專利名稱:軸變速器特別用于自行車的變速器的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于軸變速器，特別是用于自行車的棘輪棘爪變速裝置。
已有的軸變速裝置，特別是用于自行車的變速裝置，盡管結(jié)構(gòu)形式上有所不同，但其主要原理都是采用行星齒輪機(jī)構(gòu)的內(nèi)變速和采用多齒片與雙層鏈結(jié)構(gòu)的鏈輪通過四桿機(jī)構(gòu)控制達(dá)到變速目的兩類形式。
常用的內(nèi)變速自行車采用內(nèi)三飛變速后軸，有快、中、慢速三檔，變速動作是通過控制手控三級定位變速裝置(前、中、后三檔)來實(shí)現(xiàn)的。
外變速自行車采用多齒輪片的外五飛與雙層結(jié)構(gòu)的雙鏈輪，通過控制手控?zé)o級定位變速裝置達(dá)到改變傳動比速的作用。
當(dāng)鏈條從一飛輪片轉(zhuǎn)移到另一飛輪片并與齒輪嚙合時(shí)，要求扳動變速手柄需逐漸用力，切忌用力過猛，需待鏈條與齒輪完全嚙合后，方可用力快速行駛。容易造成鏈條不能在鏈輪與飛輪之間保持在直線位置，出現(xiàn)跳鏈、鏈條軋住現(xiàn)象等嚙合不良的現(xiàn)象。
內(nèi)三速后軸還常產(chǎn)生各檔打滑、波動，換檔感覺遲滯，軸殼轉(zhuǎn)動不靈，踏腳拖拉、吊滯等現(xiàn)象。
上述裝置變速結(jié)構(gòu)原理復(fù)雜，轉(zhuǎn)動零件較多，變速的操縱不便，容易損壞，不能承受重載，維修保養(yǎng)工作量大，成本高。(《自行車科技》1980、№ 5 P 13－21，全國自行車工業(yè)科技情報(bào)站出版)聯(lián)邦德國的薩克斯(Sachs)公司把二檔的內(nèi)變速和五檔的外變速組合成一套十速變速裝置，并把它用于賽車或運(yùn)動車上。(聯(lián)邦德國《自行車市場》1980、№1)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。
專利文獻(xiàn)CN GG 85202575公開了一種“雙千斤飛輪及采用飛輪變速的自行車”(實(shí)用新型專利公報(bào)Vo 12 № 17 P10)。
CN GK 85104296公開了一種“套軸雙人踏自行車”(發(fā)明專利公報(bào)Vo 12 №5 P21)。
CN GK 85105841公開了一種“自行車變速器”(發(fā)明專利公報(bào)Vo 12 №9 P19)。
上述發(fā)明均存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不能承受重載等缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是提供一種變速原理簡單，結(jié)構(gòu)牢靠，能承受重載，容易操作的軸變速裝置，尤其是用于自行車(包括三輪車)的棘輪棘爪變速裝置，成本低，適于新舊車輛。
本發(fā)明的原理是在驅(qū)動軸與被帶動軸上采用兩套傳動比不同的傳動部件，驅(qū)動軸上有高速驅(qū)動輪和低速驅(qū)動輪。被帶動軸上有高速飛輪和低速飛輪，飛輪均設(shè)棘輪棘瓜機(jī)構(gòu)。高速驅(qū)動輪與高速飛輪之間以及低速驅(qū)動輪與低速飛輪之間各有獨(dú)立的傳動帶，變速控制操縱系統(tǒng)與飛輪的棘瓜相接，通過對高速飛輪棘瓜工作狀態(tài)的控制，達(dá)到變速的目的。
驅(qū)動輪可采用鏈輪，傳動帶采用鏈條，用于自行車的鏈輪可分別固定在中軸上，飛輪固定在后軸上。低速鏈輪和高速鏈輪最好分別固定在中軸的左、右曲柄上，低速飛輪和高速飛輪分別裝在后軸(即被帶動軸)身的左、右端。
變速控制操縱系統(tǒng)與高速飛輪的棘瓜控制臂相接，通過對高速飛輪棘瓜的工作狀態(tài)即嚙合或脫離嚙合進(jìn)行控制。當(dāng)高速飛輪的棘瓜與高速飛輪的棘輪嚙合時(shí)，高速飛輪被帶動，即被動軸處于高速狀態(tài)，這時(shí)，低速飛輪空轉(zhuǎn)。當(dāng)高速飛輪的棘瓜與高速飛輪的棘輪脫離嚙合時(shí)，高速飛輪空轉(zhuǎn)，低速飛輪被帶動，即被動軸處于低速狀態(tài)，由此達(dá)到變速的目的。一般采用雙棘爪機(jī)構(gòu)。
