專利名稱：自行車雙變速行星式鏈傳動機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種傳動裝置，特別是一種自行車雙變速行星式鏈傳動機構。
目前的自行車變速機構有以下兩類，一類是后軸輪設有變速機構的內變速結構，這種后軸要采用專用的后軸，不易維修，近年來采用者較少。另一類是目前在山地車上普遍采用的塔形鏈輪組外變速，由于其變速是利用連桿機構強制撥推鏈條與大小不同的鏈輪相嚙合而實現(xiàn)的，故常處于異面?zhèn)鲃?、而且需采用特殊的窄鏈條和薄鏈輪，故鏈輪的強度較差，變速不能過快。另外其實用速度一般只有高低兩擋，而在直徑差較大的最小和最大鏈輪之間需設置多片鏈輪，以起變速時的過渡作用，故在后軸一側顯的過份的外凸。第三類是各種非圓鏈輪，比如雙半圓輪，它可通過變距而實現(xiàn)變速，但是，速度越高，鏈輪之間拉開的越遠，人體膝關節(jié)在轉蹬一周的過程中的曲率變化差較大，故對人體膝關節(jié)有損傷。還有有關專利所介紹的省力的橢園形的、啞鈴形的等，但它們均未處于理論探討階段。
而且，目前的各種外變速結構的變速比一般為2.5－3.0，其變速比偏低。
本實用新型的目的就在于克服現(xiàn)有技術所存在的上述缺點和不足，而提供一種由中心鏈輪和行星滾子鏈條輪構成的具有高變速的行星驅動機構和非圓外嚙合軌跡的、省力的自行車雙變速行星式鏈傳動機構。
本實用新型的目的是通過下面的技術方案實現(xiàn)的中心鏈輪與中軸滑動套裝，行星架和腳拐垂直剛連接固裝在中軸上，兩行星鏈輪活動套裝在行星架另一側的鎖軸上并與中心鏈輪相嚙合，在中心鏈輪的無行星鏈輪的兩對稱側的行星架上各設置有一個托鏈塊，托鏈塊與星鏈輪構成了一與鏈條相作用嚙合的非園形輪廓，當鎖定中心輪時，兩行星鏈輪在腳蹬動下與中心鏈輪嚙合而公轉并同時繞自身懸套的鎖軸自轉，此時為高速驅動狀態(tài)。當中心鏈輪與車架脫開鎖定而與行星架鎖定時，兩星輪及中心鏈輪均不自轉而只能與行星架一起隨中軸同步轉動，此時為低速狀態(tài)。
由上可見本實用新型的顯著效果是第1由于行星滾子鏈輪和中心鏈輪的相結合實現(xiàn)了既繞中心鏈輪的公轉、又繞自身軸心的自轉的高速比傳動，其一般情況下傳動比可達3.5－4.5。
第2因行星滾子鏈輪和兩對稱鏈條托塊構成了與鏈條相嚙合作用的非圓形運動軌跡，而非圓形軌跡已經(jīng)從現(xiàn)有理論上證實了其具有較高的傳動效率，省力及對于人體膝關節(jié)無損害的特點。
第3托鏈塊的沿短軸方向的可調整不僅可適度調整非圓的外輪廓形狀，使其具有最理想的非園形連續(xù)平穩(wěn)嚙合傳動特點，而且可調節(jié)鏈條的松緊程度及補償變形伸長量。
本實用新型的具體結構是通過下面的實施例及其附圖實現(xiàn)的


圖1是本實用新型結構示意圖圖2是
圖1中傳動鏈輪部分的結構圖圖3是
圖1中的圖鏈條長度自動調節(jié)機構的結構圖圖4是
圖1的B－B剖面圖圖5是本實用新型的鎖緊臂部分的結構圖圖6是圖5的A向視圖
以下結合附
