一种单轮驱动棘爪移动式换挡二挡变速装置的制作方法

【技术领域】

本发明涉及自行车技术领域，具体涉及一种单轮驱动棘爪移动式换挡二挡变速装置。

背景技术：

现有技术中的单轮驱动手动换挡二挡变速装置一般包括：中心轴及轮毂，所述中心轴为动力输入件，所述轮毂为动力输出件，所述中心轴与轮毂之间设置有变速机构，所述变速机构包括：行星变速器、换挡机构及拨挡机构，所述行星变速器包括：齿圈、中心轮、行星架及行星轮，所述中心轴与中心轮或行星架固定连接，所述齿圈与车架固定连接，所述行星架与轮毂之间设有超越离合器，所述换挡机构包括棘爪件架、棘轮、换挡套及至少一个棘爪件，所述棘爪件架设置于中心轮上，所述棘爪件安装于棘爪件架上，所述棘轮设置于轮毂内，所述棘爪件架上设有用于控制棘爪件初始位置的弹性件。该二挡变速装置的工作原理为：通过移动拨挡杆可带动换挡套移动，换挡套移动可控制棘爪件的打开跟闭合，棘爪件打开时，棘爪件与轮毂内的棘轮相啮合，棘爪件闭合时，棘爪件与轮毂内的棘轮脱离啮合，从而实现手动换挡两挡变速。

该单轮驱动手动换挡两挡变速装置的缺陷在于：1、该装置中必须使用两套超越离合器；2、换挡套的使用使得变速装置内结构较为复杂。因此，有必要提供一种解决上述技术问题的单轮驱动棘爪移动式换挡二挡变速装置。

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紧凑、换挡稳定性好的单轮驱动棘爪移动式换挡二挡变速装置。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种单轮驱动棘爪移动式换挡二挡变速装置，包括：中心轴、轮毂及设置于中心轴与轮毂之间的行星变速器、换挡机构及拨挡机构，所述行星变速器包括：行星架、中心轮、行星轮及齿圈，所述齿圈与车架相固定，所述行星架或中心轮设置于中心轴上并与中心轴一体成型或固定连接，所述换挡机构包括：棘爪件架、棘轮及安装于棘爪件架上的至少一个棘爪件，所述棘爪件架上安装有用于控制棘爪件初始位置的弹性件，所述棘爪件架与轮毂之间形成滑动连接，当行星架设置于中心轴上并与中心轴一体成型或固定连接时，所述棘轮同时设置于行星架及中心轮上或同时设置于中心轴及中心轮上，当中心轮设置于中心轴上并与中心轴一体成型或固定连接时，所述棘轮同时设置于中心轮及行星架上或同时设置于中心轴及行星架上。

优选地，在上述的一种单轮驱动棘爪移动式换挡二挡变速装置中：所述棘爪件架的外壁与轮毂的内壁两者中，其中一个部件上设置有键，另一个部件上设置有与键相配合的键槽以实现棘爪件架相对于轮毂的滑动。

优选地，在上述的一种单轮驱动棘爪移动式换挡二挡变速装置中：所述拨挡机构包括：拨挡杆、安装于拨挡杆上的拨挡件及复位弹簧。

优选地，在上述的一种单轮驱动棘爪移动式换挡二挡变速装置中：所述拨挡件上设有凸台，所述棘爪件架上设有与凸台相配合的凹槽。

优选地，在上述的一种单轮驱动棘爪移动式换挡二挡变速装置中：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，所述棘爪件收容于该开口内并通过销安装于棘爪件架上。

优选地，在上述的一种单轮驱动棘爪移动式换挡二挡变速装置中：所述中心轴的一端设有端盖及并紧螺母，所述端盖与车架相固定。

优选地，在上述的一种单轮驱动棘爪移动式换挡二挡变速装置中：所述弹性件为弹簧、扭簧或弹片。

优选地，在上述的一种单轮驱动棘爪移动式换挡二挡变速装置中：所述棘爪件上设有与棘轮相配合的棘爪部，所述棘爪部上设有啮合导向面。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明单轮驱动棘爪移动式换挡二挡变速装置中的换挡机构不仅起到换挡的作用而且同时还起到超越离合器的作用，因此，本发明中的变速装置无需单独设置超越离合器，结构大大得到了简化，换挡操控方便而且换挡稳定性也大大提升。

【附图说明】

图1是本发明实施例1中单轮驱动棘爪移动式换挡二挡变速装置的主视结构示意图。

图2是本发明实施例1中单轮驱动棘爪移动式换挡二挡变速装置的剖视结构示意图。

图3是本发明实施例1中单轮驱动棘爪移动式换挡二挡变速装置的分解结构示意图。

图4是本发明实施例2中单轮驱动棘爪移动式换挡二挡变速装置的剖视结构示意图。

图中：1、中心轴，2、轮毂，3、行星变速器，30、中心轮，31、行星架，32、行星轮，33、齿圈，4、换挡机构，40、棘爪件架，400、长条形键槽，401、开口，402、弹簧，403、凹槽，41、棘爪件，410、棘爪部，42、第一棘轮，43、第二棘轮，5、拨挡机构，50、拨挡杆，51、拨挡件，510、凸台，6端盖，7、并紧螺母。

【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棘爪移动式换挡二挡变速装置作进一步的详细描述。

实施例1

参图1至图3所示，一种单轮驱动棘爪移动式换挡二挡变速装置，包括：中心轴1、轮毂2及设置于中心轴1与轮毂2之间的行星变速器3、换挡机构4及拨挡机构5。所述中心轴1的一端设有端盖6及并紧螺母7，所述端盖6与车架相固定，所述端盖6与轮毂之间通过轴承或滚轮连接，所述端盖6与并紧螺母7之间通过轴承或滚轮连接。

所述行星变速器3包括：中心轮30、行星架31、行星轮32及齿圈33，所述中心轮30套设于中心轴1上，所述行星架31与中心轴1固定连接，在本实施方式中，所述行星架31与中心轴1通过花键连接，所述齿圈33与车架相固定。

所述换挡机构4包括：棘爪件架40、安装于棘爪件架40上的三个棘爪件41、设置于中心轮30外圆周面上的第一棘轮42及设置于行星架31外圆周面上的第二棘轮43，当然在其他的实施方式中，所述第二棘轮43也可设置于中心轴1上，同样可以实现本发明，所述棘爪件架40套设于中心轴1上，所述轮毂2的内壁处设置有长条形键，所述棘爪件架40的外壁处设置有与长条形键相配合的长条形键槽400，从而使棘爪件架40可相对于轮毂2作来回滑动，当然在其他的实施方式中，也可在棘爪件架40的外壁处设置长条形键，在轮毂2的内壁处设置长条形键槽，也可实现棘爪件架40相对于轮毂2的相对滑动，所述棘爪件架40呈圆环状设置，所述棘爪件架40上开设有数个开口401，所述棘爪件41收容于该开口401内并通过销安装于棘爪件架40上。所述棘爪件41上设有棘爪部410，所述棘爪部410的两端分别设有啮合导向面，该啮合导向面在棘爪部410与棘轮相啮合时起到导向作用，从而使得换挡更加平稳。所述棘爪件架40上设有用于控制棘爪件41初始位置的弹性件，在本实施方式中，所述弹性件为弹簧402，当然在其他的实施方式中，所述弹性件也可为扭簧或者弹性片等其他弹性件。

所述拨挡机构5包括拨挡杆50、安装于拨挡杆50上的拨挡件51及复位弹簧，所述拨挡件51上设置有凸台510，所述棘爪件架40上设有与凸台510相配合的凹槽403。

本发明中单轮驱动棘爪移动式换挡二挡变速装置的工作原理为：本发明中的单轮驱动棘爪移动式换挡二挡变速装置共实现二挡变速，低速挡时，所述棘爪件41在弹簧402的控制下与第二棘轮43相啮合，动力由中心轴1输入，由于行星架31与中心轴1固定连接，因此行星架31同步转动，由于第二棘轮43设置于行星架31的外圆周面上，第二棘轮43又与棘爪件41相啮合，棘爪件41又设置于棘爪件架40上，因此棘爪件架40同步转动，由于棘爪件架40与轮毂2之间通过键连接，因此轮毂2同步转动，从而驱动安装于轮毂2上的车轮转动，快速挡时，手动移动拨挡杆50，由于拨挡杆50通过拨挡件51与棘爪件架40实现联动，因此棘爪件架40作相对移动，使得棘爪件架40上的棘爪件41与第二棘轮43脱离啮合，而与第一棘轮42相啮合，动力由中心轴1输入，由于行星架31与中心轴1固定连接，因此行星架31同步转动，所述行星架31通过行星轮32的传动将动力传递给中心轮30，由于第一棘轮42设置于中心轮30上，第一棘轮42又与棘爪件41相啮合，棘爪件41又设置于棘爪件架40上，因此棘爪件架40作同步转动，而棘爪件架40与轮毂2之间又通过键连接，因此动力最终传递给轮毂2并由轮毂2进行动力输出。

实施例2

本实施例中的其余结构均与实施例1相同，不同之处在于：在实施例1中，所述中心轴1与行星架31固定连接，所述中心轮30套设于中心轴1上并可相对于中心轴1转动，而在本实施例中，所述中心轴1与中心轮30固定连接，所述行星架31套设于中心轴1上并可相对于中心轴1转动，第一棘轮42设置于中心轮30上，当然在其他的实施方式中，所述第一棘轮42也可设置于中心轴1上，同样可以实现本发明，本实施例中变速装置的工作原理为：低速挡时，棘爪件41在弹簧的控制下与第二棘轮43相啮合，动力由中心轴1输入，由于中心轮30与中心轴1固定连接，因此中心轮30同步转动，中心轮30通过行星轮32的传动将动力传递给行星架31，由于第二棘轮43设置于行星架31上，第二棘轮43又与棘爪件41相啮合，棘爪件41又设置于棘爪件架40上，因此动力传递给棘爪件架40，由于棘爪件架40与轮毂2之间通过键连接，因此动力最终传递给轮毂2并由轮毂2进行动力输出。快速挡时，手动移动拨挡杆，由于拨挡杆通过拨挡件与棘爪件架40实现联动，因此棘爪件架40作相对移动，使得棘爪件架40上的棘爪件41与第二棘轮43脱离啮合，而与第一棘轮42相啮合，动力由中心轴1输入，由于中心轮30与中心轴1固定连接，因此中心轮30同步转动，由于第一棘轮42设置于中心轮30上，第一棘轮42与棘爪件41相啮合，棘爪件41又设置于棘爪件架40上，因此棘爪件架40同步转动，由于棘爪件架40与轮毂2之间通过键连接，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，本发明单轮驱动棘爪移动式换挡二挡变速装置中的换挡机构不仅起到换挡的作用而且同时还起到超越离合器的作用，因此，本发明中的变速装置无需单独设置超越离合器，结构大大得到了简化，换挡操控方便而且换挡稳定性也大大提升。

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。