CN211918922U - 一种多级变速自行车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多级变速自行车，包括自行车支架，自行车支架上安装有中轴，中轴上设有链轮组和叠加链轮，叠加链轮内安装有齿嵌式半离合器A，通过离合器的离合实现一级传动和叠加二级传动的转换。还包括自行车后轮塔基，塔基上安装有太阳齿轮和主链轮，主链轮内安装有单向轴承，太阳齿轮一侧设有行星架，行星架内安装有行星齿轮，太阳轮另一侧设有齿圈和齿圈链轮。还包括回头链轮上的棘轮，通过和车架上的棘爪的离合实现一级传动和二级传动的转换。本实用新型与现有技术相比的优点在于较好地解决了行车启动，爬坡和高速骑行之间的矛盾。功能强大又技术简单；运行可靠；维修便；成本低廉，能够广泛应用在自行车技术领域。

Description

一种多级变速自行车

技术领域

本实用新型涉及自行车领域，具体涉及一种多级变速自行车，更具体地，是指一种同时具备一级、二级和叠加二级变速装置的自行车。

背景技术

目前自行车传动系统主要分为两大类，一类是可变速的传动系统，还有一类是不可变速的传动系统，对于不同的路况和不同的骑行方式选择的传动系统类型也是不一致的。另外就是为了取得更高的速度而出现的两级传动或者多级传动。现有技术中的自行车一级单速的缺点是行驶速度较慢，可变速的自行车毕竟也是一级传动速度也不是很快；两级以上的自行车行驶速度较快，但是启动困难。还有一种就是内变，这种就像是汽车变速箱的变速器，这种变速器不仅结构复杂，而且在制作成本以及后期的维修中费用也较高。

现有技术中的自行车不管是单速的还是可变速的，因为都是一级变速比的，所以速度不会很快，对体能超常的自行车爱好者来说就不能充分发挥因速度所带来的快乐。对于目前的两级或者多级传动的自行车，如果速比太大则启动困难，上坡困难，速比太小同样不能发挥让自行车跑的更快的目的。

实用新型内容

针对以上问题，提供了一种既要使自行车容易启动爬坡轻松、又能高速骑行，且技术简单、运行可靠、维修方便、成本低廉以及节能环保的技术方案。

为达到上述技术目的，本实用新型提供的技术方案为：

一种多级变速自行车，包括自行车支架，所述自行车支架上设有中轴，所述中轴上设有中轴链轮组，所述自行车还包括位于自行车后轴的塔基，所述塔基上固定安装有太阳齿轮，所述太阳齿轮一侧设有行星架，所述行星架内安装有行星齿轮，所述行星齿轮径向外侧配合设有齿圈，

所述中轴上还安装有叠加链轮，所述叠加链轮内部穿设有单向轴承；所述叠加链轮内安装有齿嵌式半离合器A，还配合设置有齿嵌式半离合器B，其中，所述齿嵌式半离合器B设为开孔的中轴链轮组一；所述齿嵌式半离合器A还配合设有拨叉，所述拨叉由钢丝绳牵引至自行车手把两侧的调速器进行调节，通过齿嵌式离合器A的离合，切换一级传动和叠加二级传动状态；

所述自行车还包括中轴端部的回头链轮，所述回头链轮上设有一棘轮，所述棘轮上配合设有棘爪，所述棘爪安装在支架上，所述棘爪的控制由钢丝绳牵引至自行车手把侧部的调速器进行调节，通过调节棘轮和棘爪的离合对一级传动状态和二级传动状态进行切换；

所述齿圈轴向外侧设有齿圈链轮，所述行星架轴向外侧设有半柱销联轴器A，所述行星架链轮侧还并排安装有主链轮，所述主链轮内部安装有单向轴承一，所述主链轮上还设有柱销半联轴器B；所述行星架上的柱销半联轴器A和主链轮上的半联轴器B配合安装，使主链轮为行星变速器提供动力。

进一步地，所述行星架上设有三个行星齿轮，所述行星齿轮配合安装在行星架内。

进一步地，所述太阳齿轮固定在自行车后轴的塔基上，所述齿圈和行星架分别位于太阳齿轮的两侧。

进一步地，所述中轴链轮组通过链条链接主链轮组成动力输入系统；所述齿圈棘轮和棘爪分离时，所述齿圈跟随主链轮转动，动力依次通过主链轮、单向轴承直接通过塔基驱动自行车后轮，构成自行车一级传动系统。

进一步地，所述中轴链轮组通过链条链接主链轮组成动力输入系统；所述棘轮和棘爪结合，动力通过主链轮带动行星架、太阳轮并通过塔基驱动自行车后轮，构成自行车二级传动系统。

进一步地，所述叠加链轮通过链条链接齿圈链轮构成另一路动力输入系统，所述齿嵌式半离合器A和齿嵌式半离合器B结合，所述叠加链轮带动齿圈链轮反向旋转、通过行星齿轮带动太阳轮正向旋转；

