專利名稱:自行車上的中軸變速機(jī)構(gòu)的制作方法
本發(fā)明屬于F16D中的41／24自行車為人們習(xí)用的自便的交通工具。當(dāng)前，人們對(duì)自行車的要求為一是美觀、二是適用、三是質(zhì)高價(jià)廉。所謂適用是指(1)、車型多——單人騎的輕便車；女同志用的坤車；適應(yīng)人的高低所用的28型、26型、24型……車；適應(yīng)人的胖瘦以及載貨的多少所用的輕便車、加重車、特加重車。(2)、車的速度能變化(高——低)。
人們騎自行車時(shí)，當(dāng)遇到上坡、頂風(fēng)(迎風(fēng))、路面壞(泥濘或凸凹不平)、街道上人、車較多、騎車觀光、車上載荷重(載貨或載人)時(shí)，需要自行車能變?yōu)椤暗退佟毙旭偂⒉⑶因T著較輕；當(dāng)遇到下坡時(shí)、順風(fēng)、路面好、街道上人少、車少……時(shí)，需要自行車能變?yōu)楦咚傩旭?。這些均為用戶的要求。非旦如此，用戶還要求車速高或低，均應(yīng)騎著輕快、省力。
一般自行車上沒(méi)有設(shè)置變速機(jī)構(gòu)，這樣以來(lái)，騎車上坡、或遇頂風(fēng)或在壞路面上行駛、則感到很費(fèi)力。當(dāng)騎車帶人或載貨時(shí)，欲騎車速度快，便需腳蹬頻率高，導(dǎo)致人易勞累。這說(shuō)明自行車上，設(shè)置變速機(jī)構(gòu)是必要的。
目前，在自行車上設(shè)置的變速機(jī)構(gòu)大體上分兩種1、塔輪式變速機(jī)構(gòu)，配制在自行車的右后側(cè)鏈條處，通稱側(cè)置變速。這種變速機(jī)構(gòu)為敝開(kāi)式，工作時(shí)，鏈條傾斜，左右晃動(dòng)，鏈條以及輪盤(pán)、飛輪的齒部容易磨損，尤其在農(nóng)村土路上行走，灰塵大、又振動(dòng)磨損就更厲害。(此種變速機(jī)構(gòu)，已不大采用了)。
2、行星式齒輪變速機(jī)構(gòu)，配置在后軸處，通稱后軸變速，這種變速機(jī)構(gòu)為封閉式。因齒輪模數(shù)小(m＝0.5)，換檔(變速)時(shí)，瞬時(shí)扭矩大，齒部易磨損。這種變速機(jī)構(gòu)常失靈，常損壞，也就是使用可靠性、耐久性較差。并且變?yōu)榭焖偾斑M(jìn)時(shí)，速比大、扭矩大、腳蹬費(fèi)力。
本發(fā)明的目的是解決自行車(1)變速機(jī)構(gòu)的使用可靠性和耐久性的問(wèn)題。(2)騎車帶人或載貨時(shí)(負(fù)荷重時(shí))或高速行駛時(shí)，均應(yīng)省力，應(yīng)有輕快之感。(3)結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，但變速范圍應(yīng)大些，(高速較高，低速較低)，對(duì)城鄉(xiāng)各種路面均應(yīng)適宜。
本發(fā)明是在一般自行車的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)的。采用雙飛輪、雙鏈條、雙輪盤(pán)，即在中、后軸的兩端各有一組飛輪、鏈條和輪盤(pán)。其特點(diǎn)是在該自行車上設(shè)計(jì)有一套中軸變速機(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)稱“中軸變速”。這種變速機(jī)構(gòu)是由離合器部分和傳動(dòng)裝置兩部分組成的，如圖1所示。離合器部分在五通套筒〔3〕內(nèi)，并由離合器體(左〔6〕，右〔10〕)離合器爪(左〔7〕，右〔11〕)、離合器固定架〔9〕、頂柱〔8〕壓簧等零件組成。傳動(dòng)裝置是由傳動(dòng)軸〔1〕、滾柱軸承〔4〕、向心球軸承〔5〕、輪盤(pán)(左〔2〕、右〔12〕)、飛輪、鏈條、防護(hù)罩等零件組成。
