CN104015868B - 一种自行车线性变速装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新型自行车线性变速装置，包括主动轴、太阳轮、行星轮、摩阻圈、摩阻片、预压弹簧、摩阻片分离器、摩阻片支承架、摩阻片支承架固定销和齿圈，太阳轮安装在主动轴上，行星轮设置在齿圈与太阳轮之间且与太阳轮和齿圈的内齿啮合，行星轮通过行星轮轴安装在摩阻圈上，摩阻片安装在摩阻圈内，摩阻片由上、下摩阻片组成，且在其中间设置预压弹簧、两端形成方形缺口和圆形缺口，摩阻片支承架一端安装有圆形轴的摩阻片支承架固定销、另一端安装有方形块的摩阻片分离器，摩阻片固定销的圆形轴端安装在摩阻片圆形缺口处、另一端安装在车架上，摩阻片分离器的方形块端伸入摩阻片的形缺口内。本发明能实现线性变速、即时变速，且变速平稳。
Description
技术领域
本发明涉及一种交通工具的变速装置，尤其是一种自行车线性变速装置。
背景技术
自行车具有无噪音、无污染、重量轻、体积小，易于安置等特点，既能作为代步和运载轻质货物的工具，又能用于体育锻炼，是人们日常生活中使用比较频繁的交通工具之一。自1902年英国史都梅----阿切尔公司在自行车后轮装上了变速器，变速自行车出现了。变速自行车在自行车后轮毂内装有一套不同规格的齿轮，自行车行进时，通过变速排档可以把链条置于不同的齿轮上，从而改变车速，以适应不同的路况和骑车人的体力。当前绝大多数变速自行车仍沿用类似的方法，只不过在链条前后都安有多级塔轮，变速级数增多，但并没有从本质上改变变速原理，其缺点是链条拨到前后不同齿轮上时，不成直线，易磨损，易脱链，不能线性连续变速，且上坡需提前变速，无法即时变速适应多变的路况。一些新的相关发明中已有应用行星减速机构原理进行变速的自行车，如申请号为CN201220301324.5的专利,其利用变速钢丝牵引齿圈轴向移动,与不同尺寸的行星齿轮组啮合,实现变速,设有一个快速档,一个慢速档和一个空档,其链条虽呈直线运动,但并不能线性连续变速,且换挡需要合适的时机,否则齿圈与行星轮齿易因错位被卡住，不能即时变速。
发明内容
本发明的目的是为了能实现自行车的即时、连续、线性变速而提供一种自行车线性变速装置。
本发明的目的是这样实现的：包括主动轴、太阳轮、行星轮、摩阻圈、摩阻片、预压弹簧、摩阻片分离器、摩阻片支承架、摩阻片支承架固定销和齿圈，太阳轮安装在主动轴上，行星轮设置在齿圈与太阳轮之间且与太阳轮和齿圈的内齿啮合，行星轮通过行星轮轴安装在摩阻圈上，摩阻片安装在摩阻圈内，所述摩阻片由上摩阻片和下摩阻片组成，在上摩阻片和下摩阻片中间设置预压弹簧，且上摩阻片和下摩阻片的两端分别形成方形缺口和圆形缺口，摩阻片支承架的一端安装具有圆形轴的摩阻片支承架固定销、另一端安装具有方形块的摩阻片分离器，摩阻片支撑架固定销的圆形轴端安装在摩阻片的圆形缺口处、另一端安装在车架上，摩阻片分离器的方形块端伸入摩阻片的方形缺口内。
本发明还包括这样一些结构特征：
1.在摩阻圈的一侧固连行星架，所述行星轮轴固定在行星架上。
2.所述行星轮有三个，相应的行星轮轴有三个。
3.所述行星架是等边三角形结构，行星轮轴固定在三角形结构的三个顶点处。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)构思新颖，设计独特，本发明巧妙地将行星减速机构与刹车片摩擦减速原理装置结合到一起，通过控前行星轮公转速度，实现线性速度输出，达到变速的目的；(2)链条磨损小，不易脱链，本发明链条始终保持为直线形式，不会出现塔轮式变速自行车链条不成直线，易损坏，易脱链等问题；(3)变速平稳，即时变速，本发明通过转动旋转握把控制摩阻片与摩阻圈之间的摩擦阻力线性变化，实现了自行车的线性连续变速，随时变速；(4)具备极限速度行驶自动切换功能，随变随用，当本发明装置中的旋转握把转动至最大程度时，定速行驶启动按钮自动启动，以最大速度恒定行驶，遇阻力较大等情况时，只需按下此按钮即可再次变速前行；(5)使用方便，易上手，本发明装置的变速控制开关(即旋转握把)时刻握在骑行者右手中，在腿提供同等的蹬车频率时，用手向怀中旋转握把车速加快，牵引力减弱，放松旋转握把，车速减慢，牵引力增强，易学易用；(6)使用寿命长，便于维修，本发明装置易磨损部件为摩阻片，可选用易磨损材料制备，变速能力下降时只需更换摩阻片即可，维修方便。
附图说明
图1是本发明的结构装配图；
图2是本发明摩阻片、摩阻分离器的结构示意图；
图3是使用本发明的自行车传动机构示意图；
图4是图3中从动反向调整轮组第一分解结构示意图；
图5是图3中从动反向调整轮组整第二分解结构示意图；
图6是图3中握把旋转式变速调节开关的结构示意图。
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描述。
实施案例一：结合图1和图2，本发明提供的一种新型自行车线性变速装置包括主动轴1-1、太阳轮1-2、行星轮1-3、摩阻圈1-5、摩阻片1-6、预压弹簧1-7、摩阻片分离器1-8、摩阻片支承架1-9、摩阻片支承架固定销1-10、齿圈1-11和行星轮轴1-12。太阳轮1-2安装在主动轴1-1上，行星轮1-3设置在齿圈1-11与太阳轮1-2之间且与太阳轮1-2和齿圈1-11的内齿啮合，行星轮1-3通过行星轮轴1-12安装在摩阻圈1-5上，摩阻片1-6安装在摩阻圈1-5内，所述摩阻片1-6由上摩阻片和下摩阻片组成，在上摩阻片和下摩阻片中间设置预压弹簧1-7，且上摩阻片和下摩阻片的两端分别形成方形缺口和圆形缺口，摩阻片支承架1-9的一端安装具有圆形轴的摩阻片支承架固定销1-10、另一端安装具有方形块的摩阻片分离器1-8，摩阻片固定销1-10的圆形轴端安装在摩阻片1-6的圆形缺口处、另一端安装在车架5上，摩阻片分离器1-8的方形块端伸入摩阻片1-6的方形缺口内。
其中主动轴1-1一端设有齿轮键，主动轴1-1输入的动力经齿轮键传递给设有键槽的太阳轮1-2，太阳轮1-2带动行星轮1-3转动，行星轮1-3带动摩阻圈1-5共同转动，摩阻圈1-5与内嵌有预压弹簧1-7的摩阻片1-6产生相对运动，其中摩阻片1-6由横穿摩阻片支承架1-9的摩阻片分离器1-8和摩阻片支承架固定销1-10共同支承，摩阻片支承架固定销1-10将摩阻片支承架1-9固定于车架上。
本发明控制摩阻片分离器1-8旋转角度，增大或减小摩阻片1-6与摩阻圈1-5之间的摩擦力，进而控制旋转速度，起到变速的作用。
实施案例二：根据实施案列一说明的一种新型自行车线性变速装置，在摩阻圈1-5的一侧固连行星架1-4，所述行星轮轴1-12固定在行星架1-4上，则行星轮会带动固连在一起的行星架1-4和摩阻圈1-5共同转动，使得传动更加可靠、稳定。
实施案例三：根据实施案例一和实施案列二说明的一种新型自行车线性变速装置，所述行星轮有三个1-3，相应的行星轮轴1-12有三个，所述行星架1-4是等边三角形结构，行星轮轴1-12固定在三角形结构的三个顶点处，则太阳轮1-2带动轴心成正三角形分布的三个行星轮1-3转动，行星轮1-3带动固连在一起的行星架1-4和摩阻圈1-5共同转动，三角形结构使结构更加牢固，可靠性高。
