CN207809672U - 凸轮式自行车变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及自行车领域，具体涉及了一种凸轮式自行车变速器，包括：中轴，中轴的固定端转动连接于中轴壳体，中轴的活动端穿出中轴壳体；驱动带轮，驱动带轮包括固接在中轴上的第一固定轮和套接在中轴上的第一滑动轮；后轴；从动带轮，从动带轮套设在后轴上；传动带，传动带卷绕在驱动带轮和从动带轮上；凸轮机构，凸轮机构包括转动地套设在中轴上的第一调距筒以及设在中轴壳体一端的第一端面凸轮，第一调距筒的一端设有第二端面凸轮，另一端抵接在第一滑动轮上，第一端面凸轮和第二端面凸轮相抵接。通过第一端面凸轮和第二端面凸轮的配合将第一调距筒的转矩转换为其在轴向方向的运动，进而调节第一固定轮和第一滑动轮的间距。

Description

凸轮式自行车变速器

技术领域

本实用新型涉及自行车领域，特别是涉及一种凸轮式自行车变速器。

背景技术

目前，自行车变速传动系统主要以塔形齿盘式链条变速传动为主。基于这种变速器的物理结构以及操作特点，在使用的过程中容易发生卡链、脱链等故障，尤其在频繁变速或粗放式使用的情况下，上述故障必然会频频发生。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种凸轮式自行车变速器，用户可转动第一调距筒来调节第一固定轮和第一滑动轮的间距。

基于此，本实用新型提供了一种凸轮式自行车变速器，包括：

中轴，所述中轴的固定端转动连接于筒形的中轴壳体，所述中轴的活动端穿出所述中轴壳体；

驱动带轮，所述驱动带轮包括固接在所述中轴的活动端上的第一固定轮和不可相对转动地套接在所述中轴的活动端上且能够沿轴向滑动的第一滑动轮；

后轴；

从动带轮，所述从动带轮套设在所述后轴上；

传动带，所述传动带卷绕在所述驱动带轮和从动带轮上；

凸轮机构，所述凸轮机构包括转动地套设在所述中轴上且能够沿轴向滑动的第一调距筒以及设在所述中轴壳体一端的第一端面凸轮，所述第一调距筒的一端设有第二端面凸轮，所述第一调距筒的另一端转动地抵接在所述第一滑动轮上，所述第一端面凸轮和第二端面凸轮相抵接。

作为优选的，所述从动带轮包括套接在所述后轴的轮毂的第二固定轮以及与所述第二固定轮不可相对转动设置且能够沿轴向滑动的第二滑动轮，所述后轴和第二滑动轮之间设有用于驱动所述第二滑动轮沿轴向滑动的调距组件。

作为优选的，所述调距组件为弹性件，所述弹性件的一端连接于所述后轴，另一端连接于所述第二滑动轮。

作为优选的，所述调距组件包括转动地套设在所述后轴上且能够沿轴向滑动的第二调距筒和套设在所述后轴上的第三端面凸轮，所述第二调距筒的一端设有第四端面凸轮，所述第二调距筒的另一端转动地抵接在所述第二滑动轮上，所述第三端面凸轮和第四端面凸轮相抵接。

作为优选的，所述调距组件为滚珠螺杆，所述滚珠螺杆的螺杆件套设在所述后轴上，所述滚珠螺杆的螺帽件的一端转动地抵接在所述第二滑动轮上。

作为优选的，所述第一调距筒的外侧壁上设有第一调距拨杆。

作为优选的，所述第二调距筒的外侧壁上设有第二调距拨杆。

作为优选的，所述滚珠螺杆的螺帽件的外侧壁上设有第三调距拨杆。

作为优选的，所述从动带轮和后轴的轮毂之间设有单向轴承。

作为优选的，所述第一端面凸轮和第二端面凸轮的凸轮端面均为光滑曲面。

本实用新型的凸轮式自行车变速器，中轴壳体的一端设有第一端面凸轮，第一调距筒的一端设有第二端面凸轮，第一调距筒的另一端转动地抵接在第一滑动轮上，通过第一端面凸轮和第二端面凸轮的配合将第一调距筒的转矩转换为其在轴向方向的运动，进而调节第一固定轮和第一滑动轮的间距。

附图说明

图1是本实用新型实施例的凸轮式自行车变速器的中轴结构示意图；

图2是本实用新型实施例的凸轮式自行车变速器的中轴部分剖面示意图；

图3是本实用新型实施例的凸轮式自行车变速器的后轴结构示意图之一；

图4是本实用新型实施例的凸轮式自行车变速器的后轴结构示意图之二；

图5是本实用新型实施例的凸轮式自行车变速器的后轴结构示意图之三；

图6是本实用新型实施例的凸轮式自行车变速器的整体结构示意图之一；

图7是本实用新型实施例的凸轮式自行车变速器的整体结构示意图之二；

图8是本实用新型实施例的凸轮式自行车变速器的整体结构示意图之三。

其中，1、中轴；11、中轴壳体；11a、第一端面凸轮；12、第一调距筒；12a、第二端面凸轮；12b、第一调距拨杆；2、驱动带轮；21、第一固定轮；22、第一滑动轮；3、后轴；31、第三端面凸轮；32、轮毂；33、单向轴承；4、从动带轮；41、第二固定轮；42、第二滑动轮；5、传动带；6、调距组件；61、弹性件；62、第二调距筒；62a、第四端面凸轮；62b、第二调距拨杆；63、滚珠螺杆；63a、螺杆件；63b、螺帽件；63c、第三调距拨杆；7、平面轴承；8、车架；9、连接件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

结合图1、图2和图6所示，示意性地显示了本实用新型的凸轮式自行车变速器，包括：中轴1、驱动带轮2、后轴3、从动带轮4、传动带5和凸轮机构，中轴1的固定端转动连接于圆筒形的中轴壳体11，中轴1的活动端穿出中轴壳体11，驱动带轮2包括固接在中轴1的活动端上的第一固定轮21和不可相对转动地套接在中轴1的活动端上的第一滑动轮22，第一滑动轮22能够沿中轴1的轴向滑动，从动带轮4则套设在后轴3上，驱动带轮2和从动带轮4之间卷绕有用于传动的传动带5。从动带轮4和后轴3的轮毂32之间设有单向轴承33，以便用户在蹬踏自行车踏板时，单向轴承33将从动带轮4和后轴3的轮毂32锁定，动力能够从从动带轮4输出到后轴3的轮毂32上，而用户在未蹬踏自行车踏板时，单向轴承33允许从动带轮4和后轴3的轮毂32发生相对转动，不断转动的后轴3的轮毂32则不会带动从动带轮4转动。凸轮机构包括转动地套设在中轴1上且能够沿轴向滑动的第一调距筒12以及设在中轴壳体11一端的第一端面凸轮11a，第一调距筒12的一端设有第二端面凸轮12a，第一调距筒12的另一端转动地抵接在第一滑动轮22上，使得第一调距筒12不会跟着第一滑动轮22旋转，第一端面凸轮11a和第二端面凸轮12a相抵接；需要注意的是，中轴壳体11和自行车车架8相连接，当施力转动第一调距筒12时，第一端面凸轮11a和第二端面凸轮12a发生相对转动，由于二者相抵接，根据端面凸轮的物理结构，二者的转矩会被转换为二者在轴向方向的相对位移，即第一调距筒12在相对中轴壳体11转动后，第一调距筒12会在中轴1上滑动，进而推动或拉扯第一滑动轮22在中轴1上滑动，从而改变第一滑动轮22和第一固定轮21之间的间距，以此无级地改变该变速器的变速比。此外，第一调距筒12的外侧壁上设有第一调距拨杆12b，通过对第一调距拨杆12b施力，即可转动第一调距筒12。

还需要注意的是，在某些实施例当中，该变速器仅仅需要驱动带轮2进行无级变速，而从动带轮4无变速功能，在这种实施例中可以添加一传动带5张紧机构(未图示)来调节传动带5的张紧。

而在本实施例中，从动带轮4也可进行无级变速。从动带轮4包括套接在后轴3的轮毂32的第二固定轮41以及与第二固定轮41不可相对转动设置且能够沿轴向滑动的第二滑动轮42，后轴3和第二滑动轮42之间设有用于驱动第二滑动轮42沿轴向滑动的调距组件6，调距组件6即可改变第二滑动轮42和第二固定轮41的间距，进而无级地改变该变速器的变速比；其中，后轴3的轮毂32用于安装自行车后轮，当然，根据自行车结构的实际设计需求，后轴3可固接也可不固接在自行车架8上，同样的，后轴3的轮毂32可固接也可不固接在自行车架8上。

具体地，调距组件6可优选为弹性件61，结合图3所示，弹性件61为弹簧，弹性件61的一端连接于后轴3，另一端连接于第二滑动轮42，根据传动带5的负载，第二滑动轮42和第二固定轮41在弹性件61的弹力作用下可自动适应该负载下的间距，由于弹簧不能够自由调节其伸缩的长度，尤其是自行车在大扭矩输出动力时，弹簧会被迫收缩，无法保持用户需要的变速档位，但弹簧式的调距组件6相较于其他的调距组件6结构最简单，质量轻，因此适用于需要轻量化设计以及设计负载较低的自行车。调距组件6还可以是类似于凸轮机构的结构，结合图4所示，调距组件6包括转动地套设在后轴3上且能够沿轴向滑动的第二调距筒62和套设在后轴3上的第三端面凸轮31，第二调距筒62的一端设有第四端面凸轮62a，第二调距筒62的另一端转动地抵接在第二滑动轮42上，使得第二调距筒62不会跟着第二滑动轮42旋转，第三端面凸轮31和第四端面凸轮62a相抵接；和凸轮机构类似，当施力转动第二调距筒62时，第三端面凸轮31和第四端面凸轮62a的转矩会被转换为二者在轴向方向的相对位移，即第二调距筒62会在中轴1上滑动，进而推动或拉扯第二滑动轮42在中轴1上滑动，从而改变第二滑动轮42和第二固定轮41之间的间距，以此进行无级变速。第二调距筒62的外侧壁上设有第二调距拨杆62b，通过对第二调距拨杆62b施力，即可转动第二调距筒62。调距组件6还可优选为滚珠螺杆63，结合图5所示，其中，滚珠螺杆63的螺杆件63a为圆筒形结构，其螺纹槽设在螺杆件63a的外侧壁，螺杆件63a套设在后轴3上，滚珠螺杆63的螺帽件63b套设在螺杆件63a外，螺杆件63a和螺帽件63b之间设有滚珠，螺帽件63b在和螺杆件63a发生旋转时，螺帽件63b能够在螺杆件63a的轴向方向上移动；螺帽件63b的一端转动地抵接在第二滑动轮42上，使得螺帽件63b不会随着第二滑动轮42的转动而转动，当施力转动螺帽件63b时，螺帽件63b会在螺杆件63a上沿轴向移动，进而推动或拉扯第二滑动轮42在后轴3上滑动，进而改变第二滑动轮42和第二固定轮41之间的间距，以此进行无级变速。滚珠螺杆63的螺帽件63b的外侧壁上设有第三调距拨杆63c，通过施力拨动第三调距拨杆63c，即可转动螺帽件63b。对于一些对变速精准度需求更高、扭矩输出更稳定的自行车来说，采用凸轮式或滚珠螺杆式的调速组件6无疑是更好的选择，上述两种调速组件6均能够精准地调节第二滑动轮42和第二固定轮41的间距。更进一步地，滚珠螺杆式的调速组件6相较于凸轮式的调速组件6在调速的过程中更为顺滑，这归功于滚珠螺杆内的滚珠。

结合图7和图8所示，该变速器还包括一连接件9，连接件9的两端分别转动地连接于第一调距拨杆12b和第二调距拨杆62b，或者连接件9的两端分别转动地连接于第一调距拨杆12b和第三调距拨杆63c，用户只需推动或拉扯连接件9，即可同时调节第一滑动轮22和第一固定轮21的间距以及第二滑动轮42和第二固定轮41的间距。当然，还可在连接件9上增设弹簧，让连接件9可自动复位。

为了优化该变速器，第一调距筒12的一端通过平面轴承7转动地抵接在第一滑动轮22上，以此使第一调距筒12转动地抵接在第一滑动轮22上。第一端面凸轮11a和第二端面凸轮12a的凸轮端面均为光滑曲面，这样设置可使得凸轮机构在变速的过程中更平顺。

综上所述，本实用新型的凸轮式自行车变速器，中轴壳体11的一端设有第一端面凸轮11a，第一调距筒12的一端设有第二端面凸轮12a，第一调距筒12的另一端转动地抵接在第一滑动轮22上，通过第一端面凸轮11a和第二端面凸轮12a的配合将第一调距筒12的转矩转换为其在轴向方向的运动，进而调节第一固定轮21和第一滑动轮22的间距。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种凸轮式自行车变速器，其特征在于，包括：

中轴，所述中轴的固定端转动连接于筒形的中轴壳体，所述中轴的活动端穿出所述中轴壳体；

驱动带轮，所述驱动带轮包括固接在所述中轴的活动端上的第一固定轮和不可相对转动地套接在所述中轴的活动端上且能够沿轴向滑动的第一滑动轮；

后轴；

从动带轮，所述从动带轮套设在所述后轴上；

传动带，所述传动带卷绕在所述驱动带轮和从动带轮上；

凸轮机构，所述凸轮机构包括转动地套设在所述中轴上且能够沿轴向滑动的第一调距筒以及设在所述中轴壳体一端的第一端面凸轮，所述第一调距筒的一端设有第二端面凸轮，所述第一调距筒的另一端转动地抵接在所述第一滑动轮上，所述第一端面凸轮和第二端面凸轮相抵接。

2.根据权利要求1所述的凸轮式自行车变速器，其特征在于，所述从动带轮包括套接在所述后轴的轮毂的第二固定轮以及与所述第二固定轮不可相对转动设置且能够沿轴向滑动的第二滑动轮，所述后轴和第二滑动轮之间设有用于驱动所述第二滑动轮沿轴向滑动的调距组件。

3.根据权利要求2所述的凸轮式自行车变速器，其特征在于，所述调距组件为弹性件，所述弹性件的一端连接于所述后轴，另一端连接于所述第二滑动轮。

4.根据权利要求2所述的凸轮式自行车变速器，其特征在于，所述调距组件包括转动地套设在所述后轴上且能够沿轴向滑动的第二调距筒和套设在所述后轴上的第三端面凸轮，所述第二调距筒的一端设有第四端面凸轮，所述第二调距筒的另一端转动地抵接在所述第二滑动轮上，所述第三端面凸轮和第四端面凸轮相抵接。

5.根据权利要求2所述的凸轮式自行车变速器，其特征在于，所述调距组件为滚珠螺杆，所述滚珠螺杆的螺杆件套设在所述后轴上，所述滚珠螺杆的螺帽件的一端转动地抵接在所述第二滑动轮上。

6.根据权利要求1所述的凸轮式自行车变速器，其特征在于，所述第一调距筒的外侧壁上设有第一调距拨杆。

7.根据权利要求4所述的凸轮式自行车变速器，其特征在于，所述第二调距筒的外侧壁上设有第二调距拨杆。

8.根据权利要求5所述的凸轮式自行车变速器，其特征在于，所述滚珠螺杆的螺帽件的外侧壁上设有第三调距拨杆。

9.根据权利要求2所述的凸轮式自行车变速器，其特征在于，所述从动带轮和后轴的轮毂之间设有单向轴承。

10.根据权利要求1所述的凸轮式自行车变速器，其特征在于，所述第一端面凸轮和第二端面凸轮的凸轮端面均为光滑曲面。