上面說(shuō)的飛輪、鏈條、為自行車的通用件。傳動(dòng)軸〔1〕，也就是中軸，也就是離合器軸，是特制的，如圖2所示。這種軸可用20Cr鋼，滲碳處理，硬度達(dá)到56～62。也可用45號(hào)鋼，淬火處理，硬度達(dá)HRC40～50；滾柱軸承〔4〕，用直徑×長(zhǎng)度(6×10)的45號(hào)鋼，淬火處理，硬度達(dá)HRC40～50；向心球軸承〔5〕，采用特輕型系列107軸承；輪盤(pán)(左〔2〕，右〔12〕)，可用45號(hào)鋼，齒部需高頻或中頻局部熱處理，硬度達(dá)HRC40～50。也可用20Cr鋼，滲碳處理。達(dá)HRC56～62。也可用低碳鋼(20號(hào)或25號(hào))，滲碳處理，達(dá)HRC56～62；左離合器體〔6〕如圖3，離合器固定架〔9〕如圖5，離合器爪(左〔7〕，右〔11〕)如圖4，其材質(zhì)均可采用20Cr鋼，滲碳處理，達(dá)HRC56～62，也均可采用45號(hào)鋼，淬火處理，達(dá)HRC40～50。
自行車的中軸變速工作過(guò)程左離合器爪〔7〕的爪和左離合器體〔6〕的內(nèi)孔槽相結(jié)合(單向性)，頂柱〔8〕的一端安裝在固定架〔9〕的側(cè)面，另一端頂在左離合器體〔6〕的一個(gè)端面凹槽處(常結(jié)合式)。當(dāng)人站在自行車的左面(按前進(jìn)行駛方向)來(lái)看，騎車人左腳向前蹬(左輪盤(pán)〔2〕按反時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng))，左離合器爪〔7〕結(jié)合在左離合器體〔6〕的內(nèi)孔槽中，傳動(dòng)軸〔1〕和左輪盤(pán)〔2〕同步轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)滾柱軸承〔4〕和向心球軸承〔5〕轉(zhuǎn)動(dòng)，自行車前進(jìn)。注意此時(shí)，右離合器爪〔11〕脫離開(kāi)右離合器體〔10〕的內(nèi)孔槽中，右輪盤(pán)〔12〕、右鏈條、右飛輪均不工作。也就是左離合器結(jié)合，左傳動(dòng)裝置工作，而右離合器脫離(右離合器爪〔11〕，不在右離合器體〔10〕的內(nèi)孔槽中)，右傳動(dòng)裝置不工作。當(dāng)需要右傳動(dòng)裝置工作時(shí)，則左腳拐往后倒四分之一圈(順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)90°)，則左離合器爪〔7〕沿滑面脫離開(kāi)左離合器體〔6〕的內(nèi)孔槽中，左傳動(dòng)裝置停止工作。而同時(shí)右離合器爪〔11〕、滑入右離合器體〔10〕的內(nèi)孔槽中，即右離合器結(jié)合，右傳動(dòng)裝置開(kāi)始工作。反之，當(dāng)右腳拐往后倒四分之一圈，則左傳動(dòng)裝置工作，右傳動(dòng)裝置停止工作。因傳動(dòng)軸〔1〕上的左、右輪盤(pán)(左〔2〕右〔12〕)的齒數(shù)不相等(后軸兩端的飛輪齒數(shù)相等)，則左、右離合器交替工作，左右傳動(dòng)裝置亦相應(yīng)交替工作，起到速度變化的目的，這就是自行車的中軸變速過(guò)程，這種過(guò)程可稱為自行車的中軸變速。
自行車速度的有關(guān)參數(shù)一般28型自行車的速比(輪盤(pán)齒數(shù)飛輪齒數(shù))為4820＝2.41，腳蹬一圈，自行車前進(jìn)的距離為0.71×3.1416×2.4＝5.35(米)，式中0.71米為輪胎直徑。
本發(fā)明的“高速”擋的速比為6220＝3.101，腳蹬一圈前進(jìn)的距離為0.71×3.1416×3.1＝6.92(米)，“低速”擋的速比為3520＝1.751，腳蹬一圈前進(jìn)的距離為0.71×3.1416×1.75＝3.90(米)，這樣，本發(fā)明的“高速”擋和一般28型自行車(非變速車)的速度比起來(lái)，腳蹬一圈，自行車前進(jìn)的距離相差1.75米。“低速”擋一圈相差1.45米。那么，一般自行車(28型，非變速)以每小時(shí)行走15公里計(jì)算，則使用本發(fā)明的“高速擋”行走，每小時(shí)就可多行4.4公里(15000÷5.35×1.57＝4401.9“米”)，“低速”擋每小時(shí)可慢行4.1公里。
自行車的中軸變速機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)1.該變速機(jī)構(gòu)工作可靠、耐用。
