一种大速比变速器

【技术领域】

本发明涉及自行车领域，尤其涉及一种大速比变速器。

【背景技术】

自行车变速器包括内变速器及外变速器，外变速器因为裸露在外，因此容易生锈，容易受到撞击，内变速器的使用能有效解决上述问题，请参阅中国实用新型专利第201920734889.4号，其揭示了一种三挡自动换挡变速器，其包括：中心轴、轮毂及设置于中心轴与轮毂之间的第一行星变速机构、第二行星变速机构、第一自动换挡机构及第二自动换挡机构，该种三挡自动换挡变速器的缺陷在于：1、低速挡时，第一行星变速机构及第二行星变速机构都在工作，因此其能量损耗较大。2、低速挡时，其减速比比较小，因此车辆启动时较为吃力，而且无法进行较大坡度的爬坡骑行。

因此，有必要提供一种解决上述技术问题的大速比变速器。

【发明内容】

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种启动轻松、能量损耗低的大速比变速器。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种大速比变速器，包括：车轮轴、动力输入件、超越离合器、棘轮套、第一行星变速机构、第二行星变速机构、第一自动换挡机构及第二自动换挡机构，所说动力输入件与棘轮套固定连接，所述第一行星变速机构包括第一中心轮、第一行星架、第一行星轮及第一齿圈，所述第一中心轮套设于车轮轴上且与车轮轴之间形成可相对转动连接，所述超越离合器设置于第一中心轮与动力输入件之间，所述第一行星架套设于车轮轴上且与车轮轴固定连接，所述第一行星轮安装于第一行星架上，所述第一齿圈与车架固定连接，所述第二行星变速机构包括第二中心轮、第二行星架、第二行星轮及第二齿圈，所述第二中心轮套设于车轮轴上且与车架固定连接，所述车轮轴可相对于第二中心轮转动，所述第二行星架套设于车轮轴上且与车轮轴之间形成可相对转动连接，所述第二行星轮安装于第二行星架上，所述第二齿圈与棘轮套固定连接，所述第一自动换挡机构与第二自动换挡机构，均包括：棘轮、棘爪件架、至少一个棘爪件、至少两个配重件及至少一个平衡件，所述平衡件连接两个相邻的配重件，所述棘爪件上设有与棘轮相配合的棘爪部，所述配重件及棘爪件均通过弹性件来控制初始位置，所述配重件与棘爪件分开设置或一体成型，当配重件与棘爪件分开设置时，所述配重件安装于棘爪件架上，所述棘爪件安装于棘爪件架上或配重件上，当配重件与棘爪件形成一个组合件时，该组合件安装于棘爪件架上，所述第一自动换挡机构的棘爪件架套设于车轮轴上并与车轮轴固定连接，所述第一自动换挡机构的棘轮设置于棘轮套上，所述第二自动换挡机构的棘爪件架套设于车轮轴上并与车轮轴固定连接，所述第二自动换挡机构的棘轮设置于第二行星架上。

优选地，本发明中的一种大速比变速器进一步设置为：所述车轮轴上还设有第一定位连接件、第二定位连接件及轴承座，所述第一定位连接件与车轮轴之间设有第一轴承，所述第二定位连接件与车轮轴之间设有第二轴承，所述轴承座与车轮轴之间设有第三轴承，所述轴承座与车架固定连接或弹性连接，所述第一定位连接件的其中一个自由末端与第二定位连接件的其中一个自由末端固定连接，所述第二定位连接件的另一个自由末端与轴承座固定连接。

优选地，本发明中的一种大速比变速器进一步设置为：所述第一齿圈固定于第一定位连接件或第二定位连接件内，所述第二中心轮与第一定位连接件固定连接。

优选地，本发明中的一种大速比变速器进一步设置为：所述车轮轴上还设有第一定位连接件、第二定位连接件，所述第一定位连接件与车轮轴之间设有第四轴承，所述第二定位连接件与车轮轴之间设有第五轴承，所述第一定位连接件与第二定位连接件分别与车架固定连接。

优选地，本发明中的一种大速比变速器进一步设置为：所述第一齿圈固定于第二定位连接件内，所述第二中心轮与第一定位连接件固定连接。

优选地，本发明中的一种大速比变速器进一步设置为：所述动力输入件包括：中间传动件及与中间传动件固定连接的输入轮，所述中间传动件套设于车轮轴上且与车轮轴之间通过第六轴承连接。

优选地，本发明中的一种大速比变速器进一步设置为：所述输入轮为链轮。

优选地，本发明中的一种大速比变速器进一步设置为：所述配重件包括：配重部及限位部，所述限位部对棘爪件进行限位使得棘爪件的棘爪部远离棘轮且在配重件的初始位置时使棘爪部与棘轮处于脱离啮合状态，所述配重件的配重部向圆心方向运动时，所述棘爪件的棘爪部向远离棘轮的方向运动与棘轮脱离啮合，所述配重件的配重部向远离圆心的方向运动时，所述棘爪件的棘爪部向着棘轮的方向运动与棘轮相啮合，所述棘爪件与棘轮在随动的过程中棘爪件在弹性件的作用下作相对摆动。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明通过低速挡时动力由第一中心轮输入，并由第一行星架输出，因此低速挡时减速比比较大，启动及爬坡均比较轻松。另外在低速挡时，当第一行星变速机构在工作的时候，第二行星变速机构处于空转状态(即第二行星变速机构不工作)，从而可减少能源损耗，减小传动阻力。

【附图说明】

图1为本发明实施例1中大速比变速器的立体结构示意图。

图2为本发明实施例1中大速比变速器的剖视结构示意图。

图3为本发明实施例1中大速比变速器的分解结构示意图。

图4为本发明实施例2中大速比变速器的剖视结构示意图。

图1至图4中：1、车轮轴，10、第一定位连接件，100、第一轴承，101、第四轴承，11、第二定位连接件，110、第二轴承，111、第五轴承，12、轴承座，120、第三轴承，2、动力输入件，20、中间传动件，200、第六轴承，21、输入轮，3、超越离合器，4、棘轮套，5、第一行星变速机构，50、第一中心轮，51、第一行星架，52、第一行星轮，53、第一齿圈，6、第二行星变速机构，60、第二中心轮，61、第二行星架，62、第二行星轮，63、第二齿圈，7、第一自动换挡机构，70、第一棘轮，71、第一棘爪件架，72、第一棘爪件，720、第一棘爪部，73、第一配重件，730、第一配重部，731、第一限位部，8、第二自动换挡机构，80、第二棘轮，81、第二棘爪件架，82、第二棘爪件，820、第二棘爪部，83、第二配重件，830、第二配重部，831、第二限位部。

【具体实施方式】

下面通过具体实施例对本发明所述的一种大速比变速器作进一步的详细描述。

实施例1

请参图1至图3所示，一种大速比变速器，包括：车轮轴1、动力输入件2、超越离合器3、棘轮套4、第一行星变速机构5、第二行星变速机构6、第一自动换挡机构7及第二自动换挡机构8，所述动力输入件2与棘轮套4固定连接。所述动力输入件2包括：中间传动件20及与中间传动件20固定连接的输入轮21，所述中间传动件20套设于车轮轴1上且与车轮轴1之间通过第六轴承200连接，在本实施方式中，所述输入轮21为链轮。

所述第一行星变速机构5包括第一中心轮50、第一行星架51、第一行星轮52及第一齿圈53，所述第一中心轮50套设于车轮轴1上且与车轮轴1之间形成可相对转动连接，所述超越离合器3设置于第一中心轮50与动力输入件2之间，所述第一行星架51套设于车轮轴1上且与车轮轴1固定连接，所述第一行星轮52安装于第一行星架51上，所述第一齿圈53与车架固定连接。

所述第二行星变速机构6包括第二中心轮60、第二行星架61、第二行星轮62及第二齿圈63，所述第二中心轮60套设于车轮轴1上且与车架固定连接，所述车轮轴1可相对于第二中心轮60转动，所述第二行星架61套设于车轮轴1上且与车轮轴1之间形成可相对转动连接，所述第二行星轮62安装于第二行星架61上，所述第二齿圈63与棘轮套4固定连接。

所述第一自动换挡机构7包括：第一棘轮70、第一棘爪件架71、至少一个第一棘爪件72、至少两个第一配重件73及至少一个第一平衡件(未图示)，所述第一平衡件连接两个相邻的第一配重件73，所述第一棘爪件72上设有与第一棘轮70相配合的第一棘爪部720，所述第一配重件73及第一棘爪件72均通过弹性件(未图示)来控制初始位置，所述第一配重件73与第一棘爪件72分开设置或一体成型，在本实施方式中，所述第一配重件73与第一棘爪件72分开设置，所述第一配重件73安装于第一棘爪件架71上，所述第一棘爪件72安装于第一配重件73上，当然在其他的实施方式中，所述第一棘爪件72也可安装于第一棘爪件架71上，或者所述第一配重件73与第一棘爪件72形成一个组合件，该组合件安装于第一棘爪件架71上，同样可以实现本发明。所述第一棘爪件架71套设于车轮轴1上并与车轮轴1固定连接，在本实施方式中，所述第一棘轮70设置于棘轮套4的内圆周面上，当然在其他实施方式中，所述第一棘轮70还可以设置于棘轮套4的外圆周面上。所述第一配重件73包括：第一配重部730及第一限位部731，所述第一限位部731对第一棘爪件72进行限位使得第一棘爪件72的第一棘爪部720远离第一棘轮70且在第一配重件73的初始位置时使第一棘爪部720与第一棘轮70处于脱离啮合状态，所述第一配重件73的第一配重部730向圆心方向运动时，所述第一棘爪件72的第一棘爪部720向远离第一棘轮70的方向运动与第一棘轮70脱离啮合，所述第一配重件73的第一配重部730向远离圆心的方向运动时，所述第一棘爪件72的第一棘爪部720向着第一棘轮70的方向运动与第一棘轮70相啮合，所述第一棘爪件72与第一棘轮70在随动的过程中第一棘爪件72在弹性件的作用下作相对摆动，从而大大降低了随动时第一棘爪部720碰击第一棘轮70的声音。

所述第二自动换挡机构8包括：第二棘轮80、第二棘爪件架81、至少一个第二棘爪件82、至少两个第二配重件83及至少一个第二平衡件(未图示)，所述第二平衡件连接两个相邻的第二配重件83，所述第二棘爪件82上设有与第二棘轮80相配合的第二棘爪部820，所述第二配重件83及第二棘爪件82均通过弹性件来控制初始位置，所述第二配重件83与第二棘爪件82分开设置或一体成型，在本实施方式中，所述第二配重件83与第二棘爪件82分开设置，所述第二配重件83安装于第二棘爪件架81上，所述第二棘爪件82安装于第二配重件83上，当然在其他的实施方式中，所述第二棘爪件82也可安装于第二棘爪件架81上，在其他的实施方式中，所述第二配重件83与第二棘爪件82还可以形成一个组合件，该组合件安装于第二棘爪件架81上，所述第二棘爪件架81套设于车轮轴1上并与车轮轴1固定连接，在本实施方式中，所述第二棘轮80设置于第二行星架61的内圆周面上，当然在其他实施方式中，所述第二棘轮80还可以设置于第二行星架61的外圆周面上。所述第二配重件83包括：第二配重部830及第二限位部831，所述第二限位部831对第二棘爪件82进行限位使得第二棘爪件82的第二棘爪部820远离第二棘轮80且在第二配重件83的初始位置时使第二棘爪部820与第二棘轮80处于脱离啮合状态，所述第二配重件83的第二配重部830向圆心方向运动时，所述第二棘爪件82的第二棘爪部820向远离第二棘轮80的方向运动与第二棘轮80脱离啮合，所述第二配重件83的第二配重部830向远离圆心的方向运动时，所述第二棘爪件82的第二棘爪部820向着第二棘轮80的方向运动与第二棘轮80相啮合，所述第二棘爪件82与第二棘轮80在随动的过程中第二棘爪件82在弹性件的作用下作相对摆动，从而大大降低了随动时第二棘爪部820碰击第二棘轮80的声音。

所述车轮轴1上设有第一定位连接件10、第二定位连接件11及轴承座12，所述第一定位连接件10与车轮轴1之间设有第一轴承100，所述第二定位连接件11与车轮轴1之间设有第二轴承110，所述轴承座12与车轮轴1之间设有第三轴承120，所述轴承座12与车架固定连接或弹性连接，所述第一定位连接件10的其中一个自由末端与第二定位连接件11的其中一个自由末端固定连接，所述第二定位连接件11的另一个自由末端与轴承座12固定连接。在本实施方式中，所述第一齿圈53固定于第一定位连接件10内，当然在其他的实施方式中，所述第一齿圈53也可固定于第二定位连接件11内，所述第二中心轮60与第一定位连接件10固定连接。

本发明中的大速比变速器的工作原理为：低速启动时，动力由动力输入件2输入，由于动力输入件2与第一中心轮50之间通过超越离合器3连接，因此第一中心轮50转动，所述第一中心轮50通过第一行星轮52的传动带动第一行星架51转动，由于第一行星架51与车轮轴1固定连接，因此车轮轴1转动，此时为大速比减速输出，自行车启动及爬坡均比较轻松，且在该低速挡位时，所述第二行星变速机构6处于空转状态，随着骑行速度的加快，第二自动换挡机构8的第二配重部830在离心力的作用下沿远离车轮轴1轴心的方向运动，从而使第二棘爪件82与设置在第二行星架61上的第二棘轮80相啮合，从而自动切换到中速挡，由于棘轮套4与动力输入件2固定连接，因此动力输入件2带动棘轮套4转动，由于第二齿圈63与棘轮套4固定连接，因此第二齿圈63转动，所述第二齿圈63通过第二行星轮62的传动带动第二行星架61转动，由于第二棘轮80设置于第二行星架61的内圆周面上，因此第二棘轮80转动，由于第二棘轮80与第二棘爪件82相啮合，第二棘爪件82又设置于第二棘爪件架81上，因此带动第二棘爪件架81转动，由于第二棘爪件架81与车轮轴1固定连接，因此带动车轮轴1转动进行动力输出，中速挡时为小速比减速输出，且第一行星变速机构5处于随动状态。随着骑行速度的再次加快，第一自动换挡机构7的第一配重部730在离心力的作用下沿远离车轮轴1轴心的方向运动，从而使第一棘爪件72与设置于棘轮套4上的第一棘轮70相啮合，从而自动切换到高速挡，由于棘轮套4与动力输入件2固定连接，因此动力输入件2带动棘轮套4转动，由于所述第一棘轮70设置于棘轮套4的内圆周面上，因此带动第一棘轮70转动，由于第一棘轮70与第一棘爪件72相啮合，因此带动第一棘爪件72转动，由于第一棘爪件72设置于第一棘爪件架71上，而第一棘爪件72又与车轮轴1固定连接，因此带动车轮轴1转动输出动力，此时动力为1：1同速输出，此时第一行星变速机构5及第二行星变速机构6均处于随动状态。

实施例2

请参阅图4，本实施例中的其余结构均与实施例1相同，不同之处在于：第一定位连接件10及第二定位连接件11的结构不同，在本实施方式中，所述第一定位连接件10与车轮轴1之间设有第四轴承101，所述第二定位连接件11与车轮轴1之间设有第五轴承111，所述第一定位连接件10与第二定位连接件11分别与车架固定连接。所述第一齿圈53固定于第二定位连接件11内，所述第二中心轮60与第一定位连接件10固定连接。

综上所述，本发明通过低速挡时动力由第一中心轮输入，并由第一行星架输出，因此低速挡时减速比比较大，启动及爬坡均比较轻松。另外在低速挡时，当第一行星变速机构在工作的时候，第二行星变速机构处于空转状态，从而可减少能源损耗，减小传动阻力。

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。