CN1099347A - 自行车后轴内变速器 - Google Patents

Abstract

一种自行车后轴内变速器，由齿轮行星传动机 构，超越离合机构，调速机构，外壳，链轮及操纵器组 成。离合机构由与行星齿轮传动机构对称布置的行 星齿轮机构两侧且与内齿圈、行星齿轮架凹凸咬合的 外、内棘齿圈及左、右棘座上与内外棘齿圈咬合的长、 短棘爪构成；调速机构通过调节调速套在后轴棍上的 位置控制左、右长棘爪的开合，实现三种不同传动关 系。本发明结构紧凑、体积小、调速方便，解决了现有 内变速器体积大、调速困难，易产生空挡的问题。

Description

本实用新型涉及一种自行车变速器，尤其是一种自行车后轴内变速器。

自行车变速器大致可分为内变速器和外变速器两大类;外变速多采用多级链轮传动，占用空间大，变速时脱档，其链条、链轮的敞开式结构，易磨损，并且容易污染车辆和骑行者的衣裤;内变速器，尤其是后轴内变速器，占用空间小，其链传动装置可安装在密闭链盒内，磨损、污染小;据发明人所知，目前自行车后轴内变速器多采用行星齿轮传动机构并配以各种离合变速机构组成，如与上海凤凰自行车配套的“白象牌”后轴内变速器，其离合变速机构采用往复移动牙嵌式结构，变速困难在静止状态和高速运行时不能变速，并且变速时容易产生空档现象，牙容易撞坏，外形体积也较大;在中国专利申请号“91232265.9”中公开了一种“带防盗装置的自行车变速器”，其变速机构也采用行星齿轮传动机构，离合变速机构通过控制棘爪与行星齿轮上外棘轮的开合实现两种变速，其不足之处在于棘轮、棘爪外露，体积较大，且只能实现两种速比的变化。

本实用新型的目的在于提供一种体积小、重量轻、全封闭、运行安全、变速方便、变速时不会产生空档的自行车后轴内变速器。

本实用新型的目的可通过以下措施实现：由齿轮行星传动机构，超越离合机构，调速机构，操纵器及外壳，链轮组成的自行车后轴内变速器，齿轮行星传动机构由固定在后轴棍上的中心齿轮，安装在齿轮架上的行星齿轮及内齿轮构成;超越离合机构由对称安装在齿轮行星传动机构两侧与行星齿轮架凹凸咬合的内棘齿圈和与内齿轮凹凸咬合的外棘齿圈及左、右棘座构成，内棘齿圈套在外棘齿圈内，长、短棘爪、棘爪簧由棘爪销固定在棘座内，棘爪被棘爪簧弹起在右棘座短棘爪与外棘齿圈咬合长棘爪与内棘齿圈咬合，在左棘座短棘爪与内棘齿圈咬合长棘爪与外棘齿圈咬合，左、右棘座通过钢珠、轴档螺母与后轴棍联为一体，右棘座上安装有链轮并通过钢珠与外壳接触，左棘座是以压合方式固死在外壳上，将变速机构封装在外壳内;调述机构由安装在后轴棍上的调速套、活销、中间杆、推杆、弹簧、堵头螺钉构成，后轴棍中心齿轮两侧有径向长孔，活销透过径向长孔将调速套限定在后轴棍一定范围内滑动，后轴棍中空孔内两活销间有中间杆，压力弹簧由堵头螺钉封装在后轴棍一端，在后轴棍另一端穿入推杆，推杆调节调速套的位置以控制左、右棘座长棘爪的开合，使变速器在长棘爪全咬合、长棘爪一端咬合一端放开和长棘爪全放开三种状态下工作，形成不同传动关系。

本实用新型的目的还可通过以下措施实现：

在调速执行机构中两只调速套通过活肖与穿在后轴棍中的中间杆联结，中间杆一端与拉力弹簧联结，拉簧另一端固定在后轴棍一端，从后轴棍另一端穿入的钢丝拉索与中间杆另一端联结;或者将压力弹簧用堵头螺母封装在后轴棍一端，钢丝拉索从堵头螺母中空孔中穿入与中间杆联结，操纵器控制钢丝拉索，从而控制调速套位置，完成调速。

本实用新型相比现有技术具有如下优点：

1、本实用新型外形体积取决于行星齿轮传动机构，它具有体积小、重量轻、承载力大、结构简单、制造方便等优点;

