專利名稱：自行車二級變速后軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非機動車輛的變速機構(gòu)，尤其是一種自行車的變速后軸。
公知的自行車變速機構(gòu)有內(nèi)變速和外變速兩類，其結(jié)構(gòu)均較為復雜，制造困難。為了簡化零件、降低成本，申請日為1996年8月27日、申請?zhí)枮?6230563.4的中國專利公開了一種自行車二級變速后軸，該變速后軸主要由支撐在外殼部件內(nèi)的后軸輥、活套在后軸輥上的太陽齒輪、與太陽齒輪嚙合并套裝在行星齒輪銷上的行星齒輪、與后軸輥相對固定的太陽齒輪座、與后軸輥同軸支撐在外殼部件內(nèi)并與行星齒輪銷固連的行星齒輪座組成，其中外殼部件內(nèi)制有可以分別與太陽齒輪和行星齒輪嚙合的大、小內(nèi)齒輪，太陽齒輪座內(nèi)制有可以與太陽齒輪嚙合的內(nèi)齒輪。其二級變速的工作原理是當太陽齒輪與太陽齒輪座的內(nèi)齒輪嚙合而與外殼部件中的小內(nèi)齒輪脫離嚙合時，太陽齒輪相對于后軸輥固定不動，行星齒輪座的轉(zhuǎn)動帶動行星齒輪，結(jié)果外殼部件在行星齒輪的公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)同時作用下，產(chǎn)生轉(zhuǎn)速高于行星齒輪座的增速旋轉(zhuǎn)(參見

圖1)。當推移機構(gòu)使太陽齒輪與外殼部件中的小內(nèi)齒輪嚙合而與太陽齒輪座的內(nèi)齒輪脫離嚙合時，外殼部件、行星齒輪以及太陽齒輪形同一體，行星齒輪座的轉(zhuǎn)動經(jīng)行星齒輪直接帶動外殼部件同步轉(zhuǎn)動(參見圖2)。這種新型的自行車二級變速后軸雖然結(jié)構(gòu)簡單、成本經(jīng)濟，但在使用中存在需要跨越“空檔”的問題，即在高、底速轉(zhuǎn)換的變速過程中，存在一個過渡的空隙位置，此時必須停止驅(qū)動方能順利變速，否則容易損傷零件，這樣給使用帶來不便。
本發(fā)明的首要目的在于針對上述已有自行車二級變速后軸存在的“空檔”問題，提出一種不必停止驅(qū)動即可順利變速的自行車二級變速后軸。
本發(fā)明進一步的目的在于提出一種可以確保在自行車慣性行進(不踩腳踏)以及車輪倒轉(zhuǎn)(例如倒推)情況下均不發(fā)生運動干涉的自行車二級變速后軸。
為了達到上述首要目的，本發(fā)明的自行車二級變速后軸主要由支撐在外殼部件內(nèi)的后軸輥、活套在后軸輥上的太陽齒輪、與后軸輥相對固定的太陽齒輪座、與太陽齒輪嚙合并套裝在行星齒輪銷上的行星齒輪、與后軸輥同軸支撐在外殼部件內(nèi)并與行星齒輪銷固連的行星齒輪座組成，外殼部件內(nèi)制有與行星齒輪嚙合的大內(nèi)齒，外殼部件內(nèi)還制有超越離合機構(gòu)從動輪，所述超越離合機構(gòu)的主動輪(本發(fā)明中超越離合機構(gòu)的主動輪定義為，當其轉(zhuǎn)速高于對應(yīng)的超越離合機構(gòu)從動輪時，將帶動從動輪同步轉(zhuǎn)動；當其轉(zhuǎn)速低于對應(yīng)的從動輪時，相互之間打滑。按此定義，本發(fā)明所述的超越離合機構(gòu)可以是棘輪、棘爪機構(gòu)，平面棘輪機構(gòu)，無聲棘輪機構(gòu)，等等)套裝在后軸輥上，其一端制有與太陽齒輪常嚙合的小內(nèi)齒，所述太陽齒輪一側(cè)制有端面離合機構(gòu)可轉(zhuǎn)輪；所述太陽齒輪座一側(cè)制有相應(yīng)的端面離合機構(gòu)制動輪。
這樣，當太陽齒輪與太陽齒輪座通過端面離合機構(gòu)嚙合時，無論其是否與超越離合機構(gòu)的小內(nèi)齒脫離嚙合，太陽齒輪均相對于后軸輥固定不動，行星齒輪座的轉(zhuǎn)動帶動行星齒輪，結(jié)果外殼部件在行星齒輪的公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)同時作用下，產(chǎn)生轉(zhuǎn)速高于行星齒輪座的增速旋轉(zhuǎn)。由于外殼部件與后軸輥之間的超越離合機構(gòu)存在“超越離合”關(guān)系，即當外殼部件的轉(zhuǎn)速高于超越離合主動輪時，從動輪與主動輪間“打滑”，因此相互不存在運動干涉。當推移機構(gòu)使太陽齒輪與太陽齒輪座的端面離合機構(gòu)脫離嚙合時，外殼部件、行星齒輪以及太陽齒輪形同一體，行星齒輪座的轉(zhuǎn)動經(jīng)行星齒輪直接帶動外殼部件同步轉(zhuǎn)動。由此可見，本發(fā)明的自行車二級變速后軸在使用中不存在需要跨越“空檔”的問題，即在高、底速轉(zhuǎn)換的變速過程中，不存在過渡的空隙位置，因此不必停止驅(qū)動便能順利變速，這樣給使用帶來方便。
為了達到本發(fā)明進一步的目的，上述自行車二級變速后軸中的端面離合機構(gòu)為單向端面離合機構(gòu)，即太陽齒輪一側(cè)制有正向運轉(zhuǎn)與對應(yīng)件嚙合、反向運轉(zhuǎn)與對應(yīng)件打滑的單向端面離合機構(gòu)可轉(zhuǎn)輪，所述太陽齒輪座一側(cè)制有相應(yīng)的端面單向離合機構(gòu)制動輪。
自行車慣性行駛時，與自行車鏈輪固連的行星齒輪座相對靜止。在非增速狀態(tài)下，太陽齒輪與太陽齒輪座脫離嚙合位置，只要超越離合機構(gòu)起打滑作用，便可保證沒有運動干涉；而在增速運動狀態(tài)下，太陽齒輪與太陽齒輪座的單向端面離合機構(gòu)雖然沒有脫離嚙合位置，但由于其相互之間存在與超越離合器類似的單向打滑作用，因此也不會產(chǎn)生任何運動干涉。當自行車輪倒轉(zhuǎn)時，外殼部件將帶動行星齒輪、行星齒輪座以及太陽齒輪一起倒轉(zhuǎn)，此時太陽齒輪與太陽齒輪座之間的單向端面離合機構(gòu)的打滑切實保證了沒有運動干涉的發(fā)生。
由此可見，本發(fā)明不僅妥善解決了避免跨越“空檔”的問題，同時還保證了其在各種運行狀態(tài)下的安全性和可靠性。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
圖1是現(xiàn)有專利中自行車二級變速后軸高速狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是現(xiàn)有專利中自行車二級變速后軸低速狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖3實施例的A-A剖面圖。
圖5是圖3實施例的高速傳動原理圖。
圖6是本發(fā)明實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7和圖8是可以與圖4等同替換的另二種超越離合機構(gòu)示意圖。
圖9是圖1實施例中太陽齒輪座的B向齒形放大圖。
圖3和圖4中的主要零件如下1——外殼 2——后軸輥 3——齒圈 4——行星齒輪 5——行星齒輪銷 6——太陽齒輪 7——太陽齒輪座 10——搖臂 13——推銷 16——行星齒輪座 19——橫銷 20——棘爪22——棘爪座 23——壓簧實施例一圖3中的壓鑄外殼1與制有內(nèi)齒輪以及內(nèi)棘輪的齒圈3壓合構(gòu)成整體外殼部件，后軸輥2通過軸承支撐在外殼部件內(nèi)。太陽齒輪6活套在后軸輥2上，其左端抵靠在套裝于后軸輥2并軸向限位的壓簧23一端，其右端制有單向端面齒，并固定有橫銷19，該橫銷抵靠在推銷13一端。太陽齒輪座7與后軸輥相對固定，其左端制有可以與太陽齒輪6右端單向端面齒對應(yīng)嚙合的單向端面齒(齒形參見圖9)，在太陽齒輪座7與行星齒輪座16之間裝有滾動軸承。行星齒輪座16與后軸輥2同軸支撐在外殼部件內(nèi)，其周圈壓鉚有三只均布的行星齒輪銷5。三只行星齒輪4分別插裝在行星齒輪銷5上，并同時與太陽齒輪6的外齒和齒圈3的內(nèi)齒嚙合。兩只棘爪20均布安裝在棘爪座22上，棘爪座22套座于齒圈3的內(nèi)圓中且套裝在后軸輥2上，裝配時與外殼部件中的內(nèi)棘輪嚙合(參見圖4)，其右端制有裝配時與太陽齒輪6嚙合的小內(nèi)齒輪。搖臂10鉸支在后軸輥的右端，其下端抵靠在推銷13的右端。
其它零件裝配關(guān)系均與現(xiàn)有自行車相似，不另贅述。
本實施例的自行車二級變速后軸應(yīng)用在變速自行車(其應(yīng)用范圍不限于自行車，三輪車等其它非機動車也可采用)上后，可以產(chǎn)生高低二種騎行速度。當搖臂10位于圖3虛線位置時，太陽齒輪6在壓簧23的復位作用下與太陽齒輪座7通過端面齒嚙合，無論其是否與棘爪座22的小內(nèi)齒輪脫離嚙合，太陽齒輪6均相對于后軸輥2固定不動，此時行星齒輪座16的轉(zhuǎn)動帶動三只行星齒輪4，使外殼部件在行星齒輪4的公轉(zhuǎn)ω1與自轉(zhuǎn)ω2同時作用下，產(chǎn)生轉(zhuǎn)速高于行星齒輪座16的增速旋轉(zhuǎn)ω(參見圖5)，從而實現(xiàn)高速騎行。由于外殼部件的轉(zhuǎn)速高于棘爪座22時，內(nèi)棘輪與棘爪20打滑，因此其相互之間不存在運動干涉。而當搖臂10位于圖3實線位置時，太陽齒輪6的側(cè)面齒與太陽齒輪座7的側(cè)面齒脫離嚙合，外殼部件、行星齒輪4以及太陽齒輪6形同一個固連的整體，行星齒輪座16的轉(zhuǎn)動經(jīng)行星齒輪4直接帶動外殼部件同步轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)低速騎行。由于棘輪棘爪機構(gòu)與端面齒的嚙合互不干涉，因此本實施例的自行車二級變速后軸可以隨心所欲地隨時變速，不必擔心存在變速“空檔”。同時，太陽齒輪座7左端單向端面齒以及與之對應(yīng)嚙合的太陽齒輪6右端單向端面齒，保證了采用本實施例變速結(jié)構(gòu)的自行車在慣性運行、車輪倒轉(zhuǎn)等各種情況下，均無運動干涉，十分安全可靠。這種自行車二級變速后軸的另一個突出優(yōu)點是，絕大部分零件與原先通用，因此生產(chǎn)、裝配工藝變化小，便于實施應(yīng)用。實施例二本實施例與實施例一的區(qū)別是外殼1通過壓延連接件2’與制有內(nèi)齒輪以及內(nèi)棘輪的齒圈3壓合構(gòu)成整體外殼部件。這樣，外殼部件的重量更輕，成本更經(jīng)濟。此外，本實施例太陽齒輪6右端的端面齒以及對應(yīng)的太陽齒輪座7左端端面齒均為單向嚙合端面齒。這樣使得本實施例的變速更平穩(wěn)可靠。
除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其它實施方式。例如，超越離合機構(gòu)可以采用圖7或圖8所示的結(jié)構(gòu)，即采用楔合滾珠20’或楔合塊20”結(jié)構(gòu)取代圖4中的棘爪，主動輪、從動輪相應(yīng)變化的技術(shù)方案。甚至可以采用平面棘輪機構(gòu)(齒形參見圖9)，即圖3中的齒圈3改為與從動平面棘輪固連或制成一體，圖3中的棘爪座改為一端制有可以與從動平面棘輪嚙合的主動棘輪，這樣，理論上同樣可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的，而且結(jié)構(gòu)更為簡化。此外，端面離合機構(gòu)采用摩擦片離合機構(gòu)，或者行星齒輪數(shù)量變化；等等?？傊膊捎玫韧鎿Q或等變換形成的技術(shù)方案均為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種自行車二級變速后軸，主要由支撐在外殼部件內(nèi)的后軸輥(2)、活套在后軸輥(2)上的太陽齒輪(6)、與后軸輥(2)相對固定的太陽齒輪座(7)、與太陽齒輪(6)嚙合并套裝在行星齒輪銷(5)上的行星齒輪(4)、與后軸輥(2)同軸支撐在外殼部件內(nèi)并與行星齒輪銷(5)固連的行星齒輪座(16)組成，外殼部件內(nèi)制有與行星齒輪(4)嚙合的大內(nèi)齒，其特征在于所述外殼部件內(nèi)還制有超越離合機構(gòu)從動輪，所述超越離合機構(gòu)的主動輪套裝在后軸輥(2)上，其一端制有與太陽齒輪(6)常嚙合的小內(nèi)齒，所述太陽齒輪(6)一側(cè)制有端面離合機構(gòu)可轉(zhuǎn)輪，所述太陽齒輪座(7)一側(cè)制有相應(yīng)的端面離合機構(gòu)制動輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車二級變速后軸，其特征在于所述端面離合機構(gòu)為單向端面離合機構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車二級變速后軸，其特征在于所述超越離合機構(gòu)為棘輪棘爪機構(gòu)，所述外殼(1)與制有內(nèi)齒輪以及內(nèi)棘輪的齒圈(3)壓合構(gòu)成整體外殼部件，棘爪(20)安裝在棘爪座(22)上，所述棘爪座(22)套裝在后軸輥(2)上，裝配時與外殼部件中的內(nèi)棘輪嚙合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自行車二級變速后軸，其特征在于所述單向端面離合機構(gòu)為單向端面齒嚙合機構(gòu)，所述太陽齒輪(6)右端制有單向端面齒，所述太陽齒輪座(7)與后軸輥相對固定，其左端制有可以與太陽齒輪(6)右端單向端面齒對應(yīng)嚙合的單向端面齒。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自行車二級變速后軸，其特征在于所述太陽齒輪(6)左端抵靠在套裝于后軸輥(2)并軸向限位的壓簧(23)一端，并固定有橫銷(19)，該橫銷抵靠在推銷(13)一端。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自行車二級變速后軸，其特征在于所述太陽齒輪座(7)與行星齒輪座(16)之間裝有滾動軸承。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的自行車二級變速后軸，其特征在于所述行星齒輪座(16)周圈壓鉚有至少一根行星齒輪銷(5)，對應(yīng)數(shù)量的行星齒輪(4)對應(yīng)插裝在行星齒輪銷(5)上，并同時與太陽齒輪(6)的外齒和齒圈(3)的內(nèi)齒嚙合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車二級變速后軸，其特征在于所述外殼(1)通過壓延連接件(2’)與制有內(nèi)齒輪以及內(nèi)棘輪的齒圈(3)壓合構(gòu)成整體外殼部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車二級變速后軸，其特征在于所述超越離合機構(gòu)采用楔合滾珠(20’)結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車二級變速后軸，其特征在于所述超越離合機構(gòu)采用平面棘輪機構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自行車二級變速后軸,主要由后軸輥、太陽齒輪、太陽齒輪座、行星齒輪、支撐在外殼部件內(nèi)并與行星齒輪銷固連的行星齒輪座組成,外殼部件內(nèi)制有與行星齒輪嚙合的大內(nèi)齒,外殼部件內(nèi)還制有超越離合機構(gòu)從動輪,所述超越離合機構(gòu)的主動輪套裝在后軸輥上,其一端制有與太陽齒輪常嚙合的小內(nèi)齒,所述太陽齒輪一側(cè)制有端面離合機構(gòu)可轉(zhuǎn)輪,所述太陽齒輪座一側(cè)制有相應(yīng)的端面離合機構(gòu)制動輪。本發(fā)明在高、底速轉(zhuǎn)換的變速過程中,不存在過渡的空隙位置,因此不必停止驅(qū)動便能順利變速,十分方便。
文檔編號B62M11/00GK1277128SQ0011243
公開日2000年12月20日 申請日期2000年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月31日
發(fā)明者唐翰章 申請人:蘇州速連自行車變速器有限公司