本發(fā)明涉及自行車配件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自行車直裝式中空曲柄組件及中空曲柄的加工方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的自行車曲柄容易在踩踏時造成牙盤的側(cè)向形變而導致效率下降，且由于現(xiàn)有的曲柄為多為實心工件，導致其重量大，而現(xiàn)有技術(shù)在減輕曲柄的重量方面多是采用擠壓成型、分開焊接、埋管件鑄造、輕合金鑄造、埋砂型鑄造后清空等方法，但都有成本高、自由度低、強度低、加工復雜難度高、成品率低等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種重量輕、強度高、裝配簡單方便的自行車直裝式中空曲柄組件及中空曲柄的加工方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：自行車直裝式中空曲柄組件，包括右曲柄裝置、左曲柄裝置和中軸軸桿，所述右曲柄裝置包括具有中空結(jié)構(gòu)的右曲柄，所述左曲柄裝置包括具有中空結(jié)構(gòu)的左曲柄，所述中軸軸桿設(shè)置在所述右曲柄和所述左曲柄之間。

進一步的，所述右曲柄包括右曲柄桿和位于所述右曲柄桿端部的右曲柄頭，所述右曲柄桿與所述右曲柄頭之間設(shè)置有夾角，所述左曲柄包括左曲柄桿和位于所述左曲柄桿端部的左曲柄頭，所述左曲柄桿和所述左曲柄頭之間設(shè)置有夾角，所述右曲柄桿和所述左曲柄桿的內(nèi)部均設(shè)置有所述中空結(jié)構(gòu)，所述右曲柄桿和所述左曲柄桿的末端均設(shè)置有連接孔。

進一步的，所述右曲柄裝置還包括位于所述右曲柄和所述中軸軸桿之間的鏈輪和壓環(huán)，所述鏈輪設(shè)置在所述壓環(huán)和所述右曲柄之間，所述鏈輪與所述右曲柄頭上的凸環(huán)花鍵連接，所述壓環(huán)與所述凸環(huán)螺紋連接，所述凸環(huán)設(shè)置于所述右曲柄頭的外側(cè)壁上。

進一步的，所述中軸軸桿的一端與所述右曲柄頭花鍵連接，所述中軸軸桿的另一端與所述左曲柄頭花鍵連接。

進一步的，所述右曲柄頭和所述左曲柄頭上的花鍵均設(shè)置為帶有錐度的內(nèi)花鍵，所述中軸軸桿的兩端設(shè)置為帶有錐度的外花鍵。

進一步的，所述右曲柄頭與所述中軸軸桿通過右螺釘進行軸向定位，所述左曲柄頭與所述中軸軸桿通過左螺釘進行軸向定位。

進一步的，所述右螺釘?shù)亩瞬吭O(shè)置有與所述右螺釘?shù)男蛳喾吹挠衣葆斏w，所述左螺釘?shù)亩瞬吭O(shè)置有與所述左螺釘?shù)男蛳喾吹淖舐葆斏w。

進一步的，所述鏈輪的內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間設(shè)置有放射狀分布的輻條，所述輻條的兩側(cè)設(shè)置有側(cè)翼，所述鏈輪上的鏈輪齒設(shè)置為正負齒。

進一步的，所述鏈輪上設(shè)置有連接所述內(nèi)環(huán)和所述外環(huán)的保護層。

一種所述自行車直裝式中空曲柄組件的加工方法，包括：

步驟A、在胚料的端部加工盲孔；

步驟B、加工與步驟A中形成的所述盲孔相匹配的柱塞，使所述柱塞與所述盲孔形成過盈配合或使所述柱塞與所述盲孔形成固定連接，使所述柱塞與所述盲孔形成組合件；

步驟C、分別按照所述右曲柄桿和所述左曲柄桿的外形，在步驟B中形成的組合件上進行外形加工，且所述右曲柄桿和所述左曲柄桿的長度方向均沿步驟A中形成的盲孔的深度方向；

步驟D、按照所述右曲柄和所述左曲柄的外形，在步驟C中形成的所述右曲柄桿和所述左曲柄桿上進行外形加工。

本發(fā)明的有益效果為：自行車直裝式中空曲柄組件實現(xiàn)了在降低自行車曲柄的重量的同時保證了較高的強度，并且制造難度大大降低、成品率高，節(jié)約了制造成本，避免了傳統(tǒng)的自行車曲柄拆裝繁瑣、剛性低的問題。

左曲柄和右曲柄都是中空的結(jié)構(gòu)，且由于該中空部分是首先進行加工，降低了制造難度，提高了成品率。

鏈輪直接安裝在右曲柄上能夠減輕重量、減少側(cè)向應力產(chǎn)生、增加強度；鏈輪上的輻條結(jié)構(gòu)能既能夠減輕重量，又能夠提高強度、減小側(cè)向變形；采用正負齒的結(jié)構(gòu)能夠起到提高穩(wěn)鏈的作用。

