外殼旋轉式自動變速器的製作方法
2023-05-24 00:39:21 4
專利名稱：外殼旋轉式自動變速器的製作方法
技術領域：
本發明涉及車輛變速器技術領域，它適用於自行車、摩託車等用鏈條飛輪傳動車 輛行進的自動變速。 技術背景目前，公知的自行車、摩託車用變速器常見為手動變速器，其雖然製造成本低， 但使用不方便。人們希望有一種結構簡單，製造成本低，使用方便的自動變速器，替 代已有的手動變速器。 發明內容本發明的目的是提供一種結構簡單、運行可靠、製造成本低、使用方便的外殼旋 轉式自動變速器。為了實現上述目的，本發明採取以下技術方案-一種外殼旋轉式自動變速器，它包括有一個筒形的殼體，在殼體的兩端一側設有 輸入端蓋，另一側設有輸出端蓋，其特徵在於在輸入端蓋的中部設有進入殼體內的 空心輸入軸，在輸出端蓋的中部設有進入殼體內的車輪軸，該車輪軸穿過空心輸入軸 而且長於空心輸入軸出現在殼體外，車輪軸的兩端固定連接在後輪車架上，由筒形殼 體和兩端端蓋組成的外殼可以在車輪軸上自由旋轉，在殼體內的空心輸入軸端上固定 連接有輸入齒輪，該空心輸入軸與車輪軸是轉動支撐連接，輸入端蓋可以在空心輸入 軸上自由旋轉，輸出端蓋固定連接在殼體內的輸出齒輪上，該輸出齒輪為空心齒輪， 套在車輪軸上，並可在車輪軸上自由旋轉，輸入端蓋和輸出端蓋同筒形的殼體固定連 接在一起組成外殼，其連接部分留有車輪輻條孔，在殼體內輸入齒輪和輸出齒輪之間， 設有兩個套在車輪軸上的板形行星齒輪支架，該板形行星齒輪支架與車輪軸是轉動連 接，在兩個板形的行星齒輪支架的兩外端之間活動連接有行星齒輪軸，在行星齒輪軸 的兩端頭固定連接有行星大齒輪和行星小齒輪，該行星大齒輪與輸入齒輪嚙合，行星 小齒輪與輸出齒輪嚙合，在行星齒輪軸的中部，兩個板形行星齒輪支架的中間，固定 連接有偏心輪，在偏心輪的內側設置有橢圓形彈簧環，在橢圓形彈簧環上的短徑相垂 直的方向上設置有凸銷，凸銷的長度約等於板形行星齒輪支架的厚度，在橢圓形彈簧 環的內側設置有棘輪，該棘輪固定連接在車輪軸上，其直徑略小於橢圓形彈簧環被兩 個偏心輪同時壓縮後的短徑，在板形行星齒輪支架的兩側的行星齒輪軸之間連線上對 稱的各設置有一段溝槽，以放置橢圓形彈簧環短徑上的凸銷，使橢圓形彈簧環短徑上 的凸銷只能在溝槽內往復運動，在兩個板形行星齒輪支架上分別相對設有棘爪軸孔， 在相對的棘爪軸孔內安裝有棘爪軸，在棘爪軸上套接有棘爪，同時棘爪軸固定連接兩個板形行星齒輪支架，在棘爪上設置有一彈簧片，該彈簧片一端固定連接在板形行星 齒輪支架上，另一端壓住棘爪尖部，棘爪尖部壓住棘輪，使行星齒輪支架只能沿空心 輸入軸同方向單向轉動；所述車輪軸、筒形的殼體、空心輸入軸、輸入齒輪、棘輪、 輸出齒輪、輸入端蓋、輸出端蓋的軸心均在一條直線上。當空心輸入軸輸入轉矩時， 外殼便與空心輸入軸同方向運轉。上述輸入齒輪齒數小於等於行星大齒輪齒數，所述輸出齒輪齒數大於行星小齒輪 齒數。上述橢圓形彈簧環彈性的大小根據需要進行設置，其大小與輸出齒輪齒數同行星 小齒輪齒數之比有關。當所述輸入齒輪齒數等於行星大齒輪齒數，所述輸出齒輪齒數 為行星小齒輪齒數的2倍時，橢圓形彈簧環彈力的大小為兩個偏心輪的長半徑同時轉 過與橢圓形彈簧環接觸點時所需的轉矩為預定輸入轉矩一半時的力(未考慮摩擦因 素)。運行原理由本發明結構可以知道1、 行星大齒輪、行星小齒輪、偏心輪只能自轉或公轉，行星大齒輪、行星小齒輪、 偏心輪在自轉的情況下，輸出齒輪是變了速的，外殼轉速慢於輸入轉速；行星大齒輪、 行星小齒輪、偏心輪在公轉的情況下，輸出齒輪是不變速的，外殼轉速等於輸入轉速。2、 行星小齒輪是唯一向輸出齒輪傳遞轉矩的齒輪，它不論自轉或公轉，都是使輸 出齒輪與空心輸入軸同方向旋轉，自轉使輸出齒輪輸出的轉矩大，公轉使輸出齒輪輸 出的轉矩小。3、 當兩個偏心輪的長半徑同時轉到與橢圓形彈簧環接觸點時，橢圓形彈簧環被壓 縮，橢圓形彈簧環儲存能量，當兩個偏心輪的長半徑同時轉過了與橢圓形彈簧環接觸 點時，橢圓形彈簧環恢復形狀，釋放能量，可見橢圓形彈簧環不消耗能量。下面，以輸入齒輪齒數等於行星大齒輪齒數，輸出齒輪齒數為行星小齒輪齒數的2 倍，減速比為2的外殼旋轉式自動變速器為例加以說明 變速運行當負載轉矩為1-2個預定輸入轉矩時，因其大於預定輸入轉矩，行星小齒輪不能 公轉；因本發明減速比為2，預定輸入轉矩通過行星小齒輪自轉變速後，輸出轉矩為2 個預定輸入轉矩，其大於等於負載轉矩，因此，行星小齒輪能夠自轉，變速運行開始。不變速運行當負載轉矩為0-1個預定輸入轉矩時，本發明輸出齒輪齒數為行星小齒輪齒數的2倍，表現在行星小齒輪上，其轉矩小於0.5個預定輸入轉矩，因當兩個偏心輪的長半 徑同時轉過與橢圓形彈簧環接觸點時，需要0.5個預定輸入轉矩(預先設定的)，其大 於負載轉矩表現在行星小齒輪上的轉矩，因此，兩個偏心輪的長半徑不能轉過與橢圓形彈簧環接觸點，行星小齒輪不能自轉，只能公轉，而負載轉矩為0-1個預定輸入轉 矩，小於等於預定輸入轉矩，公轉能夠進行，本發明進行不變速運行。由上可知，整個變速過程都是由本發明根據負載轉矩大小來自動控制的，負載轉 矩大(車輛爬坡時)，行星小齒輪自轉，不公轉，輸出變速；當負載轉矩小，(車輛平 地行駛時)，行星小齒輪公轉，不自轉，輸出不變速，達到了自動變速的目的。 本發明由於採用了以上設計，具有以下優點1、 本發明能根據道路狀況，自動變動轉矩和轉速，使騎自行車人上坡時不至於太 累，更不至於推著自行車上坡，且車速能達到最佳效果，適合我國城鄉道路多種多樣 的現狀，能有效擴大自行車的應用地域和範圍，有利於環境保護。2、 本發明重量輕，體積小，可直接安裝在自行車(摩託車)後輪中部，成為車輪 的一部分，不佔用其他空間。3、 本發明採用了簡單的機械結構，因此，可靠性高，生產成本低，價格便宜，且 維修簡單、費用低廉。4、 本發明根據需要，可以多組合串聯使用，即將第一組合的輸出連接第二組合的 輸入，變速檔位可以達到2的組合數次方，即一組合2檔，二組合4檔，三組合8檔......可以滿足各種車型對轉矩變化的不同要求。5、 本發明可以根據摩託車運行的需要，自動變速、變矩，減輕了駕駛人員的負擔， 有利於行車安全。6、 本發明輸入輸出轉向相同，對原車結構沒有影響，舊自行車舊摩託車也可以直 接安裝使用。
圖1是本發明一組合剖視結構示意圖。 圖2是本發明一組合傳動部分的立體示意圖。
具體實施方式
