專利名稱：自行車多級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，具體是一種自行車多級變速器。
自行車的變速機(jī)構(gòu)最常見的是內(nèi)變速機(jī)構(gòu)和外變速機(jī)構(gòu)兩大類。內(nèi)變速機(jī)構(gòu)是將一組行星齒輪安裝在自行車的后軸內(nèi)，改變鏈輪通過行星機(jī)構(gòu)傳遞到后軸殼的不同路徑，以獲得不同速比。外變速機(jī)構(gòu)是目前應(yīng)用最為廣泛的一種變速機(jī)構(gòu)，由多級飛輪，多級鏈輪組成，通過撥鏈器撥動鏈條使其與不同的鏈輪和不同的飛輪組合，以得到不同的傳動速比，因此也叫傳動鏈變速機(jī)構(gòu)。
內(nèi)變速機(jī)構(gòu)通常只有三級變速，因此它的變速檔少，零件加工精度高，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，維修較為困難。外變速機(jī)構(gòu)由于零件外露，在惡劣環(huán)境下工作易出現(xiàn)故障，如沙塵的侵襲，泥水的飛濺，甚至受到雜草和樹枝的干擾等等。易出現(xiàn)脫鏈，跳檔等故障。
本實用新型的目的是提供一種變速范圍大、結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、性能可靠的自行車多級變速器。
本實用新型的目的是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的自行車多級變速器由調(diào)速滑移齒輪(12)，等高齒錐齒輪組(9)和調(diào)速控制機(jī)構(gòu)組成，其中，等高齒錐齒輪組(9)安裝在自行車中軸(6)上，與等高齒錐齒輪組(9)相嚙合的調(diào)速滑移齒輪(12)裝在花鍵軸(27)上，調(diào)速滑移齒輪(12)可在花鍵軸(27)上移動，花鍵軸(27)的端部固定一齒輪(31)，齒輪(31)與鏈輪齒輪(45)相嚙合，鏈輪為一組件，主要由鏈輪(32)和鏈輪齒輪(45)組成，鏈輪內(nèi)孔中裝有軸承(41)和(44)，也安裝在自行車中軸的(6)上，整個鏈輪組件可以相對于自行車中軸(6)轉(zhuǎn)動，調(diào)速滑移齒輪(12)在花鍵軸(27)上的移動由撥叉(25)控制，撥叉(25)內(nèi)孔為螺紋孔，安裝在螺紋軸(26)上，軸(26)的端部固定一齒輪(21)，由調(diào)速機(jī)構(gòu)驅(qū)動齒輪(21)轉(zhuǎn)動，使螺紋軸(26)轉(zhuǎn)動，則撥叉(25)開始移動，并帶動調(diào)速滑移齒輪在花鍵軸(27)上移動從而達(dá)到調(diào)速的目的；調(diào)速控制機(jī)構(gòu)主要由快速單向輪(54)、慢速單向輪(18)組成，其中慢速單向輪(18)套在齒輪(13)上，齒輪(13)安裝在單向輪軸(14)上，并與齒輪(21)相嚙合，齒輪(13)只能順時針轉(zhuǎn)動，其凸起的空心柱上緊繞有彈簧(62)，彈簧(62)的一端固定在慢速單向輪(18)上，調(diào)速鋼繩(17)纏繞在慢速單向輪(18)的凹槽中，定位彈簧(16)的一端固定在慢速單向輪(18)上，另一端固定在單向輪軸(14)上，快速單向輪(54)安裝在齒輪(53)上，齒輪(53)安裝在單向輪軸(57)上，并與齒輪(21)相嚙合，齒輪(53)只能逆時針轉(zhuǎn)動，其凸起的空心柱緊繞著彈簧(65)，彈簧(65)的一端固定在快速單向輪(54)上，調(diào)速鋼繩(58)纏繞在快速單向輪(54)的凹槽中，復(fù)位彈簧(63)的一端固定在快速單向輪(54)上，另一端固定在單向輪軸(57)上。
上述方案中，等高齒錐齒輪組(9)中，各齒輪的齒數(shù)取偶數(shù)，并按等差級數(shù)排列，每個齒輪的上半周齒(即齒數(shù)的一半)相對其下半周齒沿軸向錯開一距離b/3(b為齒寬)，等高齒錐齒輪組(9)中每個齒輪在半分處和凹口應(yīng)成一直線。
當(dāng)調(diào)速滑移動齒輪(12)沿花鍵軸(27)軸向移動時，由于等高齒錐輪組(9)的結(jié)構(gòu)特征，使調(diào)速滑移齒輪(12)僅能與錐齒輪組(9)中的一個齒輪相嚙合。該變速機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、剛性好，且能在負(fù)載運(yùn)行中進(jìn)行變速。由于等高齒錐齒輪組軸為自行車中軸，設(shè)等高齒錐齒輪組齒數(shù)為Z1，調(diào)速滑移齒輪數(shù)為Z2，自行車中軸轉(zhuǎn)速為n1，則花鍵軸轉(zhuǎn)速n2為n2=(Z1/Z2)×n1。由于Z1可變，因此n2亦為之變化。
本實用新型所述的自行車多級變速器可用于各種類型的變速自行車，也適用于電動助力車和電動自行車。若采用電子調(diào)速控制器，并用電機(jī)驅(qū)動調(diào)速螺桿，則可實現(xiàn)自動調(diào)速。
綜上所述，本實用新型的最大特點(diǎn)是可以在負(fù)荷運(yùn)行中進(jìn)行變速，為中軸變速。由于此類變速器的封閉性好，可以加注齒輪潤滑油，因此能夠起到良好的潤滑，同時外界環(huán)境對其影響小，能在惡劣條件下正常工作，該變速器故障低，使用壽命長。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本實用新型，本實用新型不僅限于所述實施例。


圖1是自行車多級變速器橫剖圖。
圖2是自行車多級變速器主剖圖。
圖3是
圖1中A-A剖視圖。
圖4是調(diào)速控制器剖視圖。
圖5是等高齒錐齒輪組示意圖。
圖6是鏈輪組件剖視圖。
圖7是鏈輪組件主視圖。
圖8是小側(cè)蓋主視圖。
圖9是小側(cè)蓋的剖視圖。
圖10是單向輪剖視圖。
圖11是多級變速器在自行車中的安裝示意圖。
圖1至
圖11中的零件為螺釘1、定位螺釘2、軸蓋3、螺釘4、軸承5、自行車中軸6、平鍵7、螺釘8、等高齒錐齒輪組9、螺釘10、軸承11、調(diào)速滑移齒輪12、齒輪13、單向輪軸14、擋圈15、定位彈簧16、調(diào)速鋼繩17、慢速單向輪18、擋圈19、軸銷20、齒輪21、螺釘22、小側(cè)蓋23、側(cè)蓋24、撥釵25、螺紋軸26、花鍵軸27、軸承28、軸蓋29、平鍵30、齒輪31、鏈輪32、擋圈33、螺釘34、軸蓋35、鍵輪端蓋36、螺釘37、軸蓋38、擋圈39、調(diào)節(jié)環(huán)40、軸承41、軸套42、軸承43、螺釘44、鏈輪齒輪45、螺釘46、軸承47、平叉接頭48、機(jī)殼49、擋圈50、螺釘51、螺釘52、齒輪53、快速單向輪54、下管接頭55、擋圈56、單向輪軸57、調(diào)速鋼繩58、螺釘59、螺釘60、主管接頭61、彈簧62、復(fù)位彈簧63、擋圈64、彈簧65、平叉66、下管67、前管68、上管69、立管70、鞍管71、立叉72。
如
圖1至
圖11所示，自行車多級變速器由調(diào)速滑移齒輪12，等高齒錐齒輪組9和調(diào)速控制機(jī)構(gòu)組成，其中，等高齒錐齒輪組9安裝在自行車中軸6上，與等高齒錐齒輪組9相嚙合的調(diào)速滑移齒輪12裝在花鍵軸27上，調(diào)速滑移齒輪12可在花鍵軸27上移動，花鍵軸27的端部固定一齒輪31，齒輪31與鏈輪齒輪45相嚙合，鏈輪為一組件，主要由鏈輪32和鏈輪齒輪45組成，鏈輪內(nèi)孔中裝有軸承41和44，也安裝在自行車中軸6上，整個鏈輪組件可以相對于自行車中軸6轉(zhuǎn)動，調(diào)速滑移齒輪12在花鍵軸27上的移動由撥叉25控制，撥叉25內(nèi)孔為螺紋孔，安裝在螺紋軸25上，軸26的端部固定一齒輪21，由調(diào)速機(jī)構(gòu)驅(qū)動齒輪21轉(zhuǎn)動，使螺紋軸26轉(zhuǎn)動，則撥叉25開始移動，并帶動調(diào)速滑移齒輪在花鍵軸27上移動從而達(dá)至調(diào)速的目的；調(diào)速控制機(jī)構(gòu)主要由快速單向輪54、慢速單向輪18組成，其中慢速單向輪18套在齒輪13上，齒輪13安裝在單向輪軸14上，并與齒輪21相嚙合，齒輪13只能順時針轉(zhuǎn)動，其凸起的空心柱上緊繞有彈簧62，彈簧62的一端固定在慢速單向輪18上，調(diào)速鋼繩17纏繞在慢速單向輪18的凹槽中，定位彈簧16的一端固定在慢速單向輪18上，另一端固定在單向輪軸14上，快速單向輪54安裝在齒輪53上，齒輪53安裝在單向輪軸57上，并與齒輪21相齒合，齒輪53只能逆時針轉(zhuǎn)動，其凸起的空心柱緊繞著彈簧65，單簧65的一端固定在快速單向輪54上，調(diào)速鋼繩58纏繞在快速單向輪54的凹槽中，復(fù)位彈簧63的一端固定在快速單向輪54上，另一端固定在單向輪軸57上。
等高齒錐齒輪組9中，各齒輪的齒數(shù)取偶數(shù)，并按等差級數(shù)排列，每個齒輪的上半周齒(即齒數(shù)的一半)相對其下半周齒沿軸向錯開一距離b/3(b為齒寬)，等高齒錐齒輪組9中每個齒輪在半分處和凹口應(yīng)成一直線。當(dāng)調(diào)速滑移動齒輪12沿花鍵軸27軸向移動時，由于等高齒錐齒輪組9的結(jié)構(gòu)特征，使調(diào)速滑移齒輪12僅能與錐齒輪組9中的一個齒輪相嚙合。
調(diào)速控制機(jī)構(gòu)工作原理為當(dāng)轉(zhuǎn)動車把上慢速手柄時，拉動調(diào)速鋼繩17，帶動慢速單向輪18順時針轉(zhuǎn)動(見圖2和圖4)，彈簧62一端固定于慢速單向輪18上，其余部分繞在齒輪13凸起的空心柱上，由于慢速單向輪18順時針轉(zhuǎn)動，使彈簧62變緊，所以帶動齒輪13順時針轉(zhuǎn)動，使與齒輪13相嚙合，并固定在螺紋軸26上的齒輪21逆時針轉(zhuǎn)動，同時螺紋軸26也逆時針轉(zhuǎn)動，并使調(diào)節(jié)釵25向上移動(見
圖1)，并帶動調(diào)速滑移齒輪12向等高齒錐齒輪組9較小端移動，因此達(dá)到將速度調(diào)慢的目的。
在慢速單向輪18的端部有限位擋圈50，軸14端部有復(fù)位彈簧16，當(dāng)調(diào)速手柄復(fù)位時，調(diào)速鋼繩17不再受拉力的作用，因此慢速單向輪18在復(fù)位彈簧16的作用下復(fù)位，并向逆時針方向轉(zhuǎn)動，促使彈簧62放松，因此慢速單向輪18復(fù)位時，將不會帶動齒輪13轉(zhuǎn)動。
同理，快速單向輪54則使速度調(diào)快。
調(diào)速過程示意如下 通過對齒輪13、齒輪53、齒輪21、螺紋軸26和撥叉25內(nèi)螺紋等零件的參數(shù)設(shè)定，可以做到轉(zhuǎn)動一次調(diào)速手柄，調(diào)速滑移齒輪12移動的距離等于等高齒錐齒輪組9中一組齒輪的齒寬，即轉(zhuǎn)動一次調(diào)速手柄，可調(diào)速一檔。
由
圖1可知，假設(shè)等高齒錐齒輪組9的一組齒輪齒數(shù)為Z1，調(diào)速滑移齒輪12齒數(shù)為Z2，齒輪31齒數(shù)為Z3，鏈輪齒45齒數(shù)為Z4，則該變速器的速比為I=(Z1/Z2)×(Z3/Z4)，由此可知，當(dāng)Z1變大時，速比變大，當(dāng)Z1變小時，速比變小。
調(diào)速手柄分為兩個，固定在車把上，右車把上為快速手柄，左車把上為慢速手柄。
權(quán)利要求1．自行車多級變速器，其特征在于由調(diào)速滑移齒輪(12)，等高齒錐齒輪組(9)和調(diào)速控制機(jī)構(gòu)組成，其中，等高齒錐齒輪組(9)安裝在自行車中軸(6)上，與等高齒錐齒輪組(9)相嚙合的調(diào)速滑移齒輪(12)裝在花鍵軸(27)上，調(diào)速滑移齒輪(12)可在花鍵軸(27)上移動，花鍵軸(27)的端部固定一齒輪(31)，齒輪(31)與鏈輪齒輪(45)相嚙合，鏈輪為一組件，由鏈輪(32)和鏈輪齒輪(45)組成，鏈輪內(nèi)孔中裝有軸承(41)和(44)，也安裝在自行車中軸的(6)上，整個鏈輪組件可以相對于自行車中軸(6)轉(zhuǎn)動，調(diào)速滑移齒輪(12)在花鍵軸(27)上的移動由撥叉(25)控制，撥叉(25)內(nèi)孔為螺紋孔，安裝在螺紋軸(26)上，螺紋軸(26)的端部固定一齒輪(21)；調(diào)速控制機(jī)構(gòu)由快速單向輪(54)、慢速單向輪(18)組成，其中慢速單向輪(18)套在齒輪(13)上，齒輪(13)安裝在單向輪軸(14)上，并與齒輪(21)相嚙合，齒輪(13)只能順時針轉(zhuǎn)動，其凸起的空心柱上緊繞有彈簧(62)，彈簧(62)的一端固定在慢速單向輪(18)上，調(diào)速鋼繩(17)纏繞在慢速單向輪(18)的凹槽中，定位彈簧(16)的一端固定在單向輪(18)上，另一端固定在單向輪軸(14)上，快速單向輪(54)安裝在齒輪(53)上，齒輪(53)安裝在單向輪軸(57)上，并與齒輪(21)相嚙合，齒輪(53)只能逆時針轉(zhuǎn)動，其凸起的空心柱緊繞著彈簧(65)，彈簧(65)的一端固定在快速單向輪(54)上，調(diào)速鋼繩(58)纏繞在快速單向輪(54)的凹槽中，復(fù)位彈簧(63)的一端固定在快速單向輪(54)上，另一端固定在單向輪軸(57)上。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車多級變速器，其特征在于等高齒錐齒輪組(9)中，各齒輪的齒數(shù)取偶數(shù)，并按等差級數(shù)排列，每個齒輪的上半周齒(即齒數(shù)的一半)相對其下半周齒沿軸向錯開一距離b/3(b為齒寬)，等高齒錐齒輪組(9)中每個齒輪在半分處和凹口應(yīng)成一直線。
專利摘要本實用新型是自行車多級變速器,由調(diào)速滑移齒輪,等高齒錐齒輪組和調(diào)速控制機(jī)構(gòu)組成,其中,某高齒錐齒輪組安裝在自行車中軸上,調(diào)速滑移齒輪裝在鍵軸上,花鍵軸的端部固定一齒輪,齒輪與鏈輪齒輪相嚙合。該變速機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、剛性好,且能在負(fù)載運(yùn)行中進(jìn)行變速,為中軸變速,且封閉性好,可以加注齒輪潤滑油,能夠起到良好的潤滑,使用壽命長,可用于各種類型的變速自行車、電動助力車和電動自行車。
文檔編號B62M11/10GK2454267SQ0024503
公開日2001年10月17日 申請日期2000年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月29日
發(fā)明者劉秦勤 申請人:劉秦勤