圖1－6對本實用新型的具體結構進行詳細地說明本實用新型有腳拐11、在中軸1上套裝有鏈輪2、在后軸的飛輪10上套兜有鏈條8，其特征在于在中軸1一側固連有十字形分布的行星架3，在行星架3的一架桿31的長度方向的兩外段的一側各側凸有一銷軸5，在銷軸5上各活動套裝有一個行星滾子鏈輪6，行星滾子鏈輪6的外齒部分62與鏈條8相兜套嚙合，行星滾子鏈輪6的內圈滾子部分61與鏈輪2相嚙合，在行星架3的另一架桿32的兩外段上各連接有一與鏈條8相卡兜的鏈條托塊7，兩鏈條托塊7和兩星滾子鏈輪6拼構成了一不等迥轉半徑的與鏈條8相嚙合作用的傳動機構，在中軸1和與其相套裝的鏈輪2之間設置有超越離合器4，在鏈輪2上設置有與車架體13上固定的鎖緊臂12相作用的鎖銷21，在飛輪10前側的車架體上設置有與鏈條8相兜套嚙合的鏈條長度自動調節(jié)機構9。參見
圖1至圖6本實用新型的結構特征在于腳拐11與十字架形的行星架3及中軸1三者固定連接在一起，鏈輪2通過其中心處的超離合器4活動套裝在車架體13的右側中軸段上，十字架形的行星架3的一架桿31的兩外段上各固定有呈垂直右凸的銷軸5，在右凸的銷軸5上各活動配裝有一行星滾子鏈輪6，行星滾子鏈輪6的左側為一與鏈條8相嚙合的外齒部分62，在外齒部分62的右側是一環(huán)形內圈滾子部分61，滾子部分61與中軸1對應段上套裝的鏈輪2相嚙合，在十字架形的行星架3的另一架桿32的兩外段的長孔321內通過螺栓71固定有弧形鏈條托塊7，弧形的鏈條托塊7的外弧邊緣處開設有置放鏈條的內凹弧形槽72，弧形鏈條托塊7的弧形槽72厚度中心部分與行星滾子鏈輪6的外齒部分62在同一平面內，在鏈輪2上有一右凸的且與車架體13上樞設的鎖緊臂12相卡合或脫開的鎖銷21，鏈條長度自動調節(jié)機構9是由一與車架體13固定的下探探桿92、樞設在探桿92下段的調節(jié)桿91、活動套裝在調節(jié)桿91上段內側的鏈輪93、活動套裝在探桿92下段內側的鏈輪94及掛拉在調節(jié)桿91上段和探桿92根部之間的拉簧95構成。參見
圖1至圖6鏈條長度自動調節(jié)機構9中的探桿92和樞連在其下段的調節(jié)桿91兩者構成了一變角度的V形桿架，鏈輪94、鏈輪93與飛輪10處在同一平面內，鏈條8互為反向兜套在鏈輪94和鏈輪93上，參見圖3。
設置在中軸1與鏈輪2套裝處的超越離合器4是由鏈輪2輪殼周向間隔開設的擺線槽41和活動放置在擺線槽41內的鋼柱或鋼球42構成的。參見圖2和圖4與鏈輪2上的右凸鎖銷21相卡合或脫離的鎖緊臂12包括一個擺桿121、與擺桿121后段垂直固連的軸桿122、活動扣套在軸桿122外部的支座板123和一與軸桿122外端固定的腳蹬撥叉124構成，支座板123與車架體13相固定。參見圖5和圖6尼龍制成的鏈條托塊7的外弧側為一小曲率的圓弧段、其內側為一平面，兩鏈條托塊7、兩行星滾子鏈輪6與鏈條8的嚙合滑動接觸外輪廓軌跡呈鴨蛋形。參見
圖1和圖2 本實用新型的工作原理如下在本實用新型的傳動機構中，鏈輪2相當于行星輪系中的太陽輪，而當鏈輪2的順針轉動角速度小于中軸1的順時針的角速度時，超越離合器4分離，即滾珠42不與中軸1發(fā)生關系。而當鏈輪2的速度有大于中軸1角速度的趨勢時，滾珠42將鏈輪2與中軸1卡死，即鎖緊臂12的擺桿121與鏈輪2上的右凸鎖銷21鉤卡住時，鏈輪2與車架體13無相對轉動，此時超越離合器4呈分離狀態(tài)，參見圖5和圖6。中軸1在腳拐11蹬轉作用下順時針轉動并同時驅動行星架3轉動，即使行星滾子鏈輪6產生繞自身銷軸5的自轉的同時而又產生與鏈輪2相嚙合的公轉，而且，自轉與公轉的方向相同，此時，兩個轉動的合成速度作用于鏈條8上；即為高速工況。參見圖2當鎖緊臂12的擺桿121處于虛線位置時，鏈輪2不受阻礙卡合而隨中軸1同步轉動，參見圖5和圖6腳拐11通過行星架3驅動行星滾子鏈輪6順時針轉動，其外圈的外齒部分62與鏈條8嚙合，其內圈滾子部分61與鏈輪2相嚙合，由于外圈有鏈條8的阻力作用，因而產生一個驅動鏈輪2順時針轉動的趨勢、即鏈輪2的角速度有高于中軸1角速度的趨勢，因此，超越離合器4起作用而將鏈輪2與中軸相互鎖卡住，此時，兩行星滾子鏈輪6和鏈輪2均不能自轉，只能同行星架3和中軸1一體同步轉動，此時兩托塊7、兩個行星滾子鏈輪6組成一個非圓鏈輪而驅動鏈條8傳動、此時為低速工作狀態(tài)。
由于托塊7可沿長形槽321進行調整，因而可調節(jié)非圓的外輪廓軌跡，同時也可調節(jié)鏈條8的長度，使外園曲線的輪廓形狀具有高效、省力的非園嚙合特性，以更加符合人體工程力學特性，以解決現(xiàn)有傳動機構在省力與人體膝關節(jié)損傷之間的矛盾。
通過理論計算和實際證實本非園行星傳動機構較現(xiàn)有圓形鏈輪相比較，在相同驅蹬力和腳拐長度情況下，可省力20％左右。而且，在相同的外輪廓線尺寸下，其高速傳動比可達3.7以上，即高于現(xiàn)有的外變速最高檔的傳動比。
權利要求1.自行車雙變速行星式鏈傳動機構，有腳拐(11)、在中軸(1)上套裝有鏈輪(2)、在后軸的飛輪(10)上套兜有鏈條(8)，其特征在于在中軸(1)一側固連有十字形狀的行星架(3)，在行星架(3)的一架桿(31)的長度方向的兩外段的一側各側凸有一銷軸(5)，在銷軸(5)各活動套裝有一個行星滾子鏈輪(6)，行星滾子鏈輪(6)的外齒部分(62)與鏈條(8)相兜套嚙合，行星滾子鏈輪(6)的內圈滾子部分(61)與鏈輪(2)相嚙合，在行星架(3)的另一架桿(32)的兩外段上各連接有一鏈條(8)相卡兜的鏈條托塊(7)，兩鏈條托塊(7)和兩行星滾子鏈輪(6)拼構成了一不等迥轉半直徑的與鏈條(8)相嚙合作用的傳動機構，在中軸(1)和與其相套裝的鏈輪(2)之間設置有超越離合器(4)，在鏈輪(2)上設置有與車架上固定的鎖緊臂(12)相作用的鎖銷(21)，在飛輪(10)前側的車架體(13)上設置有與鏈條(8)相兜套嚙合的鏈條長度自動調節(jié)機構(9)。
