CN209852519U - 一种齿部可拆卸更换的牙盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种齿部可拆卸更换的牙盘，包括轮辐和可拆卸地安装于轮辐上的齿圈，所述齿圈的外侧绕轴心设置有若干驱动齿，所述轮辐中心设置有连接曲柄或中轴的安装结构。本实用新型中的牙盘采用可拆卸的齿圈和轮辐制成，在更换齿部时，只需拆卸齿圈即可，提高齿部拆卸更换的便利性，并且在生产齿圈和轮辐的过程中可以根据需要灵活选用材质，避免了传统牙盘因材料问题带来的诸多问题，可以在保证轮辐的强度、韧性与刚度的条件下减轻质量，无需考虑其耐磨性，同时在保证齿部的强度、韧性的前提下，重点保证其耐磨性，通过将两者结合于一起实现牙盘的高强度、高刚度、高韧性、高耐磨性和轻量化。

Description

一种齿部可拆卸更换的牙盘

技术领域

本实用新型属于自行车技术领域，具体涉及一种牙盘。

背景技术

牙盘是自行车中轴和曲柄相连的部分，通过蹬踏带动曲柄，进而带动牙盘的转动，最终通过链条和飞轮，驱动后轮转动，提供动力，完成自行车的整个传动链。

目前市面上的牙盘根据结构的不同可以分为普通牙盘和一体牙盘，普通牙盘为牙盘与曲柄分离设置，两者需要通过装配固定于一起，一体牙盘为牙盘与曲柄一体制成的，两者无需再装配。两类牙盘的选材主要有以下两类：其中一类采用钢材制成，另一类采用铝合金制成，采用钢材制成的牙盘具备优良的耐磨性和较高的强度，但是重量较大，无法实现轻量化，而采用铝合金制成的牙盘具备重量轻的优点，但是耐磨性较差和强度较低，在高强度的使用情形下极易磨损或发生齿部变形。

而为了追求轻量化，较多用户会选择铝合金制成的牙盘，因此其在使用过程中普遍面临以下几个主要问题：

1、牙盘的齿部磨损严重，更换频繁，增加了自行车使用的不便性和使用成本；

2、无论是普通牙盘还是一体牙盘，磨损严重的大多是牙盘的齿部，但更换牙盘却需要整体更换，材料浪费大；

3、铝合金牙盘的齿部在高负荷下易变形，原因是高强度铝合金的强度也比较有限，远不能与高强度合金钢的强度相比。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种齿圈和轮辐拼接制成的牙盘，既方便齿部的更换，也便于厂家合理选材，使得在保证轮辐的强度、韧性与刚度的条件下减轻质量，无需考虑其耐磨性，同时在保证齿部的强度、韧性的前提下，重点保证其耐磨性，通过将两者结合于一起实现牙盘的高强度、高刚度、高韧性、高耐磨性和轻量化。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种齿部可拆卸更换的牙盘，包括轮辐和可拆卸地安装于轮辐上的齿圈，所述齿圈的外侧绕轴心设置有若干驱动齿，所述轮辐中心设置有连接曲柄或中轴的安装结构。

作为本方案的进一步改进，所述轮辐的外侧绕轴心设置有若干轮辐凸部，所述齿圈的内侧对应轮辐凸部设置有若干扣合凹位，所述轮辐凸部可沿轴向方向压入扣合凹位内。

作为本方案的进一步改进，所述轮辐的周侧沿轴向方向内凹形成有若干凸部成型凹位，相邻的两个凸部成型凹位之间形成一轮辐凸部，相邻的两个扣合凹位之间形成有与凸部成型凹位匹配的齿圈凸部。

作为本方案的进一步改进，所述轮辐包括同轴分布的内辐圈和外辐圈以及设置于内辐圈和外辐圈之间并用于连接二者的若干辐条，所述凸部成型凹位设置于外辐圈的一个侧面，所述外辐圈的另一个侧面设置有第一减重槽。

作为本方案的进一步改进，所述第一减重槽包括位于凸部成型凹位内侧的环状减重槽和与凸部成型凹位错位设置的齿状减重槽。

作为本方案的进一步改进，所述辐条一个侧面设置有第二减重槽，所述辐条通过第二减重槽于辐条两侧形成有沿其长度方向延伸的辐筋。

作为本方案的进一步改进，所述轮辐凸部的一侧或两侧设置有相对于其根部凸出的凸起结构，所述扣合凹位的一侧或两侧设置有与该凸起结构匹配的内凹结构。

作为本方案的进一步改进，所述轮辐采用铝合金、碳纤维或镁合金等轻质材料制成，所述齿圈采用钢材等耐磨性好的材料制成。

作为本方案的进一步改进，所述轮辐与齿圈通过铆接或过盈配合或螺钉连接固定。

本实用新型的有益效果是：本实用新型中的牙盘采用可拆卸的齿圈和轮辐制成，在更换齿部时，只需拆卸齿圈即可，提高齿部拆卸更换的便利性，并且在生产齿圈和轮辐的过程中可以根据需要灵活选用材质，避免了传统牙盘因材料问题带来的诸多问题，可以在保证轮辐的强度、韧性与刚度的条件下减轻质量，无需考虑其耐磨性，同时在保证齿部的强度、韧性的前提下，重点保证其耐磨性，通过将两者结合于一起实现牙盘的高强度、高刚度、高韧性、高耐磨性和轻量化。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型中齿圈的结构示意图；

图3是本实用新型中轮辐的正面结构示意图；

图4是本实用新型中轮辐的背面结构示意图；

图5是本实用新型中轮辐的整体结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。

第一实施例

参照图1～图5，本实用新型是一种齿部可拆卸更换的牙盘，包括轮辐2和可拆卸地安装于轮辐2上的齿圈1，所述齿圈1的外侧绕轴心设置有若干驱动齿101，所述轮辐2中心设置有连接曲柄或中轴的安装结构。

在使用过程中，牙盘通过轮辐2中心的安装结构与曲柄、中轴等组件固定于一起，若牙盘的齿部发生磨损需要更换时，只需拆卸外圈部分的齿圈1进行更换即可，无需像传统结构一般拆卸曲柄等结构，提高了齿部拆卸更换的便利性及效率。并且，在生产齿圈1和轮辐2的过程中可以根据需要灵活选用材质，避免了传统牙盘因材料问题带来的诸多问题，可以在保证轮辐2的强度、韧性与刚度的条件下减轻质量，无需考虑其耐磨性，同时在保证齿部的强度、韧性的前提下，重点保证其耐磨性，通过将两者结合于一起实现牙盘的高强度、高刚度、高韧性、高耐磨性和轻量化。本实施例中的齿圈1优选采用钢材制成，使其具备优良的强度、耐磨性和韧性，也可采用其他耐磨性好的材料。而轮辐2优选采用铝合金制成，使其在具备足够强度、韧性和刚度的同时还具备轻量化的优势，此外也可采用碳纤维、镁合金等轻质材料制造。

该齿圈1可通过铆钉铆接或螺钉连接或过盈配合等直接安装于轮辐2外侧，但考虑到牙盘驱动自行车链条传动时齿部会受到极大地剪切作用力，上述安装方式会对铆钉或螺钉等造成较大的负载，有鉴于此，作为本方案的进一步改进，所述轮辐2的外侧绕轴心设置有若干轮辐凸部201，所述齿圈1的内侧对应轮辐凸部201设置有若干扣合凹位103，所述轮辐凸部201可沿轴向方向压入扣合凹位103内。

如此，在齿圈1受到剪切作用力时，可以通过轮辐凸部201和扣合凹位103的配合实现力的传递、分散，避免齿圈1和轮辐2之间仅通过铆钉或螺钉作用来实现力的传递，有利于提高工作的稳定性和连接的强度、可靠性。同时，轮辐凸部201是沿轴向运动而与扣合凹位103装配的，在牙盘工作过程中主要受到剪切作用力，几乎不存在沿轴向的作用力，故而此种装配方式的工作可靠性强、稳定性强。

如图所示，本实施例中于轮辐2的周侧沿轴向方向内凹形成有若干凸部成型凹位206，相邻的两个凸部成型凹位206之间形成一轮辐凸部201，相邻的两个扣合凹位103之间形成有与凸部成型凹位206匹配的齿圈凸部102。凸部成型凹位206的深度与齿圈1的厚度相匹配，使得扣合凹位103的侧壁完全贴合轮辐凸部201，确保接触面积，提升承载能力。为了确保凸部成型凹位206的设置，轮辐2的厚度需大于齿圈1的厚度，但由于其采用铝合金制成，因此对重量的增加极小，但同时此厚度的增加有助于提高轮辐2的强度。并且在该结构中，在相邻的两个轮辐凸部201之间会形成一抵接齿圈1的端面或齿圈凸部102的端面的限位板207，在齿圈1装配时，该限位板207可以用于安装定位，并且也便于在齿圈凸部102和该限位板207之间设置铆钉或螺钉安装孔，实现两者的连接固定。

作为本方案的进一步改进，所述轮辐凸部201的一侧或两侧设置有相对于其根部凸出的凸起结构，所述扣合凹位103的一侧或两侧设置有与该凸起结构匹配的内凹结构。如图所示，该凸起结构可以是将轮辐凸部201和齿圈凸部102设置为相匹配的扇形结构，也可以是在轮辐凸部201的侧面设置凸起的块状结构或凸包等，而扣合凹位103内则设置与之相配的内凹结构即可。

这样，轮辐凸部201可以通过凸起结构形成根部窄、外侧宽的外扩结构，在齿部受切向作用力后，作用力将主要由凸起结构和内凹结构承受，使得铆钉只承受很小部分力，因此铆钉的作用主要是轴向固定齿圈1与轮辐2。并且由于沿圆周方向有若干这样的凸凹结构，因而链条作用力将在圆周上均分开来，从而极大地降低了铆钉连接所需要的强度，同时也极大地提高了整个齿部的承载能力。同时在链条作用力对齿圈1进行拉拽时，可以通过凹凸结构实现防拽，有效提高齿圈1和轮辐2的连接强度。

如图所示，作为本方案的进一步改进，所述轮辐2包括同轴分布的内辐圈204和外辐圈202以及设置于内辐圈204和外辐圈202之间并用于连接二者的若干辐条203，所述凸部成型凹位206设置于外辐圈202的一个侧面，所述外辐圈202的另一个侧面设置有第一减重槽。用于连接曲柄或中轴的安装结构设置于内辐圈204上。如此，由于内辐圈204和外辐圈202之间通过辐条203固定，可以减少材料的使用，同时减轻重量。

优选的，本实施例中的第一减重槽包括位于凸部成型凹位206内侧的环状减重槽209和与凸部成型凹位206错位设置的齿状减重槽208。同时本实施例中在辐条203的与第一减重槽相同的侧面设置有第二减重槽210，所述辐条203通过第二减重槽210于辐条203两侧形成有沿其长度方向延伸的辐筋211。该齿状减重槽208与环状减重槽209连通，第二减重槽210也与环状减重槽209连通，从而在相邻的两辐条203之间形成的孔口的边缘位置会形成与辐筋211连接的加强筋212，如图所示，该加强筋212与辐筋211形成一闭合的围板结构。这样，通过在合理地避开凸部成型凹位206后设置的第一减重槽以及于同侧设置于辐条203上的第二减重槽210可以有效减少轮辐2的重量，有助于轻量化的实现。且尽管第一减重槽和第二减重槽210的设置减薄了轮辐2的厚度，但其可通过围板结构增加强度、韧性，提高抗剪切强度，因此整体强度、韧性等并未受到较大影响。对于牙盘类零件来说，这种结构实现了强度、刚度、韧性、耐磨性、轻量化的完美结合。

在实际生产过程中，内辐圈204、外辐圈202和辐条203一体成型制成，而第一减重槽、第二减重槽210可以根据实际加工难度选择与内辐圈204、外辐圈202和辐条203一体成型加工制成或是之后通过铣加工制成。

如图所示，该安装结构包括设置于内辐圈204中心的内花键205以及绕轴向分布并设置于内辐圈204上的若干安装孔。该安装孔可以包括用于与曲柄连接固定的安装孔，也可以包括用于安装盘片的安装孔。而内花键205用于与自行车的中轴匹配实现安装。

此外，在实际生产过程中可以根据需要合理地设置内辐圈204、外辐圈202和辐条203的形状、尺寸，如图所示，本实施例中的辐条203为沿轮辐2轴向弯折的结构，从而使得内辐圈204和外辐圈202沿轴向发生偏移。本实施例中的牙盘结构不仅适用于自行车牙盘或飞轮，还适用于所有链传动或齿轮传动，适用范围广。

第二实施例

本实施例以第一实施例为主体，不同之处在于，本实施例中仅设置有第一减重槽，未设置第二减重槽210，以适用于辐条203尺寸较小的情况。

第三实施例

本实施例以第一实施例为主体，不同之处在于，本实施例中的第二减重槽210设置于与第一减重槽相对的另一侧面。

第四实施例

本实施例以第一实施例为主体，不同之处在于，本实施例中齿圈1上通过齿圈凸部102和扣合凹位103形成的内圈边缘于靠近凸部成型凹位206的底部的一端设置斜面104，从而在齿圈1沿轴向装入轮辐2上时，可通过斜面104导向而便于装入，提高装配效率。而在齿圈1与之相对的另一端不设置斜面104，则有利于该端面与轮辐2之间实现无缝对接。

第五实施例

本实施例以第一实施例为主体，不同之处在于，本实施例中限位板207的周径大于轮辐凸部201最外端所处的圆周直径，从而形成如图3所示的于轮辐凸部201外侧形成的一圈延伸壁，增加限位板207与齿圈1的接触面积，提高装配强度及稳定性。

第六实施例

本实施例以第一实施例为主体，不同之处在于，本实施例中的齿圈1的内圆周位置设置有一圈扣孔，而在外辐圈202的外圆周位置设置与齿圈1厚度适配的沉台，在沉台上设置与扣孔匹配的安装柱，通过安装柱插入扣孔内实现固定，再通过于两者之间设置铆钉或螺钉安装孔固定，或者过盈配合实现固定。

上述实施例只是本实用新型的优选方案，本实用新型还可有其他实施方案。本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所设定的范围内。

Claims (9)

1.一种齿部可拆卸更换的牙盘，其特征在于，包括轮辐(2)和可拆卸地安装于轮辐(2)上的齿圈(1)，所述齿圈(1)的外侧绕轴心设置有若干驱动齿(101)，所述轮辐(2)中心设置有连接曲柄或中轴的安装结构。

2.如权利要求1所述的一种齿部可拆卸更换的牙盘，其特征在于，所述轮辐(2)的外侧绕轴心设置有若干轮辐凸部(201)，所述齿圈(1)的内侧对应轮辐凸部(201)设置有若干扣合凹位(103)，所述轮辐凸部(201)可沿轴向方向压入扣合凹位(103)内。

3.如权利要求2所述的一种齿部可拆卸更换的牙盘，其特征在于，所述轮辐(2)的周侧沿轴向方向内凹形成有若干凸部成型凹位(206)，相邻的两个凸部成型凹位(206)之间形成一轮辐凸部(201)，相邻的两个扣合凹位(103)之间形成有与凸部成型凹位(206)匹配的齿圈凸部(102)。

4.如权利要求3所述的一种齿部可拆卸更换的牙盘，其特征在于，所述轮辐(2)包括同轴分布的内辐圈(204)和外辐圈(202)以及设置于内辐圈(204)和外辐圈(202)之间并用于连接二者的若干辐条(203)，所述凸部成型凹位(206)设置于外辐圈(202)的一个侧面，所述外辐圈(202)的另一个侧面设置有第一减重槽。

5.如权利要求4所述的一种齿部可拆卸更换的牙盘，其特征在于，所述第一减重槽包括位于凸部成型凹位(206)内侧的环状减重槽(209)和与凸部成型凹位(206)错位设置的齿状减重槽(208)。

6.如权利要求4所述的一种齿部可拆卸更换的牙盘，其特征在于，所述辐条(203)一个侧面设置有第二减重槽(210)，所述辐条(203)通过第二减重槽(210)于辐条(203)两侧形成有沿其长度方向延伸的辐筋(211)。

7.如权利要求2所述的一种齿部可拆卸更换的牙盘，其特征在于，所述轮辐凸部(201)的一侧或两侧设置有相对于其根部凸出的凸起结构，所述扣合凹位(103)的一侧或两侧设置有与该凸起结构匹配的内凹结构。

8.如权利要求1-7任一项所述的一种齿部可拆卸更换的牙盘，其特征在于，所述轮辐(2)采用铝合金、碳纤维或镁合金制成，所述齿圈(1)采用钢材制成。

9.如权利要求1-7任一项所述的一种齿部可拆卸更换的牙盘，其特征在于，所述轮辐(2)与齿圈(1)通过铆接或过盈配合或螺钉连接固定。