2.使用“高速”擋或“低速”擋騎行均感到輕快、省力。同“后軸星形齒輪變速機(jī)構(gòu)”比起來(lái)，在前進(jìn)速度基本一樣的情況下，腳蹬省力30－40％。省力、輕快的原因，是中軸變速機(jī)構(gòu)里采用了滾柱軸承〔4〕和向心球軸承〔5〕兩級(jí)軸承，且向心球軸承〔5〕為特輕型107軸承。
3.該變速機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。造價(jià)也相應(yīng)降低了。
一般的后軸星形齒輪變速機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易壞、難修。采用帶漆包線的多股鋼絲拉繩(1.5米長(zhǎng))和手操縱的變速刻度盤(pán)，難看、易壞、造價(jià)也較高，社會(huì)上生產(chǎn)、銷售的“后軸星形齒輪變速機(jī)構(gòu)”，一套售價(jià)40元。
采用中軸變速機(jī)構(gòu)，不需要1.5米長(zhǎng)的多股鋼絲繩，不需要手操作變速盤(pán)，而是如前面說(shuō)的采用腳來(lái)操縱變速機(jī)構(gòu)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)變速結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便和價(jià)格便宜的愿望。
權(quán)利要求
1.一種具有架子、圈、胎、把、座、衣架、鈴、閘、鎖、尾燈的自行車，其特征在于該自行車上有一套中軸變速機(jī)構(gòu)。
2.據(jù)權(quán)利要求
1所述的自行車，其特征在于中軸變速機(jī)構(gòu)，是由離合器部分和傳動(dòng)裝置兩部分組成的。
3.據(jù)權(quán)利要求
2所述的自行車，其特征在于離合器部分，是由左右離合器體(左〔6〕，右〔10〕)、左、右離合器爪(左〔7〕、右〔11〕)、離合器固定架〔9〕、頂柱〔8〕、壓簧等零件組成。
4.據(jù)權(quán)利要求
3所述的自行車，其特征在于離合器部分，左、右離合器體(左〔6〕，右〔10〕)，左、右離合器爪(左〔7〕，右〔11〕)，離合器固定架〔9〕的材質(zhì)，均可采用20Cr，也可采用45號(hào)鋼，達(dá)HRC40以上；頂柱〔8〕的材質(zhì)可用45號(hào)鋼，達(dá)HRC40以上；壓簧的材質(zhì)可采用碳素彈簧鋼絲。
5.據(jù)權(quán)利要求
2所述的自行車，其特征在于傳動(dòng)裝置，是由傳動(dòng)軸〔1〕，滾柱軸承〔4〕，向心球軸承〔5〕，左、右輪盤(pán)(左〔2〕右〔12〕)，飛輪，鏈條，防護(hù)罩等零件組成。
6.據(jù)權(quán)利要求
5所述的自行車，其特征在于傳動(dòng)裝置，傳動(dòng)軸〔1〕的材質(zhì)可用20Cr，也可用45號(hào)鋼，達(dá)HRC40以上；滾柱軸承〔4〕，用45號(hào)鋼，達(dá)HRC40以上；向心球軸承〔5〕，可采用特輕系列107軸承；左、右輪盤(pán)(左〔2〕，右〔12〕)，可用45號(hào)鋼，也可用20Cr鋼，也可用低碳鋼(20號(hào)或25號(hào))齒部需達(dá)HRC40以上。
專利摘要
采用了雙輪盤(pán)、雙鏈條、雙飛輪，即在中、后軸的兩端各有一組輪盤(pán)、鏈條和飛輪。其特點(diǎn)是在該自行車上設(shè)計(jì)有一套中軸變速機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)由離合器部分(離合器體、爪、支架、頂柱、壓簧等)和傳動(dòng)裝置(傳動(dòng)軸、滾柱軸承、向心球軸承、輪盤(pán)、鏈條、飛輪、防護(hù)罩等)兩部分組成。中軸變速機(jī)構(gòu)同其它類型的變速機(jī)構(gòu)相比，腳蹬省力30-40％。
文檔編號(hào)B62M9/08GK85203505SQ85203505
公開(kāi)日1986年10月15日 申請(qǐng)日期1985年8月22日
發(fā)明者初世倫 申請(qǐng)人:初世倫導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan