CN207917078U - 一种铆接一体式飞轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铆接一体式飞轮，包括由多层直径依次增大的齿圈搭接成的塔轮、轮毂以及抗扭齿圈；多层齿圈中直径最小的为第一齿圈，多层齿圈中直径最大的为第二齿圈；抗扭齿圈可拆卸的与第二齿圈固定；还包括与抗扭齿圈可拆卸连接的第三齿圈，第三齿圈与塔轮分别位于抗扭齿圈的两侧。本实用新型的一种铆接一体式飞轮，具有强度好、成本低并且工艺性好等优点。

Description

一种铆接一体式飞轮

技术领域

本实用新型涉及一种自行车变速飞轮，尤其涉及一种铆接一体式飞轮。

背景技术

随着社会的进步，现今各种交通工具对于轻量化、高强度的要求也越来越高，目前自行车通常是通过材料轻量化与结构轻量化来进行减重，并且轻量化是以强度与刚度有足够的保障为前提，特别是对于运动型自行车来说，其对变速链轮的强度与刚度有更高的要求。而变速链轮为自行车中最重要的零部件之一，其基本的性能需求是在质量一定的情况下，强度与刚度越高越好。变速链轮为多层齿圈结构，一般是采用种锥形空心体做支撑结构形成一体式飞轮。由于锥形空心体结构通常是由一块材料加工而成构成一体式飞轮，因而具有较高的强度与刚度。但是，当今运动自行车变速数11速的已广泛使用，这种一体式飞轮在制造成11速时对设备的锻压要求只有400t左右，但是当需要更多的变速档位，由11速变12速时甚至更高时，对设备的锻压要求就激增到1000t，每增加一速，设备要求呈几何倍数上涨，对设备的寿命、维护以及工厂的成本都造成了巨大的压力。而且，这类产品具有较高的价格，通用性不够，不利于普及产品满足多数人的基本需求。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述所提及的技术问题，提供一种强度好、刚度大、成本低并且工艺性好的铆接一体式飞轮。

本实用新型是通过以下的技术方案实现的：

一种铆接一体式飞轮，包括由多层直径依次增大的齿圈搭接成的塔轮、轮毂以及抗扭齿圈；塔轮中直径最小的为第一齿圈，塔轮中直径最大的为第二齿圈；抗扭齿圈可拆卸的与第二齿圈固定；还包括与抗扭齿圈可拆卸连接的第三齿圈，第三齿圈与塔轮分别位于抗扭齿圈的两侧。

优选的，第二齿圈设置有第一连接部，抗扭齿圈设置有第二连接部以及第三连接部，第三齿圈设置有第四连接部；第一连接部与第二连接部连接为一体，第三连接部与第四连接部连接为一体。

优选的，第二齿圈设置有第五连接部，抗扭齿圈设置有第六连接部，第三齿圈设置有第七连接部；第六连接部的两端分别与第五连接部以及第七连接部连接为一体。

优选的，轮毂与抗扭齿圈一体连接。

优选的，塔轮直径较大的一端与抗扭齿圈搭接形成第一搭接节圈，塔轮直径较小的一端与轮毂搭接形成第二搭接节圈；塔轮、轮毂以及抗扭齿圈构成三角结构。

优选的，抗扭齿圈包括辐板以及设置在辐板外沿的大齿，辐板上设置有减重孔。

优选的，第三齿圈包括面向抗扭齿圈的齿正面，齿正面朝远离抗扭齿圈的方向偏移。

优选的，齿正面随着第三齿圈的径向延伸依次包括接触面(a)、加工面(c)以及工作面(d)，接触面(a)直接与抗扭齿圈接触，工作面(d)为第三齿圈上工作齿的外侧面，加工面(c)朝远离抗扭齿圈的方向偏移的距离较接触面(a)以及工作面(d)大。

