專利名稱：多級電動工具變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動工具，諸如旋轉(zhuǎn)鉆、電動改錐、以及轉(zhuǎn)動切削裝置。特別是，本發(fā)明涉及一種用于多級變速的旋轉(zhuǎn)電動工具的變速器。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代，電動工具的制造者已經(jīng)采用了帶有可變速度電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)電動工具，企圖使這些工具的用戶有可能對工具的輸出速度獲得足夠的控制從而允許他們不需要再憑借額外的特殊工具就能實(shí)現(xiàn)各種操作。市場上能買得到的許多這樣的工具包括一個三級、雙速變速器，該變速器允許甚至能更大地控制這些工具的速度。
通常，現(xiàn)有的變速器裝置缺少一種能產(chǎn)生各式各樣的輸出速度和扭矩的變速機(jī)構(gòu)，該變速機(jī)構(gòu)將允許該工具完成各種操作，譬如用大直徑的鉆孔鋸鉆孔，安裝清水墻螺釘或大直徑方頭螺釘，并且進(jìn)行高速鉆削操作。在這些工具中使用的單或雙速變速器通常不具有足夠的減速能力使這些變速機(jī)構(gòu)能不同地應(yīng)用在需要高扭矩操作，這些工具高速運(yùn)轉(zhuǎn)性能往往會削弱。除此之外，在許多早期的無繩旋轉(zhuǎn)電動工具中使用的可充電式的電池組由于在這樣的操作中消耗大量的能量和能量消耗速度，所以不能很好地適用在低速、高扭矩操作中。因此，消費(fèi)者通常被迫要購買兩種不同的旋轉(zhuǎn)電動工具，一種用于例如鉆削和緊固一樣的“普通”應(yīng)用的中型工具，和一種用于更費(fèi)力任務(wù)具有低速、高扭矩輸出的大型的工具。
隨著現(xiàn)代大容量、高壓電池的出現(xiàn)，現(xiàn)在滿足用在低速、高扭矩作業(yè)中的電動工具的能量需要已成為了可能。然而，在本領(lǐng)域中對電動工具變速器依然需要變速器要能在較大范圍內(nèi)具有速度降低的能力。
發(fā)明概述在一種優(yōu)選方式中，本發(fā)明提供了一種用于電動工具的傳動裝置。該傳動裝置包括一個殼體，一個變速器和一個速率轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。該變速器具有第一、第二和第三減速齒輪組，其中的兩個減速齒輪組設(shè)置成能在速度降低和扭矩擴(kuò)大的工作模式下運(yùn)轉(zhuǎn)，以及一靜止模式。速度轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)具有一個轉(zhuǎn)換部分，為了能在第一、第二和第三位置之間運(yùn)動將該部分連接到殼體上，一個連接到變速器上的致動器部分。將該致動器部分設(shè)計成能隨轉(zhuǎn)換部分在第一、第二和第三位置的運(yùn)動而使兩個減速齒輪組能在工作和靜止模式之間進(jìn)行運(yùn)動。
在另一種優(yōu)選方式中，本發(fā)明提供了一種用于向電動工具中的輸出軸傳輸扭矩的變速器組件。該變速器組件包括一個殼體，一個第一傳輸部分和一個第二傳輸部分。該殼體包括一個用來構(gòu)成一個傳輸孔的壁部件。該第一傳輸部分具有一個第一輸入部件，一個第一輸出部件以及一個第一減速部件。將該第一輸入部件設(shè)計成能接受第一中間輸出扭矩以及將該第一輸出部件設(shè)計成能輸出一個第二中間輸出扭矩。該第一減速部件可在第一種工況下工作，即該第一傳輸部分能將該第一中間輸出扭矩乘以一預(yù)定的第一數(shù)值。該第一減速部件還可在第二種工況下工作，即其中該第一傳輸部分能將該第一中間輸出扭矩乘以一預(yù)定的第二數(shù)值。該第二傳輸部分包括一個第二輸入部件，一個第二輸出部件以及一個第二減速部件。將該第二輸入部件設(shè)計成能接受第二中間輸出扭矩以及將該第二輸出部件設(shè)計成能向輸出軸輸出一個輸出扭矩。該第二減速部件可在第一種工況下工作，即其中該第二傳輸部分能將該第二中間輸出扭矩乘以一預(yù)定的第三數(shù)值。該第二減速部件還可在第二種工況下工作，即其中該第二傳輸部分能將該第二中間輸出扭矩乘以一預(yù)定的第四數(shù)值。
在另外一種優(yōu)選方式中，本發(fā)明還提供了一種設(shè)有電動機(jī)和變速器的電動工具。該電動機(jī)具有一個輸出軸并能產(chǎn)生一輸入扭矩。該變速器組件具有一個用來構(gòu)成傳輸孔的壁部件的殼體以及具有第一、第二和第三行星齒輪組的減速器。該第一行星齒輪組具有第一齒圈、第一中心齒輪和第一行星齒輪組件。該第一行星齒輪組件設(shè)有一個第一行星托架和多個第一行星齒輪。該第一行星托架可轉(zhuǎn)動地與第一中心齒輪相配合。該第一行星托架設(shè)有多個用于可轉(zhuǎn)動地支承多個第一行星齒輪的小齒輪。將該第一中心齒輪設(shè)計成能接受輸入扭矩。該第一行星托架包括一個第二中心齒輪并將其設(shè)計成能向第二行星齒輪組傳輸?shù)谝恢虚g輸出扭矩。多個第一行星齒輪能與第二中心齒輪和第一齒圈相結(jié)合。該第一齒圈軸向可定位于第一工況下，在該工況下第一齒圈相對殼體固定。
第二行星齒輪組包括一個第二齒圈和一個第二行星齒輪組件。該第二行星齒輪組件設(shè)有第二行星托架和多個第二行星齒輪。該第二行星托架設(shè)有一個輸出中心齒輪和多個用于可轉(zhuǎn)動地支承多個第二行星齒輪的小齒輪。該第二中心齒輪與多個第二行星齒輪相配合并向其上傳輸?shù)谝恢虚g輸出扭矩。該輸出中心軸被設(shè)計得可輸出一第二中間輸出扭矩。多個第二行星齒輪也能與第二齒圈相嚙合。該第二齒圈沿軸向可定位于第一工況下，在該工況下第二齒圈相對殼體固定從而避免在其間相對旋轉(zhuǎn)。該第二齒圈也沿軸向可定位于第二工況下，在該工況下第二齒圈在傳動孔內(nèi)是可轉(zhuǎn)動的。
第三行星齒輪組包括一個第三齒圈和一個第三行星齒輪組件。該第三行星齒輪組件設(shè)有一個第三行星托架和多個第三行星齒輪。該第三行星托架設(shè)有一個輸出部件和多個可轉(zhuǎn)動地支承多個第三行星齒輪的小齒輪。多個第三行星齒輪與第三齒圈和輸出中心齒輪相配合并將其設(shè)計成能接受第二中間輸出扭矩。將輸出部件設(shè)計成能輸出一個輸出扭矩。該第三齒圈沿軸向可定位于第一工況下，在該工況下第三齒圈相對殼體固定從而避免在其間相對旋轉(zhuǎn)。該第三齒圈也沿軸向可定位于第二工況下，在該工況下第三齒圈在傳動孔內(nèi)是可轉(zhuǎn)動的。
附圖簡介本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)將通過權(quán)利要求書以及結(jié)合附圖的的描述變得明顯。


圖1示出本發(fā)明的電動工具的側(cè)視圖；圖2為圖1中的電動工具的部分分解透視圖；圖3為圖1中電動工具的殼體部分的透視圖，示出了端蓋部件的后部；圖4為端蓋部件的前視圖；圖5為沿圖4中的5-5線剖開的截面視圖；圖6為圖1中拆除端蓋部件的電動工具的一部分的后視圖；圖7為圖1中拆除端蓋部件的電動工具的一部分的側(cè)視圖；圖8為與圖4相似的視圖，但是示出了在模制件操作之前的端蓋殼體；
圖9為與圖5相似的視圖，但是示出了在模制件操作之前的端蓋殼體；圖10為與圖4相似的視圖，但是示出了模制件改變的結(jié)構(gòu)；圖11為電動工具的一部分的局部橫截面視圖，示出采用如圖10所示的結(jié)構(gòu)中具有模制件的端蓋部件；圖12為圖1中的電動工具的一部分的分解透視圖，更詳細(xì)地示出了該變速器部件；圖13為圖1中的電動工具的一部分分解透視圖，更詳細(xì)地示出了減速齒輪組組件、變速器套筒、一部分殼體以及一部分離合器機(jī)構(gòu)；圖13a為沿第二齒圈的縱軸線剖開的截面視圖；圖13b為沿第三齒圈的縱軸線剖開的截面視圖；圖14為該變速器套筒的側(cè)視圖；圖15為該變速器套筒的后視圖；圖16為沿圖15中的16-16線剖開的截面視圖；圖17為沿圖15中的17-17線剖開的截面視圖；圖18為減速齒輪組組件的分解視圖；圖19為沿圖1中的電動工具的縱軸線的截面視圖，更詳細(xì)地示出了一部分減速齒輪組組件；圖20為一部分第一減速托架的前視圖；圖21為沿圖1中的電動工具的縱軸線的截面視圖，更詳細(xì)地示出了一部分減速齒輪組組件；圖22為一部分第三減速托架的后視圖；圖23為為沿圖1中的電動工具的縱軸線的橫截面視圖，示出了處于第一速度比的減速器組件；圖24為與圖23相似的橫截面視圖，但是示出了處于第二速度比的減速器組件；圖25為與圖23相似的橫截面視圖，但是示出了處于第三速度比的減速器組件；圖26為圖1中的一部分電動工具的頂視圖，更詳細(xì)地示出了速率轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)；圖27a為旋轉(zhuǎn)選擇器凸輪的側(cè)視圖；
圖27b為旋轉(zhuǎn)選擇器凸輪的頂視圖；圖27c為沿著速率轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的中心軸線剖開的橫截面視圖；圖28為輸出主軸部件的后視圖；圖29為離合器機(jī)構(gòu)的分解透視圖；圖29a為一部分離合器機(jī)構(gòu)的透視圖，示出了離合器部件的另一種結(jié)構(gòu)；圖29b為一個分解透視圖，示出了用于第一齒圈和離合器部件的組合式結(jié)構(gòu)；圖30為“展開”狀態(tài)下可調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的簡要圖表；圖31為與圖30相似的簡要圖表，但是示出了調(diào)整齒形的一種改變結(jié)構(gòu)；以及圖32為與圖30相似的簡要圖表，但是示出了一部分的調(diào)整齒形的另一種改變結(jié)構(gòu)。
最佳實(shí)施例詳述概要參照附圖1和2，根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)設(shè)計的電動工具通常用附圖標(biāo)記10來表示。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，本發(fā)明的最佳實(shí)施例可以是一種用電線的或電池式的(電池控制)裝置，例如一種便攜式改錐或鉆。在圖示的特定實(shí)施例中，電動工具10是一種電池式的鉆，包括殼體12，電動機(jī)組件14，多級變速器組件16，離合器機(jī)構(gòu)18，輸出主軸組件20，卡頭22，扳機(jī)組件24和電池盒26。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員都能夠理解電動工具10的幾個組件，例如卡頭22，扳機(jī)組件24和電池盒26，所以在本發(fā)明中為慣用的不需再詳細(xì)說明了。參考各種出版物可以更透徹地理解該電動工具10的常規(guī)特點(diǎn)的使用。這樣出版物的一個例子是1999年4月27日公開的、普通授權(quán)的美國專利5,897,454，其公開的內(nèi)容在此可參考，就像在此已經(jīng)全部陳述過一樣。
殼體12包括一個端蓋組件20和一個手柄外殼組件32，該手柄外殼組件包括一對相配合的手柄半殼34。手柄外殼組件32包括一個手柄部分36和一個傳動裝置或主體部分38。扳機(jī)組件24和電池盒26與手柄部分36是機(jī)械式配合的并且與電動機(jī)組件14電連接。主體部分38包括一個電動機(jī)座40和一個減速器腔42。在電動機(jī)座40中容納著電動機(jī)組件14并且包括一根輸出軸44，該軸伸入到減速器腔42里。具有多個齒輪齒48的電動機(jī)小齒輪46與輸出軸44相配合用于旋轉(zhuǎn)。扳機(jī)組件24和電池盒26相配合有選擇性地、以一種本領(lǐng)域公知的方式向電動機(jī)組件14提供電力，從而控制輸出軸44轉(zhuǎn)動的速度和方向。
安裝在變速器腔42內(nèi)的變速器組件16包括一個速率轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)60。電動機(jī)小齒輪46將變速器組件16連接到輸出軸44上，傳遞一個相對較高速度、低扭矩主輸入到變速器組件16上。變速器組件16包括多個減速部件，速率轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)60有選擇性地將這些減速部件進(jìn)行結(jié)合以提供多種傳動比。每一種傳動比以一種預(yù)先確定的方式乘以主輸入的速度和扭矩，從而允許變速器組件16的輸出速度和扭矩以希望的方式在較低速度、高扭矩輸出和較高速度、低扭矩輸出之間進(jìn)行變化。將變速器輸出功率傳遞到輸出主軸組件20上，卡盤22與其結(jié)合一同旋轉(zhuǎn)，從而使扭矩傳遞到刀頭上(沒有示出)。將離合器機(jī)構(gòu)18與變速器組件16相結(jié)合并操作該離合器機(jī)構(gòu)從而將與主輸入相連的扭矩的大小限制在一個預(yù)先確定的、可選擇的扭矩范圍內(nèi)。
功能性模制件(Functional Overmold)主要參照圖2至圖9，圖示的端蓋部件30包括一個端蓋外殼100和一個模制件102。在例舉的實(shí)施例中，端蓋外殼100是對一種塑料材料，例如ABS進(jìn)行注壓模制成的。該端蓋外殼100形成了一個端蓋腔104，將該腔的尺寸定為能容納從手柄外殼組件32向后伸出的部分電動機(jī)組件14。將多個第一和第二徑向模板扁平孔108和110以及貼靠面128成形在端蓋外殼100的正面114上，并且將多個螺釘凸臺116成形在端蓋外殼100的圓周上。將每個第一和第二徑向扁平孔108和110的尺寸設(shè)計成分別能夠容納第一徑向橫板120和第二徑向橫板122，模板分別加工在手柄外殼34的背面124上。第一和第二徑向模板扁平孔108和110能與第一和第二徑向橫板122相結(jié)合從而將端蓋外殼110與手柄外殼組件32恰好對準(zhǔn)，并能防止兩者之間相對轉(zhuǎn)動。端蓋外殼100正面的弧形部分128與手柄外殼34的后面124的對接表面132成一定角度來進(jìn)行配合。該螺釘凸臺116允許端蓋外殼100借助多個螺釘而可固定地連接到電動機(jī)罩136上。將該電動機(jī)罩136的幾何尺寸設(shè)計成能被手柄外殼34緊緊夾住。這樣，將端蓋外殼100相對電動機(jī)罩136的緊固起到了將端蓋外殼100牢固地限制在手柄外殼組件32的后面124的作用，以及關(guān)閉手柄外殼組件32中的后部手柄孔139。
在端蓋殼體100的側(cè)壁上加工出多個側(cè)孔140以允許空氣流過手柄殼體組件32并以本領(lǐng)域所公知的技術(shù)冷卻電動機(jī)組件144。在端蓋外殼100的后部加工出多個后部孔144，并且每個后部孔144包括一個僅部分延伸到端蓋外殼100的外表面148上的凹槽部分146，以及一個完全伸入到端蓋外殼100中的通孔部分150。一對擋板152從端蓋外殼100的內(nèi)表面154向里延伸到端蓋腔104里。在端蓋外殼100的內(nèi)表面154上加工出一個通道156并使之與每個后部孔144和擋板152相交。
模制件102是由有彈性的材料，例如熱塑性彈性體(例如E.I. du PontNemours公司制造的HYTREL)制成的，并且與端蓋外殼100同時用注壓模制并連接在一起。在圖示的優(yōu)選實(shí)施例中，模制件102包括多個緩沖件170，一對隔振體172和一個連接件174。每個緩沖件170從與端蓋外殼100的內(nèi)表面154基本一致的一點(diǎn)延伸大約0.5mm至1.5mm并且最好是0.75mm直到位于端蓋外殼100的外表面148后部的一點(diǎn)上。這樣的結(jié)構(gòu)允許緩沖件170能提供一定程度的振動吸收，當(dāng)發(fā)生工具10停止的情況時可降低損壞端蓋外殼100的可能性。而且，有時，例如當(dāng)用一個鉆孔鋸鉆大直徑孔時，對操作者來講向工具10上施加一比較大的力是必要的。在這種情況下，操作者傾斜著有意壓住工具10的后部以便能沿著與卡盤22的軸線成一直線地施加一作用力。在這種情況下，緩沖件170能提供給操作者一個比較光滑和舒服的表面，該表面往往能抗滑以及削弱傳遞給操作者的振動。
在端蓋外殼100的內(nèi)表面上圍繞擋板152設(shè)置了隔振體172。在例舉的實(shí)施例中，每個隔振體172包括一個環(huán)形件180，該件從端蓋外殼100的內(nèi)表面154向前延伸。這樣的結(jié)構(gòu)允許端蓋外殼100將隔振體172與電動機(jī)罩14c的外徑14a和背面14b相結(jié)合，以便能可固定地將電動機(jī)14d保持在電動機(jī)罩136內(nèi)。這就防止電動機(jī)組件14的各個部件沿著工具10的縱軸線移動，以及緩沖在電動機(jī)組件14工作過程中產(chǎn)生的振動。連接件174固定地連接到每個緩沖件170和隔振件172上。該連接件174提供了一個流動徑跡，在緩沖件170和隔振體172變形過程中，通過該流動徑跡彈性材料發(fā)生變形。連接件174也使緩沖件170和隔振體172互相連接起來，從而使它們從端蓋外殼100上拆除變得更困難了。
本領(lǐng)域技術(shù)人員都清楚的為了能在兩個或更多的部件之間進(jìn)行密封、減振或確定一個部件對另一個的位置，可以將本發(fā)明的這方面加入到在手柄組件32內(nèi)的各種其它位置上。在如圖10和11所示的這樣的一個例子中，將隔振體172改為圍繞一部分端蓋腔104的圓周延伸并且可密封地與電動機(jī)14d的背面14b相接觸。該隔振體172對在端蓋外殼100和馬達(dá)組件14之間的接觸面進(jìn)行密封，緩沖件170對在端蓋外殼100中后面的孔144進(jìn)行密封。隔振體172確定的空間188隨后被油脂或其它的合適的潤滑劑填充，這些潤滑劑電動機(jī)的電樞軸承190進(jìn)行潤滑。
變速器組件參照附圖12，示出的變速器組件16為一種三級、三速變速器，該變速器包括一個變速器套筒200，一個減速齒輪組組件202以及速率轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)60。再參考圖13到圖17，該變速器套筒200包括一個能構(gòu)成一般傳動孔或中空腔212的壁部件210，在該壁部件內(nèi)可放置減速齒輪組組件201。減速器套筒200包括一個主體214和一個基座216。減速器套筒200的主體214在直徑上是均勻的，而且通常小于基座216的直徑。將基座216的內(nèi)徑尺寸設(shè)計成能容納下電動機(jī)罩136的圓柱形頭部220。
在基座216上設(shè)置多個凸臺226。凸臺226在基座216的外表面230上形成了多個第一凹槽228并且在基座216的外表面234上形成了多個第二凹槽232。將第一凹槽228設(shè)計成能容納在手柄外殼34的內(nèi)表面242上設(shè)置的定位肋條238，從而將變速器套筒200能與手柄外殼34對齊進(jìn)而避免在變速器套筒200和殼體12之間相對轉(zhuǎn)動。更好的是，將第一凹槽228和定位肋條238設(shè)計成只能使變速器套筒200按一個方位的方式裝配到手柄外殼34上(即，第一凹槽228和定位肋條238的構(gòu)造避免了變速器套筒200被轉(zhuǎn)動180°脫離與手柄外殼34對應(yīng)的位置)。下面對第二凹槽232進(jìn)行詳細(xì)討論。
圖示的變速器套筒200的主體214包括一個圓柱形主體部分246和一個銷形支架部分248。在圖示的優(yōu)選實(shí)施例中，圓柱形主體部分246包括一個選擇器凸輪導(dǎo)向件250，多個潤滑劑凹槽252以及第一和第二組各自為環(huán)狀嚙合齒254和256。選擇器凸輪導(dǎo)向件250的橫截面通常為矩形，從主體部分246的外表面258的最高點(diǎn)向外延伸。潤滑劑凹槽252集中地設(shè)置在圍繞著主體部分246的上半圓周處。潤滑劑凹槽252的深度大約為0.01英寸到約0.030英寸之間以便將例如油脂一樣的潤滑劑容納在主體部分246的上半圓周內(nèi)。下面對選擇器凸輪導(dǎo)向件250和潤滑劑凹槽252進(jìn)行詳細(xì)說明。
凸緣264將主體部分246的內(nèi)部分別分成第一和第二部分260和262。第一組環(huán)形嚙合齒254在主體部分246的內(nèi)表面上形成并且從凸緣264開始朝著基座216向后延伸。第二組環(huán)形嚙合齒256也是在主體部分246的內(nèi)表面上形成但是從凸緣264向前延伸。第一和第二組環(huán)形嚙合齒254和256的齒268沿著主體部分246的內(nèi)表面266以相等的距離分布。在第一和第二組環(huán)形嚙合齒254和256上每個齒268的形狀與在凸緣264上伸出的每個齒的形狀是相似的，都具有一個平行的嚙合表面270和末端為尖部272。每個齒268的尖部都是圓形且?guī)уF度的以便加強(qiáng)與一部分減速齒輪組組件202相嚙合的能力，以下將對此進(jìn)行詳細(xì)說明。
銷形支架部分248在主體部分246的有效長度部分之上、從主體部分246向下延伸。在銷形支架部分248上設(shè)有一個傳動孔274且該孔穿過變速器套筒200的基座216向后延伸。在示出的優(yōu)選實(shí)施例中，傳動孔為階梯狀的，即在變速器套筒200的后部為具有第一直徑的第一部分276，在變速器套筒200的前部為具有較小第二直徑的第二部分278。在例舉的實(shí)施例中，傳動孔274的第一部分276穿透第一腔部分260的壁并在基座216的內(nèi)表面上形成一個凹槽280。下面將對銷形支架部分248進(jìn)行詳細(xì)說明。
在變速器套筒200上設(shè)置一對第一夾緊槽284和一對第二夾緊槽286，這兩對槽以平行于變速器套筒200的縱軸線方式沿著變速器套筒200的側(cè)壁延伸。第一對夾緊槽284穿過主體部分246的側(cè)壁在凸緣264的后部形成并向后伸入到基座216內(nèi)。第一對夾緊槽284的深度要保證不穿透構(gòu)成基座216的壁部件210部分。第二對夾緊槽286也穿過主體部分246的側(cè)壁在凸緣264的前部形成并穿過變速器套筒200的正面288。
參照圖12、13、18和23，減速齒輪組組件202包括一個第一減速齒輪組302，一個第二減速齒輪組304和第三減速齒輪組306。第一、第二和第三減速齒輪組302、304和306可在工作模式和靜止模式下運(yùn)轉(zhuǎn)。在工作模式下運(yùn)轉(zhuǎn)能使減速齒輪組實(shí)現(xiàn)速度降低和扭矩加大的效果，而靜止模式下減速齒輪組的運(yùn)轉(zhuǎn)能使減速齒輪組提供與供給減速齒輪組的旋轉(zhuǎn)輸入的速度和扭矩相等的速度和扭矩的輸出。在圖示的優(yōu)選實(shí)施例中，每個第一、第二和第三減速齒輪組302、304和306都是行星齒輪組。然而，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，用本領(lǐng)域公知的其它各種型式的減速齒輪組來構(gòu)成減速齒輪組組件202的一個或多個減速齒輪組也是適合的。
如圖所示，第一減速齒輪組302包括一個第一減速元件或齒圈310，一個第一組行星齒輪312和一個第一減速托架314。第一齒圈310是一種環(huán)形結(jié)構(gòu)，沿著齒圈的內(nèi)徑設(shè)有多個齒輪齒310a。在第一齒圈310的正面318的外圓周上制成離合面316，下面將詳細(xì)討論。將第一齒圈310放置在基座216形成的中空腔212部分中；第一齒圈310的正面318同變速器套筒200上形成的臺階320保持接觸，從而限制了第一齒圈310向前移動到中空腔212的能力。
將第一減速托架314的形狀設(shè)計成扁平的圓柱形，并有多個銷322從其后面324伸出來。在第一減速托架314的幾乎整個外圓周上設(shè)有多個齒輪齒314a，在每對相鄰的齒輪齒314a之間形成一個凹部314b。由于齒輪齒314a有空隙的原因，造成一個凹部(即凹部314b′)比剩余的凹部要大這是由于在第一減速托架314的外圓周上除去了一個齒314a的結(jié)果。在所示的優(yōu)選的實(shí)施例中，將第一減速托架的齒輪齒314a設(shè)計成與第一齒圈310的齒輪齒310a不會嚙合。
尤其參考附圖19和20，將更詳細(xì)地示出齒輪齒314a的齒形。如圖所示，每個齒輪齒314a在第一減速托架314的正面328上以逐漸減小的直徑326終止，但是在第一減速托架314的后面324陡然終止。在齒輪齒314a之間的凹部314b上形成一個半徑330。
再回到圖12、13、15、18和23，第一止推墊圈332包括一個第一環(huán)形部分334，一個第二環(huán)形部分336和多個凸起338，并將該墊圈放置在第一減速齒輪組302的后面。凸起338和減速器套筒200的基座中的第二凹槽232相結(jié)合，這樣就避免了第一止推墊圈332和減速器套筒200之間發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。將基座216的內(nèi)徑尺寸設(shè)計成能容納下電動機(jī)罩136，這樣，電動機(jī)罩136的前面340限制了第一止推墊圈332的軸向運(yùn)動。第一環(huán)形部分334與第一齒圈310的后面342相接觸，該環(huán)形部分提供了一磨損表面并能控制第一齒圈310沿著軸向能夠移動的量。第二環(huán)形部分336與第一環(huán)形部分沿軸向相間隔開，該第二環(huán)形部分在第一環(huán)形部分的前面延伸從而提供了一個用于第一行星齒輪組312的磨損表面，并能控制該行星齒輪組沿軸向能夠移動的量。
第一行星齒輪組312包括多個行星齒輪344，每一個行星齒輪通常都是圓柱形的，在其外圓周上設(shè)有多個齒輪齒344a并在其中心設(shè)有一個銷孔346。每一個行星齒輪344都是可轉(zhuǎn)動地支撐在相關(guān)聯(lián)的銷322和第一減速托架314的一個上，并且將其放置在其齒344a能和第一齒圈310的齒314a相嚙合的位置上。在每個行星齒輪344的前面和后面350和352上設(shè)置一個凸起部分348，該凸起部分能避免齒344a在第一減速齒圈314和第一止推墊圈332上發(fā)生磨損和產(chǎn)生將削弱變速器組件16的性能和降低工作壽命的灰塵或碎屑。當(dāng)輸出軸44上的電動機(jī)小齒輪46的齒46a也和行星齒輪344的齒344a進(jìn)行嚙合時，該電動機(jī)小齒輪46起到了第一減速齒輪組302的中心齒輪的作用。
第二減速齒輪組304設(shè)置在由第一腔部260構(gòu)成的中空腔212的那部分里面，并包括一個第二中心齒輪358、一個第二減速元件或齒圈360，一個第二組行星齒輪362和一個第二減速托架364。將第二中心齒輪358固定以便能和第一減速托架314一起轉(zhuǎn)動。該第二中心齒輪358包括多個齒輪齒358a，這些齒輪齒在第一減速托架314的前面328向前延伸。
第二齒圈360是一種環(huán)形結(jié)構(gòu)，沿著齒圈的內(nèi)徑方向設(shè)有多個齒輪齒360a。齒輪齒360a在第二齒圈360的后面366上可以是較大地斜切但是在前面368上陡然終止。更優(yōu)選的是，在后面366和每一個齒輪齒360a的兩側(cè)上設(shè)有一個大半徑369，與其使用大斜邊不如使用大半徑369，這是因?yàn)樵邶X輪齒360a上的大半徑369能保證在第二齒圈360和第一減速托架314之間更好的嚙合。
在第二齒圈360的外圓周上設(shè)有多個套筒嚙合齒370；這些套筒嚙合齒370在第二齒圈360的前面368向前伸出并終止于一個朝前方和中心方向?yàn)閳A且尖的尖部372。在第二齒圈360的外圓周上還設(shè)有一個環(huán)形鎖緊槽374。在圖示的實(shí)施例中，鎖緊槽374為具有一對側(cè)壁376的矩形槽374。下面將對該鎖緊槽374進(jìn)行詳細(xì)討論。
第二減速托架364的形狀為偏平的圓柱形，并在其背面380上伸出多個銷378。圖示的第二組行星齒輪包括多個行星齒輪382。每個行星齒輪382通常為圓柱形形狀，并在其外圓周上設(shè)有多個齒輪齒382a以及在其中心設(shè)有一個銷孔384。每一個行星齒輪382都是可轉(zhuǎn)動地支撐在相關(guān)聯(lián)的銷378和第二減速托架364中的一個上，并且將其放置在能使行星齒輪382的齒輪齒382a和第二齒圈360的齒輪齒360a相嚙合的位置上。第二中心齒輪358的齒輪齒358a也能和行星齒輪382的齒輪齒382a進(jìn)行嚙合。
第三減速齒輪組306設(shè)置在由第二腔部262構(gòu)成的中空腔212的那部分里面，并包括一個第三中心齒輪398、一個第三減速元件或齒圈400，一個第三組行星齒輪402和一個第三減速托架404。將第三中心齒輪398固定以便能和第二減速托架364一起轉(zhuǎn)動。該第三中心齒輪398包括多個齒輪齒398a，這些齒輪齒在第二減速托架364的前面406向前延伸。
第三齒圈400是一種環(huán)形結(jié)構(gòu)，沿著齒圈的內(nèi)徑方向設(shè)有多個齒輪齒400a。齒輪齒400a在第三齒圈400的前面412上可以是較大地斜切但是在后面414上陡然終止。更優(yōu)選的是，在前面412和每一個齒輪齒400a的兩側(cè)上設(shè)有一個大半徑407，與其使用大斜邊不如使用大半徑407，這是因?yàn)樵邶X輪齒400a上的大半徑407能保證在第三齒圈400和第三減速托架404之間更好的嚙合。在第三齒圈400的外圓周上設(shè)有多個套筒嚙合齒418；這些套筒嚙合齒418在第三齒圈400的后面414向前伸出并終止于一個朝前方和中心方向?yàn)閳A且尖的尖部420。在第三齒圈400的外圓周上還設(shè)有一個環(huán)形鎖緊槽422。在圖示的實(shí)施例中，鎖緊槽422為具有一對側(cè)壁424的矩形槽。下面將對該鎖緊槽422進(jìn)行詳細(xì)討論。
第三減速托架404的形狀為偏平的圓柱形，并在其后面430上伸出多個銷428。在第三減速托架404的幾乎整個外圓周上設(shè)有多個齒輪齒404a，在每對相鄰的齒輪齒404a之間形成一個凹部404b。由于齒輪齒404a有空隙的原因，造成凹部404b中的一個(即凹部404b′)比剩余的凹部404b要大，這是由于在第三減速托架404的外圓周上除去了一個齒404a的結(jié)果。在所示的優(yōu)選的實(shí)施例中，將第三減速托架404的齒輪齒404a設(shè)計成與第二行星齒輪382的齒輪齒382a不會嚙合。
再暫時參考圖21和圖22，圖中詳細(xì)地示出了齒輪齒404a的齒形。如圖所示，第三減速托架404的后面430是斜切的，并在齒404a和凹部404b的每一個側(cè)表面上形成一個大直徑。在第三減速托架404的前面436，每個齒輪齒404a陡然終止。
再回到圖12、13、15、18和23，圖示的第三行星齒輪組402包括多個行星齒輪438。每個行星齒輪438通常為圓柱形形狀，并在其外圓周上設(shè)有多個齒輪齒438a并在其中心設(shè)有一個銷孔440。每一個行星齒輪438都是可轉(zhuǎn)動地支撐在相關(guān)聯(lián)的銷428和第三減速托架404中的一個上，并且將其放置在能使行星齒輪438的齒輪齒438a和第三齒圈400的齒輪齒400a相嚙合的位置上。在行星齒輪438的每個前面和后面上都設(shè)置一個凸起部分442，該凸起部分能避免齒438a在第三減速齒圈404上發(fā)生磨損和產(chǎn)生將削弱變速器組件12的性能和降低工作壽命的灰塵或碎屑。第二止推墊圈450環(huán)繞第三中心齒輪398來設(shè)置而且該第三中心齒輪398的齒398a與行星齒輪438的齒輪齒438a是互相嚙合的。第二止推墊圈450設(shè)有多個凸起452，并將這些凸起設(shè)計成能與位于變速器套筒200主體部分246的內(nèi)表面266上的相應(yīng)的扁平凹槽454(見圖13)相結(jié)合。凸起452和扁平凹槽454相配合阻止了第二止推墊圈450和減速器套筒200之間的相對轉(zhuǎn)動。
輸出主軸組件20包括一個與主軸460相連接、用來和第三減速托架404一起轉(zhuǎn)動的傳動裝置458，從而可將驅(qū)動扭矩從減速齒輪組組件202傳輸?shù)娇^22上。這樣的傳動裝置458是本領(lǐng)域公知的并容易適合于本發(fā)明的變速器組件。因此，本文不再對傳動裝置458作詳細(xì)說明。
參見圖13，13a，13b，16，17，18和23至28，速率轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)60在第一位置500、第二位置502和第三位置504之間可以移動，該速率轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)包括一個用來接受速度改變輸入的轉(zhuǎn)換部分510和一個用來根據(jù)速度改變輸入情況來操作減速齒輪組組件202的致動部分512。將該致動部分512可操作地連接到減速齒輪組組件202上，并針對轉(zhuǎn)換部分510在第一、第二和第三位置500、502和504之間的動作情況在工作和靜止模式之間來運(yùn)行，使第二和第三減速齒輪組304和306。在圖示的優(yōu)選的實(shí)施例中，該致動部分512包括一個旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器仿形板(selector cam)520，多個金屬線夾子522和一個彈簧件523。每個金屬線夾子522是由圓的金屬絲制成的，該金屬絲彎成半圓524形狀并且在大約半圓524的中心線處、有一對橫梁526從半圓524向外伸出。將半圓524的尺寸設(shè)計成能分別裝進(jìn)第二和第三齒圈360和400的鎖緊槽374內(nèi)。關(guān)于這一點(diǎn)，半圓524既不會沿著相關(guān)的齒圈(360，400)徑向向外延伸也不會緊靠著鎖緊槽(374，422)的側(cè)壁(374，424)。在圖示的實(shí)施例中，鎖緊槽(374，422)的側(cè)壁(376，424)相距約0.05英寸而構(gòu)成金屬夾子522的金屬絲的直徑約為0.04英寸。
金屬夾子522的橫梁526從中空腔212向外伸入到位于變速器套筒200的相應(yīng)的一個鎖緊狹槽(284，286)。橫梁526足夠長以保證它們能向外伸入到變速器套筒200的主體214的外表面258上，但是不應(yīng)沿著徑向伸出到位于變速器套筒200的基座216中的第一鎖緊狹槽284那部分之外。以這種方式構(gòu)成的金屬夾子522有利于變速器組件16的裝配，并允許金屬線夾子522安裝在第二和第三齒圈360和400之上，隨后再將這些組件沿著變速器套筒200的縱軸線放入到中空腔212里。
參照圖13和27a至27c，圖示的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器仿形體520包括一個弓形的轉(zhuǎn)換器主體530，一個轉(zhuǎn)換凸起532和多個間隔件534。在轉(zhuǎn)換器主體530上設(shè)有一對第一仿形體狹槽540a和540b，一對第二仿形體狹槽544a和544b，一個彈簧孔546和一個導(dǎo)向孔548。將選擇器主體530的尺寸設(shè)計成能與變速器套筒200的主體部分246的外徑滑動配合的方式來進(jìn)行結(jié)合。導(dǎo)向孔548通常為矩形形狀而且將其尺寸設(shè)計成能與轉(zhuǎn)換器仿形體導(dǎo)件250的前和后表面進(jìn)行結(jié)合。導(dǎo)向孔548要比轉(zhuǎn)換器仿形體導(dǎo)件250的寬度要寬得多，以這種尺寸來設(shè)計可使回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520在變速器套筒200上在第一旋轉(zhuǎn)位置、第二旋轉(zhuǎn)位置和第三旋轉(zhuǎn)位置之間進(jìn)行轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)換器仿形體導(dǎo)件250和導(dǎo)向孔548相配合以限制回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520在變速器套筒200上能被旋轉(zhuǎn)的總量，當(dāng)回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520位于第一旋轉(zhuǎn)位置時，轉(zhuǎn)換器仿形體導(dǎo)件250的第一側(cè)面與導(dǎo)向孔548的第一側(cè)面相接觸；當(dāng)回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520位于第三旋轉(zhuǎn)位置時，轉(zhuǎn)換器仿形體導(dǎo)件250的第二側(cè)面與導(dǎo)向孔548的第二側(cè)面相接觸。
將第一仿形體狹槽540a和540b中的每一個的尺寸設(shè)計成能容納金屬線夾子522的橫梁526中與第二齒圈360相結(jié)合的的一個。在圖示的優(yōu)選實(shí)施例中，第一仿形體狹槽540a包括一個第一段550、一個第二段552和一個中間段554。第一段550與參考面558相距第一預(yù)定距離，該參考面垂直于回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520的縱軸線；第二段552與參考面558相距第二預(yù)定距離。中間段554將第一段和第二段550、552彼此連接在一起。第一仿形體狹槽540b的結(jié)構(gòu)與第一仿形體狹槽540a的結(jié)構(gòu)一樣，只是該狹槽相對旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換器仿形體520是可轉(zhuǎn)動的，這樣在第一仿形體狹槽540b上的第一、第二和中間段550、552和554與第一仿形體狹槽540a上的第一、第二和中間段550、552和554相距180°定位。
將第二仿形體狹槽544a和544b中的每一個的尺寸設(shè)計成能容納相應(yīng)的一個金屬夾子522的一個橫梁526。在圖示的優(yōu)選實(shí)施例中，第二仿形體狹槽544a包括一個第一段560、一個第二段562、一個第三段564和一對中間段566和568。第一和第三段560和564與參考面558相距一第三預(yù)定距離，而第二段562與參考面558相距一第四預(yù)定距離。中間段566將第一段和第二段560、562彼此連接在一起而中間段568將第二段和第三段562、566彼此連接在一起。第二仿形體狹槽544b的結(jié)構(gòu)與第二仿形體狹槽544a的結(jié)構(gòu)一樣，只是該狹槽相對回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520是可轉(zhuǎn)動的，這樣在第二仿形體狹槽544b上的第一、第二、第三和中間段560、562、564和566和568與第二仿形體狹槽544a上的第一、第二、第三和中間段560、562、564和566和568就相距180°設(shè)置。
隨著金屬線夾子522的橫梁526與第一仿形體狹槽540a和540b以及第二仿形體狹槽544a和544b相結(jié)合，該回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520在變速器套筒200上、在第一、第二和第三位置500、502和504之間是可轉(zhuǎn)動的，從而選擇使第二和第三齒圈360和400進(jìn)入和脫離與各自的第一和第三減速托架314和404之間的結(jié)合。在回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520的轉(zhuǎn)動過程中，第一仿形體狹槽540a和540b和第二仿形體狹槽544a和544b把相關(guān)的金屬線夾子522的金屬橫梁526限制住并使金屬橫梁526沿著變速器套筒200的縱軸線在第一和第二鎖緊狹槽284和286的相關(guān)的一個中移動。因此，可使用該回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520來將一個旋轉(zhuǎn)輸入轉(zhuǎn)變成一個軸向輸出，仿形體使金屬線夾子522以一預(yù)定方式沿軸向移動。將一種潤滑劑(沒有專門示出)加入到在變速器套筒200的本體部分246上形成的潤滑劑凹槽252中，使用該潤滑劑能潤滑位于變速器套筒200和回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520之間的接觸面。
將回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520定位在第一轉(zhuǎn)動位置500上，這可使與第二齒圈360相結(jié)合的金屬夾子522的橫梁526處于第一仿形體狹槽540a和540b的第一段550上，以及使與第三齒圈400相結(jié)合的金屬夾子522的橫梁526處于第二仿形體狹槽544a和544b的第一段560上。因此，將回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520定位在第一轉(zhuǎn)動位置500上時，可造成第二和第三齒圈360和400分別處于與第二和第三行星齒輪362和402嚙合的位置上。同時隨著第二和第三齒圈360和400和第二和第三行星齒輪362和402進(jìn)行嚙合，第二和第三齒圈360和400的套筒嚙合齒370和418分別處于與各自的第一和第二組環(huán)形嚙合齒254和256嚙合的位置上以阻止了在第二和第三齒圈360和400和變速器套筒200之間的相對轉(zhuǎn)動，從而使變速器組件16具有如圖23所示的第一總的齒輪減速或速率比570。本領(lǐng)域技術(shù)人員都能清楚第一和第二組環(huán)形嚙合齒254和256的齒268的尖部272和套筒嚙合齒370和418的尖部372和420分別為倒圓且成錐狀，從而提高了它們隨著沿變速器組件16的縱軸線軸向的重新定位而進(jìn)行嚙合的能力。
將回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520定位在第二轉(zhuǎn)動位置502上，這可使與第二齒圈360相結(jié)合的金屬夾子522的橫梁526處于第一仿形體狹槽540a和540b的第一段550上，以及使與第三齒圈400相結(jié)合的金屬夾子522的橫梁526處于第二仿形體狹槽544a和544b的第一段562上。因此，將回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520定位在第二轉(zhuǎn)動位置520上時，可導(dǎo)致第二齒圈360和第二行星齒輪362進(jìn)行嚙合以及第三齒圈400與第三行星齒輪402和第三減速托架嚙合404進(jìn)行嚙合。將回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520定位在第二轉(zhuǎn)動位置502上也會使第二齒圈360的套筒嚙合齒370處于與第一組環(huán)形嚙合齒254相嚙合的位置上，而第三齒圈400的套筒嚙合齒418處于與第二組環(huán)形嚙合齒256不會嚙合的位置上。這樣，阻止了在第二齒圈360和變速器套筒200之間的相對轉(zhuǎn)動，卻允許在第三齒圈400和變速器套筒200之間的相對轉(zhuǎn)動，從而向變速器組件16提供如圖24所示的第一總齒輪減速或速率比572。
將回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520定位在第三轉(zhuǎn)動位置504上，這可使與第二齒圈360相結(jié)合的金屬夾子522的橫梁526處于第一仿形體狹槽540a和540b的第二段552上，以及使與第三齒圈400相結(jié)合的金屬夾子522的橫梁526處于第二仿形體狹槽544a和544b的第三段564上。因此，將回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520定位在第三轉(zhuǎn)動位置上時，可導(dǎo)致第二齒圈360和第二行星齒輪362和第一減速托架314進(jìn)行嚙合而第三齒圈400只與第三行星齒輪402進(jìn)行嚙合。將回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520定位在第三轉(zhuǎn)動位置504上也就使第二齒圈360的套筒嚙合齒370處于與第一組環(huán)形嚙合齒254脫離嚙合的位置上，而使第三齒圈400的套筒嚙合齒418處于與第二組環(huán)形嚙合齒256進(jìn)行嚙合的位置上。這樣，阻止了在第二齒圈360和變速器套筒200之間的相對轉(zhuǎn)動，卻允許在第三齒圈400和變速器套筒200之間的相對轉(zhuǎn)動，從而向變速器組件16提供一第三總齒輪減速或速率比574。
如圖13、27b和28所示，彈簧件523是由一個矩形的彈簧鋼片制成的，包括一個壓扁的Z-型部分580和一個凸起部分584。將壓扁的Z-型部分580圍繞兩個在彈簧孔546中延伸的加強(qiáng)條586設(shè)置，從而使凸起部分584能保持在一預(yù)定的位置上并且也能夠在回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520和彈簧件523之間傳遞彈簧力。再參見圖28，將彈簧件523的凸起部分584的尺寸設(shè)計成能與在輸出主軸組件20的殼體592上形成的內(nèi)槽口590相結(jié)合。沿回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520圓周相間分開的環(huán)槽脊594是在槽口590之間形成的。當(dāng)將輸出主軸組件20定位于變速器組件16之上以及將速率轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)60定位于第一、第二和第三轉(zhuǎn)動位置500、502和504其中一個之上時，彈簧件523的凸起部分584就會與相應(yīng)的一個槽口590相結(jié)合。當(dāng)凸起部分584向下朝著回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520運(yùn)動時，隨著凸起部分584和環(huán)槽脊594接觸而使彈簧產(chǎn)生的力起到了阻止速率轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)60的非故意轉(zhuǎn)動。而且，在槽口590中的凸起部分584的定位提供給用戶一種關(guān)于回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520的位置的觸覺上的指示。
在圖13和27c所示的優(yōu)選的實(shí)施例中，圖示的轉(zhuǎn)換部分510包括一個帶有一個凸起的空腔的、弓形的帶環(huán)600和設(shè)置在空腔中的矩形選擇器按鈕602。弓形帶環(huán)600是由塑料材料制成的并將其設(shè)計成與回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520的外徑相一致。將選擇器按鈕602的開口端設(shè)計成能容納轉(zhuǎn)換器突起532，從而使轉(zhuǎn)換部分510和回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520能以一種無緊固的方式彼此連接在一起。多個間隔件534在由回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520的突起部分構(gòu)成的，這些間隔件與轉(zhuǎn)換器主體530是同軸的并且從主體上呈輻射狀向外延伸。間隔件534提高了弓形帶環(huán)600從而避免了弓形帶環(huán)600與第一仿形體狹槽540a和540b中的金屬橫梁發(fā)生接觸。也可以將該間隔件534應(yīng)用在回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520的有選擇性的加強(qiáng)的地方，例如在靠近第一仿形體狹槽540a和540b的地方。
本領(lǐng)域技術(shù)人員都清楚的是可將該回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換器仿形體520(即第一仿形體狹槽540a和540b和第二仿形體狹槽544a和544b)設(shè)計得稍微有些不同，從而導(dǎo)致第二齒圈360既和第二行星齒輪362也和第一減速齒圈314相嚙合，而第三齒圈400既和第三行星齒輪402也和第三減速齒圈404相嚙合，從而向變速器組件16提供一第四總齒輪減速或速度比。
本領(lǐng)域技術(shù)人員也都清楚的是其它結(jié)構(gòu)的換向機(jī)構(gòu)也可替代本文示出的換向機(jī)構(gòu)60。這些換向機(jī)構(gòu)可包括通過轉(zhuǎn)動或滑動動作而致動的致動器并且可以包括連桿、凸輪或其它的本領(lǐng)域所公知的裝置來使第二和第三齒圈360和400相對變速器套筒200來滑動。本領(lǐng)域技術(shù)人員還清楚的是由于第二和第三齒圈360和400在工作模式和靜止模式(即第二和第三齒圈360和400的位置不會限定第二和第三齒圈360和400中另一個的位置)之間是彼此獨(dú)立可動的，所以也能將換向機(jī)構(gòu)60設(shè)置成使第二和第三齒圈360和400被彼此獨(dú)立地定位。
離合器機(jī)構(gòu)在圖23、26和28到30所示出的離合器機(jī)構(gòu)包括一個離合器部件700，一個配合組件702和一個調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)704。圖示的離合器部件700是一種環(huán)形結(jié)構(gòu)，該環(huán)形結(jié)構(gòu)可固定到第一齒圈310的外徑上并從其上徑向向外伸出。離合器部件700包括一個弓形的離合器表面316，該表面是在第一齒圈310的前面318上形成的。將該離合器部件700的外徑尺寸設(shè)計成可在中空腔212的那部分里轉(zhuǎn)動，該中空腔是由變速器套筒200的基座216構(gòu)成的。再參見圖29，圖示實(shí)施例的離合器表面316是由多個波峰710和波谷712構(gòu)成的，這些波峰和波谷彼此相間分布從而形成了由大約18°角確定的一系列的斜坡。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員都能理解到，也可以使用其它的離合器表面結(jié)構(gòu)，例如正弦波型的離合器表面316′(見圖29a)。
盡管圖中將第一齒圈310和離合器部件700已經(jīng)做成了一個件(即整體形成)的結(jié)構(gòu)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員都能理解到，也能將它們設(shè)計成其它結(jié)構(gòu)。圖29b所示的為一個這樣的實(shí)施例，其中示出的第一齒圈310′包括一個環(huán)形的套環(huán)1000和多個凸起孔1002。圖示的環(huán)形套環(huán)1000包括多個具有雙側(cè)傾斜表面的斜坡1004，但是其它地方是平的。第一齒圈310′的其余部分與第一齒圈310的相同。環(huán)形的緩沖器1008緊靠著環(huán)形套環(huán)1000并且包括多個凸起件1010，該凸起件能與第一齒圈310′中的凸起孔1002相結(jié)合從而防止緩沖器1008相對第一齒圈310′旋轉(zhuǎn)。緩沖器1008包括一個設(shè)計成與環(huán)形套環(huán)1000的輪廓相配合的主體部分1012，還包括多個配套的斜坡部分1014，將該斜坡部分設(shè)計成能配合上每個斜坡1004。緩沖器1008是由一種適合的減振材料，例如乙酰制成的。由一種耐磨材料，例如淬硬的8620鋼制成的環(huán)形的離合器部件700′被放置在緩沖器1008的上面。像緩沖器1008一樣，該離合器部件700′包括多個凸起件1020和多個斜坡部分1022，其中凸起件能將凸起孔1002鎖緊，從而防止相對第一齒圈310′旋轉(zhuǎn)。然而，離合器部件700′的相配對的斜坡部分1022可與緩沖器1008的相配對的斜坡部分1014進(jìn)行結(jié)合。盡管這種結(jié)構(gòu)比前面描述的實(shí)施要更貴些，但是它對離合器機(jī)構(gòu)18工作中相關(guān)的高沖擊力具有更高耐受性。
在示出的優(yōu)選的實(shí)施例中，配合組件702包括一個銷部件720，一個從動彈簧722和一個從動件724。銷部件720包括一個圓柱形主體部分730，將該部分的外徑尺寸設(shè)計成能與在變速器套筒200的銷殼體部分248中形成的傳動孔274的第二部分構(gòu)成動配合。銷部件720也包括一個尖部732和一個頭部734。將尖部732設(shè)計成能與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)704相結(jié)合并且如實(shí)施例所示，該尖部是在銷部件720的主體部件730的端部形成的并且是由一個球形半徑構(gòu)成的。將該頭部734連接到與尖部732相對的主體部分730的端部上并且其形狀為扁平圓柱形或圓筒形，并將其尺寸設(shè)計成能與傳動孔274的第一部分276里能構(gòu)成動配合。因此，該頭部734防止了銷部件720被迫向前而從傳動孔274中脫離出來。
從動彈簧722是一個壓縮彈簧，將其外徑的尺寸設(shè)計成在傳動孔274的第一部分里能構(gòu)成動配合。從動彈簧722的前端與銷部件720的頭部734相接觸，而從動彈簧722的另一端與從動件724相接觸。從動件724的端部740為圓柱形的形狀并將尺寸設(shè)計成在從動彈簧722的內(nèi)徑里能構(gòu)成動配合。在這種情況下，從動件的端部740起到了一個彈簧從動件的作用，從而避免了從動彈簧722在受壓時發(fā)生彎曲。從動件724也包括一個具有圓柱形主體部分746的從動部分744，一個尖部748和一個法蘭部分750。將主體部分746的尺寸設(shè)計成能與傳動孔274的第一部分276里面構(gòu)成動配合。將尖部748設(shè)計成能與離合器表面316相結(jié)合并且如實(shí)施例所示，該尖部是在從動件724的主體部件730的端部形成的并且是由一個球形半徑構(gòu)成的。法蘭部分750是在主體部分746和端部740之間的接合面上形成的。該法蘭部分750通常是扁平的并且將其設(shè)計成能容納由從動彈簧722產(chǎn)生的偏壓力。
圖示的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)704包括一個調(diào)節(jié)構(gòu)件760和一個調(diào)節(jié)套環(huán)762。該調(diào)節(jié)構(gòu)件760的形狀通常為中空的圓柱形，并將其尺寸設(shè)計成適合于輸出主軸組件20的殼體部分766。調(diào)節(jié)構(gòu)件760包括一個其上設(shè)有調(diào)節(jié)型面770的環(huán)形表面768。該調(diào)節(jié)型面770包括一個第一調(diào)節(jié)段772，一個末端調(diào)節(jié)段774，多個中間調(diào)節(jié)段776和在第一和末端調(diào)節(jié)段772和774之間的一個斜面調(diào)節(jié)段778。在圖示的實(shí)施例中，一個第二斜面調(diào)節(jié)段779位于最后一個中間調(diào)節(jié)段776z和末端調(diào)節(jié)段774之間。同樣在示出的優(yōu)選的實(shí)施例中，該調(diào)節(jié)型面770在從第一調(diào)節(jié)段772到最后一個中間調(diào)節(jié)段776z之間的部分上形成了一個具有固定坡度的斜面。因此，與輸出主軸組件20的殼體部分766相連的從動件780徑向相外地朝著調(diào)節(jié)構(gòu)件760的內(nèi)徑而偏置，并與設(shè)置在調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)704(例如在調(diào)節(jié)套環(huán)762上)上的棘爪782相配合。從動件724和多個棘爪782配合在一起從而使工具10的操作者獲得一種關(guān)于調(diào)節(jié)型面770和位置的觸覺上的指示，同時避免調(diào)節(jié)構(gòu)件760的隨意轉(zhuǎn)動從而將調(diào)節(jié)型面770的位置保持在調(diào)節(jié)段772、774和776中所希望的一個位置上。
將調(diào)節(jié)套環(huán)762連接到調(diào)節(jié)構(gòu)件760的外面，而且該調(diào)節(jié)套環(huán)包括多個凸起的緊握表面790，該表面使工具10的操作者能舒適地轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)套環(huán)762和調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)760以便將調(diào)節(jié)型面770設(shè)置在調(diào)節(jié)段772、774和776中所希望的一處上。使用一個調(diào)節(jié)指示器792來指明調(diào)節(jié)型面770相對輸出主軸組件20的殼體部分766的位置。在給出的實(shí)施例中，該調(diào)節(jié)指示器792包括一個在輸出主軸組件20的殼體部分766上設(shè)置的箭頭794和一個在調(diào)節(jié)套環(huán)762的圓周表面上標(biāo)記出的刻度796。
在工具10的操作過程中，電動機(jī)小齒輪46將一個初始傳動扭矩從電動機(jī)組件14傳輸?shù)降谝唤M行星齒輪312上并使第一組行星齒輪312開始轉(zhuǎn)動。隨著第一組行星齒輪312的轉(zhuǎn)動，就會將一個第一中間扭矩作用到第一齒圈310上。離合器機(jī)構(gòu)18產(chǎn)生的離合器扭矩能抵抗住此扭矩。該離合器扭矩避免了第一齒圈310的隨意轉(zhuǎn)動，并將第一中間扭矩作用到第一減速托架314和其余的減速齒輪組組件202上，從而根據(jù)換向機(jī)構(gòu)60的設(shè)定位置、以一種預(yù)定的方式使第一中間扭矩擴(kuò)大。在這種情況下，離合器機(jī)構(gòu)18將第一減速齒輪組302偏置在工作模式下。
調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)704能夠指示出離合器扭矩的大小，而且特別是，能指示出與銷部件720的尖部732相接觸的調(diào)節(jié)段772、774或776的相對高度。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)704在調(diào)節(jié)段772、774或776中的預(yù)定一個上的位置能向后推動銷部件720并使其進(jìn)入到傳動孔274中，從而壓縮從動彈簧722并產(chǎn)生一個離合力。將該離合力傳輸?shù)綇膭蛹?24的法蘭部分750上，并使從動件724的尖部748和離合器表面316結(jié)合并產(chǎn)生離合器扭矩。當(dāng)離合器扭矩的大小超出了第一中間扭矩時，將從動件724的尖部放置在離合器表面316的一個波谷712里進(jìn)行操作以避免第一齒圈310相對變速器套筒200的轉(zhuǎn)動。然而，當(dāng)?shù)谝恢虚g扭矩超出離合器扭矩的大小時，允許第一齒圈相對變速器套筒200轉(zhuǎn)動。依靠離合器表面316的結(jié)構(gòu)，第一齒圈310的轉(zhuǎn)動可以使離合力增加到一個足夠量以抵抗進(jìn)一步的轉(zhuǎn)動。在這種情況下，第一齒圈310將沿著相反的方向旋轉(zhuǎn)直到第一中間扭矩的大小變小時，使從動件724的尖部748能與離合器表面316中的一個波谷712相對齊。如果第一齒圈310的轉(zhuǎn)動不會引起離合力增加到足以完全抵抗第一齒圈310的旋轉(zhuǎn)，那么就將第一減速齒輪組302設(shè)置在靜止模式下，此時第一齒圈310將會轉(zhuǎn)動從而阻止第一中間扭矩向第一減速托架314的傳輸。在這種情況下，沒有扭矩從變速器組件16那部分中傳輸過去，將該變速器組件放置在第一組行星齒輪312的前面(例如，第一減速托架314、第二中心齒輪358、第二組行星齒輪362)。
在這種方式中離合器機(jī)構(gòu)18的結(jié)構(gòu)的較大優(yōu)勢在于將該離合扭矩設(shè)計成能抵抗第一中間扭矩，該離合扭矩對抗由多級減速變速器組件16產(chǎn)生的并通過卡盤22來傳輸?shù)墓ぞ?0的輸出扭矩。在此情況下，可以將離合器機(jī)構(gòu)18的尺寸以較小的方式來設(shè)計，從而提高利用該離合器機(jī)構(gòu)將工具10連接或裝配到其上的能力。而且，當(dāng)在第一齒圈310之后或下游改變速度或傳動比時，離合器機(jī)構(gòu)18可在較大跨度的輸出扭矩之上進(jìn)行操作。與現(xiàn)有的離合器機(jī)構(gòu)進(jìn)行比較，現(xiàn)有的離合器機(jī)構(gòu)在工作時會限制變速器的輸出扭矩，并且通常在一個相對窄的扭矩段內(nèi)來進(jìn)行操作，如果希望輸出扭矩的數(shù)值相當(dāng)大的改變則需要改變離合器彈簧。相反，本發(fā)明的離合器機(jī)構(gòu)18僅需以一種不同的(即較低或較高)傳動比、簡單地操作變速器組件16就能滿足要相當(dāng)大地改變工具10的輸出扭矩的數(shù)值的需要。
在對轉(zhuǎn)動電動工具、例如工具10的操作中，例如當(dāng)用工具10來鉆一個孔并且隨后在該孔中裝入一個螺釘時常常希望能在兩個離合器裝置之間進(jìn)行轉(zhuǎn)變。因此，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)704應(yīng)該可以相對輸出主軸組件20進(jìn)行旋轉(zhuǎn)以便將調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)704定位在調(diào)節(jié)段772、774和776中的希望一個位置上從而完成第一操作，隨后轉(zhuǎn)動到調(diào)節(jié)段772、774和776中的希望第二個位置上從而完成第二操作。與已知的結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)704是如此設(shè)計的，即調(diào)節(jié)構(gòu)件760和調(diào)節(jié)套環(huán)762在整個360°角內(nèi)是可以轉(zhuǎn)動的。假設(shè)將調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)760定位在一中間的調(diào)節(jié)段776x上，那么調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)704頸360°角的轉(zhuǎn)動就會使調(diào)節(jié)構(gòu)件760轉(zhuǎn)過其它的中間調(diào)節(jié)段776，以及第一和最后的調(diào)節(jié)段772和774和斜面段778，這樣調(diào)節(jié)構(gòu)件將重新定位在中間調(diào)節(jié)段776x上。當(dāng)需要在一個相對高的離合器機(jī)位和在一個相對低的離合器機(jī)位之間來改變離合器機(jī)位時，該特征尤其要方便。在這種情況下，斜面段778使調(diào)節(jié)套環(huán)762(和調(diào)節(jié)構(gòu)件760)能從對應(yīng)末端調(diào)節(jié)段的最高離合器機(jī)位轉(zhuǎn)動到對應(yīng)第一離合器機(jī)位的最低離合器機(jī)位，不需要將離合器機(jī)構(gòu)18定位在中間離合器機(jī)位的一個上了，因此，工具10的操作者通過將調(diào)節(jié)套環(huán)762旋動相當(dāng)小的一個量就能從最高機(jī)位到最低機(jī)位之間(反之亦然)來改變離合器機(jī)位。
盡管前面已經(jīng)描述過調(diào)節(jié)型面770具有一固定的坡度，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員都清楚的是本發(fā)明，在更廣的方面里，可以設(shè)計得略有不同。例如，可將調(diào)節(jié)型面770′如此設(shè)計，即第一、最后和中間調(diào)節(jié)段772′、774′和776′中的每一個如圖31一樣的進(jìn)行結(jié)合。在這種結(jié)構(gòu)中，由于調(diào)節(jié)段772′、774′和776′將和嚙合部分702結(jié)合在一起以便使工具10的操作者獲得一種關(guān)于調(diào)節(jié)型面770′的位置觸覺上的指示，以及防止了調(diào)節(jié)構(gòu)件760的隨意轉(zhuǎn)動，所以在調(diào)節(jié)構(gòu)件760中的棘爪782和在輸出主軸組件20的殼體部分766中的從動件780是多余的。
在如圖32所示的另一個實(shí)施例中，調(diào)節(jié)型面770″通常要小于調(diào)節(jié)型面770，除了省略了斜面段779，這樣中間調(diào)節(jié)段776z就緊靠近了末端調(diào)節(jié)段774。
盡管在說明書和附圖中參照優(yōu)選的實(shí)施例已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不偏離權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)可以對本發(fā)明作出各種改變并且還能夠采用等效的適合的部件。此外為了適應(yīng)一種特殊的情況或材料，可以作許多對本發(fā)明教授的內(nèi)容的改變而不偏離本發(fā)明的宗旨。因此本發(fā)明不應(yīng)局限在附圖和說明書描述的、作為目前實(shí)施本發(fā)明的最好模式實(shí)施例中，但是本發(fā)明應(yīng)包括落入能到附屬的權(quán)利要求書所描述的任何一個實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于電動工具的傳動裝置，該傳動裝置包括一個殼體；一個變速器，該變速器具有一個第一減速齒輪組、一個第二減速齒輪組和一個第三減速齒輪組，將第一、第二和第三減速齒輪組中的至少兩個設(shè)置成能在靜止模式和工作模式下運(yùn)轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)速度降低和扭矩倍增的操作；以及，速率轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，該速率轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)具有一個轉(zhuǎn)換部分和一個致動部分，該轉(zhuǎn)換部分同殼體相結(jié)合用來在第一位置、第二位置和第三位置之間進(jìn)行運(yùn)動，該致動器部分可操作地連接到變速器上并且能隨轉(zhuǎn)換部分在第一、第二和第三位置之間的運(yùn)動而使第一、第二和第三減速齒輪組中的至少兩個能在工作和靜止模式之間進(jìn)行運(yùn)動。
2.如權(quán)利要求1所述的傳動裝置，其特征在于當(dāng)轉(zhuǎn)換部分處于第一位置時，該變速器在一個第一轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)換部分處于第二位置時，其在第二轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，而當(dāng)轉(zhuǎn)換部分處于第三位置時，在第三轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求2所述的傳動裝置，其特征在于速率轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)能使第一、第二和第三減速齒輪組中的兩個在工作和靜止模式之間進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，而且該傳動裝置還包括一個離合器，該離合器能使第一、第二和第三減速齒輪組中的另外一個保持工作模式，直到在第一、第二和第三減速齒輪組中的另外一個上所施加的扭矩超出一個預(yù)定的離合器扭矩為止。
4.如權(quán)利要求3所述的傳動裝置，其特征在于第二和第三減速齒輪組是第一、第二和第三減速齒輪組中的兩個，其中當(dāng)轉(zhuǎn)換部分處于第一位置時，第二和第三減速齒輪組在工作，而當(dāng)轉(zhuǎn)換部分處于第二位置時，第二和第三減速齒輪組中的一個工作而第二和第三減速齒輪組中的另一個處于靜止，而當(dāng)轉(zhuǎn)換部分處于第三位置時，第二和第三減速齒輪組兩個都處于靜止。
5.如權(quán)利要求1所述的傳動裝置，其特征在于第一、第二和第三減速齒輪組中的至少一個會包括一個齒圈，該齒圈在相對殼體固定的第一位置和相對殼體轉(zhuǎn)動的第二位置之間是可轉(zhuǎn)動的，當(dāng)?shù)谝?、第二和第三減速齒輪組中的至少一個處于工作模式下時，將該齒圈定位在第一位置上，當(dāng)?shù)谝?、第二和第三減速齒輪組中的至少一個處于靜止模式下時，將該齒圈定位在第二位置上。
6.如權(quán)利要求5所述的傳動裝置，其特征在于每一個第一、第二和第三減速齒輪組都包括一個相聯(lián)的齒圈。
7.如權(quán)利要求1所述的傳動裝置，其特征在于為了能繞著一第一軸在第一、第二和第三位置之間進(jìn)行轉(zhuǎn)動，要將轉(zhuǎn)換部分連接到殼體上。
8.如權(quán)利要求7所述的傳動裝置，其特征在于該第一軸是變速器的一根縱軸。
9.一種用于在電動工具中向一輸出軸傳輸扭矩的變速器組件，該變速器組件包括一個殼體，該殼體包括一個用來構(gòu)成一個傳輸孔的壁部件；一個第一傳輸部分，該第一傳輸部分具有一個第一輸入部件，一個第一輸出部件以及一個第一減速部件，將該第一輸入部件設(shè)計成能接受第一中間輸出扭矩，將該第一輸出部件設(shè)計成能輸出一個第二中間輸出扭矩，該第一減速部件可在第一種工況下工作，即其中該第一傳輸部分能將該第一中間輸出扭矩乘以一預(yù)定的第一數(shù)值，該第一減速部件還可在第二種工況下工作，即其中該第一傳輸部分能將該第一中間輸出扭矩乘以一預(yù)定的第二數(shù)值；以及該第二傳輸部分包括一個第二輸入部件，一個第二輸出部件以及一個第二減速部件，將該第二輸入部件設(shè)計成能接受第二中間輸出扭矩，將該第二輸出部件設(shè)計成能向輸出軸輸出一個輸出扭矩，該第二減速部件可在第一種工況下工作，即其中該第二傳輸部分能將該第二中間輸出扭矩乘以一預(yù)定的第三數(shù)值，該第二減速部件還可在第二種工況下工作，即其中該第二傳輸部分能將該第二中間輸出扭矩乘以一預(yù)定的第四數(shù)值；其特征在于第一和第二減速部件可選擇性的定位，以使變速器組件獲得至少三個速度比。
10.如權(quán)利要求9所述的變速器組件，其特征在于第一和第二變速器組件中的至少一個是行星齒輪組件。
11.如權(quán)利要求9所述的變速器組件，其特征在于第一和第二減速部件中的至少一個是一個齒圈。
12.如權(quán)利要求11所述的變速器組件，其特征在于該齒圈沿一軸向是可滑動的，該軸向平行于傳動孔的一個縱軸。
13.如權(quán)利要求12所述的變速器組件，其特征在于該齒圈在一第一位置和一第二位置之間是可滑動的，其中在第一位置上該齒圈相對殼體是固定的，在第二位置上該齒圈在殼體內(nèi)是可轉(zhuǎn)動的。
14.如權(quán)利要求9所述的變速器組件，其特征在于該第一和第二減速部件在第一和第二種工況下是可獨(dú)立運(yùn)動的。
15.如權(quán)利要求9所述的變速器組件，其特征在于變速器組件的另一部分提供了第一中間扭矩輸出。
16.如權(quán)利要求15所述的變速器組件，其特征在于還包括一第三傳輸部分，該第三傳輸部分具有一個第三輸入部件、一個第三輸出部件以及一個第三減速部件，將該第三輸入部件設(shè)計成能接受一輸入扭矩，將該第三輸出部件設(shè)計成能輸出第一中間輸出扭矩，該第三減速部件可在第一種工況下工作，即其中該第三減速部件相對殼體是固定的，以便使第三傳輸部分能將該輸入扭矩乘以一預(yù)定的第五數(shù)值。
17.如權(quán)利要求16所述的變速器組件，其特征在于該第三減速部件還可在第二種工況下工作，即其中該第三減速部件相對殼體是可動的，以便使第三傳輸部分不能將該輸入扭矩乘以一預(yù)定的第五數(shù)值。
18.如權(quán)利要求17所述的變速器組件，其特征在于還包括具有一環(huán)形法蘭和一結(jié)合組件的離合器組件，將具有一預(yù)定離合器型面的此環(huán)形法蘭連接到第一、第二和第三減速部件中的一個上，該結(jié)合組件設(shè)有一個從動件，該從動件緊靠在環(huán)形法蘭上，并且當(dāng)將一個數(shù)值小于預(yù)定的最大扭矩的扭矩作用到第一、第二和第三減速部件中的一個上時，該從動件能和離合器型面結(jié)合在一起，從而阻止了在環(huán)形法蘭和從動件之間的轉(zhuǎn)動。
19.一種電動工具，該電動工具包括一個殼體，該殼體包括一個用來構(gòu)成一個傳輸孔的壁部件；以及一個變速器，該變速器設(shè)有第一行星齒輪組和第二行星齒輪組；該第一行星齒輪組設(shè)有一個第一齒圈、一個第一中心齒輪和一個第一行星齒輪組件，該第一行星齒輪組件設(shè)有一個第一行星托架和多個第一行星齒輪，該第一行星托架設(shè)有一個輸出中心齒輪和多個用于可轉(zhuǎn)動地支承多個第一行星齒輪的小齒輪，將該第一中心齒輪設(shè)計成能接受一個第一中間輸出扭矩，將該輸出中心齒輪設(shè)計成能輸出一個第二預(yù)定輸出扭矩，多個第一行星齒輪能與第一中心齒輪和第一齒圈相嚙合，該第一齒圈軸向可定位于第一工況下，在該工況下第一齒圈相對殼體固定以避免在其間的相對轉(zhuǎn)動，該第一齒圈還可軸向定位于第二工況下，在該工況下第一齒圈可在傳動孔內(nèi)轉(zhuǎn)動；以及第二行星齒輪組包括一個第二齒圈和一個第二行星齒輪組件，該第二行星齒輪組件設(shè)有一個第二行星托架和多個第二行星齒輪，該第二行星托架設(shè)有一個輸出部件和多個用于可轉(zhuǎn)動地支承多個第二行星齒輪的小齒輪，將多個第二行星齒輪可與第二齒圈和輸出中心齒輪相嚙合，并將該第二行星齒輪設(shè)計成能接受第二中間輸出扭矩，將該輸出部件設(shè)計成能輸出一輸出扭矩，該第二齒圈軸向可定位于第一工況下，在該工況下第二齒圈相對殼體固定以避免在其間的相對轉(zhuǎn)動，該第二齒圈還可軸向定位于第二工況下，在該工況下第二齒圈可在傳動孔內(nèi)轉(zhuǎn)動；其特征在于每一個第一和第二齒圈都可有選擇性的定位在第一工況和第二工況下，以使電動工具獲得至少三個運(yùn)轉(zhuǎn)速度。
20.如權(quán)利要求19所述的電動工具，其特征在于第一和第二齒圈在它們的第一和第二工況下是可獨(dú)立轉(zhuǎn)動的。
21.如權(quán)利要求19所述的電動工具，其特征在于還包括一個第三行星齒輪組，該第三行星齒輪組包括一個第三齒圈、一個第三中心齒輪和一個第三行星齒輪組件，該第三行星齒輪組件設(shè)有一個第三行星托架和多個第三行星齒輪，將該第三行星托架可轉(zhuǎn)動地連接到第一中心齒輪上，該第三行星托架設(shè)有多個用于可轉(zhuǎn)動地支承多個第三行星齒輪的小齒輪，第三中心齒輪適合于接受一個輸入扭矩，第三行星托架適合于將第一中間輸出扭矩傳輸?shù)降谝恢行凝X輪，將多個第三行星齒輪與第三中心齒輪和第三齒圈相配合，該第三齒圈沿軸向定位于第一工況下，在該工況下第三齒圈相對殼體固定。
22.如權(quán)利要求21所述的電動工具，其特征在于該第三行星齒輪減速部件還可在第二工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，在該工況下第三齒圈在殼體內(nèi)是可轉(zhuǎn)動的。
23.如權(quán)利要求22所述的電動工具，其特征在于還包括具有一環(huán)形法蘭和一結(jié)合構(gòu)件的離合器組件，將具有一預(yù)定離合器型面的此環(huán)形法蘭連接到第一、第二和第三齒圈中的一個上，該結(jié)合構(gòu)件設(shè)有一個從動件，該從動件緊靠在環(huán)形法蘭上，并且當(dāng)將一個數(shù)值小于預(yù)定的最大扭矩的扭矩作用到第一、第二和第三齒圈中的一個上時，該從動件能和離合器型面結(jié)合在一起，從而阻止了在環(huán)形法蘭和從動件之間的轉(zhuǎn)動。
24.如權(quán)利要求23所述的電動工具，其特征在于還包括一個轉(zhuǎn)換組件，該轉(zhuǎn)換組件用來協(xié)調(diào)第一和第二齒圈的軸向滑動運(yùn)動。
25.一種電動工具，該電動工具包括具有一個輸出軸的電動機(jī)，該電動機(jī)能產(chǎn)生一輸入扭矩；一個變速器組件，該變速器組件設(shè)殼體和一個變速器，該殼體有一個構(gòu)成傳輸孔的壁部件，而該減速器具有一個第一行星齒輪組、一個第二行星齒輪組和一個第三行星齒輪組，該第一行星齒輪組具有一個第一齒圈、一個第一中心齒輪和一個第一行星齒輪組件，該第一行星齒輪組件設(shè)有一個第一行星托架和多個第一行星齒輪，該第一行星托架可轉(zhuǎn)動地連接到第一中心齒輪上，該第一行星托架設(shè)有多個用于可轉(zhuǎn)動地支承多個第一行星齒輪的小齒輪，將該第一中心齒輪設(shè)計成能接受輸入扭矩，該第一行星托架包括一個第二中心齒輪并將其設(shè)計成能向第二行星齒輪組傳輸?shù)谝恢虚g輸出扭矩，多個第一行星齒輪能與第二中心齒輪和第一齒圈相嚙合，該第一齒圈軸向可定位于第一工況下，在該工況下第一齒圈相對殼體固定，第二行星齒輪組包括一個第二齒圈和一個第二行星齒輪組件，該第二行星齒輪組件設(shè)有一個第二行星托架和多個第二行星齒輪，該第二行星托架設(shè)有一個輸出中心齒輪和多個用于可轉(zhuǎn)動地支承多個第二行星齒輪的小齒輪，該第二中心齒輪與多個第二行星齒輪相配合并向其上傳輸?shù)谝恢虚g輸出扭矩，該輸出中心齒輪適合于輸出一個第二中間輸出扭矩，多個第二行星齒輪也能與第二齒圈相嚙合，該第二齒圈沿軸向可定位于第一工況下，在該工況下第二齒圈相對殼體固定從而避免在其間相對旋轉(zhuǎn)，該第二齒圈也沿軸向可定位于第二工況下，在該工況下第二齒圈在傳動孔內(nèi)是可轉(zhuǎn)動的，第三行星齒輪組包括一個第三齒圈和一個第三行星齒輪組件，該第三行星齒輪組件設(shè)有一個第三行星托架和多個第三行星齒輪，該第三行星托架設(shè)有一個輸出部件和多個用于可轉(zhuǎn)動地支承多個第三行星齒輪的小齒輪，多個第三行星齒輪與第三齒圈和輸出中心齒輪相配合并將其設(shè)計成能接受第二中間輸出扭矩，輸出部件適合于輸出一個輸出扭矩，該第三齒圈沿軸向可定位于第一工況下，在該工況下第三齒圈相對殼體固定從而避免在其間相對旋轉(zhuǎn)，該第三齒圈還可沿軸向定位于第二工況下，在該工況下第三齒圈在傳動孔內(nèi)是可轉(zhuǎn)動的，其特征在于每一個第二和第三齒圈都可有選擇性地定位在第一工況和第二工況下，以使電動工具獲得至少三個運(yùn)轉(zhuǎn)速度。
26.如權(quán)利要求25所述的電動工具，其特征在于該第一齒圈還可在第二工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，在該工況下該第一齒圈相對殼體是可轉(zhuǎn)動的。
27.如權(quán)利要求25所述的電動工具，其特征在于該變速器組件還包括具有一環(huán)形法蘭的離合器組件和一結(jié)合組件，將具有一預(yù)定離合器型面的此環(huán)形法蘭連接到第一、第二和第三齒圈中的一個上，該結(jié)合組件設(shè)有一個從動件，該從動件緊靠在環(huán)形法蘭上，并且當(dāng)將一個數(shù)值小于預(yù)定的最大扭矩的扭矩作用到第一、第二和第三齒圈中的一個上時，該從動件能和離合器型面結(jié)合在一起，從而阻止了在環(huán)形法蘭和從動件之間的轉(zhuǎn)動。
28.如權(quán)利要求27所述的電動工具，其特征在于還包括一個轉(zhuǎn)換組件，該轉(zhuǎn)換組件用來協(xié)調(diào)第二和第三齒圈的軸向滑動運(yùn)動。
全文摘要
一種用于旋轉(zhuǎn)電動工具的多級變速器組件。該變速器組件包括多個變速級,其中至少有兩個變速級應(yīng)用了可動的減速元件從而在工作模式和靜止模式下都能操作該變速級。將該可動的減速元件連接到一個轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)上,該轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)能將處于預(yù)定方式下的減速元件轉(zhuǎn)換成至少能提供三檔減速或速度比。
文檔編號F16H3/66GK1370661SQ0210680
公開日2002年9月25日 申請日期2002年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月23日
發(fā)明者C·波特, R·米爾本, G·勒斯齊諾, Q·張, T·A·哈甘, M·C·博維爾斯 申請人:布萊克-德克爾公司