專利名稱：自行車二級(jí)變速后軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種非機(jī)動(dòng)車輛的變速機(jī)構(gòu)，尤其是一種自行車的變速后軸。
公知的自行車變速機(jī)構(gòu)有內(nèi)變速和外變速兩類，其結(jié)構(gòu)均較為復(fù)雜，制造困難。為了簡化零件、降低成本，申請日為1996年8月27日、申請?zhí)枮?6230563.4的中國專利公開了一種自行車二級(jí)變速后軸，該變速后軸主要由支撐在外殼部件內(nèi)的后軸輥、活套在后軸輥上的太陽齒輪、與太陽齒輪嚙合并套裝在行星齒輪銷上的行星齒輪、與后軸輥相對固定的太陽齒輪座、與后軸輥同軸支撐在外殼部件內(nèi)并與行星齒輪銷固連的行星齒輪座組成，其中外殼部件內(nèi)制有可以分別與太陽齒輪和行星齒輪嚙合的大、小內(nèi)齒輪，太陽齒輪座內(nèi)制有可以與太陽齒輪嚙合的內(nèi)齒輪。其二級(jí)變速的工作原理是當(dāng)太陽齒輪與太陽齒輪座的內(nèi)齒輪嚙合而與外殼部件中的小內(nèi)齒輪脫離嚙合時(shí)，太陽齒輪相對于后軸輥固定不動(dòng)，行星齒輪座的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)行星齒輪，結(jié)果外殼部件在行星齒輪的公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)同時(shí)作用下，產(chǎn)生轉(zhuǎn)速高于行星齒輪座的增速旋轉(zhuǎn)(參見


圖1)。當(dāng)推移機(jī)構(gòu)使太陽齒輪與外殼部件中的小內(nèi)齒輪嚙合而與太陽齒輪座的內(nèi)齒輪脫離嚙合時(shí)，外殼部件、行星齒輪以及太陽齒輪形同一體，行星齒輪座的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)行星齒輪直接帶動(dòng)外殼部件同步轉(zhuǎn)動(dòng)(參見圖2)。這種新型的自行車二級(jí)變速后軸雖然結(jié)構(gòu)簡單、成本經(jīng)濟(jì)，但在使用中存在需要跨越“空檔”的問題，即在高、底速轉(zhuǎn)換的變速過程中，存在一個(gè)過渡的空隙位置，此時(shí)必須停止驅(qū)動(dòng)方能順利變速，否則容易損傷零件，這樣給使用帶來不便。
本實(shí)用新型的首要目的在于針對上述已有自行車二級(jí)變速后軸存在的“空檔”問題，提出一種不必停止驅(qū)動(dòng)即可順利變速的自行車二級(jí)變速后軸。
本實(shí)用新型進(jìn)一步的目的在于提出一種可以確保在自行車慣性行進(jìn)(不踩腳踏)以及車輪倒轉(zhuǎn)(例如倒推)情況下均不發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉的自行車二級(jí)變速后軸。
為了達(dá)到上述首要目的，本實(shí)用新型的自行車二級(jí)變速后軸主要由支撐在外殼部件內(nèi)的后軸輥、活套在后軸輥上的太陽齒輪、與后軸輥相對固定的太陽齒輪座、與太陽齒輪嚙合并套裝在行星齒輪銷上的行星齒輪、與后軸輥同軸支撐在外殼部件內(nèi)并與行星齒輪銷固連的行星齒輪座組成，外殼部件內(nèi)制有與行星齒輪嚙合的大內(nèi)齒，外殼部件內(nèi)還制有超越離合機(jī)構(gòu)從動(dòng)輪，所述超越離合機(jī)構(gòu)的主動(dòng)輪(本實(shí)用新型中超越離合機(jī)構(gòu)的主動(dòng)輪定義為，當(dāng)其轉(zhuǎn)速高于對應(yīng)的超越離合機(jī)構(gòu)從動(dòng)輪時(shí)，將帶動(dòng)從動(dòng)輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)其轉(zhuǎn)速低于對應(yīng)的從動(dòng)輪時(shí)，相互之間打滑。按此定義，本實(shí)用新型所述的超越離合機(jī)構(gòu)可以是棘輪、棘爪機(jī)構(gòu)，平面棘輪機(jī)構(gòu)，無聲棘輪機(jī)構(gòu)，等等)套裝在后軸輥上其一端制有與太陽齒輪常嚙合的小內(nèi)齒，所述太陽齒輪一側(cè)制有端面離合機(jī)構(gòu)可轉(zhuǎn)輪，所述太陽齒輪座一側(cè)制有相應(yīng)的端面離合機(jī)構(gòu)制動(dòng)輪。
這樣，當(dāng)太陽齒輪與太陽齒輪座通過端面離合機(jī)構(gòu)嚙合時(shí)，無論其是否與超越離合機(jī)構(gòu)的小內(nèi)齒脫離嚙合，太陽齒輪均相對于后軸輥固定不動(dòng)，行星齒輪座的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)行星齒輪，結(jié)果外殼部件在行星齒輪的公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)同時(shí)作用下，產(chǎn)生轉(zhuǎn)速高于行星齒輪座的增速旋轉(zhuǎn)。由于外殼部件與后軸輥之間的超越離合機(jī)構(gòu)存在“超越離合”關(guān)系，即當(dāng)外殼部件的轉(zhuǎn)速高于超越離合主動(dòng)輪時(shí)，從動(dòng)輪與主動(dòng)輪間“打滑”，因此相互不存在運(yùn)動(dòng)干涉。當(dāng)推移機(jī)構(gòu)使太陽齒輪與太陽齒輪座的端面離合機(jī)構(gòu)脫離嚙合時(shí)，外殼部件、行星齒輪以及太陽齒輪形同一體，行星齒輪座的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)行星齒輪直接帶動(dòng)外殼部件同步轉(zhuǎn)動(dòng)。由此可見，本實(shí)用新型的自行車二級(jí)變速后軸在使用中不存在需要跨越“空檔”的問題，即在高、底速轉(zhuǎn)換的變速過程中，不存在過渡的空隙位置，因此不必停止驅(qū)動(dòng)便能順利變速，這樣給使用帶來方便。
為了達(dá)到本實(shí)用新型進(jìn)一步的目的，上述自行車二級(jí)變速后軸中的端面離合機(jī)構(gòu)為單向端面離合機(jī)構(gòu)，即太陽齒輪一側(cè)制有正向運(yùn)轉(zhuǎn)與對應(yīng)件嚙合、反向運(yùn)轉(zhuǎn)與對應(yīng)件打滑的單向端面離合機(jī)構(gòu)可轉(zhuǎn)輪，所述太陽齒輪座一側(cè)制有相應(yīng)的端面單向離合機(jī)構(gòu)制動(dòng)輪。
自行車慣性行駛時(shí)，與自行車鏈輪固連的行星齒輪座相對靜止。在非增速狀態(tài)下，太陽齒輪與太陽齒輪座脫離嚙合位置，只要超越離合機(jī)構(gòu)起打滑作用，便可保證沒有運(yùn)動(dòng)干涉；而在增速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，太陽齒輪與太陽齒輪座的單向端面離合機(jī)構(gòu)雖然沒有脫離嚙合位置，但由于其相互之間存在與超越離合器類似的單向打滑作用，因此也不會(huì)產(chǎn)生任何運(yùn)動(dòng)干涉。當(dāng)自行車輪倒轉(zhuǎn)時(shí)，外殼部件將帶動(dòng)行星齒輪、行星齒輪座以及太陽齒輪一起倒轉(zhuǎn)，此時(shí)太陽齒輪與太陽齒輪座之間的單向端面離合機(jī)構(gòu)的打滑切實(shí)保證了沒有運(yùn)動(dòng)干涉的發(fā)生。
由此可見，本實(shí)用新型不僅妥善解決了避免跨越“空檔”的問題，同時(shí)還保證了其在各種運(yùn)行狀態(tài)下的安全性和可靠性。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
圖1是現(xiàn)有專利中自行車二級(jí)變速后軸高速狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是現(xiàn)有專利中自行車二級(jí)變速后軸低速狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖3實(shí)施例的A-A剖面圖。
圖5是圖3實(shí)施例的高速傳動(dòng)原理圖。
圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7和圖8是可以與圖4等同替換的另二種超越離合機(jī)構(gòu)示意圖。
圖9是
圖1實(shí)施例中太陽齒輪座的B向齒形放大圖。
圖3和圖4中的主要零件如下1-外殼 2-后軸輥 3-齒圈 4-行星齒輪 5-行星齒輪銷 6-太陽齒輪 7-太陽齒輪座 10-搖臂 13-推銷 16-行星齒輪座 19-橫銷 20-棘爪22-棘爪座 23-壓簧其它零件裝配關(guān)系均與現(xiàn)有自行車相似，不另贅述。
本實(shí)施例的自行車二級(jí)變速后軸應(yīng)用在變速自行車(其應(yīng)用范圍不限于自行車，三輪車等其它非機(jī)動(dòng)車也可采用)上后，可以產(chǎn)生高低二種騎行速度。當(dāng)搖臂10位于圖3虛線位置時(shí)，太陽齒輪6在壓簧23的復(fù)位作用下與太陽齒輪座7通過端面齒嚙合，無論其是否與棘爪座22的小內(nèi)齒輪脫離嚙合，太陽齒輪6均相對于后軸輥2固定不動(dòng)，此時(shí)行星齒輪座16的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)三只行星齒輪4，使外殼部件在行星齒輪4的公轉(zhuǎn)ω1與自轉(zhuǎn)ω2同時(shí)作用下，產(chǎn)生轉(zhuǎn)速高于行星齒輪座16的增速旋轉(zhuǎn)ω(參見圖5)，從而實(shí)現(xiàn)高速騎行。由于外殼部件的轉(zhuǎn)速高于棘爪座22時(shí)，內(nèi)棘輪與棘爪20打滑，因此其相互之間不存在運(yùn)動(dòng)干涉。而當(dāng)搖臂10位于圖3實(shí)線位置時(shí)，太陽齒輪6的側(cè)面齒與太陽齒輪座7的側(cè)面齒脫離嚙合，外殼部件、行星齒輪4以及太陽齒輪6形同一個(gè)固連的整體，行星齒輪座16的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)行星齒輪4直接帶動(dòng)外殼部件同步轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)低速騎行。由于棘輪棘爪機(jī)構(gòu)與端面齒的嚙合互不干涉，因此本實(shí)施例的自行車二級(jí)變速后軸可以隨心所欲地隨時(shí)變速，不必?fù)?dān)心存在變速“空檔”。同時(shí)，太陽齒輪座7左端單向端面齒以及與之對應(yīng)嚙合的太陽齒輪6右端單向端面齒，保證了采用本實(shí)施例變速結(jié)構(gòu)的自行車在慣性運(yùn)行、車輪倒轉(zhuǎn)等各種情況下，均無運(yùn)動(dòng)干涉，十分安全可靠。這種自行車二級(jí)變速后軸的另一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是，絕大部分零件與原先通用，因此生產(chǎn)、裝配工藝變化小，便于實(shí)施應(yīng)用。
除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其它實(shí)施方式。例如，超越離合機(jī)構(gòu)可以采用圖7或圖8所示的結(jié)構(gòu)，即采用楔合滾珠20’或楔合塊20”結(jié)構(gòu)取代圖4中的棘爪，主動(dòng)輪、從動(dòng)輪相應(yīng)變化的技術(shù)方案。甚至可以采用平面棘輪機(jī)構(gòu)(齒形參見圖9)，即圖3中的齒圈3改為與從動(dòng)平面棘輪固連或制成一體圖3中的棘爪座改為一端制有可以與從動(dòng)平面棘輪嚙合的主動(dòng)棘輪，這樣，理論上同樣可以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，而且結(jié)構(gòu)更為簡化。此外，端面離合機(jī)構(gòu)采用摩擦片離合機(jī)構(gòu)，或者行星齒輪數(shù)量變化；等等?？傊?，凡采用等同替換或等變換形成的技術(shù)方案均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1．一種自行車二級(jí)變速后軸，主要由支撐在外殼部件內(nèi)的后軸輥(2)、活套在后軸輥(2)上的太陽齒輪(6)、與后軸輥(2)相對固定的太陽齒輪座(7)、與太陽齒輪(6)嚙合并套裝在行星齒輪銷(5)上的行星齒輪(4)、與后軸輥(2)同軸支撐在外殼部件內(nèi)并與行星齒輪銷(5)固連的行星齒輪座(16)組成，外殼部件內(nèi)制有與行星齒輪(4)嚙合的大內(nèi)齒，其特征在于所述外殼部件內(nèi)還制有超越離合機(jī)構(gòu)從動(dòng)輪，所述超越離合機(jī)構(gòu)的主動(dòng)輪套裝在后軸輥(2)上，其一端制有與太陽齒輪(6)常嚙合的小內(nèi)齒，所述太陽齒輪(6)一側(cè)制有端面離合機(jī)構(gòu)可轉(zhuǎn)輪，所述太陽齒輪座(7)一側(cè)制有相應(yīng)的端面離合機(jī)構(gòu)制動(dòng)輪。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車二級(jí)變速后軸，其特征在于所述端面離合機(jī)構(gòu)為單向端面離合機(jī)構(gòu)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車二級(jí)變速后軸，其特征在于所述超越離合機(jī)構(gòu)為棘輪棘爪機(jī)構(gòu)，所述外殼(1)與制有內(nèi)齒輪以及內(nèi)棘輪的齒圈(3)壓合構(gòu)成整體外殼部件，棘爪(20)安裝在棘爪座(22)上，所述棘爪座(22)套裝在后軸輥(2)上，裝配時(shí)與外殼部件中的內(nèi)棘輪嚙合。
4．根據(jù)權(quán)利要求2所述的自行車二級(jí)變速后軸，其特征在于所述單向端面離合機(jī)構(gòu)為單向端面齒嚙合機(jī)構(gòu)，所述太陽齒輪(6)右端制有單向端面齒，所述太陽齒輪座(7)與后軸輥相對固定，其左端制有可以與太陽齒輪(6)右端單向端面齒對應(yīng)嚙合的單向端面齒。
5．根據(jù)權(quán)利要求3所述的自行車二級(jí)變速后軸，其特征在于所述太陽齒輪(6)左端抵靠在套裝于后軸輥(2)并軸向限位的壓簧(23)一端，并固定有橫銷(19)，該橫銷抵靠在推銷(13)一端。
6．根據(jù)權(quán)利要求4所述的自行車二級(jí)變速后軸，其特征在于所述太陽齒輪座(7)與行星齒輪座(16)之間裝有滾動(dòng)軸承。
7．根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的自行車二級(jí)變速后軸，其特征在于所述行星齒輪座(16)周圈壓鉚有至少一根行星齒輪銷(5)，對應(yīng)數(shù)量的行星齒輪(4)對應(yīng)插裝在行星齒輪銷(5)上，并同時(shí)與太陽齒輪(6)的外齒和齒圈(3)的內(nèi)齒嚙合。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車二級(jí)變速后軸，其特征在于所述外殼(1)通過壓延連接件(2’)與制有內(nèi)齒輪以及內(nèi)棘輪的齒圈(3)壓合構(gòu)成整體外殼部件。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車二級(jí)變速后軸，其特征在于所述超越離合機(jī)構(gòu)采用楔合滾珠(20’)結(jié)構(gòu)。
10．根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車二級(jí)變速后軸，其特征在于所述超越離合機(jī)構(gòu)采用平面棘輪機(jī)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種自行車二級(jí)變速后軸,主要由后軸輥、太陽齒輪、太陽齒輪座、行星齒輪、支撐在外殼部件內(nèi)并與行星齒輪銷固連的行星齒輪座組成,外殼部件內(nèi)制有與行星齒輪嚙合的大內(nèi)齒,外殼部件內(nèi)還制有超越離合機(jī)構(gòu)從動(dòng)輪,所述超越離合機(jī)構(gòu)的主動(dòng)輪套裝在后軸輥上,其一端制有與太陽齒輪常嚙合的小內(nèi)齒,所述太陽齒輪一側(cè)制有端面離合機(jī)構(gòu)可轉(zhuǎn)輪,所述太陽齒輪座一側(cè)制有相應(yīng)的端面離合機(jī)構(gòu)制動(dòng)輪。本實(shí)用新型在高、低速轉(zhuǎn)換的變速過程中,不存在過渡的空隙位置,因此不必停止驅(qū)動(dòng)便能順利變速,十分方便。
文檔編號(hào)B62M11/00GK2433169SQ0022122
公開日2001年6月6日 申請日期2000年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月31日
發(fā)明者唐翰章 申請人:蘇州速連自行車變速器有限公司