通用型多擋位自行車變速器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是一種多檔位的自行車變速器，更具體地，是通過(guò)兩組增速的行星齒輪系 組成的，可以通過(guò)拉線或倒踏實(shí)現(xiàn)換擋的，用于直驅(qū)自行車或是安裝在小輪徑自行車的中 軸或后輪軸上的變速器。
【背景技術(shù)】
[0002] 鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)裝置是最為流行的自行車傳動(dòng)裝置，其多擋變速優(yōu)先選用通過(guò)在中軸上 具有不同齒數(shù)的多只鏈輪與在后輪上具有不同齒數(shù)的多只鏈輪組合成多級(jí)鏈傳動(dòng)，或是通 過(guò)單級(jí)的鏈傳動(dòng)裝置與后輪中的變速花鼓組合的方式，目前見(jiàn)到的自行車的車輪直徑從6 到26英寸不等，所以必須有與之相應(yīng)的變速器配合使用。
[0003] 對(duì)于直徑在16英寸及以下的小輪自行車，腳踏頻率比上驅(qū)動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)頻率應(yīng)在1: 5或更小的比值上，才能滿足人體體能輸出的最佳工況點(diǎn)，為此常有以下幾種做法： A、 加大中軸鏈輪直徑和減小后軸鏈輪直徑的多級(jí)鏈輪傳動(dòng)； B、 單級(jí)的鏈傳動(dòng)與后輪變速花鼓組合的方式； C、 兩組串聯(lián)的鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)，如（【申請(qǐng)?zhí)枴浚︰S: 67692091所述的一款有兩個(gè)串聯(lián)鏈傳動(dòng)裝置 的自行車； D、 多級(jí)鏈輪傳動(dòng)和后輪變速花鼓組合的方式。
[0004] 針對(duì)A，為了配合后輪軸和超越離合器的安裝，從動(dòng)鏈輪組的最小鏈輪的齒數(shù)也在 11左右，要達(dá)到1:5的速比，主動(dòng)輪組的最大鏈輪的齒數(shù)也要在55齒，以3*8變速的通用鏈條 標(biāo)準(zhǔn)，55齒的鏈輪直徑將在225_左右，用于對(duì)尺寸有嚴(yán)格要求的折疊自行車來(lái)說(shuō)，應(yīng)用上 受到一定限制； 針對(duì)B，目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的變速花鼓即內(nèi)變速器大多是針對(duì)較大輪徑自行車設(shè)計(jì)的，當(dāng) 用于16寸及一下的小輪自行車時(shí)，主動(dòng)鏈輪較從動(dòng)鏈輪仍需較大的比值，主動(dòng)鏈輪的尺寸 還是比較大； 針對(duì)C，為單一速比，實(shí)現(xiàn)多擋變速時(shí)，仍需配合其他方式，并且串聯(lián)方式增加了傳動(dòng)距 離，對(duì)長(zhǎng)度有要求的自行車有一定的限定； 針對(duì)D，會(huì)出現(xiàn)對(duì)主動(dòng)鏈輪、對(duì)從動(dòng)鏈輪和對(duì)變速花鼓的三個(gè)變速控制輸入，而且許多 組合速比相似，設(shè)計(jì)重復(fù)而不經(jīng)濟(jì)，同時(shí)增加產(chǎn)品的重量。
[0005] 還有一種自行車，為了折疊后前、后輪可以并排一起，安裝前、后輪的車架為懸臂 結(jié)構(gòu)，如品牌為速立達(dá)的幾種折疊自行車，受軸向空間的限制，在后輪軸上安裝內(nèi)變速器就 不太現(xiàn)實(shí)，但實(shí)現(xiàn)變速仍有一些辦法： A、 如（【申請(qǐng)?zhí)枴浚〤N2012800238451的變速單元加多級(jí)鏈條傳動(dòng)的方式； B、 如（【申請(qǐng)?zhí)枴浚〤N2013207689001所述的采用中軸變速機(jī)構(gòu)的方法。
[0006] 針對(duì)A，此變速單元仍需配合多級(jí)鏈條傳動(dòng)的方式使用，才能得到較多的擋位控 制，由于后輪和從動(dòng)鏈輪位于車架的兩側(cè)，在安裝了多級(jí)從動(dòng)鏈輪后，雖不影響前、后輪的 并排折疊的效果，但在車輪軸向上仍有一定的延長(zhǎng)尺寸； 針對(duì)B，相對(duì)于普通變速自行車的擋位數(shù)，方式B的擋位數(shù)較少。
[0007] 還有一種自行車，如（【申請(qǐng)?zhí)枴浚〤N2010205345157-種無(wú)鏈前驅(qū)式自行車和（申請(qǐng) 號(hào)：）CN2013200595323前驅(qū)動(dòng)后轉(zhuǎn)向躺式三輪車，由于其曲柄安裝在驅(qū)動(dòng)輪上，腳踏力矩直 接作用車輪的軸上，因此我們常叫這類的自行車為直驅(qū)自行車，針對(duì)于這種自行車，目前已 知實(shí)現(xiàn)其變速的技術(shù)有（【申請(qǐng)?zhí)枴浚〤N2012101662931等，但相對(duì)于普通變速自行車的擋位數(shù) 來(lái)說(shuō)，仍然很少。
[0008] 總結(jié)以上自行車和實(shí)現(xiàn)多擋變速時(shí)的不足或問(wèn)題，本發(fā)明找出了一種適用范圍更 廣，可以同時(shí)滿足上述幾種自行車要求的變速器。
[0009] 該發(fā)明是一種速比在1:1~1:4.587或更小比值的，通過(guò)對(duì)部分零件的少許改動(dòng)，就 可用于直驅(qū)自行車、或小輪徑自行車的中軸變速和后軸內(nèi)變速。
[0010]目前，自行車的設(shè)計(jì)，對(duì)控制車身重量和簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)上已經(jīng)達(dá)到了極至，為了迎合新 一代自行車的設(shè)計(jì)，本發(fā)明將變速轉(zhuǎn)把的換擋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在了變速器的內(nèi)部，即通過(guò)倒踏就 可以實(shí)現(xiàn)換擋;但出于對(duì)自行車市場(chǎng)消費(fèi)慣性的考慮，本變速器保留了拉線控制換擋的功 能。
[0011] 另外，公開(kāi)號(hào)為：W02015092534A1，名稱為：VEL0CIPEDE GEARBOX WITH TWO 0R MORE TRANSMISSION RATIOS的發(fā)明，是用于自行車后軸或直驅(qū)自行車的變速器，但是沒(méi)出 現(xiàn)作為中軸變速的實(shí)例，在設(shè)計(jì)時(shí)，本專利考慮到初期的投入成本，在用于直驅(qū)自行車、后 輪軸或中軸的不同實(shí)例時(shí)，都設(shè)計(jì)了相同的傳動(dòng)系統(tǒng)，其零件相統(tǒng)一、可互換，減少了總的 零件樣數(shù)，這是前述專利沒(méi)有考慮到的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的，就是要實(shí)現(xiàn)寬應(yīng)用范圍的，可實(shí)現(xiàn)多級(jí)速比的自行車變速器，他必 須是： A、 適合(22~8英寸）自行車，配合主、從鏈輪直徑比在1:1~2.75:1之間的單級(jí)鏈傳動(dòng)，可 安裝在后輪軸上的多檔位變速器； B、 適合后輪為懸臂結(jié)構(gòu)的，或優(yōu)先選用中軸變速的（22~8英寸）自行車，配合主、從鏈輪 直徑比在1:1~2.75:1之間的單級(jí)鏈傳動(dòng)，可安裝在中軸上的多檔位變速器； C、 適合(24~20英寸)直驅(qū)自行車，可安裝在直驅(qū)輪上的多檔變速的變速器； D、 可以通過(guò)拉線或倒踏實(shí)現(xiàn)換擋的變速器； E、 可以依不同方式使用，但要有通用的部件和更多可為互換的零件。
[0013] 理想的解決方案是，采用兩級(jí)2Z-X(B)型的串聯(lián)布置的行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，在該系 統(tǒng)上行星架作為力矩的輸入端，太陽(yáng)輪作為控制的輸入端，本發(fā)明所述變速器必須包含此 傳動(dòng)系統(tǒng)。
[0014] 在變速器上行星架i、階梯齒i、銷軸、鋼絲擋圈i、單向離合器i、太陽(yáng)輪i、太陽(yáng)輪?? 和行星架?組成第一組傳動(dòng)級(jí)；行星架?、階梯齒?、銷軸、鋼絲擋圈?、單向離合器?、太 陽(yáng)輪m、太陽(yáng)輪iv和花鼓組成了第二組傳動(dòng)級(jí);此兩傳動(dòng)級(jí)串聯(lián)組成了傳動(dòng)系統(tǒng)。