參見圖l、圖2所示 一種外殼旋轉式自動變速器，它包括有一個筒形的殼體14，在殼體的兩端一側設有輸入端蓋15，另一側設有輸出端蓋8，在輸入端蓋15的中部設 有進入殼體內的空心輸入軸2，在輸出端蓋8的中部設有進入殼體內的車輪軸1，該車 輪軸1穿過空心輸入軸2而且長於空心輸入軸2出現在殼體外，車輪軸1的兩端固定 連接在車輛的後輪車架上，在殼體內的空心輸入軸2端上固定連接有輸入齒輪16,該 空心輸入軸2與車輪軸1是轉動支撐連接，空心輸入軸2可以在車輪軸1上自由旋轉， 在空心輸入軸2上安裝鏈輪22，輸入端蓋15可以在空心輸入軸2上自由旋轉，輸出 端蓋8通過螺釘23固定連接在殼體內的輸出齒輪11上，該輸出齒輪11為空心齒輪， 套在車輪軸1上，並可在車輪軸1上自由旋轉，輸入端蓋15和輸出端蓋8與筒形的殼 體H固定連接在一起組成外殼，其連接部分留有車輪輻條孔23，在殼體內輸入齒輪16和輸出齒輪11之間，設有兩個套在車輪軸1上的板形行星齒輪支架6，該板形行星 齒輪支架6可以在車輪軸1上旋轉，在兩個板形的行星齒輪支架6的兩外端之間活動 連接有行星齒輪軸9，在行星齒輪軸9的兩端頭固定連接有行星大齒輪3和行星小齒 輪7，該行星大齒輪3與輸入齒輪16嚙合，行星小齒輪7與輸出齒輪11嚙合，在行 星齒輪軸9的中部，兩個板形行星齒輪支架6的中間，固定連接有偏心輪5，在偏心 輪5的內側設置有橢圓形彈簧環4，在橢圓形彈簧環4上與短徑相垂直的方向上兩側 凸出有凸銷20，凸銷20的長度約等於板形行星齒輪支架6的厚度，在橢圓形彈簧環4 的內側設置有棘輪10,該棘輪10固定連接在車輪軸1上，其直徑略小於橢圓形彈簧 環4被兩個偏心輪5同時壓縮後的短徑，在板形行星齒輪支架6的兩側的行星齒輪軸 9之間連線上對稱的各設置有一段溝槽19，以放置橢圓形彈簧環4短徑上的凸銷，使 橢圓形彈簧環4短徑上的凸銷20隻能在溝槽19內往復運動，在兩個板形行星齒輪支 架6上分別相對設有棘爪軸孔18，在相對的棘爪軸孔18內安裝有棘爪軸13，在棘爪 軸13上套接有棘爪12,同時棘爪軸13固定連接兩個板形行星齒輪支架，棘爪上設置 有一彈簧片17，該彈簧片17 —端固定連接在板形行星齒輪支架6上，另一端壓住棘 爪12尖部，棘爪12尖部壓住棘輪10，當板形行星齒輪支架6旋轉時，由於離心力的 作用，棘爪12尖部離開棘輪10，避免了摩擦和磨損，當行星齒輪支架6停止旋轉時， 由於彈簧片17的彈性作用，棘爪12始終壓住棘輪10，使行星齒輪支架6隻能沿空心 輸入軸2同方向單向轉動。為了使偏心輪5與橢圓形彈簧環4相互轉動減少摩擦阻力，在偏心輪5的外圓上 套有偏心輪軸承21。為了轉動靈活，空心輸入軸2與車輪軸1之間是由滾珠24進行滾動支承；板形行 星齒輪支架6與車輪軸1之間是由滾珠25進行滾動支承；輸出齒輪11與車輪軸1之 間是由滾珠26進行滾動支承；輸入端蓋15與空心輸入軸2之間是由滾珠27進行滾動 支承；板形行星齒輪支架6與行星齒輪軸9是由滾珠28進行滾動支承。上述車輪軸1、空心輸入軸2、輸入齒輪16、棘輪10、輸出齒輪11、輸入端蓋15、 輸出端蓋8的軸心均在一條直線上。上述筒形的殼體14、輸入端蓋15、空心輸入軸2、輸出端蓋8、輸入齒輪16、輸 出齒輪ll、板形行星齒輪支架6、行星齒輪軸9、行星大齒輪3、行星小齒輪7、偏心 輪5、偏心輪軸承21、橢圓形彈簧環4、棘輪IO、棘爪12、棘爪軸13、彈簧片17都 是以車輪軸l為中心，呈軸對稱分布，使本自動變速器轉動時，運行平穩、受力均勻、 安全可靠。
