CN113401274B - 一种自行车中轴内变速箱 - Google Patents

Abstract

一种自行车中轴内变速箱，包括箱体、输入轴、输出轴以及变速机组，输入轴两端与自行车踏板相连，输出轴与车轮相连，输入轴和输出轴之间通过变速机组相连，变速机组包括主动齿轮组、从动齿轮组、传动齿轮组和变速齿轮组，变速齿轮组包括变速主动齿轮、变速从动齿轮、数量与主动齿轮相一致的主动变速拨叉杆和数量与从动齿轮相一致的从动变速拨叉杆，变速主动齿轮上设有主动插孔，变速从动齿轮上设有从动插槽。

Description

一种自行车中轴内变速箱

技术领域

本发明涉及一种自行车中轴内变速箱。

背景技术

随着自行车变速技术的不断进步，对变速箱的要求越来越高，从最初的链条齿轮组变速器到现阶段的中轴变速器，对自行车变速器的稳定性和可靠性都有大幅提升，而现有的自行车中轴变速器的调速范围和稳定性都与变速器的体积大小以及可靠性成反比，如何做到调速范围大、稳定性高、可靠性高，同时还能体积小巧的中轴变速器，成为了当前中轴变速器技术发展的最大阻碍。

发明内容

本发明提供一种自行车中轴内变速箱，具有结构简单、调速范围大、稳定性高、可靠性高、体积小巧的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种自行车中轴内变速箱，包括箱体、输入轴、输出轴以及变速机组，输入轴两端与自行车踏板相连，所述输出轴与车轮相连，输入轴和输出轴之间通过变速机组相连，所述变速机组包括主动齿轮组、从动齿轮组、传动齿轮组和变速齿轮组，所述主动齿轮组包括多个主动齿轮，所述从动齿轮组包括多个从动齿轮，所述传动齿轮组包括数量为主动齿轮和从动齿轮总和的传动齿轮，所述变速齿轮组包括变速主动齿轮、变速从动齿轮、数量与主动齿轮相一致的主动变速拨叉杆和数量与从动齿轮相一致的从动变速拨叉杆，主动齿轮组套设在输入轴上，从动齿轮组套设在输出轴上，传动齿轮组通过轴承固定在箱体上，变速齿轮组通过轴承固定在箱体上，所述每一个主动齿轮和每一个从动齿轮均分别与对应的传动齿轮啮合，所述输入轴上设有与主动齿轮数量相一致的主动棘轮，所述主动棘轮随输入轴同步转动，主动棘轮下方设有棘齿，主动齿轮上方设有棘齿，主动棘轮通过对应的主动变速拨叉杆向下推动实现与主动齿轮之间啮合，所述输出轴上设有与从动齿轮数量相一致的从动棘轮，所述从动棘轮随输出轴同步转动，从动棘轮下方设有棘齿，从动齿轮上方设有棘齿，从动棘轮通过对应的从动变速拨叉杆向下推动实现与从动齿轮之间啮合，所述变速主动齿轮上设有主动插孔，所述主动插孔边缘为斜面结构，所述主动变速拨叉杆下端为圆弧形端面结构，主动变速拨叉杆通过弹簧弹性向下作用使下端插入主动插孔内，并且随着变速主动齿轮转动，主动变速拨叉杆圆弧形下端被主动插孔边缘为斜面结构顶出主动插孔，所述变速从动齿轮上设有从动插槽，所述从动插槽边缘为斜面结构，所述从动变速拨叉杆下端为圆弧形端面结构，从动变速拨叉杆通过弹簧弹性向下作用使下端插入从动插槽内，并且随着变速从动齿轮转动，从动变速拨叉杆圆弧形下端被从动插槽边缘为斜面结构顶出从动插槽。

本发明提供的有益效果是：通过转动变速齿轮组的两个变速齿轮，使不同的主动变速拨叉杆在弹簧的弹性向下作用下插入到主动插孔内，同时推动对应的主动棘轮向下移动与对应的主动齿轮啮合，使该主动齿轮在输入轴的带动下同轴转动，并带动与该主动齿轮相配合的传动齿轮一起转动，从而使传动齿轮组整体转动，再由落入到从动插槽内的从动变速拨叉杆所向下推动的从动棘轮，使该从动棘轮与对应的从动齿轮啮合，从而使该从动齿轮与输出轴同轴转动，而该从动齿轮的传动力是由传动齿轮组整体转动过程中，与该从动齿轮相啮合的传动齿轮传动而来，最终达到从输入轴向输出轴传动的目的，在该过程中，除了与输入轴同轴转动的主动齿轮和与输出轴同轴转动的从动齿轮以外，其它的主动齿轮和从动齿轮虽然也在传动齿轮组整体转动的带动下转动着，但与输入轴和输出轴均处于打滑状态，并不影响传动，而需要调节不同的传动比时，可以采用比较常用的设置在把手位置的调节旋钮，通过钢丝拉动变速齿轮组转动，改变不同的主动变速拨叉杆插入到主动插孔内，以及不同的从动变速拨叉杆插入从动插槽内，从而使不同的主动齿轮与输入轴同轴转动，使不同的从动齿轮与输出轴同轴转动，在这变速过程中，主动变速拨叉杆和从动变速拨叉杆下端的圆弧形端面结构与主动插孔边缘为斜面结构以及从动插槽边缘为斜面结构的配合，可以轻松实现改变，这种结构稳定性好，控制方便，同时通过增加主动齿轮和从动齿轮的数量就能大量增加变速的范围，其变速的档位数是由主动齿轮和从动齿轮的数量乘积，并且通过由传动齿轮组作为过渡传动，可以大大减少对齿轮的强度要求，提高使用寿命，避免传统的踏板带动输入轴时的大扭力对高传动比时，只通过一级传动所产生的大扭力对齿轮的损伤。

进一步的，所述主动变速拨叉杆和从动变速拨叉杆两端均贯穿套设在箱体上，通过两端贯穿套设在箱体上，可以增加主动变速拨叉杆和从动变速拨叉杆的定位精准性和稳定性。

进一步的，所述多个主动变速拨叉杆沿变速主动齿轮圆周方向依次排列，所述变速主动齿轮上设有沿圆周方向设有多个均匀分布的主动插孔，所述相邻两个主动插孔之间的间距与头尾两个主动变速拨叉杆之间的距离相一致，所述多个从动变速拨叉杆沿变速从动齿轮圆周方向依次排列，所述变速从动齿轮上设有沿圆周方向设有弧形结构的从动插槽，所述从动插槽的弧形长度与相邻两个主动插孔之间的间距相一致，相邻两个从动变速拨叉杆之间的间距与从动插槽的弧形长度相一致，这种结构变速齿轮组，调速时，可以优先调节主动齿轮的传动比，当全部的主动齿轮传动比调节一轮后，可以带动一次从动齿轮的传动比，然后再调节一轮全部主动齿轮传动比后，再调节一次从动齿轮的传动比，可以达到逐步增加或减少整体传动比，这种结构十分合理可靠。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细介绍。

附图说明

图1是本发明提供的一种自行车中轴内变速箱处于最小传动倍数的结构示意图。

图2是图1中的去掉箱体后的结构示意图。

图3是本发明提供的一种自行车中轴内变速箱处于最大传动倍数的结构示意图。

图4是图3中的去掉箱体后的结构示意图。

图5是图4正投影示意图。

图6是图4中变速齿轮组的结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示,本发明提供的一种自行车中轴内变速箱，包括箱体1、输入轴2、输出轴3以及变速机组4，输入轴2两端与自行车踏板相连，所述输出轴3与车轮相连，输入轴2和输出轴3之间通过变速机组4相连，所述变速机组4包括主动齿轮组5、从动齿轮组6、传动齿轮组7和变速齿轮组8，所述主动齿轮组5包括三个主动齿轮51，所述从动齿轮组6包括四个从动齿轮61，所述传动齿轮组7包括数量为主动齿轮51和从动齿轮61总和的传动齿轮71，所述变速齿轮组8包括变速主动齿轮81、变速从动齿轮82、数量与主动齿轮51相一致的主动变速拨叉杆83和数量与从动齿轮61相一致的从动变速拨叉杆84，主动齿轮组5套设在输入轴2上，从动齿轮组6套设在输出轴3上，传动齿轮组7通过轴承固定在箱体1上，变速齿轮组8通过轴承固定在箱体1上，所述每一个主动齿轮51和每一个从动齿轮61均分别与对应的传动齿轮71啮合，所述输入轴2上设有与主动齿轮51数量相一致的主动棘轮21，所述主动棘轮21随输入轴2同步转动，主动棘轮21下方设有棘齿，主动齿轮51上方设有棘齿，主动棘轮21通过对应的主动变速拨叉杆83向下推动实现与主动齿轮51之间啮合，所述输出轴3上设有与从动齿轮61数量相一致的从动棘轮31，所述从动棘轮31随输出轴3同步转动，从动棘轮31下方设有棘齿，从动齿轮61上方设有棘齿，从动棘轮31通过对应的从动变速拨叉杆84向下推动实现与从动齿轮61之间啮合，所述变速主动齿轮81上设有主动插孔811，所述主动插孔811边缘为斜面结构，所述主动变速拨叉杆83下端为圆弧形端面结构，主动变速拨叉杆83通过弹簧弹性向下作用使下端插入主动插孔811内，并且随着变速主动齿轮81转动，主动变速拨叉杆83圆弧形下端被主动插孔811边缘为斜面结构顶出主动插孔811，所述变速从动齿轮82上设有从动插槽821，所述从动插槽821边缘为斜面结构，所述从动变速拨叉杆84下端为圆弧形端面结构，从动变速拨叉杆84通过弹簧弹性向下作用使下端插入从动插槽821内，并且随着变速从动齿轮82转动，从动变速拨叉杆84圆弧形下端被从动插槽821边缘为斜面结构顶出从动插槽821，所述主动变速拨叉杆83和从动变速拨叉杆84两端均贯穿套设在箱体1上，所述多个主动变速拨叉杆83沿变速主动齿轮81圆周方向依次排列，所述变速主动齿轮81上设有沿圆周方向设有多个均匀分布的主动插孔811，所述相邻两个主动插孔811之间的间距与头尾两个主动变速拨叉杆83之间的距离相一致，所述多个从动变速拨叉杆84沿变速从动齿轮82圆周方向依次排列，所述变速从动齿轮82上设有沿圆周方向设有弧形结构的从动插槽821，所述从动插槽821的弧形长度与相邻两个主动插孔811之间的间距相一致，相邻两个从动变速拨叉杆84之间的间距与从动插槽821的弧形长度相一致。

如图1、2所示，第一个位置的主动变速拨叉杆83控制最上方的主动齿轮51与主动棘轮21啮合，使最大齿数的主动齿轮51与最小齿数的传动齿轮71之间达到最高的一级传动比，同时第四个位置的从动变速拨叉杆84控制最下方的从动齿轮61与从动棘轮31啮合，使最大齿数的传动齿轮71与最小齿数的从动齿轮61之间达到最高的二级传动比，通过这两样两级传动达到最高传动比的效果。

如图3、4、5、6所示，第三个位置的主动变速拨叉杆83控制最下方的主动齿轮51与主动棘轮21啮合，使最小齿数的主动齿轮51与最大齿数的传动齿轮71之间达到最小的一级传动比，同时第一个位置的从动变速拨叉杆84控制最上方的从动齿轮61与从动棘轮31啮合，使最小齿数的传动齿轮71与最大齿数的从动齿轮61之间达到最小的二级传动比，通过这两样两级传动达到最小传动比的效果。

Claims (2)

1.一种自行车中轴内变速箱，包括箱体（1）、输入轴（2）、输出轴（3）以及变速机组（4），输入轴（2）两端与自行车踏板相连，所述输出轴（3）与车轮相连，输入轴（2）和输出轴（3）之间通过变速机组（4）相连，其特征在于：所述变速机组（4）包括主动齿轮组（5）、从动齿轮组（6）、传动齿轮组（7）和变速齿轮组（8），所述主动齿轮组（5）包括多个主动齿轮（51），所述从动齿轮组（6）包括多个从动齿轮（61），所述传动齿轮组（7）包括数量为主动齿轮（51）和从动齿轮（61）总和的传动齿轮（71），所述变速齿轮组（8）包括变速主动齿轮（81）、变速从动齿轮（82）、数量与主动齿轮（51）相一致的主动变速拨叉杆（83）和数量与从动齿轮（61）相一致的从动变速拨叉杆（84），主动齿轮组（5）套设在输入轴（2）上，从动齿轮组（6）套设在输出轴（3）上，传动齿轮组（7）通过轴承固定在箱体（1）上，变速齿轮组（8）通过轴承固定在箱体（1）上，所述每一个主动齿轮（51）和每一个从动齿轮（61）均分别与对应的传动齿轮（71）啮合，所述输入轴（2）上设有与主动齿轮（51）数量相一致的主动棘轮（21），所述主动棘轮（21）随输入轴（2）同步转动，主动棘轮（21）下方设有棘齿，主动齿轮（51）上方设有棘齿，主动棘轮（21）通过对应的主动变速拨叉杆（83）向下推动实现与主动齿轮（51）之间啮合，所述输出轴（3）上设有与从动齿轮（61）数量相一致的从动棘轮（31），所述从动棘轮（31）随输出轴（3）同步转动，从动棘轮（31）下方设有棘齿，从动齿轮（61）上方设有棘齿，从动棘轮（31）通过对应的从动变速拨叉杆（84）向下推动实现与从动齿轮（61）之间啮合，所述变速主动齿轮（81）上设有主动插孔（811），所述主动插孔（811）边缘为斜面结构，所述主动变速拨叉杆（83）下端为圆弧形端面结构，主动变速拨叉杆（83）通过弹簧弹性向下作用使下端插入主动插孔（811）内，并且随着变速主动齿轮（81）转动，主动变速拨叉杆（83）圆弧形下端被主动插孔（811）边缘为斜面结构顶出主动插孔（811），所述变速从动齿轮（82）上设有从动插槽（821），所述从动插槽（821）边缘为斜面结构，所述从动变速拨叉杆（84）下端为圆弧形端面结构，从动变速拨叉杆（84）通过弹簧弹性向下作用使下端插入从动插槽（821）内，并且随着变速从动齿轮（82）转动，从动变速拨叉杆（84）圆弧形下端被从动插槽（821）边缘为斜面结构顶出从动插槽（821）。

2.根据权利要求 1 所述的一种自行车中轴内变速箱，其特征在于：所述主动变速拨叉杆（83）和从动变速拨叉杆（84）两端均贯穿套设在箱体（1）上。