CN2056916U - 自行车变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种自行车变速器，也可用于三轮车或其他设备，它的基本结构是采用圆锥齿轮系变速，在两个旋转面相对的圆锥齿圈(5)和(11)之间啮合圆锥小齿轮(8)，小齿轮(8)经小轴(9)而与单向圆锥齿圈(10)联接，其中齿圈(10)接受驱动力，齿圈(11)输出驱动力，变换齿圈(5)的两种锁定状态得到二挡速比。基本结构经组合和变形后得到多种复合变速器，有二速、三速、四速、六速、八速几种类型。变速器体积小强度高性能可靠适用面广。

Description

本实用新型为一种齿轮变速器，特别适用于自行车，也可用于三轮车或其他设备。

现行的自行车变速器，通用的为两种：多级链轮拨链变速器和后轮轴窗行星齿轮变速器。前者结构简单，但变速时链条位置不易把握（换挡不易找准），且链齿间磨损大，后者结构复杂，强度及可靠性都较差，加工难度大且较重。专利文献CN86105045提出的“自行车行星链轮变速器”，利用自行车链条为外齿圈，链条轮为中心齿轮，小链轮为行星齿轮，通过控制链条轮的运动来实现变速。据称其变速可靠、结构简单，造价低，但存在体积小，受力状况差，骑行时感觉用力不均匀，变速范围窄的缺点。

本实用新型的目的在于提供一种体积小，强度高、变速性能可靠、结构简单，并可根据需要获得多种速比的自行车变速器。

以下结合附图叙述本实用新型的内容。

本实用新型采用园锥齿轮系变速，其基本结构是（图1～3）：将普通自行车单向小飞［12］去掉外环链轮齿圈，一侧装上单向园锥齿圈［11］，另一侧把小飞内套［14］延长，在其上通过滚动体［6］、珠挡［7］和垫环［13］安放另一园锥齿圈－－速轮［5］。自行车后轮带辐条盘的轴皮与小飞内套［14］之间同普通自行车一样由丝牙紧固联接。链条齿圈［10］，在齿圈［10］内壁垂直安放的小轴［9］和以小轴［9］为转轴的园锥小齿轮［8］构成游轮组件。园锥小齿轮［8］最好为三个并沿链轮齿圈内周边均匀分布。园锥小齿轮［8］分别与园锥齿圈［11］和速轮［5］啮合。链轮齿圈［10］的根部紧固有锁柱［2］，速轮［5］的外壁通过紧固件［4］固定一小钩［1］，并设有一弹簧［15］，车身相应部位装有一能伸出和缩回的销杆［3］。销杆操作手柄可固定在自行车手把上，用刹车钢丝连接。当自行车大飞通过链条带动链轮齿圈［10］沿自行车前进方向的顺时针方向旋转时，链轮齿圈［10］通过小轴［9］带动园锥小齿轮［8］转动。这时若速轮［5］与车体连接，则园锥小齿轮［8］在驱动单向园锥齿圈［11］的同时还被速轮［5］传动加速，从而单向园锥齿圈［11］也被加速，变速器以较高增速比带动自行车前进。若速轮［5］不是与车体连接而是与链轮齿圈［10］连接紧固，则速轮［5］与链轮齿圈［10］一道顺时针转动，速轮［5］与园锥小齿轮［8］之间无传动，园锥小齿轮［8］带动单向园锥齿圈［11］顺时针转动，变速器以较低增速比带动自行车前进。这样就能通过速轮［5］的两种锁定（连接）状态而获得两挡变速比。当锁杆［3］伸出时，它伸至小钩［1］所在位置，小钩［1］被拨动倒下之后便钩紧销杆［3］，从而使速轮［5］与车体连接。当销杆［3］缩回时，小钩［1］在弹簧［15］的作用下向上抬起与锁柱［2］钩紧，从而使速轮［5］和链轮齿圈［10］锁定。上述换挡过程是在链轮齿圈［10］被链条带动顺时针旋转的情况下实现的。再一次把锁杆［3］伸出时，它碰到小钩［1］后就把小钩［1］从锁柱［2］上弹开而重复上述过程。

在上述基本技术方案的基础上，为实现多种变速比而有本实用新型的一种复合变速器，其结构如下（图4－－7）：普通自行车单向小飞去掉外环链轮齿圈，一侧装上单向园锥齿圈［11］，另一侧把小飞内套延长后装上与链轮［16］联为一体的园锥齿圈－－速轮［5］。链轮齿圈［10］，小轴［9］和园锥小齿轮［8］构成游轮组件。园锥小齿轮［8］分别与园锥齿圈［11］和速轮［5］啮合。在自行车车体叉板［17］外侧于后轮轴［21］上设置由滚动体［19］和珠档［20］构成的轴承，摇臂［18］下端与该轴承联接，从而摇臂［18］能绕轴［21］转动。轴承外侧于后轮轴［21］上套有棘轮轴［23］，并由弹片（棘爪）［24］配上一单向棘轮［22］。摇臂［18］下端也由棘轮轴［25］和弹片（棘爪）［27］配上一单向小棘轮［26］，小棘轮［26］侧面设有曲柱［28］。摇臂［18］的上部设有一轴［29］，并由珠挡［30］和珠挡［31］、滚动体［32］联接一外壁呈多边形，最好为六边形（见a－a剖面图）的套架［33］，套架一端带有一链轮－－架轮［34］。套架［33］外围装不少于二只、内壁形状与套架外壁形状相同从而能在套架上左右滑动的链轮－－跳轮［35］。摇臂［18］的最未端通过轴销联接合臂［36］和［37］，两合臂之间有一弹簧［38］，软钢绳［39］自弹簧［38］的中心和套管［41］内穿过。合臂［37］的未端装有一拨轮架［40］。链轮［16］与架轮［34］由链条联接。穿过软管［69］的钢绳［42］与摇臂［18］联接（图7）。在摇臂［18］与合臂［36］的联接处还可装上弹片［43］。当来自大飞的传动力驱动链轮齿圈［10］时，除了产生类似前述基本结构中的加速传动以外，主链条［44］同时带动跳轮［35］，从而带动套架［33］和架轮［34］转动，架轮［34］经短链条［61］和链轮［16］驱动速轮［5］，使变速器获得更大加速比。换动三个跳轮［35］可获得三挡速比。见图7，跳轮［35］的换齿过程如下：人手拉动软管［41］中的钢绳［42］使摇臂上抬，从而跳轮［35］的链齿离开主链条［44］，此时单向棘轮［22］不会转动而单向小棘轮［26］会转动。［26］逆时针转动，其上的曲柱［28］拉动钢绳［39］。见图4，钢绳［39］迫使合臂下沉，跳轮［35］之一与主链条［44］啮合，完成一次变速。与此同时，由于摇臂下沉，棘轮［22］可转动而小棘轮［26］不会转动，使钢绳［39］锁定，由此锁定合臂［36］、［37］和跳轮［35］。经上述两次变速操作后，跳轮［35］到达最左端，同时小棘轮［26］到达曲柱［28］最远端。第三次变速时小棘轮［26］转过最远端后受弹簧［38］和弹片［43］的作用旋跳至最近端，此时合臂［36］、［37］分开，跳轮［35］回到最右端。为使跳轮［35］的三挡位置能准确定位，可在小棘轮［26］与摇臂［18］的结合面上装上碰珠［45］。图4中［53］为后轮辐条，［54］为垫环，［55］为接套，［56］为螺母，［57］为滚动体及珠挡，［58］为轴皮。图7中［59］为车架管，［60］为固定套，［61］为短链条，［62］为复位拉簧，［63］为限位销，［64］为车架管。

上述复合变速器如再与一个处于大飞位置的，具有基本结构的变速器配合，则可实现六档变速。后者结构见图6，使用时呈减速状态，能对上述复合变速器的三级高速比提供减速，从而获得六级速比。图6中［46］为曲柄，［47］为自行车中轴，［51］为删去单向结构后的园锥齿圈（固定在套架［48］上），［52］为弹簧，其他与图1的相同。

图8为上述复合变速器的简化结构，普通自行车单向小飞去掉外环链轮齿圈，一则装上单向园锥齿圈［11］，另一侧把小飞内套延长后通过滚动体装上与链轮［16］联为一体的园锥齿圈－－速轮［5］。链轮齿圈［10］、小轴［9］和园锥小齿轮［8］构成游轮组件。园锥小齿轮［8］分别与园锥齿圈［11］和速轮［5］啮合。在自行车体叉板［17］内侧于后轴［21］上设置由滚动体［19］和珠挡［20］构成轴承，摇臂［18］下端与该轴承联接，从而摇臂［18］能绕轴［21］转动。在摇臂［18］的另一端设有一轴［29］，并由珠挡［30］和珠挡［31］，滚动体［32］联接分别带有链齿并且联为一体的架轮［66］和跳轮［65］。链轮［16］与架轮［66］由链条联接。摇臂［18］与一变速钢绳联接。架轮［66］上装有棘齿［67］而摇臂［18］的相应部位装有棘爪［68］。若拉动变速钢绳使摇臂［18］抬起，则此时跳轮［65］和架轮［66］处于自由状态（原速比消失），速轮［5］对它们施加的反向驱动力被棘齿［67］和棘爪［68］卡死抵消，这就相当于速轮［5］与车体固定联结，从而获得一种新速比。若放松变速钢绳使摇臂［18］放下，则此时跳轮［65］回到原位置与主链条啮合，恢复原速比，棘爪［68］打滑而速轮［5］正向转动获得高速比。该简化结构的复合变速器若与图10所示的，用于装在大飞位置的加速型变速器配合，则可得到四级变速。

图9为一种径向级联的变形结构，另外还可变形成轴向级联的变速器以运用于其他领域。

和现有技术相比，本实用新型的优点是体积小，强度高，性能可靠，能由简单结构获得多种速比。

图1为本实用新型基本结构的剖视图。图2为图1中的游轮组件结构示意图。图3为图1中小钩装配示意图。图4为本实用新型复合结构的剖视图。图5为图4中棘轮的结构示意图。图6为用于大飞位置的本实用新型基本结构的剖视图。图7为图4复合结构的工作状态示意图。图8为本实用新型简化复合结构的剖视图。图9为本实用新型径向级联变形结构的示意图。图10为用于大飞位置的本实用新型加速器结构示意图。

实例。下面给出本实用新型几种具体结构的链齿数和速比（对于各种情况均设计园锥齿轮系，即图1所示基本结构及类似结构的增速比为2）：

A、六速型复合变速器，见图4、图7。自行车普通大飞为20齿；链轮齿圈［10］为25齿；跳轮［35］为9齿、11齿、20齿；架轮［34］和链轮［16］均为18齿。变速器速比为：3.82（9齿跳轮）、3.41（11齿跳轮）、2.6（20齿跳轮）。若把普通大飞改为图6结构（链轮［50］为20齿），则可获得上述三级高增速比二分之一的三级低增速比；1.91、1.705、1.3。从而六级增速比分别为：1.3、1.705、1.91、2.6、3.41和3.82。

B、四速型复合变速器见图8。变速大飞为20齿（图10）；链轮齿圈［10］为25齿；架轮［66］为18齿，跳轮［65］为16齿，链轮［16］为22齿。四级增速比为：1.6、2.6、3.2、5.2。

上述两种复合变速器速比的计算方法是：设大飞齿数：跳轮齿数＝a，大飞齿数：链轮齿圈［10］的齿数＝b，架轮齿数：链轮［16］齿数＝c，则整个变速器的速比为a×c＋b×2。

上述六速型复合变速器中的架轮［34］若加装上四速型复合变速器中的架轮［66］所装置的棘齿爪机构，则又可增加二级速比（值为1.6，0.8），成为八速比变速器（摇臂［18］抬起后不放下。）

C、基本结构在后轮单独使用，见图1。普通大飞为40齿，链轮齿圈［10］为25齿，变速器的二级速比为1.6和3.2。

D、用于大飞位置的变速器单独使用。

1、见图10，外传动链轮为30齿，普通小飞为18齿，变速器的二级速比为1.6，3.33。

2、见图6，外传动链轮［50］为40齿，普通小飞为18齿，变速器的二级速比为1.25，2.5。

E、基本结构在小飞位置与用于大飞位置的变速器同时使用。

1、链轮齿圈［10］为25齿（见图1），外传动链轮为30齿（见图10），整个变速器的三级速比为1.2，2.4和4.8。

2、链轮齿圈［10］为25齿（见图1），外传动链轮［50］为48齿，整个娈速器的三级速比为0.96，1.92和3.84。

从上述实例可看出本实用新型运用面广、选择范围宽，可通过选择组合方式和安装位置来适应不同的使用要求。

Claims (5)

1、一种自行车变速器，其特征在于：普通单向小飞去掉外齿圈的一侧装单向园锥齿圈[11]，另一侧把小飞内套延长后通过滚动体承放另一园锥齿圈--速轮[5]，由链轮齿圈[10]、小轴[9]和园锥小齿轮[8]构成游轮组件，齿轮[8]分别与齿圈[11]和速轮[5]啮合，齿圈[10]的根部紧固有锁柱[2]，速轮[5]的外壁通过是紧固件[4]固定一小钩[1]，并设有一弹簧[15]，车身相应部位装有一能伸出和缩回的销杆[3]。

2、一种自行车变速器，其特征在于：普通单向小飞去掉外齿圈的一侧装单向园锥齿圈［11］，另一侧把小飞内套延长后通过滚动体装上与链轮［16］联为一体的园锥齿圈－－速轮［5］，由链轮齿圈［10］，小轴［9］和园锥小齿轮［8］构成游轮组件，齿轮［8］分别与齿圈［11］和速轮［5］啮合，在车体叉板［17］内侧于后轴［21］上设置一轴承，摇臂［18］一端与该轴承联接，另一端设有一轴［29］，该轴上由滚动体承放分别带有链齿并且联为一体的架轮［66］和跳轮［65］，链轮［16］与架轮［66］由链条联接，摇臂［18］与钢绳联接，架轮［66］上装有棘齿［67］而摇臂［18］的相应部位装有棘爪［68］。

3、一种自行车变速器，其特征在于：普通单向小飞去掉外齿圈的一侧装单向园锥齿圈［11］，另一侧把小飞内套延长后通过滚动体装上与链轮［16］联为一体的园锥齿圈－－速轮［5］，由链轮齿圈［10］、小轴［9］和园锥小齿轮［8］构成游轮组件，齿轮［8］分别与齿圈［11］和速轮［5］啮合，在车体叉板［17］外侧于后轴［21］上设置一轴承，摇臂［18］下端与该轴承联接，该轴承外侧于后轮轴［21］上套有棘轮轴［23］，并由棘爪［24］配上一单向棘轮［22］，摇臂［18］下端也由棘轮轴［25］和棘爪［27］配上一单向小棘轮［26］，小棘轮［26］侧面设有曲柱［28］，摇臂［18］的上部设有一轴［29］，轴上由滚动体承放一外壁呈多边形的套架［33］，套架一端带有一链轮－－架轮［34］，套架外围装不少于二只，内壁形状与套架外壁形状相同从而能在套架上左右滑动的链轮－－跳轮［35］，摇臂［18］的最未端通过轴销联接合臂［36］和［37］，两臂之间有一弹簧［38］，软钢绳［39］自弹簧［38］的中心和套管［41］内穿过，合臂［37］的未端有一拨轮架［40］，链轮［16］与架轮［34］由链条联接，穿过软管［69］的钢绳［42］与摇臂［18］联接。

4、如权利要求1，3所述的自行车变速器，其特征在于：园锥小齿轮［8］为三个并沿链轮齿圈内周边均匀分布。

5、如权利要求3所述的自行车变速器，其特征在于跳轮［35］为三只，套架［33］的外壁呈六边形。

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