本实用新型与现有技术相比的优点在于：

本实用新型容易启动，又能高速运行，功能强大，且技术简单；本装置运行可靠、维修方便、成本低廉、节能环保，有很好的市场前景，给骑自行车的人带来极大的便利。

附图说明

图1是本实用新型实施例中自行车中轴的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中的后轴结构示意图；

图3是本实用新型实施例中行星变速器的结构示意图；

图4是本实用新型实施例中叠加链轮装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

结合附图1-4，本实用新型在具体实施时，一种多级变速自行车，包括自行车支架1，自行车支架1上安装有中轴2，中轴2上安装有中轴链轮组3，中轴链轮组3由大小不等的三个链轮组成，中轴2上还安装有叠加链轮5，叠加链轮5内部安装有单向轴承，叠加链轮5内还安装有齿嵌式半离合器A12，中轴链轮组3的另外一个功能就是充当齿嵌式半离合器B3，齿嵌式半离合器A12在拨叉13的作用下和齿嵌式半离合器B3分离和结合，切换自行车的一级传动状态和叠加二级传动状态。

自行车后轮轴的塔基上安装有太阳齿轮17，太阳齿轮17一侧设有行星架18，行星架18内且与太阳齿轮17之间安装有行星齿轮16，行星齿轮16径向外侧配合设有齿圈15，齿圈15轴向外侧设有齿圈链轮8；行星架18的轴向外侧设有柱销半联轴器A10，和主链盘上的柱销半联轴器B10配合安装，以便主链轮能为传动系统提供动力。

回头链轮上还固定一棘轮6，棘轮6还配合设有棘爪19，棘爪19安装在自行车支架1上，棘爪19和棘轮6配合以完成一级和二级传动状态的切换，棘爪19的运动由钢丝绳牵引至自行车手把旁边的变速器进行控制。

行星架18上设有三个行星齿轮16，行星齿轮16配合安装在行星架18内。

太阳齿轮17固定在自行车后轴的塔基上，齿圈15和行星架18分别位于太阳齿轮17的两侧。

本实用新型的工作原理是：

本技术的特点是一级、二级和叠加二级传动装置，可以在骑行中根据路况随时切换运行，具体分三种工况：第一种为一级可变速链轮链条传动(此工况下有3种速比)，在此工况下的变速比可以设计为1：1.5-3左右，适合自行车启动和爬坡状态。因为是一级传动，所以传动效率最高；第二种工况是可变速链条传动加行星齿轮传动的两级传动(此工况下有3种速比)，在此工况下的变速比可以设计为1：3.5-6.5左右，适合自行车在较好的路段上高速骑行。因为是二级传动，所以传动效率比第一种工况效率要稍低；第三种工况是齿嵌式离合器的结合的叠加二级传动装置，此时叠加二级传动装置的变速比由两个二级传动装置的变速比相加达到更高的变速比。此工况下的变速比可以设计为1：7-10或者更高，适合体力特别好的骑士在特别好的路况下冲刺，这种工况下虽然速比加大，但是由于仍然是二级传动运行状态，所以传动效率还是比较高。上述的特点让该自行车的骑行变得比较容易，且能发挥骑行者的最大潜能。

1)自行车启动时：

可以使用自行车的一级传动装置。

2)骑行上坡时：

和自行车启动时的状态一样，使用一级传动装置，较缓的坡也可以使用自行车二级传动装置；

3)平路骑行时或者下缓坡时：

可以使用自行车二级传动装置，这时的速度就可以比目前的一级传动变速自行车的最快速度还要快；路况特别好的时候也可以使用自行车叠加二级传动装置，这时的速比是目前市面上自行车不可比的。

4)通过中轴链盘组的3个大小不同的链盘和三级变速装置的配合，自行车可以有9种速度可在骑行中选择，这样骑行就比较随意，适应人群也较广。

综上，本实用新型解决了容易启动和骑行快的矛盾，还基本具有全地形的功能。

技术方案实施方法：

在现有变速自行车的后车轮轴上取下传动飞轮(卡式飞轮)，保留塔基，在塔基上安装上一个行星齿轮变速器，如上图：变速器的太阳齿轮17固定在塔基上，齿圈15和行星架18分别位于太阳齿轮17的两边，齿圈15轴向外侧安装有齿圈链轮8，行星架18轴向外侧安装有柱销半联轴器A10。

行星架柱销半联轴器A10和后轴主链轮柱销半联轴器B10配合安装，让主链轮11为行星变速器提供动力，后轴主链轮11里面安装有单向轴承，用以解决一级传动转换为二级传动后的主链轮11和塔基转速不一致的问题。

齿圈棘轮9单向固定齿圈15，让行星变速器能有效工作，实现二级传动装置的正常运行。采用齿圈棘轮9的另外一个作用是解决在使用二级传动装置运行时的回链问题。

齿圈棘轮9与自行车支架1上的棘爪19的离合通过棘爪19的运动实现，棘爪19的运动是通过钢丝绳14牵引至自行车手把旁边的调速器进行调节实现，通过调节切换自行车一级传动状态、二级传动状态。

结合附图4，在中轴链轮组3的小链轮的旁边固定一轴套，在轴套的上面安装一轴承，在轴承的上面安装齿嵌式半离合器A12，在半离合器A12的上面再安装一单向轴承，在单向轴承的上面固定一主链轮11，齿嵌式半离合器A12的上面有一个固定的圆盘，圆盘上配合安装一拨叉13，拨叉13由变速器的钢丝绳调节柱销半离合器A运动而切换自行车一级传动状态和叠加二级状态。

自行车骑行时，中轴链盘带动主链轮11按照顺时针方向旋转，这时自行车前行的动力由主链轮11提供。如果分离回头链轮上的棘轮9和棘爪19，由于齿圈14没有约束，所以行星变速器不工作，此时动力直接由塔基传递到车轴上，所以这时的传动方式为一级链条传动；当回头链轮上的棘轮9和棘爪19结合时齿圈15单向固定，主链轮11的动力由行星架18传递给太阳齿轮17带动自行车前行，此时的传动状态为二级传动状态，由于使用棘轮装置单向固定齿圈15，所以在二级传动状态下可以回链，当齿嵌式离合器结合的时候，叠加链轮5通过链条带动齿圈15反时针转动带动太阳齿轮17顺时针方向旋转，叠加二级传动装置投入运行，进一步增加了变速系统的速比。由于叠加链轮5里面安装了单向轴承，所以此时也可以回链。但是，根据现有技术也可以得到，自行车只能提供高的速配，能骑行多快还要看骑行者的力量和技巧。

综上，本实用新型提供的具备一级和二级变速装置的自行车，结构简单，价格低廉，维修方便，是一个可以普及的新型传动系统自行车，具有广阔的市场。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具本的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种多级变速自行车，包括自行车支架，所述自行车支架上设有中轴，所述中轴上设有中轴链轮组，所述自行车还包括位于自行车后轴的塔基，所述塔基上固定安装有太阳齿轮，所述太阳齿轮一侧设有行星架，所述行星架内安装有行星齿轮，所述行星齿轮径向外侧配合设有齿圈，其特征在于：

所述中轴上还安装有叠加链轮，所述叠加链轮内部穿设有单向轴承；所述叠加链轮内安装有齿嵌式半离合器A，还配合设置有齿嵌式半离合器B，其中，所述齿嵌式半离合器B设为开有孔的中轴链轮组一；所述齿嵌式半离合器A还配合设有拨叉，所述拨叉由钢丝绳牵引至自行车手把两侧的调速器进行调节，通过齿嵌式离合器A的离合，切换一级传动和叠加二级传动状态；

所述自行车还包括中轴端部的回头链轮，所述回头链轮上设有一棘轮，所述棘轮上配合设有棘爪，所述棘爪安装在支架上，所述棘爪的控制由钢丝绳牵引至自行车手把侧部的调速器进行调节，通过调节棘轮和棘爪的离合对一级传动状态和二级传动状态进行切换；

所述齿圈轴向外侧设有齿圈链轮，所述行星架轴向外侧设有半柱销联轴器A，所述行星架链轮侧还并排安装有主链轮，所述主链轮内部安装有单向轴承一，所述主链轮上还设有柱销半联轴器B；所述行星架上的柱销半联轴器A和主链轮上的半联轴器B配合安装，使主链轮为行星变速器提供动力。

2.根据权利要求1所述的一种多级变速自行车，其特征在于：所述行星架上设有三个行星齿轮，所述行星齿轮配合安装在行星架内。

3.根据权利要求1所述的一种多级变速自行车，其特征在于：所述太阳齿轮固定在自行车后轴的塔基上，所述齿圈和行星架分别位于太阳齿轮的两侧。

4.根据权利要求1所述的一种多级变速自行车，其特征在于：所述中轴链轮组通过链条链接主链轮组成动力输入系统；所述齿圈棘轮和棘爪分离时，所述齿圈跟随主链轮转动，动力依次通过主链轮、单向轴承直接通过塔基驱动自行车后轮，构成自行车一级传动系统。

5.根据权利要求1所述的一种多级变速自行车，其特征在于：所述中轴链轮组通过链条链接主链轮组成动力输入系统；所述棘轮和棘爪结合，动力通过主链轮带动行星架、太阳轮并通过塔基驱动自行车后轮，构成自行车二级传动系统。

6.根据权利要求1所述的一种多级变速自行车，其特征在于：所述叠加链轮通过链条链接齿圈链轮构成另一路动力输入系统，所述齿嵌式半离合器A和齿嵌式半离合器B结合，所述叠加链轮带动齿圈链轮反向旋转、通过行星齿轮带动太阳轮正向旋转；

所述中轴链轮组带动主链轮通过行星架、行星轮带动太阳轮正向旋转，所述太阳轮在动力输入的作用下带动塔基驱使自行车前行。

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