CN202468869U

CN202468869U - 一种机械变速系统

Info

Publication number: CN202468869U
Application number: CN 201220069408
Authority: CN
Inventors: 黄建辉
Original assignee: ZHANGJIAGANG JIUDING MACHINERY CO Ltd
Current assignee: ZHANGJIAGANG JIUDING MACHINERY CO Ltd
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2022-02-28

Abstract

本实用新型公开的机械变速系统，包括驱动轮，中心轴、行星齿轮机构、输出轮，所述行星齿轮机构包括中心轮、行星轮、行星架与齿圈，所述齿圈与所述行星架轴向固定；所述中心轴固定不动，所述中心轮一体成型于所述中心轴上；还包括通过将所述行星架和/或齿圈与所述驱动轮以及输出轮连接来调节输出转速的换挡装置。通过设置换挡装置，根据不同的变速需要调整驱动轮与齿圈和/或行星架以及输出轮间的连接关系，输出不同的传动比，从而调节车轮或机床等设备的运行速度，采用该行星齿轮机构进行变速调节，稳定性较好，磨损及噪音均较小，使用寿命较长，无需消耗较多的作用力，工作效率较高，相对电机调速而言，使用寿命较长，维修成本较低。

Description

一种机械变速系统

技术领域

本实用新型涉及一种变速系统，具体涉及一种机械变速系统。

背景技术

现有的非机动车主要是通过人为施加作用力使其运行，其速度与人体施加的作用力成立方比例，因此，若要调节车辆前进速度，就需耗费较多的作用力，劳动量较大，而现有市场上出现的电动自行车可以根据需要进行实时调速，但其主要是通过调节电机的转动速度来实现车辆的运行调速，一但电机出现故障损坏，电动自行车则难以正常运行，影响日常生活的使用，而且，电机的更换及维修成本较高。

而且大多数机床如：钻床、铣床、车床等，主要是采用更换皮带轮来进行变速，该方法费时费力操作不方便，工作效率较低。

现有技术中还存在一种机械变速装置，具体为采用双离合器换挡调速，但其在换挡及传动时存在严重的磨损，能量消耗严重，且噪音较大，使用寿命较低。

因此，一种可实现车辆或机床等设备的实时调速，结构简单，操作方便，降低劳动量，提高工作效率，且使用成本较低的变速系统亟待出现。

实用新型内容

为解决传统的车辆主要是通过人为的做功调节车辆运行的速度，劳动量较大，且现有市场上的电动车采用电机进行调速或采用双离合器调速，磨损严重、易损坏、更换及维修成本均较高，此外大多数机床采用更换皮带轮变速，工作效率较低等问题，本实用新型公开了一种变速系统，以达到根据具体需要有效调节车辆或机床等设备的运行速度，降低劳动量，操作方便，提高工作效率，减少使用成本的目的。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种机械变速系统，包括主动传输装置、调速装置、以及与所述调速装置传动连接的输出装置；所述主动传输装置为驱动轮，所述调速装置包括中心轴与以及安装于所述中心轴上的行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括中心轮、行星轮、行星架与齿圈，所述齿圈与所述行星架轴向固定；所述中心轴固定不动，所述中心轮一体成型于所述中心轴上；

所述输出装置为设置于所述行星齿轮机构输出端的输出轮；

所述机械变速系统还包括通过将所述行星架和/或齿圈与所述驱动轮以及输出轮连接来调节输出转速的换挡装置。

优选的，所述驱动轮与所述齿圈间的连接方式为花键连接，所述驱动轮的输出端设置有驱动轮外花键，所述齿圈输入端设置有与所述驱动轮外花键相啮合的齿圈第一内花键。

优选的，所述驱动轮与所述行星架间的连接方式为花键连接，所述驱动轮的输出端设置有驱动轮外花键，所述行星架的输入端设置有与所述驱动轮外花键相啮合的行星架第一内花键。

优选的，所述行星架与所述输出轮间连接方式为花键连接，所述行星架的输出端设置有行星架第二内花键，所述输出轮的输入端设置有与所述行星架第二内花键相啮合的输出轮外花键。

优选的，所述所述齿圈输出端设置有与所述输出轮外花键相啮合的齿圈第二内花键。

优选的，所述调速装置还包括将所述齿圈与所述行星架轴向固定的定位机构。

优选的，所述定位机构包括固定设置于所述齿圈内侧的限位销，以及位于所述行星架外侧的外凹槽，所述限位销伸入所述外凹槽内，所述限位销能够沿所述外凹槽圆周运转。

优选的，所述换挡装置包括支架、设置于所述支架上用于推动所述齿圈纵向移动的推杆、以及用于限制所述推杆行程的限位机构。

优选的，所述支架上上设置有通孔，所述限位机构包括设置于所述推杆上的限位凹槽、以及位于所述通孔内的卡位元件，所述限位凹槽至少为2个。

优选的，所述推杆的前端还设置有与所述齿圈纵向固定的拨叉。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型公开的一种机械变速系统的结构示意图；

图2为本实用新型公开的一种机械变速系统中驱动轮的结构示意图；

图3为本实用新型公开的一种机械变速系统中行星架的结构示意图；

图4为本实用新型公开的一种机械变速系统中齿圈的结构示意图；

图5为本实用新型公开的一种机械变速系统中中心轴的结构示意图；

图6为本实用新型公开的一种机械变速系统中换挡装置的结构示意图；

图7为本实用新型公开的一种机械变速系统中输出轮的结构示意图。

图中的数字或字母所代表的相应部件的名称：

1、驱动轮 2、行星轮 3、行星架 4、齿圈 5、中心轴 6、支架 7、输出轮；11、驱动轮外花键；31、行星架第一内花键 32、行星架第二内花键 33、外凹槽； 41、齿圈第一内花键 42、齿圈第二内花键 43、限位销 44、凸沿；51、中心轮；61、推杆 62、通孔 63、卡位元件 64、限位凹槽 65、拨叉； 71、输出轮外花键。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型公开了一种变速系统，以达到根据具体需要有效调节车辆或机床等设备的运行速度，降低劳动量，操作方便，提高工作效率，减少使用成本的目的。

如图1-7所示，一种机械变速系统，包括主动传输装置、调速装置、以及与调速装置传动连接的输出装置；主动传输装置为驱动轮1，调速装置包括中心轴5与以及安装于中心轴5上的行星齿轮机构，行星齿轮机构包括中心轮51、行星轮2、行星架3与齿圈4，齿圈4与行星架3轴向固定；保证齿圈4与行星架3可以同步纵向移动，齿圈还可与行星架间相对转动，不会产生相互干涉，保证二者的正常运行。

中心轴5固定不动，中心轮51一体成型于中心轴5上；保证中心轮与中心轴间的稳定性；输出装置为设置于行星齿轮机构输出端的输出轮7；外部作用力直接作用于驱动轮上，后通过行星齿轮机构进行调速处理，最后通过输出轮进行输出。

该机械变速系统还包括通过将行星架3和/或齿圈4与驱动轮1以及输出轮7连接来调节输出转速的换挡装置。通过设置换挡装置，根据不同的变速需要调整驱动轮与齿圈和/或行星架以及输出轮间的连接关系，输出不同的传动比，从而调节车轮或机床等设备的运行速度，采用该行星齿轮机构进行变速调节，稳定性较好，磨损及噪音均较小，使用寿命较长，无需消耗较多的作用力，工作效率较高，相对电机调速而言，使用及维修成本较低。

驱动轮1与齿圈4间的连接方式为花键连接，驱动轮1的输出端设置有驱动轮外花键11，齿圈4输入端设置有与驱动轮外花键11相啮合的齿圈第一内花键41。通过驱动轮外花键11与齿圈第一内花键41间的相互啮合作用，使得驱动轮可将作用力直接传递给齿圈，带动齿圈转动。

驱动轮1与行星架3间的连接方式为花键连接，行星架3的输入端设置有与驱动轮外花键11相啮合的行星架第一内花键31。通过驱动轮外花键11与行星架第一内花键31间的相互啮合作用，使得驱动轮可将作用力直接传递给行星架，带动行星架转动。

行星架3与输出轮7间连接方式为花键连接，行星架3的输出端设置有行星架第二内花键32，输出轮7的输入端设置有与行星架第二内花键32相啮合的输出轮外花键71。通过行星架第二内花键32与输出轮外花键71间的啮合作用，可将转动经行星架传递给输出轮进行直接输出。

调速装置还包括将齿圈4与行星架3轴向固定的定位机构。定位机构包括固定设置于齿圈4内侧的限位销43，以及位于行星架3外侧的外凹槽33，限位销43伸入外凹槽33内，限位销43能够沿外凹槽33圆周运转。一方面在纵向上对齿圈与行星架间进行有效的定位，可使得齿圈与行星架纵向同步移动，另一方面，由于齿圈与行星架的转动速度不一致，通过使二者相对转动，以保证二者在圆周方向上的正常运行，不产生相互干涉。此外，除在齿圈上设置限位销进行定位外，还可在齿圈上设置挡片进行定位，挡片可为扇形结构，且与外凹槽同心，以保证行星架与齿圈间的正常运转，或是在齿圈内侧的圆周上设置一圈或一段凸沿，凸沿与外凹槽相互配合作用，定位机构的结构形式在此不做限制。

换挡装置包括支架6、设置于支架6上用于推动齿圈4纵向移动的推杆61，以及用于限制推杆61行程的限位机构。支架6上设置有通孔62，限位机构包括设置于推杆61上的限位凹槽64、以及位于通孔62内的卡位元件63，限位凹槽64至少为2个。通过限位凹槽与卡位元件的相互配合作用，对推杆进行不同行程的限位，实现行星架与齿圈的换挡移动，通过设置卡位元件使得操作人员可清楚的了解档位，以便操作。卡位元件63包括弹簧与钢珠。通过对弹簧的压缩以及复位实现卡位换挡的作用。其中还可直接在支架上设置与限位凹槽相匹配的凸沿，凸沿的边缘为弧形，便于限位凹槽的卡接与脱离，便于换挡操作。

推杆61的前端还设置有与齿圈4纵向固定的拨叉65，齿圈4的输出端外侧设置有凸沿44，拨叉65上设置有卡口，凸沿与卡口相配合，使得推杆与齿圈纵向上固定，齿圈与行星架可随推杆的纵向移动而移动，且拨叉为扇形结构，与齿圈的圆周方向上不存在干涉，不会影响齿圈的圆周转动，保证齿圈的正常运行。除此之外，还可在齿圈外侧设置凹槽，拨叉伸入凹槽内进行定位，具体方式不做限制。

实施例1

限位凹槽为2个。其具体工作原理如下：

一档：卡位元件63与推杆上的前一个限位凹槽64卡接，齿圈4与行星架3间纵向上固定，驱动轮外花键11与齿圈第一内花键41相啮合，行星架3输出端的行星架第二内花键32与输出轮外花键71啮合，外部作用力带动驱动轮1运转，驱动轮1将转动通过齿圈4-行星架3-输出轮7依次传递，将转动经输出轮进行输出带动车轮或机床等设备运转。

二档：推杆61推动齿圈4与行星架3向驱动轮1一侧移动，卡位元件63与推杆61后一个的限位凹槽64卡接，驱动轮外花键11与齿圈第一内花键41脱开，驱动轮外花键11与行星架第一内花键31相啮合，行星架3输出端的行星架第二内花键32与输出轮外花键71继续啮合，外部作用力带动驱动轮1运转，驱动轮1将转动通过行星架3传递给输出轮7，将转动经输出轮进行输出带动车轮或机床等设备运转。

该实施例实现了两个档位的更换，便于车辆或机床等设备运行时的即时变速，无需消耗较多的作用力，降低了劳动量。

实施例2

其余与实施例1相同，不同之处在于，限位凹槽为3个，齿圈4输出端设置有与输出轮外花键71相啮合的齿圈第二内花键42。其具体工作原理如下：

二档：推杆61推动齿圈4与行星架3向驱动轮1一侧移动，卡位元件63与推杆61中间一个限位凹槽64卡接，驱动轮外花键11与齿圈第一内花键41脱开，驱动轮外花键11与行星架第一内花键31相啮合，行星架3输出端的行星架第二内花键32与输出轮外花键71继续啮合，外部作用力带动驱动轮1运转，驱动轮1将转动通过行星架3传递给输出轮7，将转动经输出轮进行输出带动车轮或机床等设备运转。

三档：推杆61推动齿圈4与行星架3向驱动轮1一侧继续移动，卡位元件63与推杆61后一个限位凹槽64卡接，行星架第一内花键31与驱动轮外花键11继续相啮合，行星架第二内花键32与输出轮外花键71脱开，齿圈第二内花键42与输出轮外花键71啮合，外部作用力带动驱动轮1运转，驱动轮1将转动通过行星架3-齿圈4-输出轮7依次传递，将转动经输出轮进行输出带动车轮或机床等设备运转。

该实施例实现了三个档位的更换，便于车辆或机床等设备运行时的即时变速，无需消耗较多的作用力，降低了劳动量。

以上实施例提到的花键端部均存在倒角，便于花键的切入连接，中心轴的两端均可进行输出。

中心轴、驱动轮、输出轮、齿圈以及行星架之间除采用花键固定连接外，还可采用齿轮连接等，具体连接方式不做限制。

本实用新型公开的机械变速系统，包括驱动轮，中心轴、行星齿轮机构、输出轮，所述行星齿轮机构包括中心轮、行星轮、行星架与齿圈，所述齿圈与所述行星架轴向固定；所述中心轴固定不动，所述中心轮一体成型于所述中心轴上；还包括通过将所述行星架和/或齿圈与所述驱动轮以及输出轮连接来调节输出转速的换挡装置。通过设置换挡装置，根据不同的变速需要调整驱动轮与齿圈和/或行星架以及输出轮间的连接关系，输出不同的传动比，从而调节车轮或机床等设备的运行速度，采用该行星齿轮机构进行变速调节，稳定性较好，磨损及噪音均较小，使用寿命较长，无需消耗较多的作用力，工作效率较高，相对电机调速而言，使用及维修成本较低。

以上为对本实用新型实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种机械变速系统，其特征在于，包括主动传输装置、调速装置、以及与所述调速装置传动连接的输出装置；所述主动传输装置为驱动轮，所述调速装置包括中心轴与以及安装于所述中心轴上的行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括中心轮、行星轮、行星架与齿圈，所述齿圈与所述行星架轴向固定；所述中心轴固定不动，所述中心轮一体成型于所述中心轴上；

所述输出装置为设置于所述行星齿轮机构输出端的输出轮；

2.根据权利要求1所述的机械变速系统，其特征在于，所述驱动轮与所述齿圈间的连接方式为花键连接，所述驱动轮的输出端设置有驱动轮外花键，所述齿圈输入端设置有与所述驱动轮外花键相啮合的齿圈第一内花键。

3.根据权利要求1所述的机械变速系统，其特征在于，所述驱动轮与所述行星架间的连接方式为花键连接，所述驱动轮的输出端设置有驱动轮外花键，所述行星架的输入端设置有与所述驱动轮外花键相啮合的行星架第一内花键。

4.根据权利要求2或3所述的机械变速系统，其特征在于，所述行星架与所述输出轮间连接方式为花键连接，所述行星架的输出端设置有行星架第二内花键，所述输出轮的输入端设置有与所述行星架第二内花键相啮合的输出轮外花键。

5.根据权利要求4所述的机械变速系统，其特征在于，所述齿圈输出端设置有与所述输出轮外花键相啮合的齿圈第二内花键。

6.根据权利要求5所述的机械变速系统，其特征在于，所述调速装置还包括将所述齿圈与所述行星架轴向固定的定位机构。

7.根据权利要求6所述的机械变速系统，其特征在于，所述定位机构包括固定设置于所述齿圈内侧的限位销，以及位于所述行星架外侧的外凹槽，所述限位销伸入所述外凹槽内，所述限位销能够沿所述外凹槽圆周运转。

8.根据权利要求7所述的机械变速系统，其特征在于，所述换挡装置包括支架、设置于所述支架上用于推动所述齿圈纵向移动的推杆、以及用于限制所述推杆行程的限位机构。

9.根据权利要求8所述的机械变速系统，其特征在于，所述支架上上设置有通孔，所述限位机构包括设置于所述推杆上的限位凹槽、以及位于所述通孔内的卡位元件，所述限位凹槽至少为2个。

10.根据权利要求9所述的机械变速系统，其特征在于，所述推杆的前端还设置有与所述齿圈纵向固定的拨叉。