變速控制操縱系統(tǒng)包括控制部分和操縱部分。其中控制部分包括棘爪控制桿、棘爪控制桿彈簧、控制轉(zhuǎn)盤和固定圈。棘爪控制桿與高速飛輪的棘爪控制臂相連，以控制該棘爪的工作狀態(tài)。當(dāng)由高速變?yōu)榈退贂r(shí)，棘爪控制桿彈簧利用其彈力將棘爪脫離開高速工作狀態(tài)，恢復(fù)原低速狀態(tài)。控制轉(zhuǎn)盤分內(nèi)圈和外圈，內(nèi)圈固定在高速飛輪上，其作用是保證控制轉(zhuǎn)盤在高速飛輪上有確定的位置，以便控制準(zhǔn)確、可靠。當(dāng)工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換結(jié)束，就利用此內(nèi)圈與固定圈之間的摩擦力使其隨高速飛輪同步轉(zhuǎn)動，使高速飛輪的棘爪保持已確定的工作狀態(tài)。為此內(nèi)圈和外圈均開凹槽，凹槽位于棘爪控制桿處，保證棘爪受控制轉(zhuǎn)盤的控制。外圈上有擋塊，一般擋塊有兩塊(相隔90°)，也可以四塊(相隔90°)。在變速轉(zhuǎn)換過程中擋塊轉(zhuǎn)過90°或270°。固定圈固定在高速飛輪上，固定圈上有突輪，通?？刂妻D(zhuǎn)盤外圈的擋塊為兩塊時(shí)，突輪為一個(gè)；若控制轉(zhuǎn)盤外圈有四塊擋塊，則突輪為兩個(gè)。固定圈的主要作用是保證控制轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過一定的角度，以便改變高速飛輪的工作狀態(tài)，另外，也對控制轉(zhuǎn)盤起保護(hù)作用。
低速飛輪可采用齒數(shù)適當(dāng)?shù)钠胀w輪。
操縱部分可以是把套式或手扳式或腳踏式等。它可包括撥桿、搖臂桿、拉板、拉伸彈簧、拉線和變速把手等部件。撥桿的位置與控制轉(zhuǎn)盤的擋塊吻合，控制拉板的位置即可以改變搖臂桿的初始工作狀態(tài)。變速把手可安裝在車把或車架等處，通過手動或腳動實(shí)現(xiàn)變速目的。
兩套傳動比不同的傳動部件，可按需要選擇其傳動比。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是變速原理結(jié)構(gòu)簡單，因采用兩套傳動比不同的固定式傳動機(jī)構(gòu)，兩條傳動帶(鏈條)在兩套變速機(jī)構(gòu)上始終被張緊，近于筆直的鏈道能保證無額外摩擦的能量傳遞，能減少鏈條與鏈輪的相互摩擦。變速的控制操作方便，不必腳踏倒轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)牢靠，部件少，不易損壞配件，可承受重載，特別適用于自行車載重運(yùn)輸?shù)那闆r。既適于新車的設(shè)計(jì)生產(chǎn)，又適于舊車改裝。維修、保養(yǎng)工作量少，造價(jià)低?？朔艘延休S變速裝置尤其是自行車變速器結(jié)構(gòu)、原理復(fù)雜，容易損壞配件，大多不能承受重載，成本高，舊車改裝難等缺點(diǎn)。
自行車作為我國城鄉(xiāng)一種重要的交通和運(yùn)輸工具，尤其農(nóng)村需要載重，上述發(fā)明將有較好的應(yīng)用推廣前景。
附圖1變速原理圖，附圖2高速飛輪棘爪控制原理圖，附圖3操縱部分原理圖。
其中(1)為高速飛輪，(2)為低速飛輪，(3)為被帶動軸，(4)為固定圈，(4－1)為控制轉(zhuǎn)盤內(nèi)圈，(4－2)為控制轉(zhuǎn)盤外圈，(4－3)為控制轉(zhuǎn)盤擋塊，(5)為固定圈，(6)為高速飛輪棘爪，(7)為棘爪控制桿，(8)為棘爪控制桿彈簧，(9)為搖臂桿，(10)為撥桿，(11)為拉板，(12)、(13)為拉伸彈簧。
以下實(shí)施例將對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例1，用于載重自行車的棘輪棘爪變速裝置，高速鏈輪和低速鏈輪分別固定在中軸的右、左曲柄上，高速飛輪和低速飛輪分別裝在后軸身的右、左端。高速檔齒數(shù)比選為4820，低速檔齒數(shù)比選為2420。傳動帶用普通自行車鏈條。變速控制操縱系統(tǒng)與高速飛輪的棘爪控制臂相接，采用雙棘爪。控制轉(zhuǎn)盤的外圈有兩塊擋塊，相隔90°，固定圈有一個(gè)突輪。操縱部分用手扳式，變速把手安裝于車把的右側(cè)，通過軟線(拉線)與拉板連接，改變拉板的位置即改變搖臂桿的初始狀態(tài)帶動撥桿動作。撥桿與控制轉(zhuǎn)盤外圈的擋塊吻合。操縱部分除變速把手和軟線以外可安裝在平叉上。
當(dāng)搖臂桿處于某一初始狀態(tài)時(shí)(高速或低速)，通過變速把手和軟線施加拉力，使拉板向前運(yùn)動，使搖臂桿靠近控制轉(zhuǎn)盤的擋塊，同時(shí)拉板停止運(yùn)動，固定在某一位置上，這時(shí)搖臂桿對控制轉(zhuǎn)盤未起作用(離合)，固定圈和控制轉(zhuǎn)盤隨飛輪轉(zhuǎn)動。當(dāng)固定圈的突輪碰到搖臂桿時(shí)，搖臂桿與拉板離合，拉板受軟線的拉力作用繼續(xù)向前運(yùn)動。與此同時(shí)，固定圈的突輪轉(zhuǎn)過一定角度后對搖臂桿不起作用，拉伸彈簧(13)使搖臂桿恢復(fù)自己的狀態(tài)，這時(shí)可徹消拉力，控制轉(zhuǎn)盤的擋塊即被與搖臂桿相連的撥桿擋住，控制轉(zhuǎn)盤停止轉(zhuǎn)動，等待固定圈的突輪再次轉(zhuǎn)動碰到搖臂桿時(shí)，把搖臂桿與控制轉(zhuǎn)盤的擋塊離合，控制轉(zhuǎn)盤與固定圈繼續(xù)同步轉(zhuǎn)動。同時(shí)，拉伸彈簧(12)使拉板恢復(fù)初始狀態(tài)，完成了一個(gè)動作循環(huán)，等待下一個(gè)變速轉(zhuǎn)換過程。
上述所用的控制轉(zhuǎn)盤、固定圈、拉板、搖臂桿、撥桿等用一般鋼材或合金鋼制成。
實(shí)施例2，用于人力三輪車的棘輪棘爪變速裝置。高速鏈輪和高速飛輪的齒數(shù)比為4822，低速鏈輪和低速飛輪的齒數(shù)比為2620。其它按實(shí)施例1，變速把手可安裝于下管上，改為腳踏式實(shí)現(xiàn)變速目的。
權(quán)利要求
1.一種軸變速裝置，特別是用于自行車的棘輪棘爪變速裝置，包括有兩套傳動比不同的傳動部件，設(shè)棘輪棘爪機(jī)構(gòu)的飛輪，變速控制操縱系統(tǒng)，本發(fā)明的特征是驅(qū)動軸上有高速驅(qū)動輪和低速驅(qū)動輪，被帶動軸上有高速飛輪和低速飛輪，高速驅(qū)動輪與高速飛輪之間以及低速驅(qū)動輪與低速飛輪之間各有獨(dú)立的傳動帶，變速控制操縱系統(tǒng)與高速飛輪的棘爪控制臂相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的變速裝置，其特征是驅(qū)動輪可采用鏈輪，傳動帶采用鏈條，用于自行車的鏈輪可分別固定在中軸上，飛輪固定在后軸上，低速鏈輪和高速鏈輪最好分別固定在中軸的左、右曲柄上，低速飛輪(2)和高速飛輪(1)分別裝在后軸(被帶動軸3)身的左、右端。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的變速裝置，其特征是變速控制操縱系統(tǒng)包括控制部分和操縱部分，其中控制部分包括棘爪控制桿(7)、棘爪控制桿彈簧(8)、控制轉(zhuǎn)盤(4)和固定圈；操縱部分包括撥桿(10)、搖臂桿(9)、拉板(11)、拉伸彈簧(12，13)、拉線和變速把手。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的變速裝置，其特征是控制轉(zhuǎn)盤包括內(nèi)圈(4－1)和外圈(4－2)，內(nèi)圈固定在高速飛輪上，在棘爪控制桿位置上有凹槽，外圈上有擋塊(4－3)，一般擋塊有兩塊，相隔90°，也可用四塊擋塊，相隔90°，外圈上開有凹槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的變速裝置，其特征是固定圈固定在高速飛輪上，固定圈上有突輪，控制轉(zhuǎn)盤外圈設(shè)兩塊擋塊時(shí)，突輪為一個(gè)，控制轉(zhuǎn)盤外圈設(shè)四塊擋塊時(shí)，突輪為二個(gè)。
專利摘要
軸變速器特別用于自行車的變速器。本實(shí)用新型屬于軸變速器特別是用于自行車的棘輪棘爪變速裝置。它采用兩套傳動比不同的傳動機(jī)構(gòu)同時(shí)驅(qū)動，通過控制操縱系統(tǒng)對被動軸上高速飛輪的棘爪工作狀態(tài)的控制，達(dá)到變速的目的。其變速原理簡單、結(jié)構(gòu)牢靠、配件少，特別適用于自行車承受重載、坡路行駛等情況，變速的操縱簡便、可靠，既適用于新車生產(chǎn)，又適用于舊車改裝，是城鄉(xiāng)尤其是農(nóng)村一種重要的交通和運(yùn)輸工具。
文檔編號B62M9/04GK86207304SQ86207304
公開日1987年7月22日 申請日期1986年9月28日
發(fā)明者黃成 , 張志毅 申請人:黃成 , 張志毅導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan