CN2454267Y - 自行车多级变速器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是自行车多级变速器,由调速滑移齿轮,等高齿锥齿轮组和调速控制机构组成,其中,某高齿锥齿轮组安装在自行车中轴上,调速滑移齿轮装在键轴上,花键轴的端部固定一齿轮,齿轮与链轮齿轮相啮合。该变速机构结构简单、紧凑、刚性好,且能在负载运行中进行变速,为中轴变速,且封闭性好,可以加注齿轮润滑油,能够起到良好的润滑,使用寿命长,可用于各种类型的变速自行车、电动助力车和电动自行车。
Description
本实用新型属于机械设备领域，具体是一种自行车多级变速器。
自行车的变速机构最常见的是内变速机构和外变速机构两大类。内变速机构是将一组行星齿轮安装在自行车的后轴内，改变链轮通过行星机构传递到后轴壳的不同路径，以获得不同速比。外变速机构是目前应用最为广泛的一种变速机构，由多级飞轮，多级链轮组成，通过拨链器拨动链条使其与不同的链轮和不同的飞轮组合，以得到不同的传动速比，因此也叫传动链变速机构。
内变速机构通常只有三级变速，因此它的变速档少，零件加工精度高，结构较为复杂，维修较为困难。外变速机构由于零件外露，在恶劣环境下工作易出现故障，如沙尘的侵袭，泥水的飞溅，甚至受到杂草和树枝的干扰等等。易出现脱链，跳档等故障。
本实用新型的目的是提供一种变速范围大、结构简单、操作简便、性能可靠的自行车多级变速器。
本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的：
自行车多级变速器由调速滑移齿轮(12)，等高齿锥齿轮组(9)和调速控制机构组成，其中，等高齿锥齿轮组(9)安装在自行车中轴(6)上，与等高齿锥齿轮组(9)相啮合的调速滑移齿轮(12)装在花键轴(27)上，调速滑移齿轮(12)可在花键轴(27)上移动，花键轴(27)的端部固定一齿轮(31)，齿轮(31)与链轮齿轮(45)相啮合，链轮为一组件，主要由链轮(32)和链轮齿轮(45)组成，链轮内孔中装有轴承(41)和(44)，也安装在自行车中轴的(6)上，整个链轮组件可以相对于自行车中轴(6)转动，调速滑移齿轮(12)在花键轴(27)上的移动由拨叉(25)控制，拨叉(25)内孔为螺纹孔，安装在螺纹轴(26)上，轴(26)的端部固定一齿轮(21)，由调速机构驱动齿轮(21)转动，使螺纹轴(26)转动，则拨叉(25)开始移动，并带动调速滑移齿轮在花键轴(27)上移动从而达到调速的目的；调速控制机构主要由快速单向轮(54)、慢速单向轮(18)组成，其中慢速单向轮(18)套在齿轮(13)上，齿轮(13)安装在单向轮轴(14)上，并与齿轮(21)相啮合，齿轮(13)只能顺时针转动，其凸起的空心柱上紧绕有弹簧(62)，弹簧(62)的一端固定在慢速单向轮(18)上，调速钢绳(17)缠绕在慢速单向轮(18)的凹槽中，定位弹簧(16)的一端固定在慢速单向轮(18)上，另一端固定在单向轮轴(14)上，快速单向轮(54)安装在齿轮(53)上，齿轮(53)安装在单向轮轴(57)上，并与齿轮(21)相啮合，齿轮(53)只能逆时针转动，其凸起的空心柱紧绕着弹簧(65)，弹簧(65)的一端固定在快速单向轮(54)上，调速钢绳(58)缠绕在快速单向轮(54)的凹槽中，复位弹簧(63)的一端固定在快速单向轮(54)上，另一端固定在单向轮轴(57)上。
上述方案中，等高齿锥齿轮组(9)中，各齿轮的齿数取偶数，并按等差级数排列，每个齿轮的上半周齿(即齿数的一半)相对其下半周齿沿轴向错开一距离b/3(b为齿宽)，等高齿锥齿轮组(9)中每个齿轮在半分处和凹口应成一直线。
当调速滑移动齿轮(12)沿花键轴(27)轴向移动时，由于等高齿锥轮组(9)的结构特征，使调速滑移齿轮(12)仅能与锥齿轮组(9)中的一个齿轮相啮合。该变速机构结构简单、紧凑、刚性好，且能在负载运行中进行变速。由于等高齿锥齿轮组轴为自行车中轴，设等高齿锥齿轮组齿数为Z1，调速滑移齿轮数为Z2，自行车中轴转速为n1，则花键轴转速n2为：n2=(Z1/Z2)×n1。由于Z1可变，因此n2亦为之变化。
本实用新型所述的自行车多级变速器可用于各种类型的变速自行车，也适用于电动助力车和电动自行车。若采用电子调速控制器，并用电机驱动调速螺杆，则可实现自动调速。
综上所述，本实用新型的最大特点是可以在负荷运行中进行变速，为中轴变速。由于此类变速器的封闭性好，可以加注齿轮润滑油，因此能够起到良好的润滑，同时外界环境对其影响小，能在恶劣条件下正常工作，该变速器故障低，使用寿命长。
下面结合附图进一步描述本实用新型，本实用新型不仅限于所述实施例。
图1是自行车多级变速器横剖图。
图2是自行车多级变速器主剖图。
图3是图1中A-A剖视图。
图4是调速控制器剖视图。
图5是等高齿锥齿轮组示意图。
图6是链轮组件剖视图。
图7是链轮组件主视图。
图8是小侧盖主视图。
图9是小侧盖的剖视图。
图10是单向轮剖视图。
图11是多级变速器在自行车中的安装示意图。
图1至图11中的零件为：螺钉1、定位螺钉2、轴盖3、螺钉4、轴承5、自行车中轴6、平键7、螺钉8、等高齿锥齿轮组9、螺钉10、轴承11、调速滑移齿轮12、齿轮13、单向轮轴14、挡圈15、定位弹簧16、调速钢绳17、慢速单向轮18、挡圈19、轴销20、齿轮21、螺钉22、小侧盖23、侧盖24、拨钗25、螺纹轴26、花键轴27、轴承28、轴盖29、平键30、齿轮31、链轮32、挡圈33、螺钉34、轴盖35、键轮端盖36、螺钉37、轴盖38、挡圈39、调节环40、轴承41、轴套42、轴承43、螺钉44、链轮齿轮45、螺钉46、轴承47、平叉接头48、机壳49、挡圈50、螺钉51、螺钉52、齿轮53、快速单向轮54、下管接头55、挡圈56、单向轮轴57、调速钢绳58、螺钉59、螺钉60、主管接头61、弹簧62、复位弹簧63、挡圈64、弹簧65、平叉66、下管67、前管68、上管69、立管70、鞍管71、立叉72。
如图1至图11所示，自行车多级变速器由调速滑移齿轮12，等高齿锥齿轮组9和调速控制机构组成，其中，等高齿锥齿轮组9安装在自行车中轴6上，与等高齿锥齿轮组9相啮合的调速滑移齿轮12装在花键轴27上，调速滑移齿轮12可在花键轴27上移动，花键轴27的端部固定一齿轮31，齿轮31与链轮齿轮45相啮合，链轮为一组件，主要由链轮32和链轮齿轮45组成，链轮内孔中装有轴承41和44，也安装在自行车中轴6上，整个链轮组件可以相对于自行车中轴6转动，调速滑移齿轮12在花键轴27上的移动由拨叉25控制，拨叉25内孔为螺纹孔，安装在螺纹轴25上，轴26的端部固定一齿轮21，由调速机构驱动齿轮21转动，使螺纹轴26转动，则拨叉25开始移动，并带动调速滑移齿轮在花键轴27上移动从而达至调速的目的；调速控制机构主要由快速单向轮54、慢速单向轮18组成，其中慢速单向轮18套在齿轮13上，齿轮13安装在单向轮轴14上，并与齿轮21相啮合，齿轮13只能顺时针转动，其凸起的空心柱上紧绕有弹簧62，弹簧62的一端固定在慢速单向轮18上，调速钢绳17缠绕在慢速单向轮18的凹槽中，定位弹簧16的一端固定在慢速单向轮18上，另一端固定在单向轮轴14上，快速单向轮54安装在齿轮53上，齿轮53安装在单向轮轴57上，并与齿轮21相齿合，齿轮53只能逆时针转动，其凸起的空心柱紧绕着弹簧65，单簧65的一端固定在快速单向轮54上，调速钢绳58缠绕在快速单向轮54的凹槽中，复位弹簧63的一端固定在快速单向轮54上，另一端固定在单向轮轴57上。
等高齿锥齿轮组9中，各齿轮的齿数取偶数，并按等差级数排列，每个齿轮的上半周齿(即齿数的一半)相对其下半周齿沿轴向错开一距离b/3(b为齿宽)，等高齿锥齿轮组9中每个齿轮在半分处和凹口应成一直线。当调速滑移动齿轮12沿花键轴27轴向移动时，由于等高齿锥齿轮组9的结构特征，使调速滑移齿轮12仅能与锥齿轮组9中的一个齿轮相啮合。
