CN2071162U - 自行车中轴变速装置 - Google Patents

Abstract

一种自行车中轴变速装置，它取代中轴链轮和右 轴碗，装于中轴处，具有两种传动比(快速挡、慢速挡) 功能，快速挡经行星轮系传动、慢速挡则直接传动。 行星轮系由内齿轮圈，行星齿轮，中心齿轮，在中心齿 轮的内花键经跳健与装置座连接。本实用新型，结构 紧凑，变速平稳可靠，零部件强度高，安装使用方便， 它有一种基型及三个型号，以便与不同车型的自行车 配套用或由用户改装用，它也可用于三轮车等其他人 力运输工具。

Description

本实用新型属于自行车的一种变速装置。

目前，国内外自行车上应用的变速装置，一般分为两类：一类是外变速，用变换链条的位置，使其与不同齿数的链轮相啮合，从而变化速比；另一类是内变速，采用行星轮系作为变速轴安装在自行车的后轴上，来实现变速的。上述两类变速装置，都存在着零部件强度低，容易损坏，安装麻烦，而且外变速装置只能用窄开挡链条等缺点，使目前的变速装置不能广泛使用，变速车的数量占全部自行车总数的1％以下。

本实用新型的目的是提供一种取代自行车中轴的链轮和轴碗，装在中轴处的变速装置，它具有零部件强度高，动作可靠，可实现两种传动速比（快速档、慢速档）转换的变速装置。

本实用新型包括中轴、变速套、行星齿轮座、棘爪座圈、端盖、链轮圈、棘爪、内棘轮圈、内齿轮圈、行星齿轮、中心齿轮、跳键、装置座，其特征是：内齿轮圈、行星齿轮、中心齿轮组成行星轮系，其中心齿轮的内花键经跳键与装置座的键槽连接，以中轴为迴转轴心，并以装置座为基准，安装在自行车车架有螺纹的中接头上。

链轮圈与自行车的链条啮合。

下面结合附图对结构和变速原理作进一步的说明。

图1为本实用新型的结构及安装示意图。

图2为本实用新型沿图1A－A剖面的结构示意图。

图中：1－中轴；2－扭簧；3－钢丝连接螺钉；4－变速拨杆；5－装置座定位板；6－变速套；7－行星齿轮座；8－M6螺钉；9－半园夹；10－平夹；11－φ4钢球；12－丝挡；13－丝挡调整垫圈；14－棘爪座圈；15－φ3钢球；16－行星齿轮架；17－端盖；18－行星齿轮垫圈；19－弹簧挡圈；20－跳键弹簧；21－园销；22－φ6钢球；23－链轮圈；24－棘爪；25－棘爪簧丝；26－内棘轮圈；27－内齿轮圈；28－行星齿轮；29－中心齿轮；30－跳键；31－装置座；32－行星齿轮轴；33－锥销；34－M6螺帽；35－φ6垫圈；36－右曲柄。

装置座31的螺纹部分拧入车架  中接头内，另一端装有变速套6、中心齿轮29；其轴向键槽与中心齿轮29的内花键之间装有跳键30。变速套6的外园为行星齿轮座7的迴转基准，其内园为变径轮廓（凸轮），用于控制跳键30跳出或压入装置座31的键槽动作，其端面径向槽中装有变速拨杆4。

本实用新型的两种传动比功能，是通过扳动车把上的变速控制器手柄，经钢丝绳连接到变速拨杆4，使变速套6在装置座31上转过一定角度，其套内凸轮来控制跳键30与中心齿轮29的内花键定位或者脱开两种不同状况，从而使中心齿轮29在装置座31上转动或不转动来实现两种传动速比的。

快速档时，拨杆4在扭簧2的作用下，处于初始位置，则变速套6的内凸轮使跳键30跳出与中心齿轮29的内花键定位，使其在装置座31上不能转动（如图1、图2所示）。动力由右曲柄36连同端盖17带动内齿轮圈27，使行星齿轮28在中心齿轮29上滚动，动力经行星齿轮轴32传至行星齿轮座7，经内棘轮圈26到链轮圈23，然后至链条，实行自行车快速行驶。

慢速档时，将车把上的控制器扳至慢速位置，经钢丝绳使变速拨杆4带动变速套6转过一定角度，使跳键30压下，则中心齿轮29与装置座31的连接脱开，动力由右曲柄36连同端盖17带动棘爪座圈14，动力则经棘爪24至内棘轮圈26、链轮圈23，然后至链条，实现自行车慢速行驶。

在慢速档时，若再将车把上的控制器扳回快速位置，则变速拨杆4在扭簧2的作用下，使变速套6回到初始位置，则变速装置回至快速档状态。

本变速装置，在快速档经行星轮系传动，慢速档则直接传动，并且有单向离合器功能。在棘爪座圈14的内园均布三条轴向楔形槽与内齿轮圈27的外园滚道中装有φ3钢球。该结构使曲柄36在顺时钟方向传递动力，又能在反向任意转动，以便于骑车时的上、下车和转弯时的踏脚平衡动作，还能减少行星轮系的磨损，延长其使用寿命。

本变速装置行星轮系的主要技术参数：

齿轮模数：m＝1

齿 数：中心齿轮29，Z_a＝38

内齿轮圈27，Z_b＝70

行星齿轮28，Z_g＝16

则行星轮系速比按下式计算：

$i_{\mathrm{bg}}^a=1+\frac{z_a}{z_b}=1+\frac{38}{70}=1.54$

即快速档时，中轴1与链轮圈23的传动比为1：1.54。

本变速装置的内棘轮圈26与链轮圈23采用螺纹连接，便于更换磨损的链轮圈，还可使厂家在制造一种行星轮系的基型。只需提供不同齿数的链轮圈，即可组装成三种型号的变速装置，以适应不同车型的自行车配套用或不同要求的用户。

Ⅰ（高速型）：适用于北方及平原地区，或与20、24英寸自行车配套用，其链轮圈齿数为48。

Ⅱ（中速型）：适用于有上、下坡的丘陵地区，或与26、28英寸自行车配套用，其链轮圈齿数为38。

Ⅲ（低速型）：适用于山区及载重车配套用，或作为老、弱等用的低速、省力车，其链轮圈齿数为30。

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型变速装置与普通28英寸自行车（其链轮齿数为48）相比，其增速、省力效果对照表：

型号	链轮圈齿数	快速档当量链轮齿数	快速档增速	慢速档省力
					Ⅰ	48	～74	54.3%	/
Ⅱ	38	～59	22.1%	20.8%
					Ⅲ	30	～46	/	37.5%

本实用新型结构紧凑，零件制造工艺性好，适合采用大批量生产方式制造，如冲压、车、铣削及拉削工艺。

本实用新型，安装方便，可作为自行车总装厂配套用或由用户对现有自行车改装；还可用于具有B型中轴的三轮车、手摇车等其他人力运输工具。

Claims (4)

1、自行车中轴变速装置，包括中轴1、变速套6、行星齿轮座7、棘爪座圈14、端盖17、链轮圈23、棘爪24、内棘轮圈26、内齿轮圈27、行星齿轮28、中心齿轮29、跳键30、装置座31、其特征是：内齿轮圈27、行星齿轮28、中心齿轮29组成行星轮系，其中心齿轮29的内花键经跳键30与装置座31的键槽连接，以中轴1为迴转轴心，并以装置座31为基准，安装在自行车车架有螺纹的中接头上。

2、根据权利1所述的中轴变速装置，其特征是：装在装置座31上的变速套6，其内表面为凸轮，且其端面的径向槽中装有变速拨杆4。

3、根据权利1所述的中轴变速装置，其特征是：在内棘轮圈26的外园螺纹上装有链轮圈23。

4、根据权利要求1所述的中轴变速装置，其特征是：棘爪座圈14上装有棘爪24，其内园均布有三条轴向楔形槽与内齿轮圈27的外园滚道中装有钢球。

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