CN103419894A

CN103419894A - 自行车双端面盘式棘轮离合器

Info

Publication number: CN103419894A
Application number: CN2013103228161A
Authority: CN
Inventors: 陈戈平
Original assignee: GUILIN YIKEDA INTELLIGENT VEHICLE MANUFACTURING Co Ltd
Current assignee: GUILIN YIKEDA INTELLIGENT VEHICLE MANUFACTURING Co Ltd
Priority date: 2013-07-29
Filing date: 2013-07-29
Publication date: 2013-12-04

Abstract

本发明的目的是提供一种可提高啮合反应速度和啮合刚性，使自行车具有优良滑行惯性的自行车双端面盘式棘轮离合器，包括有中轴、外键套、主动端面齿轮、从动端面齿轮和车轮轴套，中轴与自行车后叉固定连接在一起，外键套、主动端面齿轮、从动端面齿轮和车轮轴套依次套接在中轴上，外键套与传动链盘固定连接在一起，车轮轴套与车轮固定连接，沿外键套内壁圆周设有第一斜齿，沿主动端面齿轮的外圆周面上设有与第一斜齿配合的第二斜齿，主动端面齿轮的端面齿与从动端面齿轮的端面齿相互啮合。

Description

自行车双端面盘式棘轮离合器

技术领域：

本发明涉及一种自行车双端面盘式棘轮离合器。

背景技术：

在全世界都对生态环境倍加保护、重视的今天，绿色岀行的交通工具中，自行车是现代人类的最隹首选，它具有轻便、快捷又把“生命在于运动”这一健康理念与时尚绿色岀行的目的有机地合二为一，它在人们生活中具有极为深远社会意义。众所周知自行车的行驶驱动是靠体能运动来完成的，那么一辆高效率低能粍的自行车关捷技术就体现在其驱动结构上，而自行车的驱动结构看似非常简单。脚踏力柄受外力时转动与其同轴固配的主链盘、主链盘齿拖动链条、链条又驱动与自行车后轮同轴配置的单向棘轮使后轮旋转驱动车辆前行。在这一看似非常简单的传动链中有一个至关重要的部件就是飞轮(别名：单向离合器或塔基)，一辆自行车乘骑效果的优劣与其(别名：单向离合器或塔基)有着非常直接的关系，传统的自行车(助力自行车)中的飞轮其从动棘爪轴与主动棘环齿是同轴套配方式完成。即三只(少见二只和四只)弹性棘爪呈120°沿着从动棘爪轴径向均布，主动棘爪环齿与从动棘爪轴同轴套配、弹性棘爪与主动棘爪环齿弹性啮合而实现单向驱动。而这一结构用在自行车这一特殊的体能驱动型的交通工具上它的效率和强度是低下的。主要原因如下：

由于自行车产业通用标准，后轮花鼓配置飞轮内牙径为34mm而飞轮从动棘爪轴外径最少在42mm以上，那么以轮轴园心计其主动棘爪环齿与轮轴园心半径为21mm以上，如正向驱动时当然无碍、但当自行车处于滑行状态时其情形就大不一样了，因为主动棘爪环齿与从动棘爪轴之间的弹性棘爪是会产生磨擦阻力的，设：轮轴为园心点，主动棘爪环齿的半径为阻力臀、那么主动棘爪环齿的半径越大其磨擦阻力相应增加。自行车的重要特征是一种需高效率自由滑行的交通工具，而因飞轮(别名：单向离合器或塔基)这些就是使其性能不能充分发挥的原因所在。

由于自行车骑行施力方式多变，瞬间冲击力频繁、而常规结构的飞轮(别名：单向离合器或塔基)釆用的是环套式结构，主动棘爪齿环与从动棘爪轴同轴套配、即主动棘爪齿环内圈滑动配合地套配在从动棘爪轴的外园上，从动棘爪轴的外园设置了多只弹性棘爪与主动棘爪齿环内圈的棘齿啮合而实现单向传动的目的，但在使用中由于棘爪的弾性不圴及疲劳易造成个别棘爪因弹性降底失效而导致整个飞轮不能使用的后果。从长期的产品实例中不难发现飞轮的正常使用寿命是非常有限的，其主要问题就是飞轮出现“打滑”现像使车辆无法使用，主要原因不外是；应力点过度集中导致棘爪“崩齿”或由于弹性棘爪与主动棘爪环齿啮合接触面磨损变形不能正常工作。