2.按照權利要求1所述的自行車雙變速行星式鏈傳動機構，其特征在于腳拐(11)與十字架形的行星(3)及中軸(1)三者固定連接在一起，鏈輪(2)通過其中心處的超速離合器(4)活動套裝在車架體(13)的右側中軸段上，十字架形的行星架(3)的一架桿(31)的兩外段上各固定有呈垂直右凸的銷軸(5)，在右凸的銷軸(5)上各活動配裝有一行星滾子鏈輪(6)，行星滾子鏈輪(6)的左側為一與鏈條(8)相嚙合的外齒部分(62)，在外齒部(62)的右側有一環(huán)形內圈滾子部分(61)，滾子部分(61)與中軸(1)對應段上套裝的鏈輪(2)相嚙合，在十字形的行星架(3)的另一架桿(32)的兩外上孔(322)內通過螺栓(71)固定有弧形的鏈條托塊(7)，弧形的鏈條托塊(7)的外弧邊緣處開設有置放鏈條的內凹弧形槽(72)，弧形鏈條托塊(7)的弧形槽(72)厚度中心部分與行星滾子鏈子鏈輪(6)的外齒部分(62)在同一平面內，在鏈輪(2)上有一右凸的且與車架體(13)上樞設的鎖緊臂(12)相卡合或脫開的鎖銷(21)，鏈條長度自動調節(jié)機構(9)是由一車架體(13)固定的下探探桿(92)、樞設在探桿(92)下段的調節(jié)桿(91)、活動套裝在調節(jié)桿(91)上段內側的鏈輪(93)、活動套裝在探桿(92)下段內側的鏈輪(94)及掛拉在調節(jié)桿(91)上段和探桿(92)根部之間的拉簧(95)構成。
3.按照權利要求1或2所述的自行車雙變速行星式鏈傳動機構，其特征在于鏈條長度自動調節(jié)機構(9)中的探桿(92)和樞連在其下段的調節(jié)桿(91)兩者構成了一變角度的V形桿架，鏈輪(94)、鏈輪(93)與飛輪(10)處在同一平面內，鏈條(8)互為反向兜套在鏈輪(94)和鏈輪(93)上。
4.按照權利要求1或2所述的自行車雙變速行星式鏈傳動機構，其特征在于設置在中軸(1)與鏈輪(2)套裝處的超越離合器(4)是由鏈輪(2)輪殼周向間隔開設的擺線槽(41)和活動設置在擺線槽(41)內的鋼柱或鋼球(42)構成的。
5.按照權利要求1或2所述的自行車雙變速行星式鏈傳動機構，其特征在于與鏈輪(2)上的右凸鎖銷(21)相卡合或脫離的鎖緊臂(12)包括一個擺桿(121)、與擺桿(121)后段垂直固連的軸桿(122)、活動扣套在軸桿(122)外部的支座板(123)和一與軸桿(122)外端固定的腳蹬撥叉(124)構成，支座板(123)與車架體(13)相固定。
6.按照權利要求2所述的自行車雙變速行星式鏈傳動機構，其特征在于尼龍制成的鏈條托塊(7)的外弧側為一小曲率的圓弧段、其內側為一平面，兩鏈條托塊(7)、兩行星滾子鏈輪(6)與鏈條(8)的嚙合和滑動接觸外輪廓軌跡呈鴨蛋形。
專利摘要本實用新型提供了一種自行車雙變速行星式鏈傳動機構，中心鏈輪與中軸滑動套裝，行星架和腳拐垂直剛連接固裝在中軸上，兩行星鏈輪活動套裝在行星架另一側的鎖軸上并與中心鏈輪相嚙合，在中心鏈輪的無行星鏈輪的兩對稱側的行星架上各設置有一個托鏈塊，托鏈塊與星鏈輪構成了一與鏈條相作用嚙合的非圓形輪廓，當鎖定中心輪時，兩行星鏈輪在腳蹬動下與中心鏈輪嚙合而公轉并同時繞自身懸套的鎖軸自轉，此時為高速驅動狀態(tài)。當中心鏈輪與車架脫開鎖定而與行星架鎖定時，兩星輪及中心鏈輪均不自轉而只能與行星架一起隨中軸同步轉動，此時為低速狀態(tài)。
文檔編號B62M9/00GK2202093SQ9422266
公開日1995年6月28日 申請日期1994年11月11日 優(yōu)先權日1994年11月11日
發(fā)明者史永山 申請人:史永山