CN205168799U - 中轴式自行车内变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种中轴式自行车内变速器，其通过在每组的行星齿轮组的两个第二传动齿轮之间设置第一凹槽，且在齿圈的内圆周面上设置可嵌入第一凹槽的第一凸起，使得六个齿圈均可固定于行星齿轮固定架上，无需再通过一转轴固定于外壳内，从而使得整个中轴式内变速器只需要一根中轴便可实现传动装置的各个传动零件的固定，减少了轴的数量，降低了制造成本，另外齿圈与行星齿轮组上的第二传动齿轮是内啮合，而不是外啮合，大大较小了整个传动装置的体积，进而使得整个中轴式内变速器的体积较小，不仅使得整个变速器变得更为美观，还降低了制造成本。

Description

中轴式自行车内变速器

技术领域

本实用新型涉及自行车变速装置，尤其涉及一种中轴式自行车内变速器。

背景技术

自行车，又称脚踏车或单车。目前，自行车虽然有很多的种类，但是，自行车主要由车架、轮胎、脚踏、刹车、链条等部件组成，按照各部件的工作特点，大致可将其分为：车架装置、传动装置、行动装置、安全装置。传动装置包括脚蹬、曲柄、链轮、链条、中轴和飞轮等，由人力踩动脚蹬，通过传动件带动车轮旋转，驱车前行。目前，自行车的传动速比有速比固定不变和速比可调两种，自行车速比可调者，多数采用在飞轮上固定安装多个不同齿数的飞轮齿盘，通过链条调整链轮与不同齿数的飞轮齿盘组合，实现不同的传动速比，这种改变传动速比的方式结构虽然简单，但是自行车速比调整范围较窄，换挡很困难，在自行车爬角度较大的坡时，自行车速比仍然较大，爬坡难，当自行车在条件好的平路时，自行车驾驶者想骑快，而因自行车速比又较小，自行车又骑不快。为此，有人在自行车中轴处发明了中轴式自行车内变速器，以克服自行车速比调整范围较窄的不足，但是目前市场上现有的中轴式内变速器都采用两轴式或三轴式，导致了整体尺寸结构偏大，使得外形不美观，从而严重影响了市场推广。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能克服上述问题的中轴式自行车内变速器。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种中轴式自行车内变速器，包括外壳、飞轮、传动装置及贯穿所述外壳的中轴，所述传动装置位于所述外壳内，所述中轴与所述外壳可转动连接，所述传动装置包括行星齿轮架、六组行星齿轮组、变速轮、六个齿圈及一个输出齿轮，所述行星齿轮架包括套设于所述中轴上的变速轮固定架，所述变速轮固定架的两侧分别设置有第一星固架和第二星固架，所述第一星固架和所述第二星固架分别通过两个连接组与所述变速轮固定架连接，其中三个所述行星齿轮组与所述第一星固架和所述变速轮固定架连接，另外三个所述行星齿轮组与所述第二星固架和所述变速轮固定架连接，所述变速轮套于所述变速轮固定架上，六个所述齿圈均与所述中轴同轴心且分别与六个所述行星齿轮组相啮合，所述飞轮设置于所述中轴靠近所述第二星固架的一端且位于所述外壳的外侧，所述输出齿轮套设于所述中轴上，所述输出齿轮与位于所述第二星固架和所述变速轮固定架之间的一组所述行星齿轮组相啮合且与所述飞轮固定连接，所述中轴上设置第一传动齿轮，所述第一传动齿轮与位于所述第一星固架和所述变速轮固定架之间的一组所述行星齿轮组相啮合，所述外壳上设置有用于调节所述传动装置速度的变速装置，所述行星齿轮组上包括齿轮轴，所述齿轮轴上设置有三个第二传动齿轮，相邻两个所述第二传动齿轮之间具有第一凹槽，所述齿圈的内圆周面上对应相对应的所述第一凹槽设置有第一凸起，所述第一凸起嵌于所述第一凹槽内，以使所述齿圈可转动固定于所述外壳内。

