本發(fā)明涉及自行車技術領域，具體涉及一種多檔自動內(nèi)變速器。

背景技術：

自行車變速器分為內(nèi)變速器和外變速器兩種，外變速器是采用開放式鏈條機構(gòu)為傳動系統(tǒng)，通過撥動安裝于自行車前方的換擋器使鏈條變換到不同的飛輪上實現(xiàn)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(jīng)常需要定期維護保養(yǎng)，內(nèi)變速器主要是以行星齒輪機構(gòu)作為傳動主體，被密封在花鼓內(nèi)部，經(jīng)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(yǎng)，實現(xiàn)了免保養(yǎng)的優(yōu)點。目前，內(nèi)變速器普遍存在以下缺陷：當內(nèi)變速器換檔到高速檔時，踏頻如果在降低，那么變速器很難保持在高速檔。

因此，有必要提供一種解決上述技術問題的可降低對踏頻要求的多檔自動內(nèi)變速器。

技術實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可降低對踏頻要求的多檔自動內(nèi)變速器。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案為：一種多檔自動內(nèi)變速器，包括：輸入件、花鼓、中心軸及設置于花鼓與中心軸之間的變速機構(gòu)，所述變速機構(gòu)包括：數(shù)套自動離心換擋機構(gòu)及數(shù)套并排設置的行星變速器，每套行星變速器包括：齒圈、中心輪、行星架及行星輪，所述中心輪與中心軸形成第一組合件并與車架固定連接，數(shù)套行星變速器的中心輪一體成型或分開設置，每相鄰的兩套行星變速器中，其中一套行星變速器的齒圈與另一套行星變速器的行星架形成第二組合件，所述輸入件與行星變速器的齒圈或行星架固定連接，所述最端部行星變速器的行星架與所述花鼓內(nèi)壁的端部位置處之間設有超越離合器，每套自動離心換擋機構(gòu)包括棘爪件架、棘輪及至少一個棘爪件，所述棘爪件架設置在花鼓內(nèi)，數(shù)套自動離心換擋機構(gòu)的棘輪分別設置于齒圈及第二組合件上。

優(yōu)選地，本發(fā)明中的一種多檔自動內(nèi)變速器進一步設置為：所述每套自動離心換擋機構(gòu)還包括至少一個聯(lián)動件，所述棘爪件通過第一連接件安裝于棘爪件架上，所述聯(lián)動件通過第二連接件安裝于棘爪件架上，所述棘爪件及聯(lián)動件在圓周方向上呈間隔設置，所述棘爪件包括：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，至少一個棘爪件的第二端部的內(nèi)壁處設有與棘輪相配合的棘爪部，所述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，所述聯(lián)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，所述聯(lián)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，所述棘爪件的第一端部和/或聯(lián)動件的第四端部設有配重塊，沿半徑方向所述棘爪件的第一端部限位于聯(lián)動件的第四端部的內(nèi)側(cè)、所述棘爪件的第二端部限位于聯(lián)動件第三端部的內(nèi)側(cè)或沿半徑方向所述聯(lián)動件的第四端部限位于棘爪件第一端部的內(nèi)側(cè)、所述聯(lián)動件的第三端部限位于棘爪件的第二端部的內(nèi)側(cè)，所述棘爪件架上或聯(lián)動件上或棘爪件上安裝有用于控制棘爪件初始位置的彈性件。

優(yōu)選地，本發(fā)明中的一種多檔自動內(nèi)變速器進一步設置為：所述每套自動離心換擋機構(gòu)還包括至少一個聯(lián)動件，所述棘爪件通過第一連接件安裝于棘爪固定架上，所述聯(lián)動件的一端與相鄰的其中一個棘爪件活動連接，所述聯(lián)動件的另一端與相鄰的另外一個棘爪件活動連接，所述棘爪件及聯(lián)動件在圓周方向上呈間隔設置，所述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，所述棘爪件的第一端部設有配重塊，至少一個棘爪件的第二端部的內(nèi)壁處設有與棘輪相配合的棘爪部，所述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，所述棘爪件架上安裝有用于控制棘爪件初始位置的彈性件。

優(yōu)選地，本發(fā)明中的一種多檔自動內(nèi)變速器進一步設置為：所述棘爪件架包括：圓環(huán)狀基部及自圓環(huán)狀基部的內(nèi)壁向內(nèi)延伸的數(shù)個安裝座，所述聯(lián)動件及棘爪件分別安裝于安裝座上。

優(yōu)選地，本發(fā)明中的一種多檔自動內(nèi)變速器進一步設置為：所述第一連接件及第二連接件均為銷。

優(yōu)選地，本發(fā)明中的一種多檔自動內(nèi)變速器進一步設置為：所述彈性件為扭簧、彈簧或彈簧片。

優(yōu)選地，本發(fā)明中的一種多檔自動內(nèi)變速器進一步設置為：所述棘爪件與聯(lián)動件的配合面呈漸開線狀或弧線狀設置。

優(yōu)選地，本發(fā)明中的一種多檔自動內(nèi)變速器進一步設置為：所述花鼓的端部設有并緊件，所述輸入件與花鼓及并緊件之間設有軸承或滾珠

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明中的多檔自動內(nèi)變速器結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、傳動效率高、換擋牢靠、變速穩(wěn)定，通過在花鼓內(nèi)增減行星變速器的數(shù)量即可實現(xiàn)不同的變速檔位。另外本發(fā)明通過將自動離心換擋機構(gòu)設置于花鼓內(nèi)，從而當變速機構(gòu)在高速檔時可降低對踏頻的要求。

【附圖說明】

圖1是本發(fā)明實施例1中多檔自動內(nèi)變速器的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實施例1中多檔自動內(nèi)變速器的分解結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明實施例1中第一自動離心換擋機構(gòu)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是沿圖1所示A-A線的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明實施例2中多檔自動內(nèi)變速器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明實施例3中多檔自動內(nèi)變速器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、花鼓，10、第一棘輪，2、中心軸，3、行星變速器，30、第一行星變速器，300、第一中心輪，301、第一行星架，3010、第一棘爪，302、第一齒圈，303、第一行星輪，31、第二行星變速器，310、第二中心輪，311、第二行星架，312、第二齒圈，313、第二行星輪，4、自動離心換擋機構(gòu)，40、第一自動離心換擋機構(gòu)，400、棘爪件，4000、第一端部，4001、第二端部，4002、第一安裝部，401、聯(lián)動件，4010、第三端部，4011、第四端部，4012、第二安裝部，402、第二棘輪，41、第二自動離心換擋機構(gòu)，410、棘爪件，411、聯(lián)動件，412、第三棘輪，5、第一并緊套，6、第二并緊套，7、動力輸入件。

【具體實施方式】

下面通過具體實施例對本發(fā)明所述的一種多檔自動內(nèi)變速器作進一步的詳細描述。

實施例1

參圖1至圖4所示，一種多檔自動內(nèi)變速器，包括：花鼓1、中心軸2、設置于花鼓1與中心軸2之間的變速機構(gòu)，所述變速機構(gòu)包括：數(shù)套并排設置的行星變速器3及數(shù)套自動離心換擋機構(gòu)4，本實施例中的內(nèi)變速器實現(xiàn)三擋自動變速，因此變速機構(gòu)共包括兩套行星變速器及兩套自動離心換擋機構(gòu)，當然，在其他的實施方式中，可以通過向左增加行星變速器及自動離心換擋機構(gòu)的數(shù)量來實現(xiàn)更多的檔位。