调速控制机构工作原理为：当转动车把上慢速手柄时，拉动调速钢绳17，带动慢速单向轮18顺时针转动(见图2和图4)，弹簧62一端固定于慢速单向轮18上，其余部分绕在齿轮13凸起的空心柱上，由于慢速单向轮18顺时针转动，使弹簧62变紧，所以带动齿轮13顺时针转动，使与齿轮13相啮合，并固定在螺纹轴26上的齿轮21逆时针转动，同时螺纹轴26也逆时针转动，并使调节钗25向上移动(见图1)，并带动调速滑移齿轮12向等高齿锥齿轮组9较小端移动，因此达到将速度调慢的目的。
在慢速单向轮18的端部有限位挡圈50，轴14端部有复位弹簧16，当调速手柄复位时，调速钢绳17不再受拉力的作用，因此慢速单向轮18在复位弹簧16的作用下复位，并向逆时针方向转动，促使弹簧62放松，因此慢速单向轮18复位时，将不会带动齿轮13转动。
同理，快速单向轮54则使速度调快。
调速过程示意如下：
通过对齿轮13、齿轮53、齿轮21、螺纹轴26和拨叉25内螺纹等零件的参数设定，可以做到转动一次调速手柄，调速滑移齿轮12移动的距离等于等高齿锥齿轮组9中一组齿轮的齿宽，即转动一次调速手柄，可调速一档。
由图1可知，假设等高齿锥齿轮组9的一组齿轮齿数为Z1，调速滑移齿轮12齿数为Z2，齿轮31齿数为Z3，链轮齿45齿数为Z4，则该变速器的速比为：I=(Z1/Z2)×(Z3/Z4)，由此可知，当Z1变大时，速比变大，当Z1变小时，速比变小。
调速手柄分为两个，固定在车把上，右车把上为快速手柄，左车把上为慢速手柄。
Claims (2)
1．自行车多级变速器，其特征在于由调速滑移齿轮(12)，等高齿锥齿轮组(9)和调速控制机构组成，其中，等高齿锥齿轮组(9)安装在自行车中轴(6)上，与等高齿锥齿轮组(9)相啮合的调速滑移齿轮(12)装在花键轴(27)上，调速滑移齿轮(12)可在花键轴(27)上移动，花键轴(27)的端部固定一齿轮(31)，齿轮(31)与链轮齿轮(45)相啮合，链轮为一组件，由链轮(32)和链轮齿轮(45)组成，链轮内孔中装有轴承(41)和(44)，也安装在自行车中轴的(6)上，整个链轮组件可以相对于自行车中轴(6)转动，调速滑移齿轮(12)在花键轴(27)上的移动由拨叉(25)控制，拨叉(25)内孔为螺纹孔，安装在螺纹轴(26)上，螺纹轴(26)的端部固定一齿轮(21)；调速控制机构由快速单向轮(54)、慢速单向轮(18)组成，其中慢速单向轮(18)套在齿轮(13)上，齿轮(13)安装在单向轮轴(14)上，并与齿轮(21)相啮合，齿轮(13)只能顺时针转动，其凸起的空心柱上紧绕有弹簧(62)，弹簧(62)的一端固定在慢速单向轮(18)上，调速钢绳(17)缠绕在慢速单向轮(18)的凹槽中，定位弹簧(16)的一端固定在单向轮(18)上，另一端固定在单向轮轴(14)上，快速单向轮(54)安装在齿轮(53)上，齿轮(53)安装在单向轮轴(57)上，并与齿轮(21)相啮合，齿轮(53)只能逆时针转动，其凸起的空心柱紧绕着弹簧(65)，弹簧(65)的一端固定在快速单向轮(54)上，调速钢绳(58)缠绕在快速单向轮(54)的凹槽中，复位弹簧(63)的一端固定在快速单向轮(54)上，另一端固定在单向轮轴(57)上。
2．根据权利要求1所述的自行车多级变速器，其特征在于等高齿锥齿轮组(9)中，各齿轮的齿数取偶数，并按等差级数排列，每个齿轮的上半周齿(即齿数的一半)相对其下半周齿沿轴向错开一距离b/3(b为齿宽)，等高齿锥齿轮组(9)中每个齿轮在半分处和凹口应成一直线。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| TWI750794B (zh) * | 2020-09-03 | 2021-12-21 | 王敬順 | 自行車變速設備 |
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- 2000-11-29 CN CN 00245031 patent/CN2454267Y/zh not_active Expired - Fee Related
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |