CN210478941U - 一种自行车的曲柄齿盘机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种自行车的曲柄齿盘机构，属于自行车技术领域。它解决了现有的变速机构结构复杂、维修困难的问题。本自行车的曲柄齿盘机构，包括车架五通和固定在车架五通上的过渡盘，曲柄齿盘机构包括穿设在车架五通上的中轴、行星架、太阳轮、设置在行星架上的行星齿轮、链轮架、设置在链轮架上的链轮和外齿圈，所述行星齿轮分别与太阳轮和外齿圈啮合，所述行星架上具有与中轴连接的输入轴，其特征在于，所述曲柄齿盘机构还包括有单向离合器，所述太阳轮与输入轴之间通过单向离合器连接，所述太阳轮与过渡盘之间通过棘轮机构松开或锁止。本结构简化了变速机构的结构，方便维修。

Description

一种自行车的曲柄齿盘机构

技术领域

本实用新型属于自行车技术领域，涉及一种自行车，特别是一种自行车的曲柄齿盘机构。

背景技术

自行车变速器是自行车的重要组成部分，人在驾驶自行车的时候，踩踏踏板，踏板受力通过线绳来拉动自行车的变速器，变速器因为拉动的原因改变了它本来所在的位置，进而也相应使得链条的位置发生了变化，链条因此便可以跳自行车不同的齿轮上，自行车的速度也因此相应得到变化。

目前，中国专利网公开了一种具备可再生机构的电动辅助自行车【申请公布号：CN102414078A】，它包括在驱动轮的轮毂具备由行星齿轮机构构成的变速机构、反向输入用单向离合器、以及离合器切换装置，变速机构具有至少一个太阳齿轮，将驱动力通过链轮传递至驱动轮，变速控制机构通过将上述太阳齿轮在能够绕车轴旋转的状态和不能绕车轴旋转的状态之间切换来进行变速，反向输入用单向离合器设置在至少一个太阳齿轮与车轴之间，对于反向输入由离合器切换装置将太阳齿轮在能够绕车轴旋转的状态和不能绕车轴旋转的状态之间切换。

上述专利公开了通过行星齿轮架与轮毂壳之间的单向离合器来实现变速的目的，行星齿轮架与轮毂壳之间设置有轴承部，借助该轴承部，行星齿轮架、轮毂壳、车轴被支承为能够相对旋转，因此该轴承是用于变速而设置的。由于轮毂壳和行星架的体积均比较大，使得行星齿轮架与轮毂壳的变速用轴承部的体积较大，显著增加了变速机构的制造成本，并且一旦该轴承部损坏后需要更换时，又大大提高了其维修成本；另外，由于单向离合器设置在轮毂壳的内部，一旦单向离合器出现损坏时，首先需要将整个轮毂壳从车架上拆卸下来，接着将轮毂壳与行星齿轮架分离，由于轮毂壳与行星齿轮架体积较大的原因，导致单向离合器的维修和更换十分的繁琐；除此之外，该专利的轮毂壳的外形结构复杂，需要特定的车架才能与轮毂壳装配在一起，使得变速机构的通用性较差。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种自行车的曲柄齿盘机构，本实用新型所要解决的技术问题是：如何降低曲柄齿盘机构的制造成本的同时提高其维修的便利性和以及装配时的通用性。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种自行车的曲柄齿盘机构，自行车包括车架五通和固定在车架五通上的过渡盘，曲柄齿盘机构包括穿设在车架五通上的中轴、行星架、太阳轮、设置在行星架上的行星齿轮、链轮架、设置在链轮架上的链轮和外齿圈，所述行星齿轮分别与太阳轮和外齿圈啮合，所述行星架上具有与中轴连接的输入轴，其特征在于，所述曲柄齿盘机构还包括有单向离合器，所述太阳轮与输入轴之间通过单向离合器连接，所述太阳轮与过渡盘之间通过棘轮机构松开或锁止。

