CN103072665B - 一种无链自行车变速传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无链自行车变速传动装置，？包括车架中轴上设置有连结同动的具有多圈驱动环的第一凹齿面齿轮，车架后轴上设置有连结同动的具有多圈从动环的第二凹齿面齿轮，与第一凹齿面齿轮相啮合的第一小齿轮，与第二凹齿面齿轮相啮合的第二小齿轮，一端与第一小齿轮连结同动，另一端与第二小齿轮连结同动的传动轴，传动轴通过滑动轴承座固定安装在车身上，小齿轮能在凹齿面齿轮上从一圈驱动环滑移到另一圈驱动环上。本发明具有比传统自行车变速机构简单，易于实现，更容易操作的特点。

Description

一种无链自行车变速传动装置

所属技术领域

本发明涉及一种变速传动装置，具体涉及一种无链自行车变速传动装置。

背景技术

现有的自行车变速机构由多层链条齿组成，加上复杂的变速机构使得结构比较复杂，特别是调节变速的机构特别容易坏；买的自行车没一年就出现变速调节机构无法正常工作，坏了之后维修还必须到专门维修部分才行，自己难以维修。

本发明具有比传统自行车变速机构简单，易于实现，更容易操作，容易维修的特点。

发明内容

本发明要解决的问题是提供提供一种体积小，结构简单，并且由四个齿轮就可以改变传动比的变速传动装置。

本发明公开了一种无链自行车变速传动装置。包括车架中轴上设置有连结同动的具有多圈驱动环的第一凹齿面齿轮；车架后轴上设置有连结同动的具有多圈从动环的第二凹齿面齿轮；与第一凹齿面齿轮相啮合的第一小齿轮；与第二凹齿面齿轮相啮合的第二小齿轮；一端与第一小齿轮连结同动上，另一端与第二小齿轮连结同动的传动轴，传动轴通过滑动轴承座固定安装在车身上；小齿轮包括安装板、凸齿结构、凸齿，安装板上有与凹齿相配合的沿圆周方向均匀排列的凸齿结构，凸齿安装在凸齿结构上，凸齿结构可以改变凸齿齿顶到小齿轮中心的距离，也就是说第一小齿轮和第二小齿轮能改变齿轮齿顶到齿轮中心的距离，小齿轮改变齿轮齿顶到齿轮中心的距离的目的是：为了使小齿轮在传动轴径向方向上不改变凹齿面齿轮与传动轴间的距离情况下，能从凹齿面齿轮的一圈驱动环顺利的移动到凹齿面齿轮的另一圈驱动环，从而在齿轮运转的情况下实现了变速；能使传动轴能沿轴向移动的传动结构，这种传动结构能保证小齿轮顺利的在凹齿面齿轮上滑动。本发明具有比传统自行车变速机构简单，易于实现，更容易操作的特点。

作为本技术方案的进一步改进，传动结构包括滑块、固定结构；所述固定结构固定安装在车身上，固定结构上有滑槽；所述滑块下部固定安装在传动轴上，中部周围开有U形槽，滑块中部安装在滑槽内，能沿滑槽作轴向移动。本发明通过控制固定在滑块上的钢丝绳的移动来带动滑块的移动，从而带动传动轴的移动。具有结构简单，不容易损坏的特点。

作为本技术方案的进一步改进，凸齿结构包括凸齿固定板、凸齿转轴；凸齿固定板由二块固定板组成，凸齿固定板固定安装在安装板的上，并沿圆周方向均匀排列，凸齿转轴安装在二块固定板上，凸齿上开有通孔，凸齿通过通孔套装于凸齿转轴上，凸齿与安装板之间有间隙，间隙大小能满足凸齿从一驱动环移动到另一驱动环所需要的空间。改变凸齿齿顶到小齿轮中心的距离的方案是很多的，如在圆柱形安装板的侧面开孔，孔内内置弹簧，弹簧的一端固定安装在孔底部，另一端固定安装在凸齿的根部，凸齿的靠近齿根的部分位于孔内，这种凸齿结构也能改变凸齿齿顶到小齿轮中心的距离。在本方案中采用凸齿可以绕凸齿转轴旋转的方法来改变凸齿齿顶到小齿轮中心的距离，这种方法非常简单，方便。凸齿与安装板之间有间隙，是为了使凸齿绕凸齿转轴旋转的时候有空间旋转，间隙的大小可以根据公知的方法计算得出。

作为本技术方案的进一步改进，通孔位于凸齿的下部。其目的是为了使凸齿绕凸齿转轴旋转时，凸齿齿顶偏移的幅度更大，从而使凸齿齿顶到小齿轮中心距离的改变更大。

作为本技术方案的进一步改进，小齿轮还包括盖板，盖板固定安装在凸齿结构的另一侧，凸齿与盖板之间有间隙，所述间隙大小能满足凸齿从一驱动环移动到另一驱动环所需要的空间，间隙的大小可以根据公知的方法计算得出。

在本方案中凸齿结构二侧都采用了板进行覆盖，有效的避免了杂物进入凸齿结构中。同时，由于凸齿与盖板之间有间隙保证了凸齿的正常移动。

作为本技术方案的进一步改进，小齿轮还包括第一弹簧和第二弹簧，第一弹簧的一端安装在安装板上，另一端安装在通孔的下方，第二弹簧的一端安装在盖板上，另一端安装在通孔的下方。在本方案中，当凸齿在移动式发生了偏移后，当凸齿进入另一驱动环的凹齿中时，在弹簧的作用下，能使凸齿迅速地复位。

作为本技术方案的进一步改进，凸齿上部的轮齿是以小齿轮径向方向为轴线的回转体，凹齿是与凸齿相对应的回转体。回转体结构的设计是为了齿轮能很好地啮合。

作为本技术方案的进一步改进，凹齿可以是通孔或者盲孔。在本方案中凹齿不是通常意义上的齿轮，可以是盲孔，因此，加工非常方便；凹齿也可以是通孔，通孔的加工也是非常方便的，而且这种结构可以使凹齿面齿轮在一面被磨损后还可以使用另一面，延长了凹齿面齿轮使用寿命。

附图说明

图1是自行车变速齿轮传动机构示意图。

图2是变速机构整体结构示意图。

图3是后轴上的凹齿面齿轮示意图。

图4是中轴上的凹齿面齿轮示意图。

图5是变速执行机构结构示意图。

图6是传动轴示意图。

图7是中轴位置变速机构示意图。

图8是后轴位置变速机构示意图。

图9是车把上的变速启动机构示意图。

图10是小齿轮示意图。

图11是小齿轮凸齿示意图。

图12是小齿轮盖板示意图。

图13是小齿轮单个凸齿示意图。

图14是凸齿示意图。

图15是滑块钢丝绳固定孔示意图。

图16是钢丝绳平行限制机构限制孔示意图。

图17是滑块上部示意图。

图中标号名称：1、第一凹齿面齿轮，2、第二凹齿面齿轮，3、第一小齿轮，4、第二小齿轮，5、传动轴，6、车身，7、凸齿结构、8、滑块，9、固定结构，10、滑槽，11、安装板，12、凸齿固定板，13、凸齿转轴，14、凸齿，15、通孔，16、盖板，17、第一弹簧，18、第二弹簧，19、凹齿，20、第一固定滑筒，21、第二固定滑筒，22、钢丝绳套，23、旋转把手，24、定滑轮,25、第一钢丝绳，26、第二钢丝绳，27、传动轴下部，28、钢丝绳平行限制机构，29、车轮，30、车把，31、凸齿固定板加强筋，32、凸齿辅助固定板，33、面板，34、滑块钢丝绳固定孔，35、钢丝绳平行限制机构限制孔，36、传动结构。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

为叙述方便，下文中所称的“上”“下”“左”“右”与附图本身的上、下、左、右方向一致，但并不对本发明的结构起限定作用。把凹齿面齿轮上最靠近中心的一圈凹齿称为第一圈凹齿，并沿径向向外称为第二圈、第三圈、第四圈、第五圈。把安装在中轴上的凹面齿轮称为第一凹齿面齿轮，安装在后轴上的凹面齿轮称为第二凹齿面齿轮；把与第一凹齿面齿轮相啮合的小齿轮称为第一小齿轮，与第二凹齿面齿轮相啮合的小齿轮称为第二小齿轮；把安装在安装板一侧的弹簧称为第一弹簧，安装在盖板一侧的弹簧称为第二弹簧；把靠近后轴的固定滑筒称为第一固定滑筒，靠近中轴的固定滑筒称为第二固定滑筒。

如图1、2、3、4、5所示。第一凹齿面齿轮1固定安装在车架中轴上，第一凹齿面齿轮1与第一小齿轮3相啮合，第二凹齿面齿轮2与第二小齿轮4相啮合；传动轴5一端与第一小齿轮3连结同动，另一端与第二小齿轮4连结同动。为了使传动轴5能沿轴向移动，可以使用滑动轴承套装于传动轴5上，并把滑动轴承座固定安装在车身6上，本发明中传动轴5通过第一固定滑筒20和第二固定滑筒21固定安装在车身6上。凹齿面齿轮上有多圈沿圆周方向均匀排列的驱动环凹齿19，本实施例中采用了五圈均匀排列的凹齿19，为了实施变速至少需要有二圈凹齿19，凹齿19的圈数可以根据需要来确定。

如图10、11、12、13、14所示。小齿轮包括安装板11、凸齿结构7、凸齿14、盖板16、第一弹簧17、第二弹簧18。安装板11为圆柱形，也可以为其他形状。凸齿结构7沿安装板11的圆周方向均匀排列并与凹齿面齿轮上所排列的凹齿19相配合。凸齿结构7包括凸齿固定板12、凸齿转轴13、凸齿固定板加强筋31。凸齿固定板12包括二块相配合的固定板，凸齿固定板12固定安装在圆柱形安装板11一侧的边缘处，实际上安装板的二面及侧面上都可以安装凸齿结构7。凸齿固定板加强肋31一端固定安装在安装板11上，另一端固定安装在凸齿固定板12上，其目的是为了加强凸齿固定板12的强度。相配合的二块固定板的中部开有孔，凸齿转轴13穿过相配合的二块固定板上开的孔安装在凸齿固定板12上。凸齿14上开有通孔15，通孔15最好位于凸齿14靠近齿根的位置上，凸齿14通过通孔15套装于凸齿转轴13上。凸齿14的下部为长方体，当然也可以为为其他公知的形状，如圆柱体等；凸齿14的上部为轮齿结构，凸齿14下部的长方体与安装板11之间有间隙，间隙的大小能够保证凸齿14顺利的在凹齿面上从一驱动环滑移到另一驱动环。盖板16包括面板33、与凸齿固定板12相配合的凸齿辅助固定板32，凸齿辅助固定板32在面板33上沿圆周方向均匀排列，凸齿辅助固定板32由二块相配合的辅助固定板组成，凸齿辅助固定板32固定安装在面板33上；盖板16固定安装在凸齿固定板12的另一侧。安装凸齿辅助固定板32的目的就是为了使凸齿14与盖板16之间有间隙，并起到加固凸齿结构10的作用，间隙的大小能够保证凸齿14顺利的在凹齿面上滑移。第一弹簧17的一端安装在安装板11上，另一端安装在凸齿14的靠近齿根部的位置上，第二弹簧18的一端安装在面板33上，另一端安装在凸齿14的靠近齿根部的位置上。当凸齿14从一圈凹齿19中滑出时，凸齿14的齿根发生偏移；当凸齿14滑移到另一圈凹齿19中时，弹簧可以保证凸齿14迅速回位，保持与凹齿19的正确啮合。在本实施例中通过凸齿14绕凸齿转轴13旋转来改变凸齿齿顶到小齿轮中心的距离，也可以通过其他公知的方式其他方式来实现这一目的。为了使凸齿14和凹齿19能很好的啮合，凸齿14上部的轮齿为回转体，凸齿14上部的轮齿截面轮廓曲线可以根据不同的要求采用已知的各种曲线，如渐开线等。凹齿19内的曲面为回转面，凹齿19的内部截面的轮廓曲线可以采用和凸齿14上部的轮齿截面相配合的齿廓曲线，凹齿19可以为通孔或者盲孔，凹齿19驱动环的直径是根据凸齿14来确定的。凹齿19每一驱动环的半径r是根据n*P=2πr来确定的，n为同一驱动环中凹齿19的个数，P为同一驱动环中相邻二齿轮同侧齿廓间的齿距。

如图5、6、7、8、9、15、16、17所示。传动结构36包括滑块8、固定结构9。固定结构9固定安装在车身6上。固定结构9上有滑槽10，滑槽为长方形，也可以为其他形状；定滑轮24固定安装在固定结构9左侧的突起部上；钢丝绳平行限制机构28固定安装在固定结构9的右侧。滑块8为一整体结构；滑块8的下部为环形结构，环形结构可以是滑动轴承，传动轴5固定套装于环形结构中；滑块8中部周围开有与滑槽10相配合的U形的槽，U形槽可以使滑块8卡在滑槽10内，并使滑块8可以在滑槽10内沿滑槽10滑动；滑块8的上部为柱状结构，滑块8上部的左右二侧各安装有一个钢丝绳固定孔34，滑块8可以从滑槽10的下方装入滑槽内。钢丝绳25的一端与左侧的钢丝绳固定孔34相连接；另一端与定滑轮24相连接并穿过钢丝绳平行限制机构限制孔35，与旋转把手23相连接。钢丝绳26一端与右侧的滑块钢丝绳固定孔34相连接，另一端与旋转把手23相连接。钢丝绳平行限制机构28右侧的钢丝绳25和钢丝绳26上各套装了一个钢丝绳套22，钢丝绳套22的一端与钢丝绳平行限制机构28固定连接在一起。

变速时，图10中的旋转旋转把手23，拉动第一钢丝绳25或第二钢丝绳26，把钢丝绳的位移传到滑块8上，滑块8带动传动轴5在第一固定滑筒20和第二固定滑筒21中移动，改变了第一小齿轮3和第一凹齿面齿轮1以及第二小齿轮4和第二凹齿面齿轮2的啮合位置，从而改变了传动比，实现了变速。

本发明具有结构简单，易于实现，成本较低，运转中直接变速的特点。

Claims (5)

1.一种无链自行车变速传动装置，其特征在于：

车架中轴上设置有连结同动的具有多圈驱动环的第一凹齿面齿轮（1）；

车架后轴上设置有连结同动的具有多圈从动环的第二凹齿面齿轮（2）；

与第一凹齿面齿轮（1）相啮合的第一小齿轮（3）；

与第二凹齿面齿轮（2）相啮合的第二小齿轮（4）；

一端与第一小齿轮（3）连结同动，另一端与第二小齿轮（4）连结同动的传动轴（5），传动轴（5）通过滑动轴承座固定安装在车身（6）上；

第一小齿轮（3）、第二小齿轮（4）包括安装板（11）、凸齿结构（7）、凸齿（14）、盖板（16）、第一弹簧（17）、第二弹簧（18），安装板（11）上有与所述凹齿面齿轮的凹齿（19）相配合的沿圆周方向均匀排列的凸齿结构（7），凸齿（14）安装在凸齿结构（7）上，凸齿结构（7）可以改变凸齿（14）齿顶到小齿轮中心的距离，凸齿结构（7）包括凸齿固定板（12）、凸齿转轴（13），凸齿固定板（12）固定安装在安装板（11）上，凸齿转轴（13）安装在凸齿固定板（12）上，凸齿（14）上开有通孔（15），凸齿（14）通过通孔（15）套装于凸齿转轴（13）上，第一小齿轮（3）、第二小齿轮（4）的另一侧固定安装有盖板（16），第一弹簧（17）的一端安装在安装板（11）上，另一端安装在通孔（15）的下方，第二弹簧（18）的一端安装在盖板（16）上，另一端安装在通孔（15）的下方。

2.根据权利要求1所述的变速传动装置，其特征在于：还包括滑块（8）、固定结构（9）；所述固定结构（9）固定安装在车身（6）上，固定结构（9）上有滑槽（10）；所述滑块（8）的下部固定安装在传动轴（5）上，滑块（8）的中部开有U形凹槽，滑块（8）的中部安装在滑槽（10）内，滑块（8）能沿滑槽（10）作轴向移动。

3.根据权利要求1所述的变速传动装置，其特征在于：通孔（15）位于凸齿（14）的下部。

4.根据权利要求1-3之一所述的变速传动装置，其特征在于：所述第一小齿轮（3）上的凸齿（14）上部的轮齿是以第一小齿轮（3）径向方向为轴线的回转体，所述第二小齿轮（4）上的凸齿（14）上部的轮齿是以第二小齿轮（4）径向方向为轴线的回转体，所述凹齿面齿轮的凹齿（19）是与凸齿（14）相对应的回转体。

5.根据权利要求1-3之一所述的变速传动装置，其特征在于：所述凹齿面齿轮的凹齿（19）可以是通孔或者盲孔。