本发明中的行星轮1-3可以是一个、两个、三个或四个，只要安装在相应数量的行星轮轴1-12上，行星轮轴1-12可以设置在摩阻圈1-5上，也可以设置在于摩阻圈1-5固定连接的行星架1-4上。
结合图3对使用本发明的自行车传动过程进行进一步的说明。将本发明提供的一种新型自行车线性变速装置称为主动变速轮组1，而主动变速轮组1安装在车架5中部，从动反向调整轮组3安装于车架5后部，用链条2连接主动变速轮组1和从动反向调整轮组3，变速线的一端和安装于车把架右侧的握把旋转式变速调节开关4连接，各部分由车架5定位支承，链条2将动力传递给后车轮。
如图4和图5所示：从动反向调整轮组3由后齿圈3-1、后行星轮3-2、太阳棘轮3-3、后行星架3-4、后行星架固定销3-5和后轴3-6组成。链条2将齿圈1-11的输出动力传递给从动反向调整轮组3中的后齿圈3-1，后齿圈3-1带动两个后行星轮3-2自转，进而带动与太阳棘轮3-3固定连接的后车轮旋转，将链条2传来的反向力转化为正向，驱动变速自行车前行。其中后行星轮3-2由后行星架3-4支承，后行星架3-4由后行星架固定销3-5固定于车架上。
如图6所示：握把旋转式变速调节开关4由旋转握把4-1、变速线导向槽4-2、变速线4-3和定速行驶启动按钮4-4组成。在自行车起步或遇上坡等阻力较大情况时，可即时转动旋转握把4-1，牵引经变速线导向槽4-2导向的变速线4-3，进而带动另一端连接的摩阻片分离器1-8旋转角度增大，实现变速的功能。当摩阻片分离器1-8旋转角度达到最大旋转角度时，定速行驶启动按钮4-4自动启动，以最大速度恒定行驶。遇到需增大行驶牵引力等情况时，只需再次按下此按钮便可即时变速。
本发明的太阳轮1-2、行星轮1-3、后齿圈3-1和后行星轮3-2可依使用者使用习惯进行选配，达到不同的齿数比，实现相应的极限恒定行驶速度。
以上内容是结合一个具体的优选实施方式对本发明所做的详细说明，不能认定本发明的结构设计仅局限于这些说明，故在不脱离本发明构思的前提下做出的若干变化或改进，都应视为属于本发明权利要求书所确定的专利保护范围。
Claims (4)
1.一种自行车线性变速装置，其特征在于：包括主动轴、太阳轮、行星轮、摩阻圈、摩阻片、预压弹簧、摩阻片分离器、摩阻片支承架、摩阻片支承架固定销和齿圈，太阳轮安装在主动轴上，行星轮设置在齿圈与太阳轮之间且与太阳轮和齿圈的内齿啮合，行星轮通过行星轮轴安装在摩阻圈上，摩阻片安装在摩阻圈内，所述摩阻片由上摩阻片和下摩阻片组成，在上摩阻片和下摩阻片中间设置预压弹簧，且上摩阻片和下摩阻片的两端分别形成方形缺口和圆形缺口，摩阻片支承架的一端安装具有圆形轴的摩阻片支承架固定销、另一端安装具有方形块的摩阻片分离器，摩阻片支撑架固定销的圆形轴端安装在摩阻片的圆形缺口处、另一端安装在车架上，摩阻片分离器的方形块端伸入摩阻片的方形缺口内。
2.根据权利要求1所述的一种自行车线性变速装置，其特征在于：在摩阻圈的一侧固连行星架，所述行星轮轴固定在行星架上。
3.根据权利要求2所述的一种自行车线性变速装置，其特征在于：所述行星轮有三个，相应的行星轮轴有三个。
4.根据权利要求3所述的一种自行车线性变速装置，其特征在于：所述行星架是等边三角形结构，行星轮轴固定在三角形结构的三个顶点处。
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