本曲柄齿盘机构的变速原理是：棘轮机构限制太阳轮的转动方向与单向离合器限制太阳轮的转动方向相同，当太阳轮被棘轮机构锁止后，相当于太阳轮被固定在车架上，行星架转动后带动单向离合器的内圈转动，并通过单向离合器的外圈使得太阳轮具有反向转动的趋势，由于太阳轮被棘轮机构锁止，太阳轮无法转动，使得行星架带动行星齿轮转动，行星齿轮带动外齿圈增速输出，使得链轮架和链轮增速输出；松开棘轮机构后，太阳轮与过渡盘的锁止解除，行星架转动后带动单向离合器的内圈转动，并通过单向离合器的外圈使得太阳轮具有反向转动的趋势，行星架只能比太阳轮速度快，此时太阳轮应该比行星轮快，但是因为单向离合器的存在，导致太阳轮和行星轮锁止，实现太阳轮、外齿圈和行星齿轮锁定同转速输出，实现增速比1:1。

因此，本结构中的单向离合器即起到支承太阳轮和行星架转动的作用，又起到了变速的作用，由于该单向离合器的外径大于输入轴的外径且小于太阳轮的内径，该单向离合器远远小于行星架的外径，与现有技术相比，用于变速的轴承的体积显著变小，大大的降低了曲柄齿盘机构的制造成本，当单向离合器损坏后需要更换时，使得曲柄齿盘机构的维修成本也大大的降低，并且可在单向轴承内部具有润滑油，无需对轴承进行添加润滑油操作，而单向轴承是用来支承太阳轮和行星架都是转动的，使得太阳轮和行星架的转动均比较稳定顺畅；另外，本曲柄齿盘机构与现有技术相比改变了棘轮机构的设置位置，当本棘轮机构出现损坏后，只需将曲柄齿盘机构从车架五通上拆卸下来，棘轮机构即暴露在外，提高了其维修的便利性；除此之外，本曲柄齿盘机构的中轴是现有技术中常用的中轴，能够装配到普通的车架五通上，大大的提高了其通用性。

在上述的一种自行车的曲柄齿盘机构中，所述链轮架上端的内部具有安装腔，所述棘轮机构包括均位于安装腔内的棘轮和棘爪，所述棘轮固定在太阳轮上，所述棘爪滑动设置在过渡盘上并能够远离或靠近棘轮，所述过渡盘与棘爪之间设置有能够使棘爪具有始终朝向棘轮侧移动趋势的弹簧，所述过渡盘上设置有用于带动棘爪脱离棘轮的拨动结构。当拨动结构带动棘爪脱离棘轮时，太阳轮处于松开状态；当拨动结构松开后，棘爪在弹簧的作用下朝棘轮方向移动使得棘爪将棘轮锁死，此时太阳轮与车架处于锁止状态。当棘轮或/和棘爪出现损坏时，将曲柄齿盘机构从车架五通上拆卸下来，安装腔暴露在外，即棘轮棘爪暴露在外，可直接对棘轮或/和棘爪进行更换，提高了其维修的便利性，另外，本结构棘爪采用拨动结构带动棘爪滑动的方式实现棘轮的锁止和松开，大大简化了太阳轮锁止的结构，方便曲柄齿盘机构的装配。

在上述的一种自行车的曲柄齿盘机构中，所述过渡盘的下表面具有凸台，所述凸台朝向棘轮的一侧壁上开设有导向槽，所述棘爪滑动设置在导向槽内，所述弹簧设置在导向槽内，所述过渡盘上开设有连通导向槽的条形孔，所述条形孔沿棘爪的滑动方向布置，所述棘爪的上表面具有穿过条形孔的导向柱，所述拨动结构设置在过渡盘的上表面并能够拨动导向柱向外移动。导向槽对棘爪的移动起到限位导向的作用，保证棘爪能够稳定的锁死棘轮，当棘爪与棘轮相抵靠锁死棘轮后，由于太阳轮具有转动的趋势，进而通过棘轮施压在棘爪上，使得棘爪一定程度的压力，而由于棘爪位于凸台内部，凸台具有较好的结构强度，对棘爪起到支撑的作用，提高棘爪的受力性能，并且保证棘爪不发生偏移，使得棘爪能够稳定的来回移动；拨动结构拨动导向柱沿条形孔向外移动，进而带动棘爪沿着导向槽朝远离棘轮的方向移动，使得太阳轮松开。

在上述的一种自行车的曲柄齿盘机构中，所述棘爪朝向棘轮的一侧壁上具有凸部，该凸部的上表面与棘爪的上表面相齐平。棘爪位于导向槽内时，棘爪的上下表面、左右表面均是基本与导向槽的内壁相贴的，凸部的设置相当于提高了棘爪上表面的面积，使得棘爪的来回移动更加的稳定，避免棘爪出现卡死现象。

在上述的一种自行车的曲柄齿盘机构中，所述导向槽延伸至至过渡盘上使得导向槽朝向棘轮的一端具有限位壁，所述凸部能够与限位壁相抵靠；当凸部与限位壁相抵靠时，所述棘爪与棘轮相抵靠。该结构通过凸部与限位壁相抵靠的结构，避免棘爪与棘轮过渡接触，方便棘爪松开棘轮。

在上述的一种自行车的曲柄齿盘机构中，所述凸台的下表面开设有连通导向槽的开口，所述凸台上可拆卸连接有封闭该开口的底板。安装棘爪时，先将底板从凸台上拆下，将棘爪通过开口塞入至导向槽内，再将底板固在凸台上，使得开口被封堵，实现棘爪的装配。

在上述的一种自行车的曲柄齿盘机构中，所述拨动结构包括固定在过渡盘上表面的固定架和转动设置在固定架上的转动板，所述转动板的一端具有能够与导向柱相抵靠的勾部，所述固定架上设置有使勾部始终具有远离导向柱趋势的扭簧，所述固定架上穿设有拉绳，该拉绳的一端与转动板的另一端固定连接。拉绳拉动转动板，使转动板上的向外转动，勾部与导向柱相抵靠后带动导向柱向外移动，实现棘爪与棘轮分离；松开拉绳后，转动板在扭簧的作用下自动转动复位，勾部与导向柱分离，棘爪在弹簧的作用下向内移动，棘爪顶在棘轮上。

在上述的一种自行车的曲柄齿盘机构中，所述棘爪远离棘轮的一侧面上开设有定位孔，所述弹簧的一端伸至定位孔内、另一端与凸台相抵靠。该结构方便弹簧的安装和定位。

在上述的一种自行车的曲柄齿盘机构中，所述曲柄上开设有方形孔，所述中轴的一端面具有方条状的连接柱，所述连接柱插入至方形孔内。该结构使得曲柄转动时能够带动中轴同时转动。

与现有技术相比，本实用新型的自行车的曲柄齿盘机构具有以下优点：本结构中的单向离合器即起到支承太阳轮和行星架转动的作用，又起到了变速的作用，由于该单向离合器的外径大于输入轴的外径且小于太阳轮的内径，该单向离合器远远小于行星架的外径，与现有技术相比，用于变速的轴承的体积显著变小，大大的降低了曲柄齿盘机构的制造成本，当单向离合器损坏后需要更换时，使得曲柄齿盘机构的维修成本也大大的降低；另外，本曲柄齿盘机构与现有技术相比改变了棘轮机构的设置位置，当本棘轮机构出现损坏后，只需将曲柄齿盘机构从车架五通上拆卸下来，棘轮机构即暴露在外，提高了其维修的便利性；除此之外，本曲柄齿盘机构的中轴是现有技术中常用的中轴，能够装配到普通的车架五通上，大大的提高了其通用性。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图。

图2是本实用新型的剖面结构示意图。

图3是本实用新型卸掉过渡盘的立体结构示意图。

图4是本实用新型的局部剖面结构示意图。

图5是本实用新型的棘轮机构的立体结构示意图。

图6是本实用新型的过渡盘的立体结构示意图。

图7是本实用新型的棘爪的立体结构示意图。

图中，1、车架五通；2、过渡盘；21、凸台；21a、导向槽；21a1、限位壁；21b、开口；22、条形孔；23、底板；3、中轴；31、连接柱；4、曲柄；41、输入轴；42、方形孔；5、太阳轮；51、安装套；6、行星齿轮；7、链轮架；71、固定盘；72、安装腔；8、链轮；9、外齿圈；10、单向离合器；11、棘轮机构；11a、棘轮；11a1、齿槽；11b、棘爪；11b1、导向柱；11b2、凸部；11b3、定位孔；11b4、斜面；11b5、左侧壁；13、拨动结构；131、固定架；132、转动板；132a、勾部。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1和图2所示，本自行车的曲柄齿盘机构，自行车包括车架五通1和固定在车架五通1上的过渡盘2，曲柄齿盘机构包括穿设在车架五通1上的中轴3、行星架4、太阳轮5、设置在行星架4上的行星齿轮6、链轮架7、设置在链轮架7上的链轮8和外齿圈9，行星齿轮6分别与太阳轮5和外齿圈9啮合，行星架4上开设有方形孔42，中轴3的一端面具有方条状的连接柱31，连接柱31插入至方形孔42内，曲柄齿盘机构还包括有单向离合器10，太阳轮5与输入轴41之间通过单向离合器10连接，太阳轮5与过渡盘2之间通过棘轮机构11松开或锁止，链轮架7与太阳轮5之间通过轴承12连接。

如图2和图3所示，链轮架7上端的内部具有安装腔72，棘轮机构11包括均位于安装腔72内的棘轮11a和棘爪11b，太阳轮5具有套设在输入轴41上并能够相对输入轴41转动的安装套51，所述链轮架7的内侧壁具有呈环状的安装盘71，安装盘的71的上方即为安装腔72，轴承12的内圈与安装套51固定连接，轴承12的外圈与安装盘71固定连接，安装套51的上端伸至安装腔72内，棘轮11a固定在安装套51的上端，棘爪11b滑动设置在过渡盘2上并能够远离或靠近棘轮11a，过渡盘2与棘爪11b之间设置有能够使棘爪11b具有始终朝向棘轮11a侧移动趋势的弹簧，过渡盘2上设置有用于带动棘爪11b脱离棘轮11a的拨动结构13。当本棘轮机构11出现损坏后，只需将曲柄齿盘机构从车架五通1上拆卸下来，安装腔72暴露在外，即棘轮11a和棘爪11b均暴露在外，可直接对棘轮11a或/和棘爪11b进行更换，提高了其维修的便利性，另外，本结构棘爪11b采用拨动结构带动棘爪11b滑动的方式实现棘轮11a的锁止和松开，大大简化了太阳轮5锁止的结构，方便曲柄齿盘机构的装配。

进一步具体的，过渡盘2的下表面具有凸台21，凸台21朝向棘轮11a的一侧壁上开设有导向槽21a，凸台21的下表面开设有连通导向槽21a的开口21b，凸台21上可拆卸连接有封闭该开口21b的底板22，棘爪11b滑动设置在导向槽21a内，棘爪11b远离棘轮11a的一侧面上开设有定位孔11b3，弹簧的一端伸至定位孔11b3内、另一端与凸台21相抵靠，过渡盘2上开设有连通导向槽21a的条形孔22，条形孔22沿棘爪11b的滑动方向布置，棘爪11b的上表面具有穿过条形孔22的导向柱11b1，拨动结构13设置在过渡盘2的上表面并能够拨动导向柱11b1向外移动。拨动结构13拨动导向柱沿条形孔22向外移动，进而带动棘爪11b沿着导向槽21a朝远离棘轮11a的方向移动，使得太阳轮5松开，导向槽21a对棘爪11b的移动起到限位导向的作用，保证棘11b爪能够稳定的锁死棘轮11a。

如图4、图5、图6和图7所示，棘爪11b呈方块形，棘爪11b的前端面朝向棘轮11a，棘爪11b朝向棘轮11a的一端面为斜面11b4，使得棘爪11b的前端呈三角形结构，棘爪11b的前端能够嵌入至棘轮11a的齿槽11a1内，当棘爪11b与棘轮锁死棘轮11a时，棘爪11b的前端伸至棘轮11a上的齿槽11a1内，棘爪11b的左侧壁11b5与齿槽11a1的一内壁相抵靠，棘爪11b对棘轮的11a转动进行限位，实现太阳轮5的锁止。当棘爪11b与棘轮11a相抵靠锁死棘轮11a后，由于太阳轮5具有转动的趋势，进而通过棘轮11a施压在棘爪11b的左侧壁11b5上，使得棘爪11b一定程度的压力，而由于棘爪11b位于凸台21内部，凸台21具有较好的结构强度，对棘爪11b起到支撑的作用，提高棘爪11b的受力性能，并且保证棘爪11b不发生偏移，使得棘爪11b能够稳定的来回移动。

如图4和图5所示，棘爪11b朝向棘轮11a的一侧壁上具有凸部11b2，该凸部11b2的上表面与棘爪11b的上表面相齐平，导向槽21a延伸至至过渡盘2上使得导向槽21a朝向棘轮11a的一端具有限位壁21a1，凸部11b2能够与限位壁21a1相抵靠；当凸部11b2与限位壁21a1相抵靠时，棘爪11b的左侧壁与齿槽11a1的一内壁相抵靠，棘爪11b的斜面11b4与齿槽11a1的另一内壁之间存在间隙，这样棘爪11b只是部分伸至齿槽11a1内，松开太阳轮的过程中，方便棘爪11b快速从齿槽11a1内拔出。

如图1和图3所示，拨动结构13包括固定在过渡盘2上表面的固定架131和转动设置在固定架131上的转动板132，转动板132的一端具有能够与导向柱11b1相抵靠的勾部132a，固定架131上设置有使勾部132a始终具有远离导向柱11b1趋势的扭簧，固定架131上穿设有拉绳133，该拉绳133的一端与转动板132的另一端固定连接。拉绳133拉动转动板，使转动板132上的向外转动，勾部132a与导向柱11b1相抵靠后带动导向柱11b1向外移动，实现棘爪11b与棘轮11a分离；松开拉绳133后，转动板132在扭簧的作用下自动转动复位，勾部132a与导向柱11b1分离，棘爪11b在弹簧的作用下向内移动，棘爪11b顶在棘轮11a上。

本曲柄齿盘机构中的棘轮机构的集成度较高，并且构成棘轮机构的零部件个数较少、零部件的结构简单，一方面方便棘轮机构的加工制造，另一方面还方便棘轮机构在曲柄齿盘机构上的装配。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种自行车的曲柄齿盘机构，自行车包括车架五通(1)和固定在车架五通(1)上的过渡盘(2)，曲柄齿盘机构包括穿设在车架五通(1)上的中轴(3)、行星架(4)、太阳轮(5)、设置在行星架(4)上的行星齿轮(6)、链轮架(7)、设置在链轮架(7)上的链轮(8)和外齿圈(9)，所述行星齿轮(6)分别与太阳轮(5)和外齿圈(9)啮合，所述行星架(4)上具有与中轴(3)连接的输入轴(41)，其特征在于，所述曲柄齿盘机构还包括有单向离合器(10)，所述太阳轮(5)与输入轴(41)之间通过单向离合器(10)连接，所述太阳轮(5)与过渡盘(2)之间通过棘轮机构(11)松开或锁止。

2.根据权利要求1所述的一种自行车的曲柄齿盘机构，其特征在于，所述链轮架(7)上端的内部具有安装腔(72)，所述棘轮机构(11)包括均位于安装腔(72)内的棘轮(11a)和棘爪(11b)，所述棘轮(11a)固定在太阳轮(5)上，所述棘爪(11b)滑动设置在过渡盘(2)上并能够远离或靠近棘轮(11a)，所述过渡盘(2)与棘爪(11b)之间设置有能够使棘爪(11b)具有始终朝向棘轮(11a)侧移动趋势的弹簧，所述过渡盘(2)上设置有用于带动棘爪(11b)脱离棘轮(11a)的拨动结构(13)。

3.根据权利要求2所述的一种自行车的曲柄齿盘机构，其特征在于，所述过渡盘(2)的下表面具有凸台(21)，所述凸台(21)朝向棘轮(11a)的一侧壁上开设有导向槽(21a)，所述棘爪(11b)滑动设置在导向槽(21a)内，所述弹簧设置在导向槽(21a)内，所述过渡盘(2)上开设有连通导向槽(21a)的条形孔(22)，所述条形孔(22)沿棘爪(11b)的滑动方向布置，所述棘爪(11b)的上表面具有穿过条形孔(22)的导向柱(11b1)，所述拨动结构(13)设置在过渡盘(2)的上表面并能够拨动导向柱(11b1)向外移动。

4.根据权利要求3所述的一种自行车的曲柄齿盘机构，其特征在于，所述棘爪(11b)朝向棘轮(11a)的一侧壁上具有凸部(11b2)，该凸部(11b2)的上表面与棘爪(11b)的上表面相齐平。

5.根据权利要求4所述的一种自行车的曲柄齿盘机构，其特征在于，所述导向槽(21a)延伸至至过渡盘(2)上使得导向槽(21a)朝向棘轮(11a)的一端具有限位壁(21a1)，所述凸部(11b2)能够与限位壁(21a1)相抵靠；当凸部(11b2)与限位壁(21a1)相抵靠时，所述棘爪(11b)与棘轮(11a)相抵靠。

6.根据权利要求5所述的一种自行车的曲柄齿盘机构，其特征在于，所述凸台(21)的下表面开设有连通导向槽(21a)的开口(21b)，所述凸台(21)上可拆卸连接有封闭该开口(21b)的底板(23)。

7.根据权利要求3所述的一种自行车的曲柄齿盘机构，其特征在于，所述拨动结构(13)包括固定在过渡盘(2)上表面的固定架(131)和转动设置在固定架(131)上的转动板(132)，所述转动板(132)的一端具有能够与导向柱(11b1)相抵靠的勾部(132a)，所述固定架(131)上设置有使勾部(132a)始终具有远离导向柱(11b1)趋势的扭簧，所述固定架(131)上穿设有拉绳(133)，该拉绳(133)的一端与转动板(132)的另一端固定连接。

8.根据权利要求5所述的一种自行车的曲柄齿盘机构，其特征在于，所述棘爪(11b)远离棘轮(11a)的一侧面上开设有定位孔(11b3)，所述弹簧的一端伸至定位孔(11b3)内、另一端与凸台(21)相抵靠。

9.根据权利要求1所述的一种自行车的曲柄齿盘机构，其特征在于，所述太阳轮(5)具有套设在输入轴(41)上并能够相对输入轴(41)转动的安装套(51)，所述链轮架(7)的内侧壁具有呈环状的安装盘(71)，所述链轮架(7)与安装套(51)之间通过轴承(12)连接。

10.根据权利要求1所述的一种自行车的曲柄齿盘机构，其特征在于，所述行星架(4)上开设有方形孔(42)，所述中轴(3)的一端面具有方条状的连接柱(31)，所述连接柱(31)插入至方形孔(42)内。

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