2、超越离合机构的对称组合式结构，零件多数对称布置，结构严密，减少了制造工艺环节，无效空间少;

3、换档变速采用埋入式棘爪与左右内外棘圈对称布置，短棘爪始终处于咬合状态，调速套滑动控制长棘爪的开合，完成调速，故调速方便，离合时不会产生踏空和突然失速现象，运行安全。

4、无论在高速、慢速，均可任意调速。

本实用新型附图图面说明如下：

图1是自行车后轴内变速器的主视图

1-后轴棍  2-堵头螺钉  3-轴档螺母  4-弹簧

5-调速套  6-活销  7-行星齿轮架  8-行星齿轮

9-内齿轮  10-行星齿轮轴  11-内棘齿圈  12-外棘齿圈

13-钢珠  14-左棘座  15-棘爪轴  16-长棘爪

17-短棘爪  18-棘爪簧  19-右棘座  20-中间杆

21-推杆  22-钢珠  23-外壳  24-链轮

25-销簧  26-防尘盖  27-螺母

图2是图1中的A-A剖视示意图

图3是图1中的B-B剖视示意图

图4是自行车后轴变速器中调速执行机构的一种实施方式

4′-弹簧  20′-中间杆  28-堵头螺母

29-钢丝拉索

图5是自行车后轴内变速器传动关系方框图

以下结合附图对本实用新型做进一步详述：

如图1、2、3所示，自行车后轴内变速器，由齿轮行星传动机构（1、7、8、9、10），超越离合机构（11、12、14、15、16、17、18、19），调速机构（2、4、5、6、20、21），外壳（23），链轮（24）及操纵器组成;固定在后轴棍（1）上的中心齿轮与安装在行星齿轮架（7）上的行星齿轮（8）及内齿轮（9）构成的NGW型齿轮行星传动机构（如图3所示），具有体积小、承载力大、效率高、工作平衡、结构简单、制造方便等优点，在本实用新型中齿轮模数可在0.8～1.0之间选择，行星齿轮个数一般以3～4个为宜，本实施例中中心齿轮是在后轴棍（1）上直接加工出的，其齿数确定应使后轴棍（1）满足强度要求，并按照QB68-95-73标准规定的自行车车速要求确定行星齿轮（8）及内齿轮（9）的参数，以使各档车速满足要求。在内齿轮（9）两侧非啮合圆周及行星齿轮架（7）两侧加工有凹形槽，与离合机构（11、12、14、15、16、17、18、19）内、外棘齿圈（11、12）圆周上的凸台凹凸咬合，内棘齿圈（11）套在外棘齿圈（12）内环面内，内、外棘齿圈（11、12）齿面在同一圆柱面上，长、短棘爪（16、17）、棘爪簧（18）由棘爪销（15）固定在左、右棘座（14、19）内，与左右内外棘圈对称布置（如图2所示），棘爪（16、17）被棘爪簧（18）弹起在右棘座（19）短棘爪（17）与外棘齿圈（12）咬合长棘爪（16）与内棘齿圈（11）咬合，在左棘座（14）短棘爪（17）与内棘齿圈（11）咬合长棘爪（16）与外棘齿圈（12）咬合，左、右棘座（14、19）通过钢珠（22）、轴档螺母（3）与后轴棍（1）联为一体，并由螺母（3）拼紧，在棘座（14、19）端部安装有防尘盖（26），链轮（24）与右棘座（19）牙嵌式咬合，并由销簧（25）固定，右棘座（19）通过钢珠（13）与外壳（23）接触，在外壳（23）上固定有安装辐条的花盘，左棘座（14）与外壳（23）以压合方式固死在外壳（23）上，将整套变速机构封装在外壳（23）内;调速机构（2、4、5、6、20、21）由安装在后轴棍（1）上的调速套（5）、活销（6）、中间杆（20）、推杆（21）、弹簧（4）、堵头螺钉（2）构成，后轴棍（1）中心齿轮两侧有径向长孔，活销（6）透过径向长孔将调速套（5）限定在后轴棍（1）一定范围内滑动，后轴棍（1）中空孔内两活销（6）间有中间杆（20），弹簧（4）由堵头螺钉（2）封装在后轴棍（1）一端，在后轴棍（1）另一端穿入推杆（21），推杆（21）调节调速套（5）的位置以控制左、右长棘爪（16）的开合，使变速器在长棘爪（15）全咬合、长棘爪一端咬合一端放开和长棘爪全放开三种状态下工作，形成不同传动关系;推杆（21）的控制可通过安装在自行车后叉上的L型杠杆机构实现，两正交力臂支点绞结，钢丝拉索与L型杠杆一边力臂联结，另一边边臂作用在推杆（21）上，钢丝拉索由安装在自行车把手上的操纵器控制，在操纵器上有弹簧定位机构，可设定变速器的三档速度位置。