左曲柄和右曲柄上的花鍵都是帶有錐度的內(nèi)花鍵，中軸軸桿上的花鍵為帶有錐度的外花鍵，花鍵連接的方式能防止中軸軸桿的周向轉(zhuǎn)動；中軸軸桿的兩端均是帶有錐度的花鍵結(jié)構(gòu)，由于帶有錐度的花鍵具有自鎖死功能，因此能夠防止中軸軸桿的軸向運動，實現(xiàn)中軸軸桿的完全定位；并且拆裝和維護都很方便。

自行車直裝式中空曲柄組件的加工方法的要點是先加工盲孔再加工外形，使右曲柄和左曲柄的內(nèi)部先具有了中空結(jié)構(gòu)，再圍繞此中空結(jié)構(gòu)加工出其外形，因此使中空結(jié)構(gòu)的加工難度大大降低，且該中空結(jié)構(gòu)沒有應力集中點，因此其強度和剛度較傳統(tǒng)的外掏空式曲柄都有很大的提高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1所示右曲柄裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2所示右曲柄裝置A-A處的剖視圖；

圖4是圖1所示右曲柄的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖1所示中軸軸桿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是圖1所示鏈輪的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是圖1所示左曲柄的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是圖7所示左曲柄B-B處的剖視圖；

圖中：1、右曲柄裝置；11、右曲柄；12、鏈輪；13、壓環(huán)；14、凸環(huán)；15、右螺釘；16、左螺釘；17、右螺釘蓋；18、左螺釘蓋；2、左曲柄裝置；21、左曲柄；3、中軸軸桿；4、內(nèi)花鍵；5、外花鍵；6、輻條；61、側(cè)翼；7、鏈輪齒；81、右曲柄桿；82、右曲柄頭；91、左曲柄桿；92、左曲柄頭；83、連接孔。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種自行車直裝式中空曲柄組件，包括右曲柄裝置1、左曲柄裝置2和中軸軸桿3，右曲柄裝置1包括具有中空結(jié)構(gòu)的右曲柄11，左曲柄裝置2包括具有中空結(jié)構(gòu)的左曲柄21，中軸軸桿3設(shè)置在右曲柄11和左曲柄21之間。如圖3和圖8所示，右曲柄11包括右曲柄桿81和右曲柄頭82，且右曲柄頭82位于右曲柄桿81端部，左曲柄21包括左曲柄桿91和左曲柄頭92，且左曲柄頭92位于左曲柄桿91的端部，右曲柄桿81和左曲柄桿91的內(nèi)部均設(shè)置有所述中空結(jié)構(gòu)，該空腔分別從右曲柄桿81和左曲柄桿91的一端一直延伸到另一端，因此右曲柄桿81和左曲柄桿91上具有的空腔較大，因此能夠最大程度的降低曲柄組件的重量，且該中空結(jié)構(gòu)上沒有應力集中點，右曲柄桿81和左曲柄桿91的強度并不會因為中空的結(jié)構(gòu)而降低；而且右曲柄桿81和右曲柄頭82之間具有一定的夾角，左曲柄桿91和左曲柄頭92之間也具有一定的夾角，能夠方便安裝和使用，同時，右曲柄桿81和左曲柄桿91的末端均設(shè)置有連接孔83，方便與腳踏的連接。

優(yōu)選的，右曲柄裝置1還包括鏈輪12和壓環(huán)13，如圖2所示，鏈輪12和壓環(huán)13均設(shè)置在右曲柄11和中軸軸桿3之間，鏈輪12設(shè)置在壓環(huán)13和右曲柄頭82之間，如圖4所示，右曲柄頭82的外側(cè)壁上設(shè)置有分別與鏈輪12和壓環(huán)13相配合的凸環(huán)14。鏈輪12可采用普通的鏈輪，與右曲柄頭82上的凸環(huán)14配合使用，優(yōu)選的是采用圖6所示的具有輻條6的鏈輪12，具體來說，鏈輪12的內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間設(shè)置有放射狀分布的輻條6，輻條6的兩側(cè)設(shè)置有側(cè)翼61，鏈輪12上的鏈輪齒7設(shè)置為正負齒，如圖6所示，通過設(shè)置輻條6既能夠減輕鏈輪12的重量又起到增加強度的作用，鏈輪12上的正負齒能夠起到提高穩(wěn)鏈的作用，側(cè)翼61能夠增加強度，同時將鏈輪12與凸環(huán)14之間采用花鍵連接，使鏈輪12與右曲柄11形成穩(wěn)定的連接，并通過壓環(huán)13與凸環(huán)14螺紋連接將鏈輪12在軸向進行定位，優(yōu)選的是在鏈輪12上設(shè)置有連接內(nèi)環(huán)和外環(huán)的保護層，保護層可以設(shè)置在相鄰的兩根輻條6之間，也可在內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間都設(shè)置，保護層的材料可以選擇碳纖維或金屬等薄膜材料，使整個鏈輪12形成一個整體，且在相鄰的兩根輻條6之間形成中空結(jié)構(gòu)，能夠增加強度并降低空氣的阻力。

通過將鏈輪12直接與右曲柄頭82直接進行裝配，且配合方式為花鍵連接，避免了傳統(tǒng)的曲柄組件中需要將鏈輪12通過螺釘進行安裝的方式，使鏈輪12的拆裝和維護都很方便。

優(yōu)選的，中軸軸桿3的一端依次穿過壓環(huán)13和鏈輪12并與右曲柄頭82花鍵連接，中軸軸桿3的另一端與左曲柄頭92花鍵連接。如圖5和圖7所示，右曲柄頭82和左曲柄頭92上的花鍵設(shè)置為帶有錐度的內(nèi)花鍵4，如圖5所示，中軸軸桿3的兩端設(shè)置為帶有錐度的外花鍵5。中軸軸桿3分別與右曲柄頭82和左曲柄頭92通過花鍵連接，使中軸軸桿3分別與右曲柄頭82和左曲柄頭92緊密連接且無相對運動，在中軸軸桿3的軸向兩端分別通過右螺釘15和左螺釘16與右曲柄頭82和左曲柄頭92形成螺紋連接，限制中軸軸桿3的軸向轉(zhuǎn)動，且由于內(nèi)花鍵4和外花鍵5都是帶有錐度的花鍵，使中軸軸桿3具有軸向自鎖死功能，因此避免了傳統(tǒng)的曲軸在使用中出現(xiàn)松動的現(xiàn)象。

優(yōu)選的，右螺釘15的端部設(shè)置有右螺釘蓋17，左螺釘16的端部設(shè)置有左螺釘蓋18。優(yōu)選的是右螺釘蓋17上螺紋的旋向與右螺釘15上螺紋的旋向相反，且左螺釘蓋18上螺紋的旋向與左螺釘17上螺紋的旋向相反，這樣對右螺釘15和左螺釘16進行拆卸時，右螺釘蓋17和左螺釘蓋18也隨之被一同拆卸下來，省去了先拆卸右螺釘蓋17和左螺釘蓋18再拆卸右螺釘15和左螺釘16的步驟，簡化了操作步驟，并且拆卸下來的右螺釘蓋17和左螺釘蓋18與右螺釘15和左螺釘16還是連接在一起，因此也不容易丟失，可以起到存儲的作用。

自行車直裝式中空曲柄組件的加工方法為：

步驟A、在胚料的端部加工盲孔；可以根據(jù)實際需要，進行多次盲孔加工的工藝；胚料的優(yōu)選材料為輕質(zhì)合金，輕質(zhì)合金在重量和強度方面具有很大的優(yōu)勢；

步驟B、加工與步驟A中形成的所述盲孔相匹配的柱塞，使所述柱塞與所述盲孔形成過盈配合或使所述柱塞與所述盲孔形成固定連接，使所述柱塞與所述盲孔形成組合件；插入柱塞的目的是封閉盲孔，形成中空結(jié)構(gòu)，并且去除應力集中的薄弱環(huán)節(jié)，柱塞與盲孔的之間的固定連接方式可以是粘接、焊接、冷裝等，使柱塞與盲孔緊密結(jié)合為一體；

步驟C、分別按照右曲柄桿81和左曲柄桿91的外形，在步驟B中形成的組合件上進行外形加工，且右曲柄桿81和左曲柄桿91的長度方向均沿步驟A中形成的盲孔的深度方向；加工方式可以選擇傳統(tǒng)的銑削加工或CNC進行加工；

步驟D、按照右曲柄11和左曲柄21的外形，在步驟C中形成的右曲柄桿81和左曲柄桿91上進行外形加工，加工方式可以選擇傳統(tǒng)的銑削加工或CNC進行加工。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種自行車直裝式中空曲柄組件及中空曲柄的加工方法，通過在右曲柄11和左曲柄21上設(shè)置中空結(jié)構(gòu)，并將鏈輪12與右曲柄11直接進行裝配，有效地解決了傳統(tǒng)的曲柄組件拆裝繁瑣、重量大、剛性低等問題；采用先鉆孔后成形的工藝方法使加工右曲柄11和左曲柄21的難度大大降低，提高了成品率、降低成本。

本發(fā)明不局限于上述最佳實施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。