专利名称：一种自行车变速后轴的制作方法
技术领域：
本发明涉及自行车，特别是一种自行车变速后轴。
使用一个行星齿轮传动机构的自行车变速后轴，最多只可实现三档变速。中国专利号CN2325305提出的“自行车变速器”虽使用了二个行星齿轮传动机构，但由于二个行星齿轮传动机构是直接串联的，所以，不能实现四档以上变速。
本发明提出的一种自行车变速后轴，可实现四档或四档以上变速。
本发明是通过以下方案实现的带有中心轮的中心轴一端与外壳构成可转动联接，输入动力的棘座钢碗与中心轴的另一端和外壳构成可转动联接；动力从外壳输出；外壳内有甲、乙二个行星齿轮传动机构；甲行星架上的行星轮啮合中心轴上的中心轮和甲内齿体而构成甲行星齿轮传动机构；乙行星架上的行星轮啮合中心轴上的中心轮和乙内齿体而构成了乙行星齿轮传动机构；甲行星架与外壳构成超越离合结构；乙行星架上装有二付棘爪，一付棘爪与甲内齿体上的棘轮圈配合，另一付棘爪与甲行星架上的棘轮圈配合，中心轴上装有控制棘爪的可变位变速圈；棘座钢碗上装有二付棘爪，一付棘爪与乙内齿体上的棘轮圈配合，另一付棘爪与乙行星架上的棘轮圈配合，中心轴上装有控制棘爪的可变位变速圈；甲、乙二个行星齿轮传动机构中的内齿体，至少有一个内齿体通过棘爪与外壳配合而构成超越离合结构；乙行星架上装有控制内齿体上棘爪的可变位变速圈；乙行星架上的变速圈和中心轴上的变速圈构成联动结构，中心轴上有联接操纵机构的设置。当操纵机构与中心轴上的变速圈相接时就可实现变速控制。通过操纵机构的操纵，使变速圈变位而对相应的超越离合器进行控制可实现棘座钢碗与外壳之间有四档以上的变速。
本发明还可通过以下方案实现带有中心轮的中心轴一端与外壳构成可转动联接，输入动力的棘座钢碗与中心轴的另一端和外壳构成可转动联接；动力从外壳输出；外壳内有甲、乙二个传动比不同的行星齿轮传动机构；甲行星架上的行星轮啮合中心轴上的中心轮和甲内齿体而构成甲行星齿轮传动机构；乙行星架上的行星轮啮合中心轴上的中心轮和乙内齿体而构成了乙行星齿轮传动机构；甲行星架与外壳构成超越离合结构；乙行星架上装有二付棘爪，一付棘爪与甲内齿体上的棘轮圈配合，另一付棘爪与甲行星架上的棘轮圈配合，中心轴上装有控制棘爪的可变位变速圈；棘座钢碗上装有二付棘爪，一付棘爪与乙内齿体上的棘轮圈配合，另一付棘爪与乙行星架上的棘轮圈配合，中心轴上装有控制棘爪的可变位变速圈；中心轴上的变速圈是构成联动结构的，中心轴上有联接操纵机构的设置。当操纵机构与中心轴上的变速圈相接时就可实现变速控制。通过操纵机构的操纵，使变速圈变位而对相应的超越离合器进行控制可实现棘座钢碗与外壳之间有四档变速。
本发明的优点如下由于本发明中的二个行星齿轮传动机构是通过超越离合机构串联的，所以不但可实现四档变速或四档以上的变速，而且构成四档以上变速时的结构也较简单，这不但有利于制造，也有利于降低多档位变速器的制造成本。
图1是本发明的结构示意图。图中1-中心轴；2-左钢碗；3-钢珠；4-棘轮圈；5-棘爪；6-行星轮；7-行星架；8-棘轮圈；9-棘爪；10-内齿体；11-棘轮圈；12-棘爪；13-棘轮圈；14-棘爪；15-销轴；16-行星轮；17-行星架；18-内齿体；19-棘轮圈；20-钢珠；21-链轮；22-卡簧；23-钢珠；24-棘座钢碗；25-轴档螺母；26-花键齿；27-顶杆；28-棘轮圈；29-棘爪；30-销轴；31-棘爪；32-向长孔；33-销钉；34-变速圈；35-外壳；36-中心轮；37-导杆；38-弹簧；39-径向长孔；40-销轴；41-销钉；42-变速圈；43-径向长孔；44-变速圈；45-销轴；46-销钉；47-导杆；48-中心轮；49-销轴；50-轴档螺母；51-弹簧；52-螺钉。
