一種三檔全自動變速器的制作方法

本發明涉及自行車技術領域，具體涉及一種三檔全自動變速器。

背景技術：

自行車變速器分為內變速器和外變速器兩種，外變速器是采用開放式鏈條機構為傳動系統，通過撥動安裝于自行車前方的換檔器使鏈條變換到不同的飛輪上實現不同的鏈條傳動比，由于外變速器裸露在外，因此比較容易生銹，而且容易受到外力的干擾，所以經常需要定期維護保養，內變速器主要是以行星齒輪機構作為傳動主體，被密封在花鼓內部，經過多層特殊密封材料保護，所以雨水、灰塵、油垢等無法進入，故無需定期保養，實現了免保養的優點。現在技術中的內變速器普遍存在以下缺陷：1、需要手動換檔，無法實現自動換檔；2、當內變速器換檔到中高速檔時，踏頻如果在降低，那么變速器很難保持在高速檔。

技術實現要素：

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種可降低對踏頻要求的三檔全自動變速器。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：一種三檔全自動變速器，包括：中心軸、動力輸入件及輪轂，所述輪轂為動力輸出件，所述中心軸與輪轂之間設置有變速機構，所述變速機構包括：行星變速器、第一自動離心換檔機構及第二自動離心換檔機構，所述行星變速器包括：齒圈、中心輪、行星架及行星輪，所述中心輪與中心軸一體成型或固定連接，所述中心軸與車架相固定，所述齒圈與動力輸入件之間設有第一超越離合器，所述行星架與輪轂之間設有第二超越離合器，所述第一自動離心換檔機構包括第一棘爪件架、第一棘輪及至少一個第一棘爪件，所述第一棘爪件安裝于第一棘爪件架上，所述第一棘爪件架設置于行星架上，所述第一棘輪設置于動力輸入件的內壁處，所述第二自動離心換檔機構包括第二棘爪件架、第二棘輪及至少一個第二棘爪件，所述第二棘爪安裝于第二棘爪件架上，所述第二棘爪件架設置于輪轂內，所述第二棘輪設置于齒圈上。

優選地，在上述的一種三檔全自動變速器中，所述第一自動離心換檔機構還包括至少一個第一聯動件,所述第一棘爪件通過第一連接件安裝于第一棘爪件架上，所述第一聯動件通過第二連接件安裝于第一棘爪件架上，所述第一棘爪件及第一聯動件在圓周方向上呈間隔設置，所述第一棘爪件包括第一端部、第二端部及設置于第一端部與第二端部之間的第一安裝部，至少一個第一棘爪件的第二端部的外壁處設有與第一棘輪相配合的棘爪部，所述第一棘爪件的第一安裝部設有用于安裝第一連接件的第一安裝孔，所述第一聯動件包括第三端部、第四端部及設置于第三端部與第四端部之間的第二安裝部，所述第一聯動件的第二安裝部設有用于安裝第二連接件的第二安裝孔，所述第一棘爪件的第二端部和/或第一聯動件的第三端部設有配重塊，所述第一棘爪件架上或第一聯動件上或第一棘爪件上安裝有用于控制第一棘爪件初始位置的彈性件，沿半徑方向所述第一聯動件的第三端部限位于第一棘爪件第二端部的內側、沿半徑方向所述第一聯動件的第四端部限位于第一棘爪件第一端部的內側或沿半徑方向所述第一棘爪件的第一端部限位于第一聯動件的第四端部的內側、所述第一棘爪件的的第二端部限位于第一聯動件第三端部的內側。

