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自行车中轴变速器及中轴变速自行车

阅读:824发布:2020-05-12

专利汇可以提供自行车中轴变速器及中轴变速自行车专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 属人 力 车 变速器 制造领域,至少由 驱动盘 、随动盘、扇形齿盘、托链架、掣子和离合 簧片 构成的 自行车 中轴 变速器,(A)扇形齿盘的齿数为2个或3个,齿与齿的排列呈阶梯状且前高后低,各齿间夹 角 不等;(B)位于驱动盘上的离合簧片为单片构成,其一端为挂档 定位 钩齿,在随动盘的档位端部设有减速撞击片。所述的中轴变速器,在变速过程中不易脱链或粘链,变速方便、可靠。,下面是自行车中轴变速器及中轴变速自行车专利的具体信息内容。

1、自行车中轴变速器,包括随动盘(2)、扇形齿盘(8)、托链架(10)、掣 子(11)和离合簧片(3)构成,其特征在于:
A、扇形齿盘(8)的齿数为2个或3个,且齿的排列呈阶梯状前齿高后齿 低,各齿间的夹不等;
B、托链架(10)的托架(12)为带有凹槽的毂辘状结构,毂辘的凹槽底圆与毂 辘的轴孔不同心,其轴孔带有锥度或内六——十二角的轴孔或呈若干 个内角,带有拔销锥度的螺母或带有六——十二角的轴的掣子或带有 若干个角的轴的掣子与带有锥度或内六——十二角的轴孔或呈若干个 内角的轴孔相配合,托架通过拔销螺母以任意角度紧固在掣子上,或 套在一端带有六——十二角的掣子轴上或带有若干个角的掣子轴上;
C、位于驱动盘(1)的离合簧片(3)为单片构成,其一端为挂档定位钩 齿(5),在随动盘(2)的档位端部设有减速撞击片(4)。
2、根据权利要求1所述的自行车中轴变速器,其特征是:一段带有六角至若 干角的掣子的轴端内部制有丝扣。
3、一种具有中轴变速器的自行车,其特征在于:自行车的中轴处装有权利要 求1所记载的中轴变速器。

说明书全文

技术领域

发明涉及人变速器及使用该变速器的自行车

背景技术

申请人发明的“带负荷变速的传动装置”,其专利号:86101553.3,所设 计的技术方案:包括带直滑槽的主动盘和带园弧滑槽的从动盘,各牵引元件安 插在直滑槽与园弧滑槽相交处,通过主动盘和从动盘的同轴位移,使各牵引元 件在半径方向上做等距或不等距的活动,并能在不中断挠性牵引元件的负荷情 况下,改变该装置有效直径。
86101553.3号的专利技术在变速的体积、厚度、重量、速比范围、换档操 作等性能上有所改进和突破,但通过长期的试验,发现存在着二个非常严重的 问题。一是在重大载荷的情况下(上坡、载重物、猛加速)链条与扇形齿啮合 不牢,发生爬高、跳齿、掉链现象,尤其是当链条磨损后会使二个扇形齿之间 各节链条的磨损量叠加起来,更容易发生爬高、跳齿、掉链现象。另一个是链 条脱离扇形齿时发生链条与扇形齿的最后一个齿粘住的现象(这种粘链现象在 完整的全齿链轮上是不会发生的),轻载时把链条带至一定的高度才与扇形齿脱 离,这会造成下部链条随着扇形齿与链条的啮合周期而跳动,其跳动量远大于 六边形链轮固有的波动量。重载时会发生扇形齿把链条咬住直到把张紧轮拉至 死、使链轮卡死的严重后果。造成上述的爬高、跳齿、掉链和粘链现象发生, 其主因是由只用二个扇形齿与多个托链架构成的多边形链轮所造成的。这种变 速器的最小链轮直径与最大链轮直径的差值在一倍左右,而扇形齿的分度圆直 径只能有一个,也就是说扇形齿的分度圆直径不能随着链轮直径的变化而改变。 这就给设计者带来难题,如扇形齿的分度圆直径取于链轮最大直径或大于它, 这样的扇形齿能改善跳齿、掉链现象,但容易发生粘链现象,若扇形齿的分度 直径取于链轮最小直径又会造成跳齿、掉链现象。这种跳齿、掉链和粘链这二 种现象不是孤立的,跳齿、掉链是由链条先爬高直至链条的滚子越过齿尖才造 成跳齿,使链条脱离链轮。同时爬高也会造成粘链,原因是当一个受力的扇形 齿上的链条发生爬高现象,其链条的拉力就会作用于另一个扇形齿上,最终会 受力于该扇形齿的最后的一个齿上,使这个齿承受紧边张力,使链条与该齿粘 连,或咬死。正常情况这个齿应承受松边张力,使链条与扇形齿能轻易脱离。 总之,以往采用二个扇形齿构成的自行车中轴变速器造成固有的不足之处是一 直没有得到解决。

发明内容

本发明的目的是:设计出一种新型的扇形齿,这种扇形齿不受链轮直径变 化的影响,在不同的直径均能使链条与扇形齿啮合良好,链条进入和退出扇形 齿均非常顺畅。这种扇形齿以最小的齿数就能达到上述效果,(比如有技术的齿 数最少一倍左右)这就使链轮的有效直径达到20齿,这是前所未有的。还设计 出一种不增加任何部件,用极简单的方法就能进行链轮直径的微调,对链条磨 损后引发的节距增大进行补偿。这样就彻底根除链条与扇形齿由啮合不良而造 成的爬高、跳齿、掉链和粘链现象,使链条的使用寿命大为延长。本发明设计 的另一目的是中轴变速器的绝大多数部件(除6个掣子和2个拔销螺母及若干 个铆钉外)均采用同一种规格板材冲压而成,冲压优越性是众所周知的。而众 多的小部件均取决于驱动盘(1)和随动盘(2)冲制余下的边角料,达到物尽 其用。
本发明的设计方案:本发明是在申请人所有“86101553.3”专利的基础上, 通过对托链架的结构设计,实现链轮节距的可调;通过对扇形齿盘齿的排列结 构设计,解决了背景技术存在的跳齿、粘链的不足;通过对离合簧片的结构设 计,使其离合更加简单可靠。其详细的结构方案:1、一种至少由驱动盘、随动 盘、扇形齿盘、托链架、掣子和离合簧片构成的自行车中轴变速器,(A)扇形 齿盘的齿数为2个或3个,齿与齿的排列呈阶梯状且前高后低,各齿间夹角不 等;(B)位于驱动盘上的离合簧片为单片构成,其一端为挂档定位钩齿,在随 动盘的档位端部设有减速撞击片。2、一种中轴变速自行车,它包括自行车,自 行车中轴变速器采用权利要求1所记载的技术方案。
托链架的托架为带有凹槽的毂辘状结构,毂辘的凹槽底圆与毂辘的轴孔不 同心,其轴孔带有锥度或呈内六~十二角的轴孔或呈若干个内角的轴孔,带有拔 销锥度的螺母或带有六~十二角的轴的掣子或带有若干个角的轴的掣子与带有 锥度的轴孔或带有内六~十二角的轴孔或带有若干个内角的轴孔相配合,托架通 过拔销螺母以任意角度紧固在掣子上或套在一端带有六~十二角的掣子轴上或 套在带有若干个角的掣子轴上。
本发明所述的变速器,扇形齿盘(8)的齿数为2个或3个,齿与齿的排列 呈阶梯状结构且前齿高后齿低,各齿间的夹角不等,其两齿间构成的沟底角等 于两齿沟底半角的半径相交构成∠a+∠a1。从图中可见AO>BO<CO>DO,AB、 BC、CD为节距,该特征明显不同于常规的等到分度齿。阶梯状排列的齿与齿间 的齿沟角很大(∠a+∠a1),工作段圆弧中心近似为零,设计的目的:克服了背 景技术中存在的跳齿现象。由于阶梯状排列的齿与齿沟半角不等,不受力齿面 的齿沟半角∠a大于受力齿面的齿沟半角∠a,受力齿面的齿沟半角又比相同条 件下的等分度齿的齿沟半角要小,设计的目的:解决了背景技术中存在的粘链 现象。采用2个或3个齿的阶梯齿,能有效解决因链条磨损,节距变长造成的 链条与齿轮啮合不良的爬高跳齿、脱链现象。齿数越少,累积爬高量就越少,2 个齿比3个齿的扇形齿盘、链条使用寿命长,3个齿的扇形盘比6个齿的扇形齿 盘、链条使用寿命长。
位于驱动盘(1)上的离合簧片为单片结构,其一端为挂档定位钩齿(5), 在随动盘(2)的档位端设有减速撞击片(4)。见图(24)。图中的挂钩齿(5) 和减速撞击片与簧片组成离合簧片(3),该簧片的一端由铆钉(16)铆接在驱 动盘(1)的外缘上,挂档钩齿(5)的平面紧压在随动盘外缘档齿(7)的平面 上,见图(26、27)。驱动盘(1)、随动盘(2)定,链轮直径保持一个定值。 减速时操作把手搬至减速位置。把手牵引丝绳(26),使调速机构(23)旋转 至第2工位,减速机头(25)与减速撞击片(4)接触,迫使该片向外侧偏移, 挂档钩齿(5)也随减速撞击片(4)与档齿(7)脱离(见图27),此时操作把 手可回到原位。在链条的压力下掣子向中心移动,驱动盘(1)与随动盘(2) 发生同轴位移,链轮直径变小,当减速撞击片越过减速机头(25)时,挂档齿 钩在簧片的反弹片作用下进入下一个挂齿(7),压在该齿的齿平面上。减速一 档过程结束。如操作把手继续在留在第2工位,减速过程继续进行至最低档(链 轮每转一圈,减速一档);增速时,操作把手牵引钢丝绳(26)使调速机构(23) 旋转至第1工位,增速机头(24)与增速撞击片(6)接触,迫使随动盘(2) 停止转动,而驱动盘(1)在脚力的作用下继续转动,迫使各掣子向外移动,链 轮直径变大,增速量的大小由手、脚控制,既能一档一档的增速,也能一下增 至最高档位,骑手只需操作数次便能熟练掌握增速量。
托链架(10)由托架(12)、拔销螺母(17)、掣子(9、11、13)、直槽滑 片(18)及档圈(19)构成。托架为有凹槽的毂辘状结构,毂辘的凹槽底圆与 毂辘的轴孔不同心,也就是说托架的轴孔为偏心轴孔或呈内六~十二角的偏心轴 孔或呈若干个内角的偏心轴孔;偏心轴孔带有锥度;拔销螺母(17)带有锥度 或一端带有六~十二角的轴的掣子或带有若干个内角的轴孔相配合,托架通过拔 销螺母可以以任意角度紧固在掣子上或套在一端带有六~十二角的掣子轴上或 套在带有若干个角的掣子轴上,旋转托架的角度,即调整了扇形齿的分度圆直 径,就可实现链轮节距的调整,而凹槽结构的毂辘,使链条限定在同一轨迹上 而不左右摆动。凹槽的槽邦为内斜面,能使由于链轮和后飞轮不在同一平面而 引的链条偏移而不脱链、有效地进入凹槽。
本发明与背景技术相比,一是将背景技术中的扇形齿,设计成阶梯状排列 的扇形齿盘,解决了背景技术中存在的跳齿、粘链的不足;二是采用单片结构 的离合簧片,使离合变速机构更加简单、可靠;三是将背景技术中不可调托链 架结构改为可调托链架结构的设计,实现了链轮的节距可调。
附图说明
图1是中轴变速器自行车的结构示意图;
图2是中轴变速器增速至最大时的结构示意图;
图3是中轴变速器减速至最大时的结构示意图;
图4是第一种可调托链架的托架主视结构示意图;
图5是第一种可调托链架的托架剖视结构示意图;
图6是第一种可调托链架的托架侧视结构示意图;
图7是第一种可调托链架的拔销螺母剖视结构示意图;
图8是第一种可调托链架的拔销螺母主视结构示意图;
图9是第一种可调托链架的掣子主视结构示意图;
图10是第一种可调托链架的掣子侧视结构示意图;
图11是可调托链架的直槽滑片的主视结构示意图;
图12是可调托链架的直槽滑片的侧视结构示意图;
图13是可调托链架的挡圈主视结构示意图;
图14是可调托链架的挡圈侧视结构示意图;
图15是可调托链架的结构示意图;
图16是不可调托链架的托架主视结构示意图;
图17是不可调托链架的托架侧视结构示意图;
图18是不可调托链架的掣子结构示意图;
图19是扇形齿盘的主视结构示意图;
图20是扇形齿盘的侧视结构示意图;
图21是扇形齿盘的掣子结构示意图;
图22是不可调托链架的结构示意图;
图23是扇形齿盘的总成结构示意图;
图24是弹簧离合片总成的主视图结构示意图;
图25是弹簧离合片总成的俯视图结构示意图;
图26是弹簧离合增速结构示意图;
图27是弹簧离合减速结构示意图;
图28是扇形齿盘放大结构示意图(2片或3片构成);
图29是图28的侧视结构示意图;
图30是扇形齿盘放大结构示意图(单片构成);
图31是图30的侧视结构示意图;
图32是第二种可调托链架的结构示意图;
图33是第二种可调托链架的托架剖视结构示意图;
图34是第二种可调托链架的掣子结构示意图;
图35是不可调托链架的结构示意图;
图36是不可调托链架的托架剖视结构示意图;
图37是不可调托链架的掣子结构示意图。

具体实施方式

实施例1(图2~图29):一种至少由驱动盘1、随动盘2、扇形齿盘8、托 链架10、掣子22和离合片3断构成的自行车中轴变速器;扇形齿盘8的齿数为 2个或3个,齿与齿的排列呈阶梯状且前高后低,各齿间夹角不等,其两齿间构 成的沟底角等于两齿沟底角的半角的半径的相交构成∠a+∠a1;托链架10的托 架12为带有凹槽的毂辘状态结构,毂辘的凹槽底圆与毂辘的轴孔不同心,其轴 孔带有锥度,带有拔销锥度的螺母17与带有锥度的轴孔相配合,托架12以可 调角度紧固在掣子11上;位于驱动盘1上的离合簧片3为单片结构,其一端为 挂档定位钩齿5,在随动盘2的档位端部设有减速撞击片4。
实施例2(图2~图3,图11~图14,图16~图37):一种至少由驱动盘1、 随动盘2、扇形齿盘8、托链架了10、掣子35和离合簧片3构成的自行车中轴 变速器22;扇形齿盘8的齿数为2个或3个,齿与齿的排列呈阶梯状且前高后 低,各齿间夹角不等,其两齿间构成的沟底角等于两齿沟底半角的半径相交构 成∠a+∠a1;托链架10的托架12为带有凹槽的毂辘状态结构,毂辘的凹槽底 圆与毂辘的轴孔不同心,其轴孔呈六~十二角的轴孔34,一端带有六~十二角的 轴的掣子35的轴与带有六~十二角的轴孔34相配合,托架12以可调角度套在 一端带有六~十二角的掣子35的轴上;位于驱动盘1上的离合簧片3为单片结 构,其一端为挂档定位钩齿5,在随动盘2的档位端部设有减速撞击片4。
实施列3(图2~图3,图11~图14,图16~图37):一种至少由驱动盘1、 随动盘2、扇形齿盘8、托链架子10、掣子35和离合簧片3构成的自行车中轴 变速器22;扇形齿盘8的齿数为2个或3个,齿与齿的排列呈阶梯状且前高后 低,各齿间夹角不等,其两齿间构成的沟底角等于两齿沟底半角的半径相交构 成∠a+∠a1;托链架10的托架12为带有凹槽的毂辘状态结构,毂辘的凹槽底 圆与毂辘的轴孔不同心,其轴孔呈若干个内角的轴孔34,一端带有若干个角的 轴的掣子35的轴与带有若干个内角的轴孔34相配合,托架12以可调角度套在 一端带有若干个角的掣子35的轴上;位于驱动盘1上的离合簧片3为单片结构, 其一端为挂档定位钩齿5,在随动盘2的档位端部设有减速撞击片4。
实施列4:在实施列1或2或3的基础上,托架(12)采用2~5板材冲压 后采用拔销铆接套15成型;采用2块板时,冲成碗状结构后,其碗底相对加工 而成,见图32~图37。
实施列5:在实施列1或2或3的基础上,扇形齿盘(8)采用1块或2块 或3块板材加工成型,见图28~图31。
实施例6(图1):中轴变速自行车,它包括前轮31,操作开关29、曲柄14、 三脚架30、车座33、后轮32、飞轮28,张紧轮27、牵引钢丝26、增速机头24、 减速机头25、车把,中轴变速器至少由驱动盘1、随动盘2、扇形齿轮8、托链 架10,12,掣子9,11,13和离合簧片3构成,扇形齿盘8的齿数为两个或三 个,齿与齿的排列成阶梯状,前高后低,各齿间夹角不等,其两齿间构成的沟 底角等于两齿沟底半角的半径相交构成∠a+∠a1;托链架10的托架12为带有 凹槽的毂辘状结构,毂辘的凹槽底圆与毂辘的轴孔不同心,其轴孔不同心,其 轴孔带有锥度,带有拔销锥度的螺母17与带有锥度的轴孔祥配合,托架12通 过拔销螺母17以任意角度紧固在掣子11上;位于驱动盘上的离合簧片为单片 结构,其一端为挂档定位钩齿5,在随动盘2的档位端部设有减速撞击片4。
实施例7:在实施例6的基础上,托链架10的托架12为带有凹槽的毂辘状 结构,毂辘的凹槽底圆与毂辘的轴孔不同心,其轴孔呈内六——十二角的轴孔 34,一端带有六——十二角的掣子35的轴与带有内六——十二角的轴孔34相 配合,托架12以可调角度套在一端带有六——十二角的掣子35的轴上;位于 驱动盘1上的离合簧片3为单片结构,其一端为挂档定位齿钩5,在随动盘2的 档位端部设有减速撞击片4。
实施例8:在实施例6的基础上,托链架10的托架12为带有凹槽的毂辘状 结构,毂辘的凹槽底圆与毂辘的轴孔不同心,其轴孔呈若干个内角的轴孔34, 一端带有若干个角的掣子35的轴与带有内若干个角的轴孔34相配合,托架12 以可调角度套在一端带有若干个角的掣子35的轴上;位于驱动盘1上的离合簧 片3为单片结构,其一端为挂档定位齿钩5,在随动盘2的档位端部设有减速撞 击片4。
实施例9:一种至少由驱动盘1、随动盘2、扇形齿盘8、托架链10、掣子11或 35和离合簧片3构成的自行车中速变速器22的节距调整方法,位于驱动盘直滑 槽1和位于随动盘圆弧滑槽20上的托架链的轴孔为偏心结构,通过旋转托链架 12,使其绕轴孔内的拔销螺母旋转或绕掣子35的轴调整,即可实现链轮节距的 调整。
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