專利名稱：自行車后軸內(nèi)變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種自行車變速器，特別是后軸內(nèi)變速器。
因三變速的自行車內(nèi)變速器使用牙嵌式離合器會影響變速，為了解決這個問題二十年前就出現(xiàn)了無牙嵌式離合器的三變速內(nèi)變速器，這種內(nèi)變速器由于是驅(qū)動整個行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)實現(xiàn)變速的，對行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)有一定的要求，制造成本較高；而且控制行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)的復(fù)位彈簧彈力需要較大，操作時所用的力也相對要大些；另外，在中速檔(鏈輪與外殼11傳動)傳動時內(nèi)齒體是在外殼內(nèi)加速空轉(zhuǎn)的，可增加一定的傳動阻力和機(jī)件磨損。中國專利號CN2167038Y提出的“自行車后軸內(nèi)變速器”方案雖無牙嵌式離合器，也不需要滑動整個行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)三變速，但該器必須將二個離合器設(shè)在行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)的二側(cè)，并在中心軸上開二個徑向長孔，較明顯地影響了中心軸強(qiáng)度；另外，棘輪圈相套后在內(nèi)齒體二側(cè)的對稱布局在中速檔傳動時二組棘輪圈和內(nèi)齒體是相對外殼加速空轉(zhuǎn)的，多個嵌合的圈擠壓摩擦外殼內(nèi)壁易增加傳動阻力；同時，因內(nèi)齒體加速空轉(zhuǎn)也加劇了齒輪的磨損。
本實用新型的目的是提供一種將控制變速的離合器設(shè)在行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)一側(cè)的，并在變速時無須滑動整個行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)的三變速自行車后軸內(nèi)變速器，它不但可隨意變速，而且操作輕便、傳動損耗小。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的外殼內(nèi)有一個由中心軸、星輪、星輪架、星輪軸、內(nèi)齒體構(gòu)成的行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)；星輪架與外殼構(gòu)成超越離合結(jié)構(gòu)；內(nèi)齒體上的長棘爪在棘爪簧作用下前端嚙合外殼上的棘輪圈后端從內(nèi)齒體內(nèi)壁伸出，當(dāng)長棘爪后端被擠壓時其前端可分離棘輪圈，內(nèi)齒體與外殼構(gòu)成了可控的超越離合結(jié)構(gòu)；嚙合星輪而伸出外殼二端的中心軸分別與外殼的左端和外殼右端裝有鏈輪的鋼碗座構(gòu)成轉(zhuǎn)動聯(lián)接，鋼碗座與外殼構(gòu)成轉(zhuǎn)動聯(lián)接；星輪架和內(nèi)齒體上有棘輪圈，棘輪圈活套在棘座上；活套在中心軸上與鋼碗座構(gòu)成滑動嚙合的棘座上有被棘爪簧作用的棘爪，棘座滑動時，棘座上的棘爪可嚙合或分離星輪架和內(nèi)齒體上的棘輪圈；棘座上還有可擠壓或放開內(nèi)齒體上長棘爪后端的大變速圈。動力從鏈輪輸入外殼輸出。通過棘座滑動在三個位置，使大變速圈擠壓或放開內(nèi)齒體的上長棘爪后端和棘爪嚙合或分離相應(yīng)的棘輪圈可使鏈輪與外殼之間有三檔速比。棘座的滑動由操縱機(jī)構(gòu)控制，操縱機(jī)構(gòu)通過中心軸端面的軸向孔可驅(qū)動接觸棘座的變速銷并使棘座滑動，變速銷穿過中心軸上的徑向長孔與棘座可相對轉(zhuǎn)動。變速銷和棘座一起被復(fù)位彈簧控制而滑動后可復(fù)位。
本實用新型的目的還可通過以下措施來實現(xiàn)星輪架上的棘輪圈可被結(jié)合齒取代，棘座上可嚙合或分離星輪架上棘輪圈的棘爪也用結(jié)合齒取代，棘座通過滑動可使二者嚙合或單向嚙合或分離；這時棘座與內(nèi)齒體構(gòu)成超越離合結(jié)構(gòu)，或者棘座上有可單向嚙合或分離內(nèi)齒體上棘輪圈的棘爪。
在不采取上述措施時還可以有以下措施棘座上使用一付棘爪在同時嚙合二個棘輪圈時會出現(xiàn)不正常嚙合，為了防止這種不利情況可在棘座上再增設(shè)一付被棘爪簧作用的棘爪，在發(fā)生一付棘爪同時嚙合二個棘輪圈時另一付棘爪仍可正常嚙合一個棘輪圈而不使棘座空轉(zhuǎn)。
在不采用上述二個措施時還可有以下措施為了縮短棘座的滑動行程，在棘座上裝一付被棘爪簧作用前端可嚙合星輪架上棘輪圈后端從棘座內(nèi)壁伸出的長棘爪，當(dāng)長棘爪后端被擠壓時其前端可分離棘輪圈，棘座與星輪架構(gòu)成可控的超越離合結(jié)構(gòu)；棘座上還有一付被棘爪簧作用可嚙合內(nèi)齒體上棘輪圈的棘爪；這時的變速銷不接觸棘座而裝在滑圈上，滑圈活套在中心軸上，當(dāng)驅(qū)動變速銷時滑圈也滑動，滑圈滑動一個檔位(棘座不滑動)時可擠壓住棘座上的長棘爪后端；滑圈再滑動一個檔時可接觸棘座并驅(qū)動棘座滑動使棘座上的大變速圈擠壓住內(nèi)齒體上的長棘爪后端。通過滑圈擠壓或放開棘座上的長棘爪后端和大變速圈擠壓或放開內(nèi)齒體上的長棘爪后端同樣可使鏈輪與外殼之間有三檔速比。滑圈和棘座分別被復(fù)位彈簧控制而滑動后可復(fù)位。
本實用新型的優(yōu)點(diǎn)如下1、由于采用滑動棘座的變速方式，所以操作輕便而隨意，并且工作可靠。
2、由于行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)是不滑動的并可被外殼軸向約束，所以制造難度和成本較高的內(nèi)齒體不需要連成一體，可免受制造時的不利因素制約，對降低成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量有明顯的作用。
3、離合器設(shè)在行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)的一側(cè)后，中心軸上只須開一個徑向長孔，有利于保證中心軸的強(qiáng)度；另外，還可方便地實現(xiàn)(也可為了某種目的而不實現(xiàn))中速檔傳動時內(nèi)齒體不與外殼相對轉(zhuǎn)動以減小傳動阻力和不必要的機(jī)件磨損。
附圖
是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-中心軸；2-軸檔；3-左鋼碗；4-鋼珠；5-棘輪圈；6-棘爪；7-星輪架；8-星輪；9-星輪軸；10-棘輪圈；11-內(nèi)齒體；12′-無棘齒部位；12-棘輪圈；13-棘輪圈；14-長棘爪；15-右鋼碗；16-鏈輪；17-鋼珠；18-卡簧；19-鋼碗座；20-鋼珠；21-軸檔；22-螺釘；23-復(fù)位彈簧；24-棘座；25-大變速圈；26-棘爪銷；27-棘爪銷；28-滑圈；29-變速銷；30-彈性檔圈；31-棘爪；32-徑向長孔；33-外殼；34-中心輪；35-頂桿。
以下結(jié)合附圖詳述本實用新型的實施例外殼(33)內(nèi)的中心軸(1)上中心輪(34)嚙合用星輪軸(9)安裝在星輪架(7)上的星輪(8)；星輪架(7)通過星輪軸(9)上被棘爪簧彈起的棘爪(6)嚙合外殼(33)上的棘輪圈(5)而與外殼(33)構(gòu)成了超越離合結(jié)構(gòu)；嚙合星輪(8)的內(nèi)齒體(11)上用棘爪銷(26)裝有被棘爪簧彈起前端可嚙合外殼(33)上棘輪圈(13)后端伸出內(nèi)齒體(11)內(nèi)壁的長棘爪(14)；中心軸(1)二端通過軸檔(2)、軸檔(21)、鋼珠(4)、鋼珠(20)分別與外殼(33)上的左鋼碗(3)和裝有鏈輪(16)的鋼碗座(19)構(gòu)成轉(zhuǎn)動聯(lián)接，鋼碗座(19)通過鋼珠(17)接觸外殼(33)上的右鋼碗(15)而與外殼(33)構(gòu)成轉(zhuǎn)動聯(lián)接；卡簧(18)是卡住鏈輪(16)的；有棘輪圈(13)的右鋼碗(15)用螺紋聯(lián)接在外殼(33)上；活套在中心軸(1)上的棘座(24)通過鍵齒嚙合鋼碗座(19)并與鋼碗座(19)構(gòu)成滑動嚙合；棘座(24)上用棘爪銷(27)安裝被棘爪簧彈起的棘爪(31)，棘座(24)滑動時棘爪(31)可嚙合或分離棘輪圈(10)和棘輪圈(12)；棘座(24)上直徑大的部位是大變速圈(25)，棘座(24)滑動時，大變速圈(25)可擠壓或放開內(nèi)齒體(11)上的長棘爪(14)后端；接觸棘座(24)的變速銷(29)穿過中心軸(1)上徑向長孔(32)固定在棘座(24)內(nèi)的滑圈(28)上，滑圈(28)被彈性檔圈(30)擋住而與棘座(24)構(gòu)成轉(zhuǎn)動聯(lián)接；中心軸(1)右端的軸向孔內(nèi)有被螺釘(22)封住的復(fù)位彈簧(23)，復(fù)位彈簧(23)通過導(dǎo)桿頂在變速銷(29)上；中心軸(1)左端的軸向孔內(nèi)有操縱機(jī)構(gòu)上的頂桿(35)；控制棘座(24)和變速銷(29)的復(fù)位彈簧也可套在中心軸(1)上，彈簧一端壓在滑圈(28)上另一端壓在軸檔(21)上。外殼(33)上有穿輻條的花盤。變速過程是這樣的因被頂桿(35)頂住棘座(24)在最右端位置(如附圖)這時大變速圈(25)擠壓住長棘爪(14)后端，棘爪(31)嚙合棘輪圈(12)，鏈輪(16)順時針旋傳時內(nèi)齒體(11)主傳動，星輪架(7)被傳動而嚙合外殼(33)減速輸出；當(dāng)棘座(24)向左滑動5毫米左右時，大變速圈(25)放開對長棘爪(14)后端的擠壓，棘爪(31)繼續(xù)嚙合棘輪圈(12)，這時鏈輪(16)與外殼(33)11傳動(中速檔)；當(dāng)棘座(24)再向左滑動5毫米左右時，棘爪(31)與棘輪圈(12)分離后嚙合棘輪圈(10)，這時星輪架(7)主傳動，內(nèi)齒體(11)被傳動而嚙合外殼(33)增速輸出。
根據(jù)附圖，如果將棘輪圈(10)與棘輪圈(12)的寬度互換，大變速圈(25)放寬5毫米左右。當(dāng)棘座(24)向左滑動5毫米左右時大變速圈(25)可繼續(xù)擠壓住長棘爪(14)后端，棘爪(31)則分離內(nèi)齒體(11)上的棘輪圈(12)而嚙合星輪架(7)上的棘輪圈(10)；當(dāng)棘座(24)再向左滑動5毫米左右時大變速圈(25)可放開對長棘爪(14)后端的擠壓。這樣的安排同樣可使鏈輪(16)與外殼(33)之間有三檔速比，但中速檔傳動時內(nèi)齒體(11)與外殼(33)是相對轉(zhuǎn)動的。如果為了在中、慢二檔傳動時無棘爪的摩擦聲，或者其它原因，仍可采用此方案。
棘座(24)上還可增設(shè)一付與棘爪(31)相同的棘爪以防止一付棘爪同時嚙合二個棘輪圈時出現(xiàn)的不正常嚙合。增設(shè)的棘爪被另一根棘爪簧作用而可嚙合或分離棘輪圈(10)或者可嚙合棘輪圈(12)。增設(shè)的棘爪也裝在棘爪銷(27)上。這時，棘爪銷(27)放長5毫米左右，棘座(24)的軸向尺寸也放長5毫米，星輪架(7)上的棘輪圈(10)或內(nèi)齒體(11)上的棘輪圈(12)也要相應(yīng)放寬5毫米，同時外殼(33)的軸向尺寸也放長5毫米左右。
根據(jù)附圖還可采取這種措施將星輪架(7)上的棘輪圈(10)換成結(jié)合齒，棘座(24)左端上增加結(jié)合齒，棘爪(31)嚙合棘輪圈(12)而使棘座(24)與內(nèi)齒體(11)構(gòu)成超越離合結(jié)構(gòu)；棘輪圈(12)上可以有一段無棘齒部位(12′)，以便星輪架(7)與棘座(24)通過結(jié)合齒嚙合時因棘爪(31)滑入無棘齒部位(12′)而使棘爪(31)可以與棘輪圈(12)分離。星輪架(7)上的結(jié)合齒可以是花鍵齒或斜三角齒，棘座(24)左端也可有花鍵齒或彈性齒。所謂彈性齒是從棘座(24)內(nèi)被彈簧彈出的齒，該齒被斜三角齒擠壓時可縮入棘座(24)，棘座(24)通過彈性齒可單向嚙合星輪架(7)上的斜三角齒。
根據(jù)附圖還可采取一種措施將彈性擋圈(30)去掉，使滑圈(28)滑到靠星輪架(7)位置，徑向長孔(32)也向左移位；棘座(24)上增設(shè)一付被棘爪簧作用前端可嚙合星輪架(7)上棘輪圈(10)，后端從棘座(24)內(nèi)壁伸出的長棘爪，長棘爪后端被滑圈(28)擠壓時其前端可分離棘輪圈(10)。當(dāng)附圖中的棘座(24)滑到最左端時，滑圈(28)放開長棘爪后端使長棘爪嚙合星輪架(7)上的棘輪圈(10)，棘爪(31)始終單向嚙合內(nèi)齒體(11)上的棘輪圈(12)，這時為增速檔；當(dāng)滑圈(28)向右移滑動5毫米左右時棘座(24)未動，但長棘爪后端被擠壓使其前端與棘輪圈(10)分離，這時為中速檔；當(dāng)滑圈(28)再向右滑動時可接觸棘座(24)并驅(qū)動棘座(24)一起向右滑動5毫米左右，使大變速圈(25)擠壓住內(nèi)齒體(11)上的長棘爪(14)后端，這時為減速輸出。為了使棘座(24)滑動后可復(fù)位，棘座(24)上另外再要套一個復(fù)位彈簧，彈簧一端壓在鋼碗座(19)上，另一端壓在棘座(24)上。增設(shè)長棘爪也裝在棘爪銷(27)上，這時內(nèi)齒體(11)、棘座(24)、外殼(33)的軸向尺寸適當(dāng)增加，棘爪銷(27)也要加長。
為了使棘爪可順利地在二個棘輪圈之間往復(fù)滑動，棘輪圈(10)與棘輪圈(12)互相接觸的端面要倒角。
權(quán)利要求1.一種自行車后軸內(nèi)變速器的外殼(33)內(nèi)有一個由中心軸(1)、星輪(8)、星輪架(7)、星輪軸(9)、內(nèi)齒體(11)構(gòu)成的行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)；星輪架(7)與外殼(33)構(gòu)成超越離合結(jié)構(gòu)；內(nèi)齒體(1)上所裝的長棘爪(14)在棘爪簧作用下前端可嚙合外殼(33)上的棘輪圈，后端伸出內(nèi)齒體(11)的內(nèi)壁，內(nèi)齒體(11)與外殼(33)構(gòu)成可控的超越離合結(jié)構(gòu)；嚙合星輪(8)而伸出外殼(33)二端的中心軸(1)分別與外殼(33)左端和外殼(33)右端上裝有鏈輪的鋼碗座(19)構(gòu)成轉(zhuǎn)動聯(lián)接，鋼碗座(19)與外殼(33)構(gòu)成轉(zhuǎn)動聯(lián)接；操縱機(jī)構(gòu)可通過中心軸(1)端面的軸向孔驅(qū)動穿過中心軸(1)上徑向長孔的變速銷(29)，變速銷(29)被復(fù)位彈簧控制，其特征在于中心軸(1)上活套與鋼碗座(19)構(gòu)成滑動嚙合的棘座(24)，棘座(24)接觸變速銷(29)并可被變速銷(29)控制；星輪架(7)和內(nèi)齒體(11)上有棘輪圈，棘輪圈活套在棘座(24)上；棘座(24)上有被棘爪簧作用的棘爪和可擠壓或放開內(nèi)齒體(11)上長棘爪(14)后端的大變速圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車后軸內(nèi)變速器，其特征在于星輪架(7)上的棘輪圈被結(jié)合齒取代，棘座(24)上可嚙合或分離星輪架(7)上棘輪圈的棘爪也被結(jié)合齒取代，棘座(24)與內(nèi)齒體(11)構(gòu)成超越離合結(jié)構(gòu)，或者棘座(24)上有可單向嚙合或分離內(nèi)齒體(11)上棘輪圈(12)的棘爪。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車后軸內(nèi)變速器，其特征在于棘座(24)上可增設(shè)一付被棘爪簧作用的棘爪。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車后軸內(nèi)變速器，其特征在于棘座(24)上裝有一付被棘爪簧作用而前端可嚙合星輪架(7)上棘輪圈(10)后端從棘座(24)內(nèi)壁伸出的長棘爪和一付在棘爪簧作用下可嚙合內(nèi)齒體(11)上棘輪圈(12)的棘爪；變速銷(29)不接觸棘座(24)而固定在活套中心軸(1)上的滑圈(28)上，滑圈(28)可擠壓或放開棘座(24)上長棘爪后端和驅(qū)動棘座(24)，滑圈(28)和棘座(24)分別被復(fù)位彈簧控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車后軸內(nèi)變速器，其特征在于控制變速銷(29)和棘座(24)的復(fù)位彈簧可用螺釘封裝在中心軸(1)內(nèi)或在中心軸(1)上套一個一端壓在棘座(24)內(nèi)滑圈(28)上另一端壓在軸檔上的彈簧。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車后軸內(nèi)變速器，其特征在于棘座(24)上的棘爪可滑動在二個檔位嚙合棘輪圈(12)，一個檔位置嚙合棘輪圈(10)，大變速圈(25)滑動在二個檔位放開長棘爪(14)的后端，一個檔位擠壓長棘爪(14)的后端；或者，棘座(24)上的棘爪滑動在二個檔位嚙合棘輪圈(10)，一個檔位嚙合棘輪圈(12)，大變速圈(25)滑動在一個檔位放開長棘爪(14)后端，二個檔位擠壓住長棘爪(14)后端。
專利摘要一種自行車后軸內(nèi)變速器,由行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)組成,有三檔變速。因輸入動力的棘爪座部位與行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)中的內(nèi)齒體嚙合,并構(gòu)成超越離合結(jié)構(gòu),所以變速時不會出現(xiàn)空檔過程,而且變速可靠、平穩(wěn);又因采用棘爪座滑動變位控制離合器的技術(shù)方案,不但結(jié)構(gòu)簡單,而且堅固耐用、體積超小。
文檔編號B62M11/04GK2294216SQ9720675
公開日1998年10月14日 申請日期1997年3月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月3日
發(fā)明者黃志偉 申請人:黃志偉