CN104265784B - 自行车前轮驱动的万向节式传动轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自行车前轮驱动的万向节式传动轮，属于机械传动轮技术领域，其包括两侧开口的外轮、内轮、嵌置于外轮和内轮之间的滚珠、设置于外轮和内轮之间用于限定滚珠的保持架以及穿过内轮中心与内轮同时旋转的传动轴，所述内轮位于传动轴的中间部位。本发明所述的外轮的外表面设置有轮齿或者沟槽，轮齿或沟槽的设置，便于外轮作为被动轮接收来自链条或者皮带的传动动力而转动，然后滚珠将外轮的动力传递到内轮，传动轴与内轮同步旋转，传动轴将动力输出。

Description

自行车前轮驱动的万向节式传动轮

技术领域

本发明涉及机械传动轮技术领域，具体涉及一种自行车前轮驱动的万向节式传动轮。

背景技术

人们常用的自行车、摩托车都是后轮驱动、前轮转向。即便出现的前轮驱动自行车也是以改变骑行姿态为代价，一般人很难适应。在现有的自行车或者摩托车的框架上若要实现前轮驱动、并且同时保持前轮自由转向是一个困扰人们的技术难题。

在扭矩的传递机构中，汽车上常见的球笼式等速万向节为公众所熟知，但是现有的万向节的外轮（也称钟形壳）为一面开口的结构，外轮和内轮（也称星形套）分别连接两个半轴进行扭矩的传递。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够适用于自行车、摩托车等车辆前轮驱动的万向节式传动轮。

本发明采用如下技术方案：

一种自行车前轮驱动的万向节式传动轮，其特征在于：其包括：

具有一中心孔的外轮，该中心孔限定所述外轮形成一个内球形表面，所述内球形表面上设置有多个外球沟槽，所述外轮外表面设置有适于链条或皮带传动的一圈以上的轮齿或沟槽；

设置于所述外轮的中心孔内、具有外球形表面的内轮，所述内轮的外球形表面设置有与所述外球沟槽等数的内球沟槽，所述外球沟槽和内球沟槽共同形成球导引轨道，所述内轮中心设置有花键孔；

中部设置有花键的传动轴，所述花键与所述花键孔相适配，所述传动轴设置于内轮的花键孔内并通过花键与内轮连接；

与所述外球沟槽等数的滚珠，所述滚珠设置于所述球导引轨道内；

以及设置于所述外轮的内球形表面和内轮的外球形表面之间的保持架，所述保持架上设置有与所述外球沟槽等数的用于容纳和支撑滚珠的装球窗孔。

作为本发明进一步改进，还包括：

用于使外轮定位的固定座圈，所述固定座圈具有一环形内表面，所述环形内表面上设置有内滚珠轨道槽，所述外轮的一圈轮齿或沟槽的两侧、或两圈轮齿或沟槽之间设置有外滚珠轨道槽，所述内滚珠轨道槽和外滚珠轨道槽之间设置有外滚珠。

作为本发明进一步改进，所述的外轮的相邻外球沟槽之间形成外凸台，其中，至少有一个外凸台的两侧设置有缺口，所述保持架的装球窗孔中，至少有一个装球窗孔呈矩形，所述矩形的装球窗孔与所述具有缺口的一组外凸台相适配。

作为本发明进一步改进，所述内轮的相邻内球沟槽之间形成内凸台，其中，至少一个内凸台的两侧边设置有外倒角。

作为本发明进一步改进，所述的矩形装球窗孔的内侧两长对边设置有内倒角。

优选的，所述外球沟槽的数量为6或8个。

本发明的积极效果如下：

本发明通过对等速万向节的结构进行调整，在外轮的外表面周缘设置有适合链条或者皮带传动的轮齿或沟槽，这样就使外轮的动力来源发生了根本的改变，可以通过与外轮位于同一平面上的链条或者皮带进行传动，而外轮设置的外中心孔，使之两侧开口，穿设于内轮中心的传动轴则为一个通轴，这样通过该传动轴可以与自行车或者摩托车的前轮传动连接。通过设置固定座圈，使外轮的位置和角度固定，而传动轴通过内轮可在外轮内自由转动。

附图说明

附图1为本发明结构示意图；

附图2为本发明外轮的结构示意图；

附图3为本发明外轮另一视角的结构示意图；

附图4为本发明内轮的结构示意图；

附图5为本发明传动轴的结构示意图；

附图6为本发明保持架的结构示意图；

附图7为本发明的剖视结构示意图；

附图8为外轮加装固定座圈和外滚珠的结构示意图；

附图9为本发明固定座圈的结构示意图；

附图10为本发明实施例2的结构示意图；

附图11为本发明实施例2中外轮的剖视局部结构示意图；

附图12为本发明实施例3外轮的结构示意图；

附图13为本发明实施例4外轮的结构示意图；

附图14为本发明实施例5外轮的结构示意图。

在附图中：1外轮、11外中心孔、12外球沟槽、13外凸台、14缺口、15外滚珠轨道槽、16轮齿、2内轮、21内球沟槽、22内凸台、23花键孔、24外倒角、3保持架、31内中心孔、32装球窗孔、33内倒角、4传动轴、41花键、5滚珠、6固定座圈、7外滚珠。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。本发明的宗旨在于提供一种能够适用于自行车、摩托车等车辆前轮驱动或者利用其工作原理达到其他用途的万向节式传动轮。

实施例1

如附图1、7所示的一种自行车前轮驱动的万向节式传动轮，其包括：两侧开口的外轮1、套置于外轮1内的内轮2、嵌置于外轮1和内轮2之间的滚珠5、设置于外轮1和内轮2之间用于限定滚珠5的保持架3以及穿过内轮中心与内轮2同时旋转的传动轴4，所述内轮2位于传动轴4的中间部位。本发明所述的外轮1的外表面设置有轮齿16或者沟槽，轮齿16或沟槽的设置，便于外轮1作为被动轮接收来自链条或者皮带的传动动力而转动，然后滚珠5将外轮1的动力传递到内轮2，传动轴4与内轮2同步旋转，传动轴4将动力输出。

如附图2、3所示，所述外轮1具有一中心孔11，该中心孔11限定所述外轮1形成一个内球形表面，所述内球形表面上设置有多个外球沟槽12，所述的相邻外球沟槽12之间形成外凸台13，其中，至少有一个外凸台13的两侧设置有缺口14，所述缺口14沿外轮1轴向贯穿该外凸台13。所述外轮1外表面设置有适于链条或皮带传动的一圈以上的轮齿16或沟槽；本实施例中，所述外球沟槽12为6条并在外轮1的内球形表面均匀分布，所述外球沟槽12沿外轮1的轴线延伸，并且形成以一定半径弯曲的接触曲面；本实施例中，外轮1外表面设置有一圈适于链条传动的轮齿16。

如附图4所示，所述内轮2具有外球形表面，所述内轮2的外球形表面设置有与所述外球沟槽12等数的内球沟槽21，所述内球沟槽21在内轮2的外球形表面均匀分布，所述内球沟槽21沿内轮2的轴线延伸，并且形成以一定半径弯曲的接触曲面，所述内轮2的相邻内球沟槽21之间形成内凸台22，其中，至少一个内凸台22的两侧边设置有外倒角24。所述外球沟槽12和内球沟槽21共同形成球导引轨道，所述球形导引轨道内设置有滚珠5；所述内轮2中心设置有花键孔23。

如附图5所示，所述传动轴4中部设置有与所述花键孔23相适配的花键41，如图1所示，所述传动轴4设置于内轮2的花键孔23内并通过花键41与内轮2连接。

如附图6所示，所述保持架3具有与所述外轮1的内球形表面相契合的外球形表面，所述保持架3设置有一内中心孔31，该内中心孔31使保持架3具有一内球形表面，该内球形表面与所述内轮2的外球形表面相契合，所述保持架3上设置有与所述外球沟槽12等数的用于容纳和支撑滚珠5的装球窗孔32。所述装球窗孔32中，至少有一个装球窗孔32呈矩形，该矩形装球窗孔32在装配时与所述具有缺口14的外凸台13相适配。所述矩形装球窗孔32的内侧两长对边设置有内倒角33。

优选的，本实施例中，内轮2的内凸台22径向的宽度大体与保持架3的装球窗孔32的轴向宽度相当，这样装置的运转更加平稳。外轮1中的一组相对的外凸台13的两侧设置有缺口14，保持架3的装球窗孔32中，一组相对的装球窗口32呈矩形，并且两个矩形的装球窗孔32内侧两长对边均设置有内倒角33，内轮2的内凸台22中，两个相对的内凸台22两侧设置有外倒角24。这样，相对于一个外凸台13设置缺口、一个矩形装球窗孔32以及一个内凸台22设置外倒角24，对外轮1、保持架3以及内轮2结构的破坏程度要小，不会影响装置的整体性和稳定性。

其中，所述的外凸台13上的缺口14、内凸台22两侧的外倒角24、保持架3上的矩形装球窗孔32以及其内侧两长对边的内倒角33均是为了方便各组件装配在一起所设置。在装配过程中，内轮2与保持架3垂直相对，将内轮2的两个设置有外倒角24的内凸台22对准保持架3上的矩形装球窗孔32，并将内凸台22适当插入到矩形装球窗孔32中，旋转内轮2和保持架3，将内轮2装配到保持架3内。然后用同样的方式，保持架3的矩形装球窗孔32对准设置有缺口14的外凸台13，将其装入到外轮1内，然后旋转保持架3和内轮2使其与外轮1处于适当的角度，并使外球沟槽12、装球窗孔32和内球沟槽21处于相同的位置，然后将保持架3和内轮2向外侧旋转倾斜使装球窗孔32露出，将滚珠5装入，依次重复上述装球的操作可将滚珠5全部装入，完成装配。