由于传统飞轮的应力传递仅靠少数几只弹性棘爪来进行啮合的，所以其棘爪尺寸及齿环的棘齿的周节必需保证其强度，特别是齿环的棘齿的周节、周节尺是决定强度的关键，周节大了强度是増加，但与从动棘爪轴啮合的角度太大，而使骑行者产生空踏、造成骑行施力时车辆的反应速度差。如果把齿环的棘齿的周节变密、那么齿形势必变细而大幅度降低其齿形强度及啮合深度、导致飞轮损坏而不能使用。因此传统飞轮(别名：单向离合器或塔基)的内棘齿的齿数一般都在15齿左右，也就是说在360°的园周内棘爪啮合角度有24°的空踏角这对骑行者施力效率产生一定的负面因素。

发明内容：

本发明的目的是提供一种可提高啮合反应速度和啮合刚性，使自行车具有优良滑行惯性的自行车双端面盘式棘轮离合器。

本发明提供的技术方案是：自行车双端面盘式棘轮离合器，包括有中轴、外键套、主动端面齿轮、从动端面齿轮和车轮轴套，中轴与自行车后叉固定连接在一起，外键套、主动端面齿轮、从动端面齿轮和车轮轴套依次套接在中轴上，外键套与传动链盘固定连接在一起，车轮轴套与车轮固定连接，沿外键套内壁圆周设有第一斜齿，沿主动端面齿轮的外圆周面上设有与第一斜齿配合的第二斜齿，主动端面齿轮的端面齿与从动端面齿轮的端面齿相互啮合。

在主动端面齿轮的与从动端面齿轮配合一端的另一端设有第一轴承，主动端面齿轮与第一轴承之间压接有弹簧。

从动端面齿轮外圆周面与外键套内圆周面之间设有圆周分布的滚珠组。

外键套的一端与从动端面齿轮密封配合，另一端设有密封盖。

外键套的外圆周面上成型有与传动链盘内圈上的花键槽配合的花键。

本发明的优点为：1、主动端面齿轮和从动端面齿轮的半径设计成很小，弹性阻力力臂极短，再加上弹簧所需的弹性应力又很小、外键套车轮轴套之间设置有第一轴承、及滚珠组，从而保证了外键套与车轮轴套高度同心旋转和减低运转阻力，所以使自行车有非常优良的滑行惯性。

2、因为采用侧盘式双端面齿轮结构设计，在两端面齿轮的圆形端面上有充分的空间用于设置较多齿数的齿牙形棘爪(经实测在直径25mm端面齿轮设置了36个齿牙，骑行驱动反应速度、惯性效果及机械强度是一般3只棘爪根本无法相比的)，侧盘式双端面齿轮离合器在保证了啮合强度的前题下提高了两端面齿轮的啮合反应速度、增强了自行车的使用性能，及骑行者的骑行乐趣。

3、本自行车侧盘式双端面齿轮离合器的外键套为花键式设计其装配尺寸与自行车传动链盘标准尺寸一致，同时优良的防水防尘密封性能，骑行者可选套各种速比齿数的后传动链盘，可用在变速自行车上，也可用在单速自行车上装配十分便捷。

附图说明：

图l是本发明自行车双端面盘式棘轮离合器的剖视结构图；

图2是本发明自行车双端面盘式棘轮离合器的立体分解结构图；

图3是本发明自行车双端面盘式棘轮离合器的主动端面齿轮和从动端面齿轮分离状态图；

图4是本发明自行车双端面盘式棘轮离合器的外键套与主动端面齿轮的配合结构图；

图5是本发明自行车双端面盘式棘轮离合器的外键套与主动端面齿轮分解结构图。

具体实施方式：

现结合附图详细阐述本技术方案：

本实施例的自行车双端面盘式棘轮离合器，包括有中轴1、外键套2、主动端面齿轮3、从动端面齿轮4和车轮轴套5，中轴1与自行车后叉固定连接在一起，外键套2、主动端面齿轮3、从动端面齿轮4和车轮轴套5依次套接在中轴1上，外键套2与传动链盘固定连接在一起，车轮轴套5的一端与车轮固定连接，另一端伸进外键套2内，在位于外键套2内的一段车轮轴套5套体上，依次套接有从动端面齿轮4—主动端面齿轮3—弹簧6—第一轴承7，弹簧6被压接于主动端面齿轮3和第一轴承7之间，第一轴承7负责连接外键套2和车轮轴套5，在第一轴承7的朝主动端面齿轮3一侧的另一侧设有第二轴承8，第二轴承8负责连接中轴1和外键套2，在第二轴承8的朝外一侧套接有密封盖9，位于密封盖9处的一段中轴段加工有外螺纹10，然后中轴1套进有锁紧环11，锁紧环11与中轴1成螺纹连接，锁紧环11顶住密封盖9，从而将密封盖9锁死，在从动端面齿轮4上设有密封环12，密封环12抵靠住外键套2，形成密封配合，从而外键套2的两端都成密封结构，把内部的主动端面齿轮3、弹簧6、轴承等密封起来，为了使从动端面齿轮4转动稳定，在从动端面齿轮4外圆周面与外键套2内圆周面之间设有圆周分布的滚珠组13，沿外键套2内壁圆周设有第一斜齿21，沿主动端面齿轮3的外圆周面上设有与第一斜齿21配合的第二斜齿31，主动端面齿轮3的端面齿与从动端面齿轮4的端面齿相互啮合。外键套2的外圆周面上成型有与传动链盘内圈上的花键槽配合的花键14。

在没有蹬踏踏板驱动自行车之前，主动端面齿轮3在弹簧6的弹性力作用下，弹簧6会推动主动端面齿轮3靠向从动端面齿轮4，但在自行车惯性移动时，转动的车轮带动车轮轴套5和从动端面齿轮4转动，此时，主动端面齿轮3上的端面齿会跳出从动端面齿轮4上的端面齿，主动端面齿轮3不会传递动力给从动端面齿轮4，每跳过一只齿后，弹簧6又会推动主动端面齿轮3上的端面齿再次与从动端面齿轮4的端面齿啮合，这样循环动作，但这个过程两端面齿轮是不会相互传递动力，当骑乘人蹬踏踏板驱动自行车时，链条带动传动链盘转动，传动链盘带动外键套2转动，外键套2上的第一斜齿21推动主动端面齿轮3的第二斜齿31，使主动端面齿轮3靠向从动端面齿轮4，在蹬踏力与弹簧6的共同作用下，使主动端面齿轮3上的端面齿和从动端面齿轮4上的端面齿相互啮合传递动力，从动端面齿轮4带动车轮轴套5和车轮一起转动。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims

1.自行车双端面盘式棘轮离合器，包括有中轴、外键套、主动端面齿轮、从动端面齿轮和车轮轴套，中轴与自行车后叉固定连接在一起，其特征在于：外键套、主动端面齿轮、从动端面齿轮和车轮轴套依次套接在中轴上，外键套与传动链盘固定连接在一起，车轮轴套与车轮固定连接，沿外键套内壁圆周设有第一斜齿，沿主动端面齿轮的外圆周面上设有与第一斜齿配合的第二斜齿，主动端面齿轮的端面齿与从动端面齿轮的端面齿相互啮合。

2.根据权利要求1所述的自行车双端面盘式棘轮离合器，其特征在于：在主动端面齿轮的与从动端面齿轮配合一端的另一端设有第一轴承，主动端面齿轮与第一轴承之间压接有弹簧。

3.根据权利要求1所述的自行车双端面盘式棘轮离合器，其特征在于：从动端面齿轮外圆周面与外键套内圆周面之间设有圆周分布的滚珠组。

4.根据权利要求1所述的自行车双端面盘式棘轮离合器，其特征在于：外键套的一端与从动端面齿轮密封配合，另一端设有密封盖。

5.根据权利要求1所述的自行车双端面盘式棘轮离合器，其特征在于：外键套的外圆周面上成型有与传动链盘内圈上的花键槽配合的花键。