的齿槽内，此时轮片11与轴套2可以异步转动。该结构通过电磁铁14通断电和弹性件的配合来控制连接杆的运动，从而驱动棘爪转动卡入或者脱出两相邻棘齿形成的齿槽内，进而有效精准控制轮片11与轴套2之间的同步或异步转动，有效降低多级变速装置的转动质量，减小驱动多级变速装置转动的驱动力，降低动力源输出，有效避免了由于卡死而出现的安全隐患。

同时，当电磁铁上连接滑套时，滑套滑动套装在轴套2的外侧，滑套的直径朝向电磁铁方向逐渐增大，滑套朝向轮片11滑动时，由于直径逐渐增大，电磁铁14不通电时，棘爪12在弹性件13的弹性作用下，收纳在安装槽内，当电磁铁14通电时，电磁铁14产生磁场，磁场吸引滑套向靠近轮片11的方向运动，滑套插入轮片11过程中由于直径逐渐增大，滑套使得棘爪12绕其与安装槽的铰接点转动，棘爪12伸出安装槽卡入两相邻棘齿15形成的齿槽内，此时轮片11可以相对轴套2同步转动。当需要轮片11与轴套2异步转动时，需要将电磁铁14断电，此时磁场消失，滑套与轮片分离，棘爪12在弹性件13的弹性作用下回到安装槽内，此时轮片11与轴套2可以异步转动。

具体地，所述电磁装置的数量为两个，两所述电磁装置之间的连线垂直所述轴套2的轴线。上述结构中，两个电磁装置处于同一平面内，该平面垂直与轴套2的轴线，且两者之间的连线经过该平面的中心，当轮片11需要与轴套2同步转动时，两个电磁装置同时通电，当需要轮片11需要与轴套2异步转动时，两个电磁装置同时不通电，两个电磁装置同时控制对应轮片11有效保证轮片11与轴套2连接强度，从而实现更好的效果。

需要指出的是，每一个轮片11匹配的电磁装置至少为一个，也可以设计为多个，多个电磁装置处于同一圆周面上，且相邻两个电磁装置的中心角相等，多个电磁装置同步工作，共同控制对应轮片11 与轴套2的同步或异步转动。

具体理解的是，所述轮片11的外圆周面上设置有皮带槽，所述轮片11通过设置在所述皮带槽内的皮带与动力部件连接。上述结构中，轮片11的外圆周面开设有皮带槽，皮带槽内设置有皮带，皮带连接其它传动部件，皮带槽不仅加工简单、成本低，同时皮带的选用成本较低，能够有效降低制造和使用的成本。

需要指出的是，上述轮片11与其它动力部件连接还可以为其它的传动方式，例如链传动、齿轮传动等，也就是说上述轮片11的外圆周面上的用于传动的结构形式不仅仅局限于皮带槽，也可以为齿槽、链齿等。

具体地，所述轮片11与所述轴套2的连接处设置有轴承3，所述轴承3的内圈套装固接于所述轴套2的外圆周面上。轮片11与轴套2的连接处设置有轴承3，轴承3的内圈套装固接在轴套2的外圆周面上，外圈与轮片11固接。轮片11与轴套2之间加装轴承3，当轴套2与轮片11异步转动时运行更加流畅，从而有效降低多级变速装置转动时的质量，驱动多级变速装置转动时的动力消耗，进而降低了成本。

具体地，所述轴承3的数量为两个，两所述轴承3分置于所述轮片11与所述轴套2的两个端口处。上述轴承3的数量为两个，轮片 11与轴套2连接处的两个端口各设置一个，该种结构能够使得轮片 11与轴套2相对异步转动时能够更加顺畅。上述轴承3的数量不仅仅局限于两个，在满足设计和使用的前提下，轴承3的数量可以增加也可以减少。

具体地，所述轴承3为球轴承。球轴承的有点为：能同时受径向和轴向载荷，故轴承3组合结构简单；径向游隙比较小，向心角接触轴承可用预紧可用预紧力消除游隙，运转精度高；一般条件下，滚动轴承的效率和液体动力润滑轴承相当，但较混合润滑轴承要高一些；对于同尺寸的轴径，滚动轴承的宽度比滑动轴承小，可使机器的轴向结构紧凑；标准化程度高，成批生产，消耗润滑剂少，便于密封，易于维护，不需要有用有色金属成本低。当然轴承3的形式可以为多种，上述仅是众多实施例中的优选方案，在满足设计和使用的前提下还可以选用其它结构形式作为该处的备选方案。

具体地，所述轴套2的内圆周面开设有内螺纹，所述轴套2与轴通过螺纹连接固定。上述结构中，螺纹制造、使用都简单,联接可靠、使用方便、通用性好、可装拆而重复使用等优点。轴套2与轴的连接方式还可以为多种形式，例如卡接、焊接等。

上述各实施例仅是本实用新型的优选实施方式，在本技术领域内，凡是基于本实用新型技术方案上的变化和改进，不应排除在本实用新型的保护范围之外。