如图4所示：调速机构还可通过以下方式实施，两只调速套（5）通过活销（6）与穿在后轴棍（1）中的中间杆（20′）联结，弹簧（4）由堵头螺钉（28）封装在后轴棍（1）一端，钢丝拉索（29）从堵头螺母（28）中空孔中穿入，与中间杆（20′）联接，钢丝拉索（29）由安装在自行车手把上的操纵器控制。

本实用新型通过调节调速套（5）的位置，控制左、右长棘爪（16）的开合，实现超越、离合，形成三种不同传动关系，其传动关系见图5所示传动关系方框图。如图1所示调速套（5）在图示位置时，左、右棘座（14、19）长棘爪（16）全咬合为快档传动;当调速套（5）处在活动范围中间位置左棘座（14）长棘爪（16）放开右棘座（19）长棘爪（16）咬合为中档传动;当调速套（5）处在另一端位置左、右棘座（14、19）长棘爪（16）全放开为慢档传动。

Claims (4)

1、一种自行车后轴内变速器，由齿轮行星传动机构(1、7、8、9、10)，超越离合机构(11、12、14、15、16、17、18、19)，调速机构(2、4、5、6、20、21)，外壳(23)，链轮(24)及操纵器组成，齿轮行星传动机构(1、7、8、9、10)由固定在后轴棍(1)上的中心齿轮，安装在行星齿轮架(7)上的行星齿轮(8)及内齿轮(9)构成，其特征在于：

所述的超越离合机构(11、12、14、15、16、17、18、19)是由对称安装在齿轮行星传动机构(1、7、8、9、10)两侧与行星齿轮架(7)凹凸咬合的内棘齿圈(11)和与内齿轮(9)凹凸咬合的外棘齿圈(12)及左、右棘爪座(14、19)构成，内棘齿圈(11)套在外棘齿圈(12)内，长、短棘爪(16、17)、棘爪簧(18)由棘爪销(15)固定在棘座(14、19)内，棘爪(16、17)被棘爪簧(18)弹起在右棘座(19)短棘爪(17)与外棘齿圈(12)咬合长棘爪(16)与内棘齿圈(11)咬合，在左棘座(14)短棘爪(17)与内棘齿圈(11)咬合长棘爪(16)与外棘齿圈(12)咬合，左、右棘座(14、19)通过钢珠(22)、轴档螺母(3)与后轴棍(1)联为一体，右棘座(19)安装有链轮(24)并通过钢珠(13)与外壳(23)接触，左棘座(14)紧固在外壳(23)上；

所述的调速机构(2、4、5、6、20、21)由安装在后轴棍(1)上的调速套(5)，活销(6)，中间杆(20)，推杆(21)，弹簧(4)，堵头螺钉(2)构成，后轴棍(1)中心齿轮两侧有径向长孔，活销(6)透过径向长孔将调速套(5)限定在后轴棍(1)一定范围内滑动，后轴棍(1)中空孔内两活销(6)间有中间杆(20)，弹簧(4)由堵头螺钉(2)封装在后轴棍(1)一端，在后轴棍(1)另一端穿入推杆(21)，推杆(21)调节调速套(5)的位置以控制左右长棘爪(16)的开合，完成调速。

2、根据权利要求1所述的自行车内变速器，其特征在于：调速机构中两只调速套（5）通过活肖（6）与穿在后轴棍（1）中的中间杆（20′）联结，弹簧（4′）由堵头螺母（28）封装在后轴棍（1）一端，操纵器纲丝拉索（29）从堵头螺母（28）中空孔中穿入与中间杆（20′）联结，操纵器控制纲丝拉索（29）完成调速。

3、根据权利要求2所述的自行车内变速器，其特征在于：中间杆（20′）一端与拉力弹簧联结，拉簧另一端固定在后轴棍（1）一端，从后轴棍（1）另一端穿入的钢丝拉索（29）与中间杆另一端联结，操纵器控制钢丝拉索（29）完成调速。

4、根据权利要求1、2或3所述的自行车内变速器，其特征在于：中心齿轮在后轴棍（1）上直接加工出。

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