作为一种优选的技术方案，所述变速轮包括内圈和可相对所述内圈转动的外圈，所述内圈和所述外圈之间设置有滚珠，所述外圈的侧壁上设置有两个与所述外圈同轴心的环形的放线槽，每个所述放线槽内均设置有用于驱动所述变速轮转动的变速绳，所述变速绳缠绕于所述外圈上。

作为一种优选的技术方案，所述外壳的侧壁上沿其轴向方向对应所述第一星固架和所述变速轮固定架之间的齿圈和对应所述第二星固架和所述变速轮固定架之间的齿圈分别设置有两个方形通孔，所述变速装置的数量为两个，两个所述变速装置分别设置于两个所述方形通孔内，所述变速装置包括用于卡住所述齿圈的齿圈制动装置和用于驱动所述齿圈制动装置转动以实现所述齿圈制动装置选择性卡住所述齿圈的变速杆，所述变速杆与所述变速轮传动连接。

作为一种优选的技术方案，所述齿圈制动装置包括棘轮卡轴，所述棘轮卡轴的两端与所述外壳的侧壁连接，所述齿圈的外圆周面上设置有外圈棘轮，所述棘轮卡轴上对应相邻的三个所述齿圈分别设置有三个可插入所述外圈棘轮的齿槽中的棘轮卡，以实现齿圈的止动，所述棘轮卡和所述外壳之间设置有复位弹簧。

优选的，所述棘轮卡包括棘轮卡本体，所述棘轮卡本体远离所述棘轮卡轴的一侧设置有可插入所述外圈棘轮的齿槽中的卡子。

作为一种优选的技术方案，所述变速杆包括截面呈三角状的变速杆本体，所述变速杆本体的两端分别设置有两个与所述外壳的侧壁转动连接的连接轴，所述变速杆本体上对应三个所述棘轮卡分别设置有三个凸键和三个空位，三个所述凸键和三个所述空位均分别位于所述变速杆本体的三个侧面上，临近所述变速轮的所述连接轴上设置有三个变速片，相邻两个所述变速片之间的夹角为120°，所述变速杆本体的每个侧面均位于两个所述变速片之间，所述变速轮上对应所述变速片设置有可使变速片插入的驱动凹槽，用于驱动所述变速片转动。

优选的，变速片为弹片。

作为一种优选的技术方案，所述连接组由三个连接杆组成，三个所述连接杆环形均匀布置，相邻两个所述连接杆之间均设置有一个所述行星齿轮组。

作为一种优选的技术方案，所述中轴通过两个螺母轴承与所述外壳转动连接，两个所述螺母轴承本体分别位于所述外壳的两端且与所述外壳螺纹连接，所述螺母轴承包括螺母轴承本体，所述螺母轴承本体靠近所述传动装置的一侧设置有第二延伸部，所述螺母轴承本体的外圆周面上设置有外螺纹，所述外壳的内侧壁上设置有与所述外螺纹相配合的内螺纹。

作为一种优选的技术方案，所述输出齿轮包括与所述行星齿轮组相啮合的齿轮部，所述齿轮部远离所述第一星固架的一侧具有第一延伸部，所述第一延伸部穿过临近的所述螺母轴承伸入至所述飞轮内，所述第一延伸部位于所述飞轮内的部位上设置有第二凹槽，所述飞轮内设置有与所述第二凹槽相卡接的第二凸起，以使所述输出齿轮与所述飞轮固定连接，所述输出齿轮内设置有轴承。

作为一种优选的技术方案，所述齿圈的内圆周面上设置有与所述行星齿轮组的所述第二传动齿轮相啮合的内圈齿轮，所述齿圈的外圆周面上设置有可使所述变速装置实现制动所述齿圈的外圈棘轮。

作为一种优选的技术方案，所述变速轮固定架的外侧壁上设置有第三凹槽，所述变速轮上设置有与所述第三凹槽相配合的第三凸起，以使所述变速轮和所述变速轮固定架固定连接。

对比现有技术，本实用新型的有益效果为：本实用新型通过在每组的行星齿轮组的两个第二传动齿轮之间设置第一凹槽，且在齿圈的内圆周面上设置可嵌入第一凹槽的第一凸起，使得六个齿圈均可固定于行星齿轮固定架上，无需再通过一转轴固定于外壳内，从而使得整个中轴式内变速器只需要一根中轴便可实现传动装置的各个传动零件的固定，减少了轴的数量，降低了制造成本，另外齿圈与行星齿轮组上的第二传动齿轮是内啮合，而不是外啮合，大大较小了整个传动装置的体积，进而使得整个中轴式内变速器的体积较小，不仅变得更为美观，还降低了制造成本。

附图说明

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型实施例所述的一种中轴式自行车内变速器的结构示意图。

图2是本实用新型实施例所述的一种中轴式自行车内变速器的爆炸图。

图3为本实用新型实施例所述的中轴的结构示意图。

图4为本实用新型实施例所述的行星齿轮架的结构示意图。

图5为本实用新型实施例所述的输出齿轮的结构示意图；

图6为本实用新型实施例所述的行星齿轮组的结构示意图。

图7为本实用新型实施例所述的变速轮的结构示意图。

图8为本实用新型实施例所述的外壳的半剖结构示意图。(去掉了四个齿圈制动装置和一个变速杆)

图9为本实用新型实施例所述的变速杆的结构示意图。

图10为本实用新型实施例所述的棘轮卡的结构示意图。

图11为本实用新型实施例所述的外壳与齿圈的配合图。

图12为本实用新型实施例所述的变速轮与变速杆的配合图。

图13为本实用新型实施例所述的螺母轴承的结构示意图。

图中：

1、外壳；11、内螺纹；12、方形通孔；13、齿圈制动装置；131、棘轮卡；1311、棘轮卡本体；1312、卡子；132、棘轮卡轴；14、变速杆；141、变速杆本体；1411、凸键；1412、空位；142、连接轴；143、变速片；14、复位弹簧；

2、中轴；21、第一传动齿轮；

3、飞轮；

4、行星齿轮架；41、变速轮固定架；411、第三凹槽；42、连接组；421、连接杆；

5、输出齿轮；51、齿轮轴；52、第一延伸部；521、第二凹槽；

6、行星齿轮组；61、齿轮组；62、第二传动齿轮；63、第一凹槽；

7、变速轮；71、内圈；711、第三凸起；72、外圈；721、驱动凹槽；722、放线槽；

8、齿圈；81、内圈齿轮；82、外圈棘轮；83、第一凸起；

9、螺母轴承；91、螺母轴承本体；911、外螺纹；92、第二延伸部；

101、第一星固架；102、第二星固架。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1至图13所示，本实施例公开了一种自行车中轴2式内变速器，其包括外壳1、飞轮3、传动装置及贯穿外壳1的中轴2，传动装置位于外壳1内，中轴2与外壳1可转动连接，传动装置包括行星齿轮架4、六组行星齿轮组6、变速轮7、六个齿圈8及一个输出齿轮5，行星齿轮架4包括套设于中轴2上的变速轮固定架41，变速轮固定架41的两侧分别设置有第一星固架101和第二星固架102，第一星固架101和第二星固架102分别通过两个连接组42与变速轮固定架41连接，其中三个行星齿轮组6与第一星固架101和变速轮固定架41连接，另外三个行星齿轮组6与第二星固架102和变速轮固定架41连接，变速轮7套于变速轮固定架41上，六个齿圈8均与中轴2同轴心且分别与六个行星齿轮组6相啮合，通过三个齿圈8分别与位于第一星固架101和变速轮固定架41之间的三组行星齿轮组6啮合，可获得三种不同的输入速度，通过另外三个齿圈8分别与位于第二星固架102和变速轮固定架41之间的三组行星齿轮组6啮合，可获得三种不同的输出速度，故六个齿圈8和六组行星齿轮组6相配合，可使得飞轮3获得九种不同的速度；飞轮3设置于中轴2靠近第二星固架102的一端且位于外壳1的外侧，输出齿轮5套设于中轴2上，输出齿轮5与位于第二星固架102和变速轮固定架41之间的一组行星齿轮组6相啮合且与飞轮3固定连接，中轴2上设置第一传动齿轮21，第一传动齿轮21与位于第一星固架101和变速轮固定架41之间的一组行星齿轮组6相啮合，外壳1上设置有用于调节传动装置速度的变速装置，行星齿轮组6上包括齿轮轴51，齿轮轴51上设置有三个第二传动齿轮62，相邻两个第二传动齿轮62之间具有第一凹槽63，齿圈8的内圆周面上对应相对应的第一凹槽63设置有第一凸起83，第一凸起83嵌于第一凹槽63内，以使齿圈8可转动固定于外壳1内。通过在每组的行星齿轮组6的两个第二传动齿轮62之间设置第一凹槽63，且在齿圈8的内圆周面上设置可嵌入第一凹槽63的第一凸起83，使得六个齿圈8均可固定于行星齿轮固定架上，无需再通过一转轴固定于外壳1内，从而使得整个中轴式内变速器只需要一根中轴便可实现传动装置的各个传动零件的固定，减少了轴的数量，降低了制造成本，另外齿圈8与行星齿轮组6上的第二传动齿轮62是内啮合，而不是外啮合，大大较小了整个传动装置的体积，进而使得整个中轴2式内变速器的体积较小，不仅变得更为美观，还降低了制造成本。

具体的，当中轴2在外力的作用下发生转动时，中轴2带动第一传动齿轮21转动，六组行星齿轮组6在第一传动齿轮21的作用力下发生转动，与输出齿轮5相啮合的行星齿轮组6驱动输出齿轮5转动，而与输出齿轮5固定连接的飞轮3则在输出齿轮5的作用力下发生转动，当需对飞轮3的转动速度进行改变时，只要通过外壳1上的变速装置作用于传动装置上便可。

变速轮7包括内圈71和可相对内圈71转动的外圈72，内圈71和外圈72之间设置有滚珠，外圈72的侧壁上设置有两个与外圈72同轴心的环形的放线槽722，每个放线槽722内均设置有用于驱动变速轮7转动的变速绳73，变速绳73缠绕于外圈72上。

外壳1的侧壁上沿其轴向方向对应第一星固架101和变速轮固定架41之间的齿圈8和对应第二星固架102和变速轮固定架41之间的齿圈8分别设置有两个方形通孔12，变速装置的数量为两个，两个变速装置分别设置于两个方形通孔12内，变速装置包括用于卡住齿圈8的齿圈制动装置13和用于驱动齿圈制动装置13转动以实现齿圈制动装置13选择性卡住齿圈8的变速杆14，变速杆14与变速轮7传动连接。

齿圈制动装置13包括棘轮卡轴132，棘轮卡轴132的两端与外壳1的侧壁连接，齿圈8的外圆周面上设置有外圈棘轮82，棘轮卡轴132上对应相邻的三个齿圈8分别设置有三个可插入外圈棘轮82的齿槽中的棘轮卡131，以实现齿圈8的止动，棘轮卡131和外壳1之间设置有复位弹簧14。

优选的，棘轮卡131包括棘轮卡本体1311，棘轮卡本体1311远离棘轮卡轴132的一侧设置有可插入外圈棘轮82的齿槽中的卡子1312。

变速杆14包括截面呈三角状的变速杆本体141，变速杆本体141的两端分别设置有两个与外壳1的侧壁转动连接的连接轴142，变速杆本体141上对应三个棘轮卡131分别设置有三个凸键1411和三个空位1412，三个凸键1411和三个空位1412均分别位于变速杆本体141的三个侧面上，通过对应三个棘轮卡131分别设置三个凸键1411，转动变速杆14便有其中一个凸键1411使棘轮卡131的卡子1312向齿圈8摆动，从而使卡子1312卡在齿圈8的外圈棘轮82上，从而固定齿圈8，由于复位弹簧15作用和空位1412，其他两个棘轮卡131的卡子1312则不会卡在对应的齿圈8上，这时这两个齿圈8将自由转动。由此可知，转动变速杆14具有可固定其中一个齿圈8，而其他两个齿圈8可自由转动的作用。

临近变速轮7的连接轴142上设置有三个变速片143，相邻两个变速片143之间的夹角为120°，变速杆本体141的每个侧面均位于两个变速片143之间，变速轮7上对应变速片143设置有可使变速片143插入的驱动凹槽721，用于驱动变速片143转动。优选的，变速片为弹片。

具体的，当变速轮7部转动时，相邻的两个变速片143紧贴在变速轮7上，当变速轮7转动时，离驱动凹槽721最近的变速片143会陷入到驱动凹槽721内，当变速片143即将滑出驱动凹槽721时，刚刚开始陷入驱动凹槽721内的变速片143会碰到驱动凹槽721内壁，随之刚陷入驱动凹槽721内的变速片143在驱动凹槽721的内壁的作用力发生转动，进而整个变速杆14也随之发生转动，当变速片143滑出驱动凹槽721后，相邻的两个变速片143再次紧贴住变速轮7，此时变速杆14正好转动120°，实现了一次变速。

连接组42由三个连接杆421组成，三个连接杆421环形均匀布置，相邻两个连接杆421之间均设置有一个行星齿轮组6。

中轴2通过两个螺母轴承9与外壳1转动连接，两个螺母轴承本体91分别位于外壳1的两端且与外壳1螺纹连接，螺母轴承9包括螺母轴承本体91，螺母轴承本体91靠近传动装置的一侧设置有第二延伸部92，螺母轴承本体91的外圆周面上设置有外螺纹911，外壳1的内侧壁上设置有与外螺纹911相配合的内螺纹11。

输出齿轮5包括与行星齿轮组6相啮合的齿轮部51，齿轮部51远离第一星固架101的一侧具有第一延伸部52，第一延伸部52穿过临近的螺母轴承9伸入至飞轮3内，第一延伸部52位于飞轮3内的部位上设置有第二凹槽521，飞轮3内设置有与第二凹槽521相卡接的第二凸起，以使输出齿轮5与飞轮3固定连接，输出齿轮5内设置有轴承。

齿圈8的内圆周面上设置有与行星齿轮组6的第二传动齿轮62相啮合的内圈齿轮81，齿圈8的外圆周面上设置有可使变速装置实现制动齿圈8的外圈棘轮82。

变速轮固定架41的外侧壁上设置有第三凹槽411，变速轮7上设置有与第三凹槽411相配合的第三凸起711，以使变速轮7和变速轮固定架41固定连接。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种中轴式自行车内变速器，其特征在于，包括外壳、飞轮、传动装置及贯穿所述外壳的中轴，所述传动装置位于所述外壳内，所述中轴与所述外壳可转动连接，所述传动装置包括行星齿轮架、六组行星齿轮组、变速轮、六个齿圈及一个输出齿轮，所述行星齿轮架包括套设于所述中轴上的变速轮固定架，所述变速轮固定架的两侧分别设置有第一星固架和第二星固架，所述第一星固架和所述第二星固架分别通过两个连接组与所述变速轮固定架连接，其中三个所述行星齿轮组与所述第一星固架和所述变速轮固定架连接，另外三个所述行星齿轮组与所述第二星固架和所述变速轮固定架连接，所述变速轮套于所述变速轮固定架上，六个所述齿圈均与所述中轴同轴心且分别与六个所述行星齿轮组相啮合，所述飞轮设置于所述中轴靠近所述第二星固架的一端且位于所述外壳的外侧，所述输出齿轮套设于所述中轴上，所述输出齿轮与位于所述第二星固架和所述变速轮固定架之间的一组所述行星齿轮组相啮合且与所述飞轮固定连接，所述中轴上设置第一传动齿轮，所述第一传动齿轮与位于所述第一星固架和所述变速轮固定架之间的一组所述行星齿轮组相啮合，所述外壳上设置有用于调节所述传动装置速度的变速装置，所述行星齿轮组上包括齿轮轴，所述齿轮轴上设置有三个第二传动齿轮，相邻两个所述第二传动齿轮之间具有第一凹槽，所述齿圈的内圆周面上对应相对应的所述第一凹槽设置有第一凸起，所述第一凸起嵌于所述第一凹槽内，以使所述齿圈可转动固定于所述外壳内。

2.根据权利要求1所述的一种中轴式自行车内变速器，其特征在于，所述变速轮包括内圈和可相对所述内圈转动的外圈，所述内圈和所述外圈之间设置有滚珠，所述外圈的侧壁上设置有两个与所述外圈同轴心的环形的放线槽，每个所述放线槽内均设置有用于驱动所述变速轮转动的变速绳，所述变速绳缠绕于所述外圈上。

3.根据权利要求1所述的一种中轴式自行车内变速器，其特征在于，所述外壳的侧壁上沿其轴向方向对应所述第一星固架和所述变速轮固定架之间的齿圈和对应所述第二星固架和所述变速轮固定架之间的齿圈分别设置有两个方形通孔，所述变速装置的数量为两个，两个所述变速装置分别设置于两个所述方形通孔内，所述变速装置包括用于卡住所述齿圈的齿圈制动装置和用于驱动所述齿圈制动装置转动以实现所述齿圈制动装置选择性卡住所述齿圈的变速杆，所述变速杆与所述变速轮传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种中轴式自行车内变速器，其特征在于，所述齿圈制动装置包括棘轮卡轴，所述棘轮卡轴的两端与所述外壳的侧壁连接，所述齿圈的外圆周面上设置有外圈棘轮，所述棘轮卡轴上对应相邻的三个所述齿圈分别设置有三个可插入所述外圈棘轮的齿槽中的棘轮卡，以实现齿圈的止动，所述棘轮卡和所述外壳之间设置有复位弹簧。

5.根据权利要求4所述的一种中轴式自行车内变速器，其特征在于，所述变速杆包括截面呈三角状的变速杆本体，所述变速杆本体的两端分别设置有两个与所述外壳的侧壁转动连接的连接轴，所述变速杆本体上对应三个所述棘轮卡分别设置有三个凸键和三个空位，三个所述凸键和三个所述空位均分别位于所述变速杆本体的三个侧面上，临近所述变速轮的所述连接轴上设置有三个变速片，相邻两个所述变速片之间的夹角为120°，所述变速杆本体的每个侧面均位于两个所述变速片之间，所述变速轮上对应所述变速片设置有可使变速片插入的驱动凹槽，用于驱动所述变速片转动。

6.根据权利要求1所述的一种中轴式自行车内变速器，其特征在于，所述连接组由三个连接杆组成，三个所述连接杆环形均匀布置，相邻两个所述连接杆之间均设置有一个所述行星齿轮组。

7.根据权利要求1所述的一种中轴式自行车内变速器，其特征在于，所述中轴通过两个螺母轴承与所述外壳转动连接，两个所述螺母轴承分别位于所述外壳的两端且与所述外壳螺纹连接，所述螺母轴承包括螺母轴承本体，所述螺母轴承本体靠近所述传动装置的一侧设置有第二延伸部，所述螺母轴承本体的外圆周面上设置有外螺纹，所述外壳的内侧壁上设置有与所述外螺纹相配合的内螺纹。

8.根据权利要求7所述的一种中轴式自行车内变速器，其特征在于，所述输出齿轮包括与所述行星齿轮组相啮合的齿轮部，所述齿轮部远离所述第一星固架的一侧具有第一延伸部，所述第一延伸部穿过临近的所述螺母轴承伸入至所述飞轮内，所述第一延伸部位于所述飞轮内的部位上设置有第二凹槽，所述飞轮内设置有与所述第二凹槽相卡接的第二凸起，以使所述输出齿轮与所述飞轮固定连接，所述输出齿轮内设置有轴承。

9.根据权利要求1所述的一种中轴式自行车内变速器，其特征在于，所述齿圈的内圆周面上设置有与所述行星齿轮组的所述第二传动齿轮相啮合的内圈齿轮，所述齿圈的外圆周面上设置有可使所述变速装置实现制动所述齿圈的外圈棘轮。

10.根据权利要求1所述的一种中轴式自行车内变速器，其特征在于，所述变速轮固定架的外侧壁上设置有第三凹槽，所述变速轮上设置有与所述第三凹槽相配合的第三凸起，以使所述变速轮和所述变速轮固定架固定连接。