如附图8、9所示，本实施例中，还包括用于使外轮1定位的固定座圈6，所述固定座圈6具有一环形内表面，所述环形内表面上设置有内滚珠轨道槽，所述外轮1的一圈轮齿16的两侧设置有外滚珠轨道槽15，所述内滚珠轨道槽和外滚珠轨道槽15之间设置有外滚珠7。外滚珠7和固定座圈6的结构类似于滚珠轴承。所述外滚珠7在布满整个外滚珠轨道槽15时，则不需要保持架。也可通过保持架来固定外滚珠7。

实施例2

如附图10和附图11所示，本实施例中，外轮1的外表面设置有两圈轮齿16，两圈轮齿16之间设置有外滚珠轨道槽15，外滚珠轨道槽15上通过一环形的固定座圈6套装有若干外滚珠7，外轮1、外滚珠7和固定座圈6的结构类似于滚珠轴承。所述外滚珠7在布满整个外滚珠轨道槽15时，则不需要保持架。也可通过保持架来固定外滚珠7。

其中，为了方便固定座圈6和外滚珠7的装配，两圈轮齿16中至少一圈与外轮1不是一体成型，需要另外装配，或者两圈轮齿16均与外轮1一体成型，固定连接，但是固定座圈6为分体式装配。

本实施例中，内轮2、保持架3以及其他部件的结构与实施例1相同，此处不再赘述。

实施例3

如附图12所示的外轮1，外表面周缘设置有皮带槽，两侧为防止皮带脱落的遮挡部，皮带槽内沿径向设置有轮齿16，该外轮整体呈与齿形皮带相匹配的皮带轮状。其中，两侧的外滚珠轨道槽在图中未示出。

本实施例中，内轮2、保持架3以及其他部件的结构与实施例1相同，此处不再赘述。

实施例4

如附图13所示的外轮1，外表面周缘设置有皮带槽，两侧为防止皮带脱落的遮挡部，该外轮整体呈皮带轮状，适用于三角带或平皮带。其中，两侧的外滚珠轨道槽在图中未示出。

本实施例中，内轮2、保持架3以及其他部件的结构与实施例1相同，此处不再赘述。

实施例5

如附图14所示的外轮1，其外表面周缘设置有齿轮的轮齿16，该外轮整体呈齿轮状，适于齿轮传动。其中，两侧的外滚珠轨道槽在图中未示出。

本实施例中，内轮2、保持架3以及其他部件的结构与实施例1相同，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种用于自行车或摩托车前轮驱动的万向节式传动轮，其特征在于：其包括：

具有一中心孔（11）的外轮（1），该中心孔（11）限定所述外轮（1）形成一个内球形表面，所述内球形表面上设置有多个外球沟槽（12），所述外轮（1）外表面设置有适于链条或皮带传动的一圈以上的轮齿（16）或沟槽；

设置于所述外轮（1）的中心孔（11）内、具有外球形表面的内轮（2），所述内轮（2）的外球形表面设置有与所述外球沟槽（12）等数的内球沟槽（21），所述外球沟槽（12）和内球沟槽（21）共同形成球导引轨道，所述内轮（2）中心设置有花键孔（23）；

中部设置有花键（41）的传动轴（4），所述花键（41）与所述花键孔（23）相适配，所述传动轴（4）设置于内轮（2）的花键孔（23）内并通过花键（41）与内轮（2）连接；

与所述外球沟槽（12）等数的滚珠（5），所述滚珠（5）设置于所述球导引轨道内；

以及设置于所述外轮（1）的内球形表面和内轮（2）的外球形表面之间的保持架（3），所述保持架（3）上设置有与所述外球沟槽（12）等数的用于容纳和支撑滚珠（5）的装球窗孔（32）；

所述的外轮（1）的相邻外球沟槽（12）之间形成外凸台（13），其中，至少有一个外凸台（13）的两侧设置有缺口（14），所述保持架（3）的装球窗孔（32）中，至少有一个装球窗孔（32）呈矩形，矩形的装球窗孔（32）与所述具有缺口（14）的一组外凸台（13）相适配；

所述内轮（2）的相邻内球沟槽（21）之间形成内凸台（22），其中，至少一个内凸台（22）的两侧边设置有外倒角（24）；

矩形的装球窗孔（32）的内侧两长对边设置有内倒角（33）。

2.根据权利要求1 所述的用于自行车或摩托车前轮驱动的万向节式传动轮，其特征在于：还包括：

用于使外轮（1）定位的固定座圈（6），所述固定座圈（6）具有一环形内表面，所述环形内表面上设置有内滚珠轨道槽，所述外轮（1）的一圈轮齿（16）或沟槽的两侧、或两圈轮齿（16）或沟槽之间设置有外滚珠轨道槽（15），所述内滚珠轨道槽和外滚珠轨道槽（15）之间设置有外滚珠（7）。

3.根据权利要求1 所述的用于自行车或摩托车前轮驱动的万向节式传动轮，其特征在于：所述外球沟槽（12）的数量为6 或8 个。