優選地，在上述的一種三檔全自動變速器中，所述第二自動離心換檔機構還包括至少一個第二聯動件，所述第二棘爪件通過第三連接件安裝于第二棘爪固定架上，所述第二聯動件通過第四連接件安裝于第二棘爪固定架上，所述第二棘爪件及第二聯動件在圓周方向上呈間隔設置，所述第二棘爪件包括：第五端部、第六端部及設置于第五端部與第六端部之間的第三安裝部，至少一個第二棘爪件的第六端部的內壁處設有與第二棘輪相配合的棘爪部，所述第二棘爪件的第三安裝部設有用于安裝第三連接件的第三安裝孔，所述第二聯動件包括第七端部、第八端部及設置于第七端部與第八端部之間的第四安裝部，所述第二聯動件的第四安裝部設有用于安裝第四連接件的第四安裝孔，所述第二棘爪件的第五端部和/或第二聯動件的第八端部設有配重塊，沿半徑方向所述第二棘爪件的第五端部限位于第二聯動件的第八端部的內側、所述第二棘爪件的第六端部限位于第二聯動件第七端部的內側或沿半徑方向所述第二聯動件的第八端部限位于第二棘爪件第五端部的內側、所述第二聯動件的第七端部限位于第二棘爪件的第六端部的內側，所述第二棘爪固定架上或第二聯動件上或第二棘爪件上安裝有用于控制第二棘爪件初始位置的彈性件。

優選地，在上述的一種三檔全自動變速器中，所述第一自動離心換檔機構還包括至少一個第一聯動件,所述第一棘爪件通過第一連接件安裝于第一棘爪件架上，所述第一聯動件的一端與相鄰的其中一個第一棘爪件活動連接，所述第一聯動件的另一端與相鄰的另外一個第一棘爪件活動連接，所述第一棘爪件及第一聯動件在圓周方向上呈間隔設置，所述第一棘爪件包括第一端部、第二端部及設置于第一端部與第二端部之間的第一安裝部，所述第一棘爪件的第二端部設有配重塊，至少一個第一棘爪件的第二端部的外壁處設有與第一棘輪相配合的棘爪部，所述第一棘爪件的第一安裝部設有用于安裝第一連接件的第一安裝孔，所述第一棘爪件架上安裝有用于控制棘爪件初始位置的彈性件。

優選地，在上述的一種三檔全自動變速器中，所述第二自動離心換檔機構還包括至少一個第二聯動件,所述第二棘爪件通過第三連接件安裝于第二棘爪件架上，所述第二聯動件的一端與相鄰的其中一個第二棘爪件活動連接，所述第二聯動件的另一端與相鄰的另外一個第二棘爪件活動連接，所述第二棘爪件及第二聯動件在圓周方向上呈間隔設置，所述第二棘爪件包括第五端部、第六端部及設置于第五端部與第六端部之間的第三安裝部，至少一個第二棘爪件的第六端部的內壁處設有與第二棘輪相配合的棘爪部，所述第二棘爪件的第三安裝部設有用于安裝第三連接件的第三安裝孔，所述第二棘爪件的第五端部設有配重塊，所述第二棘爪件架上安裝有用于控制棘爪件初始位置的彈性件。

優選地，在上述的一種三檔全自動變速器中，所述第一棘爪件架包括：圓環狀基部及自圓環狀基部的外壁向外延伸的數個安裝座，所述第一棘爪件安裝于安裝座上。

優選地，在上述的一種三檔全自動變速器中，所述第二棘爪件架包括：圓環狀基部及自圓環狀基部的內壁向內延伸的數個安裝座，所述第二棘爪件安裝于安裝座上。

優選地，在上述的一種三檔全自動變速器中，所述第一棘爪件與第一聯動件的配合面呈漸開線狀或弧線狀設置，

優選地，在上述的一種三檔全自動變速器中，所述第二棘爪件與第二聯動件的配合面呈漸開線狀或弧線狀設置。

優選地，在上述的一種三檔全自動變速器中，所述中心軸的一端設有第一并緊件，所述中心軸的另一端設有第二并緊件，所述第一并緊件與動力輸入件之間設有軸承或滾輪，所述動力輸入件與輪轂之間設有軸承或滾輪，所述輪轂與第二并緊件之間設有軸承或滾輪

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：本發明中的三檔全自動變速器結構緊湊、安裝方便、傳動效率高、換檔牢靠、變速穩定，另外本發明中的變速器在中高檔時可降低對踏頻的要求，從而使得騎行更加輕松。

【附圖說明】

圖1是本發明中三檔全自動變速器的主視結構示意圖。

圖2是本發明中三檔全自動變速器的分解結構示意圖。

圖3是沿圖1所示A-A線的剖視結構示意圖。

圖4是本發明第一自動離心換檔機構的結構示意圖。

圖5是本發明第二自動離心換檔機構的結構示意圖。

圖中：1、中心軸，10、第一并緊件，11、第二并緊件，2、動力輸入件，3、輪轂，4、行星變速器，40、行星架，41、齒圈，42、行星輪，43、中心輪，5、第一自動離心換檔機構，50、第一棘爪件架，500、圓環狀基部，51、第一棘爪件，510、第一端部，511、第二端部，512、第一安裝部，513、棘爪部，514、第一安裝孔，515、配重塊，52、第一聯動件，520、第三端部，521、第四端部，522、第二安裝部，523、第二安裝孔，524、配重塊，53、第一棘輪，54、彈性件，6、第二自動離心換檔機構，60、第二棘爪件架，600、圓環狀基部，61、第二棘爪件，610、第五端部，611、第六端部，612、第三安裝部，613、棘爪部，614、第三安裝孔，615、配重塊，62、第二聯動件，620、第七端部，621、第八端部，622、第四安裝部，623、第四安裝孔，624、配重塊，63、第二棘輪，64、彈性件，7、第一超越離合器，8、第二超越離合器。

【具體實施方式】

下面通過具體實施例對本發明所述的一種三檔后驅全自動變速器作進一步的詳細描述。

參圖1至圖5所示，一種三檔全自動變速器，包括：中心軸1、動力輸入件2及輪轂3，所述輪轂3為動力輸出件，所述中心軸1與輪轂3之間設有變速機構，所述變速機構包括一套行星變速器4及兩套自動離心換檔機構(第一自動離心換檔機構5及第二自動離心換檔機構6)。

所述行星變速器4包括行星架40、齒圈41、行星輪42及中心輪43，所述中心輪43與中心軸1一體成型，所述中心軸1與車架固定連接，所述齒圈41與動力輸入件2之間設有第一超越離合器7，在本實施方式中，所述第一超越離合器7的棘爪設置于齒圈41的外圓周面上，所述第一超越離合器7的棘輪設置于動力輸入件2的內壁處，當然在其他的實施方式中，所述第一超越離合器7的棘爪也可設置于動力輸入件2的內壁處，第一超越離合器7的棘輪也可設置于齒圈41的外圓周面上，同樣可以實現本發明。所述行星架與輪轂之間設有第二超越離合器8，在本實施方式中，所述第二超越離合器8的棘爪設置于行星架40的外圓周面上，所述第二超越離合器8的棘輪設置于輪轂3的內壁處，當然在其他的實施方式中，所述第二超越離合器8的棘爪也可設置于輪轂3的內壁處，所述第二超越離合器8的棘輪也可設置于行星架40的外圓周面上，同樣可以實現本發明。

所述第一自動離心換檔機構5包括：第一棘爪件架50、三個第一棘爪件51、三個第一聯動件52及第一棘輪53，所述第一棘爪件架50包括：圓環狀基部500及自圓環狀基部500的外壁向外延伸的數個安裝座，所述第一聯動件52及第一棘爪件51分別安裝于安裝座上。當然在其他實施方式中，不設置第一聯動件52或只設置一個第一聯動件52或只設置一個第一棘爪件51，同樣可以實現本發明。所述第一棘爪件架50與行星架40一體成型，所述第一棘輪53設置于動力輸入件2的內壁處并與動力輸入件2一體成型，所述第一棘爪件51通過銷安裝于第一棘爪件架50上，所述第一聯動件52通過銷安裝于第一棘爪件架50上，所述三個第一棘爪件51及三個第一聯動件52在圓周方向上呈間隔設置，所述第一棘爪件51包括第一端部510、第二端部511及設置于第一端部510與第二端部511之間的第一安裝部512，所述第一棘爪件51的第一安裝部512設有用于安裝銷的第一安裝孔514，在本實施方式中，每個第一棘爪件51的第二端部511的外壁處均設有與第一棘輪53相配合的棘爪部513，當然在其他實施方式中，也可以只有一個第一棘爪件51的第二端部511的外壁處設有與第一棘輪53相配合的棘爪部513，或者只有兩個第一棘爪件51的第二端部511的外壁處設有與第一棘輪53相配合的棘爪部513，同樣可以實現本發明。所述第一聯動件52包括第三端部520、第四端部521及設置于第三端部520與第四端部521之間的第二安裝部522，所述第一聯動件52的第二安裝部522設有用于安裝銷的第二安裝孔523，所述第一棘爪件51的第二端部511設有配重塊515，所述第一聯動件52的第三端部520設有配重塊524，沿半徑方向所述第一棘爪件51第二端部511限位于第一聯動件52的第三端部520的內側，沿半徑方向所述第一棘爪件51第一端部510限位于所述第一聯動件52的第四端部521的內側，這樣設置的好處在于不但棘爪件可產生離心力，聯動件也可產生離心力，從而大大提高了離心機構的離心力，使得整個離心機構可以設置的更加小型化，同時該種結構的離心機構可以設置較多的離心棘爪數量，從而使整個離心機構工作時穩定性更高。所述第一棘爪件架50上安裝有用于控制第一棘爪件51初始位置的彈性件54，所述彈性件54可以為扭簧、彈簧或彈簧片，當然在其他的實施方式中，所述彈性件54可以安裝在第一棘爪件51上或第一聯動件52上，同樣可以實現本發明。所述第一棘爪件51與第一聯動件52的配合面呈漸開線狀或弧線狀設置，這樣設置的好處在于：可使棘爪件的擺動角度與聯動件的擺動角度保持一致。

所述第二自動離心換檔機構6包括第二棘爪件架60、數個第二棘爪件61、數個第二聯動件62及第二棘輪63，所述第二棘爪件架60包括：圓環狀基部600及自圓環狀基部600的內壁向內延伸的數個安裝座，所述第二聯動件62及第二棘爪件61分別安裝于安裝座上。當然在其他實施方式中，不設置第二聯動件62或只設置一個第二聯動件62或只設置一個第二棘爪件61，同樣可以實現本發明。所述第二棘爪件架60設置于輪轂3內，所述第二棘輪63設置于齒圈41的外圓周處并與齒圈41一體成型。所述第二棘爪件架60上安裝有用于控制第二棘爪件61初始位置的彈性件64，所述彈性件64可以為扭簧、彈簧或彈簧片，當然在其他的實施方式中，所述彈性件64可以安裝在第二棘爪件61上或第二聯動件62上，同樣可以實現本發明。所述第二棘爪件61及第二聯動件62均通過銷安裝于第二棘爪件架60上，所述三個第二棘爪件61及三個第二聯動件62在圓周方向上呈間隔設置，所述第二棘爪件61包括：第五端部610、第六端部611及設置于第五端部610與第六端部611之間的第三安裝部612，所述第二棘爪件61的第三安裝部612設有用于安裝銷的第三安裝孔614，在本實施方式中，每個第二棘爪件61的第二端部611的內壁處均設有與第二棘輪63相配合的棘爪部613，當然在其他實施方式中，也可以只有一個第二棘爪件61的第二端部611的內壁處設有與第二棘輪63相配合的棘爪部613，或者只有兩個第二棘爪件61的第二端部611的內壁處設有與第二棘輪63相配合的棘爪部613，同樣可以實現本發明。所述第二聯動件62包括第七端部620、第八端部621及設置于第七端部620與第八端部621之間的第四安裝部622，所述第二聯動件62的第四安裝部設有用于安裝銷的第四安裝孔623，所述第二棘爪件61的第五端部610設有配重塊615，所述第二聯動件62的第八端部621設有配重塊624，沿半徑方向所述第二棘爪件61的第五端部610限位于第二聯動件62第八端部621的內側，沿半徑方向所述第二棘爪件61的第六端部611限位于第二聯動件62第七端部620的內側，這樣設置的好處在于不但棘爪件可產生離心力，聯動件也可產生離心力，從而大大提高了離心機構的離心力，使得整個離心機構可以設置的更加小型化，同時該種結構的離心機構可以設置較多的離心棘爪數量，從而使整個離心機構工作時穩定性更高。所述第二棘爪件61與第二聯動件62的配合面呈漸開線狀或弧線狀設置，從而可使第二棘爪件61的擺角與第二聯動件62的擺角保持一致。當然在其他的實施方式中，自動離心換擋機構也可以是這樣的結構，所述聯動件的一端與相鄰的其中一個棘爪件活動連接，所述聯動件的另一端與相鄰的另外一個棘爪件活動連接，即聯動件可通過兩端折彎的方式分別與兩個相鄰的棘爪件構成活動連接或者聯動件直接通過銷與兩個相鄰的棘爪件構成活動連接，此時聯動件相當于平衡拉桿起聯動作用，同樣可以實現本發明。

所述中心軸1的一端設有第一并緊件10，所述中心軸1的另一端設有第二并緊件11，所述第一并緊件10與動力輸入件2之間設有軸承或滾輪，所述動力輸入件2與輪轂3之間設有軸承或滾輪，所述輪轂3與第二并緊件11之間設有軸承或滾輪。

本發明中三檔全自動變速器的工作原理為：第一超越離合器7及第二超越離合器8均為常開狀態，即動力輸入件2與齒圈41始終保持嚙合狀態，行星架40與輪轂3始終保持嚙合狀態，輪轂3為動力輸出件，本發明中的變速器共實現三檔變速，一檔低速時，動力由動力輸入件2輸入，由于動力輸入件2與齒圈41相嚙合，因此動力傳輸給齒圈41，通過行星輪42的傳動，齒圈41將動力傳輸給行星架40，由于行星架40與輪轂3相嚙合，因此動力最終傳輸給輪轂3并由輪轂3進行動力輸出，二檔中速時，隨著動力輸入件2速度的提升，輪轂3的速度也隨著加快，當加快到一定程度時，輪轂3內的第二自動離心換檔機構6工作，第二自動離心換檔機構6的第二棘爪件61的配重塊端在離心力的作用下沿遠離軸心的方向運動，由于第二棘爪件61的配重塊及棘爪部分別設置于第二棘爪件61的兩端，基于杠桿原理，第二棘爪件61的棘爪部端向軸心方向運動，從而與齒圈41上的第二棘輪63相嚙合，第二自動離心機構6工作時，第二超越離合器8處于隨動狀態，動力由動力輸入件2進入，由于動力輸入件2與齒圈41相嚙合，因此動力傳輸給齒圈41，由于齒圈41通過第二自動離心機構6與輪轂3相嚙合，因此動力最終傳遞給輪轂3并由輪轂3進行動力輸出，當然二檔中速時除了上述的傳動路徑外還可以采用以下路徑：二檔中速時，第一自動離心機構5工作，第一自動離心換檔機構5中第一棘爪件51的配重塊產生離心力沿遠離軸心的方向運動，由于第一棘爪件51的棘爪部與配重塊安裝于同一端，因此，棘爪部也沿遠離軸心的方向運動，從而與動力輸入件2內的第一棘輪53相嚙合，第一自動離心機構工作時，第一超越離合器7處于隨動狀態，動力由動力輸入件2輸入，由于動力輸入件2與行星架40相嚙合，因此動力由動力輸入件2傳輸給行星架40，由于行星架40與輪轂3相嚙合，因此動力最終傳遞給輪轂3并由輪轂3進行動力輸出，三檔高速時，當動力輸入件2的速度再次提升時，第一自動離心機構5及第二自動離心換檔機構6同時工作，第一自動離心換檔機構5中第一棘爪件51的配重塊產生離心力沿遠離軸心的方向運動，由于第一棘爪件51的棘爪部與配重塊安裝于同一端，因此，棘爪部也沿遠離軸心的方向運動，從而與動力輸入件2內的第一棘輪53相嚙合，第二自動離心換檔機構6的第二棘爪件61的配重塊端在離心力的作用下沿遠離軸心的方向運動，由于第二棘爪件61的配重塊及棘爪部分別設置于第二棘爪件61的兩端，基于杠桿原理，第二棘爪件61的棘爪部端向軸心方向運動，從而與齒圈41上的第二棘輪63相嚙合，動力由動力輸入件2進入，通過第一自動離心機構的傳動，所述動力輸入件2與行星架40相嚙合，因此動力由動力輸入件2傳遞給行星架40，通過行星輪42的傳動，行星架40將動力傳遞給齒圈41，通過第二自動離心機構的傳動，所述齒圈41與輪轂3相嚙合，因此動力由齒圈41傳輸給輪轂3并由輪轂3進行動力輸出。本發明中的三檔全自動變速器在中高檔時可降低對踏頻的要求，例如：在本實施方式中，假設將本實施例中的最大速比設置為2.25:1，相鄰兩檔間的速比均為1.5:1。第一自動離心機構的棘爪打開的工作轉速為135轉/分鐘,第二自動離心機構的棘爪打開的工作轉速為202.5轉/分鐘,那么一級低速檔時當輸入件輸入速度為135轉/分鐘時，第二自動離心棘爪及第一自動離心棘爪的速度均為90轉/分鐘，均小于自動離心機構的棘爪打開的工作轉速135轉/分鐘，自動離心機構的棘爪無法打開，此時輸出轉速為90轉/分鐘。當輸入件的輸入速度提到202.5轉/分鐘時，第二自動離心棘爪及第一自動離心棘爪的速度均為135轉/分鐘，此時第一自動離心棘爪打開，第二自動離心棘爪仍處于關閉狀態，實現二級中速檔，此時的輸出轉速為135轉/分鐘。此時的輸入件直接與第一自動離心機構的棘爪嚙合，輸入件的輸入轉速202.5轉/分鐘，遠大于第一自動離心機構的棘爪打開的工作轉速135轉/分鐘，所以可以降低輸入件的輸入轉速，也就是可以降低踩踏頻率。在第一自動離心機構的棘爪打開的工作狀態下，當輸入轉速再次提高到202.5轉/分鐘，第二自動離心棘爪及第一自動離心棘爪的速度均為202.5轉/分鐘，此時第二自動離心棘爪打開，第一自動離心棘爪仍處于打開狀態，實現三檔高速換檔。此時的輸出轉速為202.5轉/分鐘。此時的輸入件直接與第一自動離心機構的棘爪嚙合，第一自動離心機構通過行星架帶動齒圈運轉，輸入件的輸入轉速202.5轉/分鐘，齒圈的運轉速度為303.75轉/分鐘，遠大于第二自動離心機構的棘爪打開的工作轉速202.5轉/分鐘，所以可以降低輸入件的輸入轉速，也就是可以降低踩踏頻率。

綜上所述，本發明中的三檔全自動變速器結構緊湊、安裝方便、傳動效率高、換檔牢靠、變速穩定，另外本發明中的變速器在中高檔時可降低對踏頻的要求，從而使得騎行更加輕松。

上述的實施例僅例示性說明本發明創造的原理及其功效，以及部分運用的實施例，而非用于限制本發明；應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。