權利要求
1、一種外殼旋轉式自動變速器，它包括有一個筒形的殼體，在殼體的兩端一側設有輸入端蓋，另一側設有輸出端蓋，其特徵在於在輸入端蓋的中部設有進入殼體內的空心輸入軸，在輸出端蓋的中部設有進入殼體內的車輪軸，該車輪軸穿過空心輸入軸而且長於空心輸入軸出現在殼體外，在殼體內的空心輸入軸端上固定連接有輸入齒輪，該空心輸入軸與車輪軸是轉動支撐連接，輸出端蓋固定連接在殼體內的輸出齒輪上，該輸出齒輪為空心齒輪，套在車輪軸上，並可在車輪軸上自由旋轉，輸入端蓋和輸出端蓋同筒形的殼體固定連接在一起組成外殼，在殼體內輸入齒輪和輸出齒輪之間，設有兩個套在車輪軸上的板形行星齒輪支架，該板形行星齒輪支架與車輪軸是轉動連接，在兩個板形的行星齒輪支架的兩外端之間活動連接有行星齒輪軸，在行星齒輪軸的兩端頭固定連接有行星大齒輪和行星小齒輪，該行星大齒輪與輸入齒輪嚙合，行星小齒輪與輸出齒輪嚙合，在行星齒輪軸的中部，兩個板形行星齒輪支架的中間，固定連接有偏心輪，在偏心輪的內側設置有橢圓形彈簧環，在橢圓形彈簧環上的短徑相垂直的方向上設置有凸銷，在橢圓形彈簧環的內側設置有棘輪，該棘輪固定連接在車輪軸上，在板形行星齒輪支架的兩側的行星齒輪軸之間連線上對稱的各設置有一段溝槽，以放置橢圓形彈簧環短徑上的凸銷，使橢圓形彈簧環短徑上的凸銷只能在溝槽內往復運動，在兩個板形行星齒輪支架上分別相對設有棘爪軸孔，在相對的棘爪軸孔內安裝有棘爪軸，在棘爪軸上套接有棘爪，同時棘爪軸固定連接兩個板形行星齒輪支架，在棘爪上設置有一彈簧片，該彈簧片一端固定連接在板形行星齒輪支架上，另一端壓住棘爪尖部，棘爪尖部壓住棘輪；所述車輪軸、筒形的殼體、空心輸入軸、輸入齒輪、棘輪、輸出齒輪、輸入端蓋、輸出端蓋的軸心均在一條直線上。
2、 根據權利要求1所述的外殼旋轉式自動變速器，其特徵在於所述輸入齒輪 齒數小於等於行星大齒輪齒數，所述輸出齒輪齒數大於行星小齒輪齒數。
3、 根據權利要求1所述的外殼旋轉式自動變速器，其特徵在於所述筒形的殼體、 輸入端蓋、空心輸入軸、輸出端蓋、輸入齒輪、輸出齒輪、板形行星齒輪支架、行星 齒輪軸、行星大齒輪、行星小齒輪、偏心輪、偏心輪軸承、橢圓形彈簧環、棘輪、棘 爪、棘爪軸、彈簧片都是以車輪軸為中心，呈軸對稱分布。
全文摘要
一種外殼旋轉式自動變速器，它由筒形外殼及輸入端蓋、輸出端蓋固定連接組成外殼，其結構為輸入端蓋可旋轉的套在空心輸入軸上，該空心輸入軸在殼內的端頭固定有輸入齒輪，並可旋轉的套在固定有棘輪、且棘輪兩邊套有板形行星齒輪支架的車輪軸上，在兩行星齒輪支架的兩外端之間，活動連接有行星齒輪軸，該軸兩端固定連接有行星大齒輪，行星小齒輪，中部固定連接有偏心輪，該行星大齒輪與輸入齒輪嚙合，行星小齒輪與輸出齒輪嚙合，在偏心輪的內側設置有橢圓形彈簧環，輸出端蓋同輸出齒輪固定連接，並可旋轉的套在車輪軸的另一端上，車輪軸的兩端固定在後輪車架上。本發明的優點是外殼旋轉成為車輪的一部分，使用方便，適用於自行車摩託車等車輛。
文檔編號F16H33/00GK101216096SQ20071030428
公開日2008年7月9日 申請日期2007年12月26日 優先權日2007年12月26日
發明者偉 顏 申請人:偉 顏