所述行星變速器3包括從右向左并排設置的第一行星變速器30及第二行星變速器31，所述第一行星變速器30包括：第一中心輪300、第一行星架301、第一齒圈302及第一行星輪303，所述第二行星變速器31包括：第二中心輪310、第二行星架311、第二齒圈312及第二行星輪313，所述第一齒圈302與第二行星架311形成一組合件，在本實施方式中，所述第一中心輪300與第二中心輪310一體成型，當然，在其他的實施方式中，所述第一中心輪300也可以與第二中心輪310分開設置，所述第一中心輪300、第二中心輪310與中心軸2一體成型并與車架固定連接，所述第一行星架301與花鼓1的內(nèi)壁之間設有超越離合器，所述超越離合器包括第一棘爪3010及第一棘輪10，在本實施方式中，所述第一棘爪3010設置于第一行星架301的外側(cè)，所述第一棘輪10設置于花鼓1內(nèi)壁的右端處，當然在其他的實施方式中，所述第一棘爪3010也可設置于花鼓1內(nèi)壁的右端處，所述第一棘輪10也可設置于第一行星架301的外側(cè)，同樣可以實現(xiàn)本發(fā)明，所述花鼓1內(nèi)壁的中間位置處設有第一自動離心換擋機構(gòu)40及第二自動離心換擋機構(gòu)41，所述第一自動離心換擋機構(gòu)40包括棘爪件架(未圖示)、三個棘爪件400、三個聯(lián)動件401及第二棘輪402，當然在其他實施方式中，不設置聯(lián)動件401或只設置一個聯(lián)動件401或只設置一個棘爪件400，同樣可以實現(xiàn)本發(fā)明。所述棘爪件架與花鼓1一體成型，其中第二棘輪402設置于由第一齒圈302及第二行星架311所組成的組合件上，所述棘爪件架上安裝有用于控制棘爪件400初始位置的彈性件，所述彈性件可以為扭簧、彈簧或彈簧片，當然在其他的實施方式中，所述彈性件也可以安裝在棘爪件400上或第一聯(lián)動件401上，同樣可以實現(xiàn)本發(fā)明。所述棘爪件400及聯(lián)動件401均通過銷安裝于棘爪件架上，所述三個棘爪件400及三個聯(lián)動件401在圓周方向上呈間隔設置，所述棘爪件400包括：第一端部4000、第二端部4001及設置于第一端部4000與第二端部4001之間的第一安裝部4002，所述棘爪件400的第一安裝部4002設有用于安裝銷的第一安裝孔，在本實施方式中，每個棘爪件400的第二端部4001的內(nèi)壁處均設有與第二棘輪402相配合的棘爪部，當然在其他實施方式中，也可以只有一個棘爪件400的第二端部4001的內(nèi)壁處設有與第二棘輪402相配合的棘爪部，或者只有兩個棘爪件400的第二端部4001的內(nèi)壁處設有與第二棘輪402相配合的棘爪部，同樣可以實現(xiàn)本發(fā)明。所述聯(lián)動件401包括第三端部4010、第四端部4011及設置于第三端部4010與第四端部4011之間的第二安裝部4012，所述聯(lián)動件401的第二安裝部4012設有用于安裝銷的第二安裝孔，所述棘爪件400的第一端部4000及聯(lián)動件401的第四端部4011均設有配重塊，沿半徑方向所述棘爪件400的第一端部4000限位于聯(lián)動件第四端部4011的內(nèi)側(cè)，沿半徑方向所述棘爪件400的第二端部4001限位于聯(lián)動件第三端部4010的內(nèi)側(cè)，這樣設置的好處在于不但棘爪件可產(chǎn)生離心力，聯(lián)動件也可產(chǎn)生離心力，從而大大提高了離心機構(gòu)的離心力，使得整個離心機構(gòu)可以設置的更加小型化，同時該種結(jié)構(gòu)的離心機構(gòu)可以設置較多的離心棘爪數(shù)量，從而使整個離心機構(gòu)工作時穩(wěn)定性更高。所述第二自動離心換擋機構(gòu)41的結(jié)構(gòu)與第一自動離心換擋機構(gòu)40的結(jié)構(gòu)相同，包括棘爪件架(未圖示)、數(shù)個棘爪件410、數(shù)個聯(lián)動件411及第三棘輪412，所述第三棘輪412設置于第二齒圈312的外側(cè)并與第二齒圈312一體成型。當然在其他的實施方式中，自動離心換擋機構(gòu)也可以是這樣的結(jié)構(gòu)，所述聯(lián)動件的一端與相鄰的其中一個棘爪件活動連接，所述聯(lián)動件的另一端與相鄰的另外一個棘爪件活動連接，即聯(lián)動件可通過兩端折彎的方式分別與兩個相鄰的棘爪件構(gòu)成活動連接或者聯(lián)動件直接通過銷與兩個相鄰的棘爪件構(gòu)成活動連接，此時聯(lián)動件相當于平衡拉桿起聯(lián)動作用，同樣實施本發(fā)明。

所述花鼓1的一端設有第一并緊套5，所述花鼓1的另一端設有第二并緊套6，動力輸入件7與第二行星架311相連，所述動力輸入件7與第一并緊套5之間通過軸承或滾珠連接，所述動力輸入件7與花鼓1之間通過軸承或滾珠連接，所述花鼓1與第二并緊套6之間通過軸承或滾珠連接。

本實施例中多檔自動內(nèi)變速器的工作原理為：所述超越離合器的第一棘爪3010為常開狀態(tài)，即第一棘爪3010始終與花鼓1上的第一棘輪10保持嚙合狀態(tài)，本實施例中的內(nèi)變速器共實現(xiàn)三個變速檔位，低速檔時，動力由動力輸入件7輸入給第二行星架311，由于第二行星架311與第一齒圈302一體成型，因此帶動第一齒圈302轉(zhuǎn)動，通過第一行星輪303的傳動，帶動第一行星架301轉(zhuǎn)動，由于第一行星架301上的第一棘爪3010始終與花鼓1上的第一棘輪10相嚙合，因此帶動花鼓1轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)低速檔，當花鼓1的速度提上來后，花鼓1上第一自動離心換擋機構(gòu)40內(nèi)棘爪件400的配重塊端產(chǎn)生離心力，沿遠離軸心的方向運動，在杠桿原理下，位于另一端的棘爪端向軸心方向運動，從而使棘爪件400上的棘爪部與第二棘輪402相嚙合，此時第一棘爪3010為隨動狀態(tài)，動力由動力輸入件7輸入給第二行星架311，由于第二行星架311與第一齒圈302一體成型，而第一齒圈302外側(cè)的第二棘輪402又與第一自動離心換擋機構(gòu)40的棘爪件400相嚙合，因此動力從花鼓1輸出，實現(xiàn)中檔變速，當花鼓1的速度再提高到一定值時，第二自動離心換擋機構(gòu)41棘爪件410的配重塊端產(chǎn)生離心力，沿遠離軸心的方向運動，從而使棘爪件410上的棘爪與第二齒圈312外側(cè)的第三棘輪412相嚙合，此時，第一棘爪3010及棘爪件400為隨動狀態(tài)，動力由動力輸入件7輸入給第二行星架311，第二行星架311通過第二行星輪313的傳動，將動力傳輸給第二齒圈312，由于第二齒圈312外側(cè)的第三棘輪412與第二自動離心換擋機構(gòu)41的棘爪件410相嚙合，最終動力傳輸給花鼓1，實現(xiàn)高檔變速。本發(fā)明中內(nèi)變速器可降低對踏頻的要求，使得騎行更加輕松，假設將本實施例中的最大速比設置為2.25:1，中速檔與低速檔的速比為1.5:1,高速檔與中速檔的速比為1.5:1.第一自動離心機構(gòu)40的棘爪打開的工作轉(zhuǎn)速為90轉(zhuǎn)/分，第二自動離心機構(gòu)41棘爪打開的的工作轉(zhuǎn)速為135轉(zhuǎn)/分。那么低檔時當輸入件輸入速度為60轉(zhuǎn)/分時，花鼓的輸出速度為40轉(zhuǎn)/分，當輸入件的輸入速度提到135轉(zhuǎn)/分時，花鼓的輸出速度為90轉(zhuǎn)/分，此時第一自動離心換擋機構(gòu)40工作，棘爪件400上的棘爪部與第二棘輪402相嚙合，第二行星架帶動花鼓輸出，實現(xiàn)中檔變速，此時第二行星架的轉(zhuǎn)速為135轉(zhuǎn)/分,遠大于第一自動離心機構(gòu)40的工作轉(zhuǎn)速90轉(zhuǎn)/分，允許輸入轉(zhuǎn)速從135轉(zhuǎn)/分降低到90轉(zhuǎn)/分以上，保證第一自動離心機構(gòu)40正常工作，在第一自動離心機構(gòu)40正常工作狀態(tài)下，當輸入轉(zhuǎn)速再次提到135轉(zhuǎn)/分時，那花鼓的輸出轉(zhuǎn)速為135轉(zhuǎn)/分，此時第二自動離心換擋機構(gòu)41工作，棘爪件410上的棘爪部與第三棘輪412相嚙合，第二齒圈313帶動花鼓輸出，實現(xiàn)高檔變速，此時第二齒圈的轉(zhuǎn)速為202.5轉(zhuǎn)，遠大于第二自動離心機構(gòu)41的工作轉(zhuǎn)速135轉(zhuǎn)/分，允許輸入轉(zhuǎn)速從135轉(zhuǎn)/分降低到90轉(zhuǎn)/分以上，保證第二自動離心機構(gòu)41正常工作，因此實現(xiàn)中檔變速和高檔變速后踏頻(踩踏頻率)可以降低，所以可使騎行者騎行更加輕松。

實施例2

參圖5所示，本實施例中的多檔自動內(nèi)變速器其余結(jié)構(gòu)均與實施例相同，其不同之處在于動力輸入件的連接方式不同，在實施例1中，所述動力輸入件與第二行星架相連，在本實施方式中，所述動力輸入件7與第二齒圈312相連。

本實施例中多檔自動內(nèi)變速器的工作原理為：動力由動力輸入件傳遞給第二齒圈312，通過第二行星輪313的傳動，第二齒圈312將動力傳輸給第二行星架311，由于第二行星架311與第一齒圈302一體成型，第一齒圈302通過第一行星輪303的傳動又將動力傳輸給第一行星架301，第一棘爪3010始終與花鼓1內(nèi)的第一棘輪10保持嚙合狀態(tài)，因此動力最終傳輸給花鼓1，由花鼓1進行動力輸出，實現(xiàn)低速檔，當花鼓1的速度提升到一定值時，第一自動離心換擋機構(gòu)40棘爪件400的配重塊端產(chǎn)生離心力沿遠離軸心的方向運動，基于杠桿原理，棘爪件400另一端的棘爪端向軸心方向運動，從而使棘爪件400與第一齒圈302外側(cè)的第二棘輪402相嚙合，此時第一棘爪3010處于隨動狀態(tài)。動力由第二齒圈312輸入，通過第二行星輪313的傳動，第二齒圈312將動力傳輸給第二行星架311，由于第二行星架311與第一齒圈302一體成型，第一齒圈302外側(cè)的第二棘輪402又與第一自動離心換擋機構(gòu)40的棘爪件400相嚙合，因此動力最終傳輸給花鼓1并由花鼓1進行輸出，實現(xiàn)中檔變速，當花鼓1的速度再次提升到一定值時，第二自動離心換擋機構(gòu)41棘爪件410的配重塊端產(chǎn)生離心力，使棘爪件410上的配重塊端沿遠離軸心的方向運動，基于杠桿原理，使得棘爪件410上的棘爪端向軸心方向運動，使得棘爪件410與第二齒圈312外側(cè)的第三棘輪412相嚙合，此時第一棘爪3010及棘爪件400均處于隨動狀態(tài)，動力由第二齒圈312輸入，由于第二齒圈312外側(cè)的第三棘輪412與第二自動離心換擋機構(gòu)41棘爪件410相嚙合，從而使動力傳輸給花鼓1并由花鼓1進行動力輸出，實現(xiàn)高檔變速。

實施例3

參圖6所示，本實施例中的多檔自動內(nèi)變速器其余結(jié)構(gòu)均與實施例相同，其不同之處在于動力輸入件的連接方式不同，在實施例1中，所述動力輸入件與第二行星架相連，在本實施2中，所述動力輸入件與第二齒圈相連，在本實施例中，所述動力輸入件7與第一行星架301相連，低檔時，動力由第一行星架301輸入，由于第一棘爪3010始終與第一行星架301保持嚙合狀態(tài)，因此動力1:1直接由花鼓1進行輸出，實現(xiàn)低檔變速，當花鼓1的速度提升到一定值時，第一自動離心換擋機構(gòu)4棘爪件400的配重塊端產(chǎn)生離心力，沿遠離軸心的方向運動，基于杠桿原理，位于另一端的棘爪端向軸心方向運動，從而使棘爪件400與第一齒圈302外側(cè)的第二棘輪402相嚙合，此時第一棘爪3010處于隨動狀態(tài)。動力由第一行星架301輸入，通過第一行星輪303的傳動，將動力傳輸給第一齒圈302，由于第一齒圈302外側(cè)的第二棘輪402與棘爪件400相嚙合，因此動力傳輸給花鼓1并由花鼓1進行動力輸出，實現(xiàn)中速換擋，當花鼓1的速度再次提升到一定值時，第二自動離心換擋機構(gòu)41棘爪件410的配重塊端產(chǎn)生離心力沿遠離軸心的方向運動，基于杠桿原理，位于另一端的棘爪端向軸心方向運動，從而使棘爪件410與第二齒圈312外側(cè)的第三棘輪412相嚙合，此時第一棘爪3010及棘爪件400均處于隨動狀態(tài)，動力由第一行星架301輸入，通過第一行星輪303的傳動，將動力傳輸給第一齒圈302，由于第一齒圈302與第二行星架311一體成型，第二行星架311通過第二行星輪313的傳動又將動力傳輸給第二齒圈312，由于第二齒圈312與第二自動離心換擋機構(gòu)41棘爪件410相嚙合，因此，動力最終傳輸給花鼓1并由花鼓1進行動力輸出，實現(xiàn)高檔變速。

本發(fā)明中的多檔自動內(nèi)變速器結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、傳動效率高、換擋牢靠、變速穩(wěn)定，通過在花鼓內(nèi)增減行星變速器的數(shù)量即可實現(xiàn)不同的變速檔位，而且本發(fā)明中的內(nèi)變速器均是通過離心力的原理實現(xiàn)全自動變速。本發(fā)明通過將離心棘爪件設置于花鼓內(nèi)，從而當變速機構(gòu)在中高速檔時可降低對踏頻的要求。

上述的實施例僅例示性說明本發(fā)明創(chuàng)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(fā)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(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。