[0015] 另外，千斤架、千斤、銷軸、扭簧、墊圈、軸承m、變速套共同組成了，通過(guò)千斤架與 變速套的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，使安置在千斤架上的千斤有規(guī)律地閉鎖或翹起，從而控制太陽(yáng)輪的旋 轉(zhuǎn)，以得到不同速比的擋位控制裝置。
[0016] 還有花鼓、螺栓、法蘭、軸承ii、千斤架、軸承套、軸承i和軸裝配組成的，為了將I、 Π 兩組傳動(dòng)級(jí)和擋位控制裝置組合成變速器整體，并使之承載各種支撐載荷，和腳踏的反 向力矩，并且便于車架的安裝的，支撐系統(tǒng)或稱之為用于支撐的可以旋轉(zhuǎn)的腔體。
[0017] 本發(fā)明所述的通用型多擋位自行車變速器就是由上述各系統(tǒng)共同組成。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1、2三維視圖示出用于直驅(qū)自行車的實(shí)例的外形； 圖3、4三維視圖示出用于裝配在中軸位置的實(shí)例的外形； 圖5、6、7三維視圖示出用于裝配在后輪軸位置的實(shí)例的外形，其中圖6采用了拉線換擋 的技術(shù)，圖7采用了倒踏換擋的技術(shù)； 圖8為實(shí)例1(用于直驅(qū)自行車，并通過(guò)拉線換擋)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖； 圖9為實(shí)例2(用于直驅(qū)自行車，并通過(guò)倒踏換擋)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖； 圖10為實(shí)例3(裝配在中軸位置，并通過(guò)拉線換擋)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖； 圖11為實(shí)例4(裝配在中軸位置，并通過(guò)倒踏換擋)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖； 圖12為實(shí)例5(裝配在后輪軸位置，并通過(guò)拉線換擋)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖； 圖13為實(shí)例6(裝配在后輪軸位置，并通過(guò)倒踏換擋)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖； 圖14為實(shí)例1(用于直驅(qū)自行車，并通過(guò)拉線換擋)的軸向剖面圖； 圖15為實(shí)例2(用于直驅(qū)自行車，并通過(guò)倒踏換擋)的軸向剖面圖； 圖16為實(shí)例3(裝配在中軸位置，并通過(guò)拉線換擋)的軸向剖面圖； 圖17為實(shí)例4(裝配在中軸位置，并通過(guò)倒踏換擋)的軸向剖面圖； 圖18為實(shí)例5(裝配在后輪軸位置，并通過(guò)拉線換擋)的軸向剖面圖； 圖19為實(shí)例6(裝配在后輪軸位置，并通過(guò)倒踏換擋)的軸向剖面圖； 圖20三維視圖示出（I傳動(dòng)級(jí))行星架i及安裝其上的零件組成的組件； 圖21三維視圖示出（Π 傳動(dòng)級(jí))行星架??及安裝其上的零件組成的組件； 圖22為過(guò)單向離合器i的徑向剖面圖； 圖23為I傳動(dòng)級(jí)的過(guò)階梯齒i的徑向剖面圖，圖中包括部分擋位控制裝置； 圖24為過(guò)單向離合器??的徑向剖面圖； 圖25為Π 傳動(dòng)級(jí)的過(guò)階梯齒?的徑向剖面圖，圖中包括部分擋位控制裝置； 圖26為實(shí)例1、2、3、4的行星架i的三維視圖； 圖27為實(shí)例5、6的行星架i的三維視圖； 圖28三維視圖示出了擋位控制裝置，千斤架及安裝其上的零件組成的組件的外形； 圖29為實(shí)例1、3的千斤架的三維視圖； 圖30為實(shí)例2、4的包括千斤、千斤架、變速套和異形彈簧的組件的三維視圖； 圖31為實(shí)例2、4、6的變速套的三維視圖； 圖32為實(shí)例1、3的變速套的三維視圖； 圖33為實(shí)例5的變速套的三維視圖； 圖34為實(shí)例2、4、6的過(guò)異形彈簧的徑向剖面圖，圖中包括千斤架、異形彈簧和變速套； 圖35為圖34的另一種形式； 圖36為單向離合器m中離合器殼的三維視圖； 圖37為單向離合器m的徑向剖面圖； 圖38為實(shí)例1、2、3、4的軸的三維視圖； 圖39為實(shí)例5的軸的三維視圖； 圖40為實(shí)例6的軸承套的三維視圖； 圖41為法蘭的三維視圖； 圖42為螺母的三維視圖； 圖43為鍵套的三維視圖； 圖44為軸套的三維視圖； 圖45為實(shí)現(xiàn)更多擋位的變速器機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖； 圖46為圖45的另一種形式。
[0019]圖中標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)的組件、零件及零件的特征表示如下： 1_1傳動(dòng)級(jí)，1〇_行星架i，1〇3_花鍵槽，lObJI槽，10cj肖孔，10d_擋圈槽，10e_楔形曲 面，lOfJft承座，10gj當(dāng)肩，10h_ft端面，11_單向離合器i，110_保持架，111_彈簧，112_滾 柱，12J介梯齒i，12 &_第一直徑輪齒，1213_第二直徑輪齒，12cj肖孔，13_銷軸，14_鋼絲擋圈 i，15_太陽(yáng)輪i，15a_輪齒，1513_棘齒槽，16_太陽(yáng)輪ii，16a_輪齒，1613_棘齒槽； 2_ Π 傳動(dòng)級(jí)，20_行星架ii，20a_齒圈，20bJ?槽，20cj肖孔，20d_擋圈槽，20e_楔形曲 面，20f_內(nèi)圓柱面，21_單向離合器?，210_保持架，211_彈簧，212_滾柱，22J介梯齒ii，22a_ 第一直徑輪齒，2213_第二直徑輪齒，22cj肖孔，23_銷軸，24_鋼絲擋圈ii，25_太陽(yáng)輪iii，25a_ 輪齒，25bji$齒槽，26_太陽(yáng)輪iv，26a_輪齒，26bji$齒槽； 30_千斤架，30a_千斤通槽，30bj肖孔，30〇_小孔，30d_軸頸，30ejft頸，30f_軸肩，30g_ 軸承座，30hjft承座，30ij當(dāng)肩，30」_擋位槽，30k_鍵槽，301_繩孔，30m_凹槽，30η]由肩， 30〇_切□平面，31_變速套，31a_千斤凹槽，31bjft頸，31c_軸肩，31d_扇形塊，31e_彈簧卡 槽，31f_繩槽，31gJ艮位塊，31h_圓角矩形槽，31ij由槽，320、321_軸承iii，330、331_墊圈， 34_銷軸，35_千斤，35aj肖孔，35b_棘爪，35〇_下弧面，36j丑簧，36aj丑臂，36bj丑臂，37_鍵， 38_單向離合器iii，380_離合器殼，380a_旋臂，380bJ單簧座，380c_楔形曲面，380dJ空體， 381_彈簧，382_滾柱，39_異形彈簧，39 &_安裝座，39b_簧臂，39〇_銳角狀； 40_軸，40a_花鍵，40bj當(dāng)圈槽i，40cj當(dāng)圈槽ii，40d_擋圈槽iii，40e_截頭方椎體，40f_ 螺孔，40gjft頸，40hjft頸，40i_軸肩，40]__外螺紋，40k_切口平面，401_切口平面，410、411、 412j當(dāng)圈，420、421_軸承1，43_軸承套，43 &_軸頸，4313_軸肩，43(：_軸承座，43(1_擋肩，436_外 凹槽，43f_花鍵，43gj當(dāng)圈槽，43h_ft凹槽，43ijft承座，43jj當(dāng)肩，43k_端面，431_切口平 面，440、441_軸承 ?，45_ 法蘭，45ajft承座，45bj當(dāng)肩，45cJ?孔，45d_ 沉孔，45e_臺(tái)圓，45f_ 凹槽，45gj當(dāng)圈槽，46_花鼓，46ajft承座，46bj當(dāng)肩，46c_齒圈，46d_內(nèi)圓柱面，46ej|孔， 46f_牙盤，46gJ?孔，46h_凹槽，46丨_螺孔，47_螺母，47 &_軸頸，47b_軸肩，47〇_螺孔，48_鍵 套，48a_凸起，48b_臺(tái)圓，48c_圓角矩形槽，49_止動(dòng)卡，49a_圓角矩形槽，4%_止動(dòng)臂； 50_車架，51_鏈輪i，51a_凸起，52_鋼絲擋圈iii，53_鏈輪丑，53a_凸起，54_鋼絲擋圈iv， 55_剎車片，55aJI孔，55b_凸起，56_軸套，56ajft頸，56b_臺(tái)圓，56c_凸起，57_繩軸，57&_凸 起，57b_繩槽，58、