优选的，第一齿圈、第二齿圈、抗扭齿圈以及第三齿圈直径依次增大。

优选的，还包括第四齿圈，第四齿圈与第一齿圈可拆卸连接。

有益效果是：

与现有技术相比，一种铆接一体式飞轮通过设置由多层直径依次增大的齿圈搭接成的塔轮、轮毂以及抗扭齿圈，三者结合呈稳定的三角形，塔轮为一体制造，适应各方面的强度需要，强度性能好并且刚度大；并且，本实用新型的铆接一体式飞轮在抗扭齿圈的另一侧再额外的增加了一层可拆卸的第三齿圈，相当于在现有的齿轮基础上额外增加一层，避免了在一个塔轮上集中太多齿圈，工艺性好，通用性强；由于第三齿圈是单独的部件，现有设备即可满足对塔轮以及第三齿圈的制造，而无须改进设备，使得设备成本低。

附图说明

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明，其中：

图1为本实用新型的铆接一体式飞轮上半部的结构示意图；

图2为本实用新型的铆接一体式飞轮上半部的结构另一种实施例。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种铆接一体式飞轮，包括由多层直径依次增大的齿圈搭接成的塔轮1、轮毂2以及抗扭齿圈3。多层齿圈中直径最小的为第一齿圈11，多层齿圈中直径最大的为第二齿圈12。抗扭齿圈3可拆卸的与第二齿圈12固定，固定的方式可以是铆接、螺纹连接或者焊接的一种。轮毂2为筒状，轮毂2的一端与塔轮1的小直径端可拆卸连接，例如过盈装配、铆接、螺纹连接或者焊接；轮毂2的另一端垂直的与抗扭齿圈3可拆卸或者固定的连接。由此，通过塔轮1、轮毂2和抗扭齿圈3的上半部在轴向剖面上形成一个稳定的三角形支撑结构，下半部为对称的三角形结构，使得飞轮稳定性好、强度高。第三齿圈4单独制成，并且第三齿圈4与抗扭齿圈3可拆卸连接，连接的方式可以是铆接、螺纹连接或者焊接的一种。第三齿圈4与塔轮1分别位于抗扭齿圈3的两侧，现有的一体式飞轮通常在塔轮1齿圈层数的基础上再加入抗扭齿圈3，而本实施方式中的第三齿圈4作为额外的齿圈加入其中满足对变速的需求，并且由于是在抗扭齿圈3的外侧加入第三齿圈4，不会与塔轮1发生干涉，市面上主流的一体式飞轮均可以通用这种连接结构。而采用这种结构的好处也是明显的，当前运动自行车飞轮的变速数已到12速甚至更高，一体式的飞轮通常是由设备将金属原料锻压成胚体，然后再进行齿加工，而一体式的飞轮每增加一层齿圈，锻压的纵向尺寸愈长，对设备的锻压能力要求也越高，例如11速的飞轮对设备锻压能力只要求400t左右，但是当需要更多的变速档位，例如由11速变12速或更多时，对设备的锻压要求就激增到1000t甚至以上，在现有的基础上，每增加一速，需要增加一个齿圈，对设备要求呈几何倍数上涨，并且，高锻压能力的设备，在使用寿命、设备维护以及购置成本都有非常巨大的压力，因此通过在塔轮1与抗扭齿圈3的基础上再额外增加可拆卸的第三齿圈4大大缓解这种情况，通用性好，同时使得设备成本低、产品性能稳定、工艺性好。

较佳的实施方式，如图1和图2所示，轮毂2与抗扭齿圈3一体连接，塔轮1直径较大的一端与抗扭齿圈3搭接形成第一搭接节圈8，以第二齿圈12与抗扭齿圈3搭接的方式较优，使得结构相对简单，加工方便；塔轮1直径较小的一端与轮毂2搭接形成第二搭接节圈9，以第一齿圈11与轮毂2搭接的方式较优，使得结构相对简单，加工方便。由此，仅需通过第一搭接节圈8、第二搭接节圈9即可使得塔轮1、轮毂2以及抗扭齿圈3在轴向剖面上形成一个稳定的三角结构。由于轮毂2与抗扭齿圈3是一体的，使得飞轮的受力较分体式的更均匀，避免了轮毂2和抗扭齿圈3断开的结合部位出现松脱滑动；同时，将轮毂2和抗扭齿圈3一体设置，可避免现有飞轮中，轮毂2的抗扭花键分离的设置在塔轮1和抗扭齿圈3中，轮毂只能轴向承受轴向压力而不能承受拉力的缺陷，使得飞轮对于自行车在高速运动中复杂的受力情况有更好的适应能力，大大的提高飞轮整体的强度和抗扭受力能力。

较佳的实施方式，如图1所示，第二齿圈12设置有第一连接部13，抗扭齿圈3设置有第二连接部31以及第三连接部32，第三齿圈4设置有第四连接部42；第一连接部13与第二连接部31连接为一体，第三连接部32与第四连接部42连接为一体。第一连接部13与第二连接部31可通过铆接、螺纹连接或者焊接方式连接为一体。第一连接部13与第二连接部31可以直接两者连接，也可以将第一连接部13与第二连接部31设置为通孔，通过第一固定部5来将第一连接部13与第二连接部31连接为一体，使得第二齿圈12月抗扭齿圈3之间的连接结构简单、固定可靠、便于操作工艺性好。同理，第三连接部32与第四连接部42可以直接两者连接，也可以将第三连接部32与第四连接部42设置为通孔，通过第二固定部6将第三连接部32与第四连接部42连接为一体，使得抗扭齿圈3与第三齿圈4的连接结构简单、固定可靠、便于操作工艺性好。

不同于上一段的实施方式，如图2所示，第二齿圈12设置有第五连接部14，抗扭齿圈3设置有第六连接部33，第三齿圈4设置有第七连接部43；第六连接部33的两端分别与第五连接部14以及第七连接部43连接为一体，连接的方式可以是铆接、焊接或螺纹连接的一种。本实施方式相对于上一段不同之处在于抗扭齿圈3上只通过第六连接部33即将第二齿圈12、抗扭齿圈3、和第三齿圈4连接起来。第六连接部33可以是一个从抗扭齿圈3一体往两端凸出的柱子，第五连接部14与第七连接部43为与之配合的孔结构，当然，还可以是第五连接部14、第六连接部33和第七连接部43均为通孔结构，中间通过第三固定部7连接，只要能使得第二齿圈12、抗扭齿圈3、和第三齿圈4的连接结构简单、固定可靠、便于操作工艺性好即可。

较佳的实施方式，如图1和图2所示，抗扭齿圈3包括辐板34以及设置在辐板34外沿的大齿35，辐板34上设置有减重孔36，利于减轻飞轮的质量。上两段中，第一种实施方式的第二连接部31和第三连接部32以及另一个实施例中的第六连接部33均设置在辐板34上为佳，以避免影响大齿35的使用情况。

较佳的实施方式，如图1和图2所示，轮毂2可通过设置花键槽22与轴配合连接，同时，轮毂2上可在内部壁面上增设减重槽21降低飞轮整体质量而不影响刚度。

较佳的实施方式，如图1和图2所示，第三齿圈4包括面向抗扭齿圈3的齿正面41，齿正面41朝远离抗扭齿圈3的方向偏移一段距离，从而留出足够的空间供第三齿圈4与链条配合。齿正面41随着第三齿圈4的径向延伸依次包括接触面41a、加工面41c以及工作面41d。接触面41a和加工面41c之间还可以设置一段过度面41b，使得齿的厚度变化平滑防止应力集中导致齿折断。接触面41a可直接与抗扭齿圈3接触，工作面41d为第三齿圈4上工作齿的外侧面，过度面41b朝远离抗扭齿圈3的方向偏移的距离较加工面41c以及工作面41d小，加工面41c朝远离抗扭齿圈3的方向偏移的距离较接触面41a、过度面41b以及工作面41d大，设置加工面41c的目的在于方便加工第三齿圈4并且给自行车的链条留出更大空间。

较佳的实施方式，第三齿圈4可采用轻量化的铝合金齿圈，在保证第三齿圈4的强度刚度的同时，保证飞轮整体的质量不至于太高。

较佳的实施方式，如图2所示，第一齿圈11可拆卸的设置有第四齿圈10，连接的方式可以是焊接、螺纹连接或铆接的一种。通过在塔轮1的小直径端直接增设第四齿圈10，起到与第三齿圈4相似的效果，减少飞轮的胚体在纵向锻压的尺寸，使得工艺性好。

较佳的实施方式，如图2所示，第四齿圈10、第一齿圈11、第二齿圈12、抗扭齿圈3以及第三齿圈4直径依次增大，使得铆接后的飞轮为一个锥塔形，保证飞轮变速的功能实现。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种铆接一体式飞轮，包括由多层直径依次增大的齿圈搭接成的塔轮(1)、轮毂(2)以及抗扭齿圈(3)；所述塔轮(1)中直径最小的为第一齿圈(11)，所述塔轮(1)中直径最大的为第二齿圈(12)，其特征在于：还包括与所述抗扭齿圈(3)可拆卸连接的第三齿圈(4)，所述抗扭齿圈(3)可拆卸地与所述第二齿圈(12)固定，所述第三齿圈(4)与所述塔轮(1)分别位于所述抗扭齿圈(3)的两侧。

2.根据权利要求1所述的铆接一体式飞轮，其特征在于：所述第二齿圈(12)设置有第一连接部(13)，所述抗扭齿圈(3)设置有第二连接部(31)以及第三连接部(32)，所述第三齿圈(4)设置有第四连接部(42)；所述第一连接部(13)与所述第二连接部(31)连接为一体，所述第三连接部(32)与所述第四连接部(42)连接为一体。

3.根据权利要求1所述的铆接一体式飞轮，其特征在于：所述第二齿圈(12)设置有第五连接部(14)，所述抗扭齿圈(3)设置有第六连接部(33)，所述第三齿圈(4)设置有第七连接部(43)；所述第六连接部(33)的两端分别与所述第五连接部(14)以及所述第七连接部(43)连接为一体。

4.根据权利要求1至3任一项所述的铆接一体式飞轮，其特征在于：所述轮毂(2)与所述抗扭齿圈(3)一体连接。

5.根据权利要求4所述的铆接一体式飞轮，其特征在于：所述塔轮(1)直径较大的一端与所述抗扭齿圈(3)搭接形成第一搭接节圈(8)，所述塔轮(1)直径较小的一端与所述轮毂(2)搭接形成第二搭接节圈(9)；所述塔轮(1)、所述轮毂(2)以及所述抗扭齿圈(3)构成三角结构。

6.根据权利要求1至3任一项所述的铆接一体式飞轮，其特征在于：所述抗扭齿圈(3)包括辐板(34)以及设置在所述辐板(34)外沿的大齿(35)，所述辐板(34)上设置有减重孔(36)。

7.根据权利要求1至3任一项所述的铆接一体式飞轮，其特征在于：所述第三齿圈(4)包括面向所述抗扭齿圈(3)的齿正面(41)，所述齿正面(41)朝远离所述抗扭齿圈(3)的方向偏移。

8.根据权利要求7所述的铆接一体式飞轮，其特征在于：所述齿正面(41)随着所述第三齿圈(4)的径向延伸依次包括接触面(41a)、加工面(41c)以及工作面(41d)，所述接触面(41a)直接与所述抗扭齿圈(3)接触，所述工作面(41d)为所述第三齿圈(4)上工作齿的外侧面，所述加工面(41c)朝远离所述抗扭齿圈(3)的方向偏移的距离较所述接触面(41a)以及所述工作面(41d)大。

9.根据权利要求1至3任一项所述的铆接一体式飞轮，其特征在于：所述第一齿圈(11)、所述第二齿圈(12)、所述抗扭齿圈(3)以及所述第三齿圈(4)直径依次增大。

10.根据权利要求1至3任一项所述的铆接一体式飞轮，其特征在于：还包括第四齿圈(10)，所述第四齿圈(10)与所述第一齿圈(11)可拆卸连接。