图2是本发明的另一个结构示意图。图中201-中心轴；202-左钢碗；203-钢珠；204-棘轮圈；205-棘爪；206-行星轮；207-行星架；208-棘轮圈；209-棘爪；210-内齿体；211-棘轮圈；212-棘爪；213-行星轮；214-行星架；215-内齿体；216-棘轮圈；217-棘轮圈；218-钢珠；219-链轮；220-卡簧；221-棘座钢碗；222-钢珠；223-轴档螺母；224-项杆；225-花键齿；226-销轴；227-棘爪；228-径向长孔；229-棘爪；230-变速圈；231-销钉；232-销轴；233-中心轮；234-导杆；235-销轴；236-径向长孔；237-外壳；238-变速圈；239-销钉；240-中心轮；241-销轴；242-轴档螺母；243-导杆；244-弹簧；245-螺钉。
下面结合图1详述
具体实施例方式左钢碗(2)用压合的方式固定在外壳(35)上。中心轴(1)通过轴档螺母(50)、钢珠(3)而与左钢碗(2)构成可转动联接；棘座钢碗(24)通过钢珠(20)接触外壳(35)，中心轴(1)上的轴档螺母(25)通过钢珠(23)接触棘座钢碗(24)。
输入动力的棘座钢碗(24)上可安装链轮(21)或者齿轮、皮带轮，卡簧(22)是卡住链轮(21)的。外壳(35)是输出动力的，上面可设安装辐条的花盘。
用销轴(49)安装在行星架(7)上的行星轮(6)啮合内齿体(10)和中心轴(1)上的中心轮(48)而构成了甲行星齿轮传动机构。中心轮(48)齿数为16齿，行星轮(6)齿数为16，内齿体(10)齿数为48齿。中心轮(48)可直接在中心轴(1)上加工出。
用销轴(40)安装在行星架(17)上的行星轮(16)啮合内齿体(18)和中心轴(1)上的中心轮(36)而构成乙行星齿轮传动机构。中心轮(36)齿数为20齿，行星轮(16)齿数为14齿，内齿体(18)齿数为48齿。中心轮(36)可另外套在中心轴(1)上固定。
由于内齿体(10)和内齿体(18)的齿数相同，不但给加工带来一定的便利，同时也可简化外壳(35)的内部形状。
行星架(7)一端的销轴(49)上装有一付棘爪(5)，棘爪(5)在棘爪簧的作用下啮合左钢碗(2)上的棘轮圈(4)。
棘座钢碗(24)上用销轴(30)安装一付棘爪(31)和一付棘爪(29)，棘爪(31)在棘爪簧的作用下与行星架(17)上的棘轮圈(19)配合，棘爪(31)前端与棘轮圈(19)配合，棘爪(31)后端从棘座钢碗(24)内壁伸出，伸到可被变速圈(34)接触到的位置，当变速圈(34)变位而放开或挤压棘爪(31)后端，可使棘爪(31)前端与棘轮圈(19)啮合或分离；棘爪(29)在棘爪簧的作用下与内齿体(18)上的棘轮圈(28)配合。
为了方便加工，棘座钢碗(24)可分开加工，然后通过花键齿(26)嵌合在一起；当然，有条件将棘座钢碗(24)做成一体最好。
行星架(17)上用销轴(45)安装一付棘爪(9)和一付棘爪(12)，棘爪(9)在棘爪弹簧的作用下与行星架(7)上的棘轮圈(8)配合，棘爪(9)前端与棘轮圈(8)配合，棘爪(9)后端伸出行星架(17)内壁，伸在可被变速圈(44)接触到的位置，当变速圈(44)变位而放开或挤压棘爪(9)后端，可使棘爪(9)前端与棘轮圈(8)啮合或分离；棘爪(12)在棘爪簧的作用下与内齿体(10)上的棘轮圈(11)配合。
行星架(7)和行星架(17)上各安装四个行星轮。本发明所述的一付棘爪以二个为宜；每个棘爪包含一个棘爪簧。
用销轴(15)安装在内齿体(10)上的棘爪(14)前端与外壳(35)上棘轮圈(13)配合，棘爪(14)后端从内齿体(10)内壁伸出，伸到可被行星架(17)上的变速圈(42)接触到的位置，当变速圈(42)变位而放开或挤压棘爪(14)后端，可使棘爪(14)前端与棘轮圈(13)啮合或分离。
活套在行星架(17)上的变速圈(42)上有销钉(41)，销钉(41)穿过径向长孔(39)从行星架(17)内壁伸出，使变速圈(44)接触到销钉(41)时可推动变速圈(42)变位；弹簧(38)通过一个滑环顶在销钉(41)上。通过弹簧(38)控制变速圈(42)，可帮助变速圈(42)复位。变速圈(42)通过销钉(41)与变速圈(44)构成联动结构。
要说明的是，棘爪(14)既可安装在内齿体(10)上也可安装在内齿体(18)上，只要能与外壳(35)上的棘轮圈(13)配合即可。如果要使本发明有六档或六档以上的变速，内齿体(10)和内齿体(18)上都安装一付象棘爪(14)一样的棘爪，其棘爪的后端也可被变速圈(42)控制。另外，外壳(35)上的棘轮圈(13)要放宽。
中心轴(1)中空。中心轴(1)的一端用螺钉(52)封装顶在销钉(46)上的弹簧(51)，设在弹簧(51)内的导杆(47)是防止弹簧(51)滑出径向长孔的。因中心轴(1)中空而形成了联接操纵机构的设置，顶杆(27)可从中心轴(1)穿入而接触销钉(33)，操纵机构中的杠杆可接触顶杆(27)的另一端。
中心轴(1)上活套变速圈(34)和变速圈(44)，变速圈(34)上装有穿过中心轴(1)上径向长孔(32)的销钉(33)，变速圈(44)上装有穿过中心轴(1)上径向长孔(43)的销钉(46)，变速圈(34)和变速圈(44)通过销钉(33)和销钉(46)之间的导杆(37)构成联动结构，弹簧(51)也是联动机构的一部分，起复位的作用。
与普通的变速自行车用的操纵机构一样，本发明所述的操纵机构也是由安装在车把上扳手和杠杆或拉链机构构成，扳手通过钢索联接安装在中心轴(1)上的杠杆或拉链机构。中心轴(1)是用螺母固定在车架上的，杠杆或拉链机构用螺母固定在中心轴(1)上，如果操纵器使用杠杆，杠杆与顶杆(27)接触即可。
变速过程是这样的根据附图1所示，在操纵机构的控制下，顶杆(27)可依次向右复位，同时，变速圈(44)、变速圈(34)也依次向右复位，变速圈(44)、变速圈(34)每复位一档约向右变位4mm左右。通过变速圈(44)、变速圈(34)、变速圈(42)的变位使相应的棘爪分离或啮合所配合的棘轮圈即可实现五档变速。实现六档或六档以上的变速时要多控制一个棘爪，即内齿体(10)和内齿体(18)上都安装象棘爪(14)一样的棘爪。如果甲、乙二个行星齿轮传动机构的传动比相同，本实例可实现四档变速。
下面结合图2详述本发明的另一个实施例左钢碗(202)用压合的方式固定在外壳(237)上。中心轴(201)通过轴档螺母(242)、钢珠(203)而与左钢碗(202)构成可转动联接；棘座钢碗(221)通过钢珠(218)接触外壳(237)，中心轴(201)上的轴档螺母(223)通过钢珠(222)接触棘座钢碗(221)。
输入动力的棘座钢碗(221)上可安装链轮(219)或者齿轮、皮带轮，卡簧(220)是卡住链轮(219)的。外壳(237)是输出动力的，上面可设安装辐条的花盘。
用销轴(241)安装在行星架(207)上的行星轮(206)啮合内齿体(210)和中心轴(201)上的中心轮(240)而构成了甲行星齿轮传动机构。中心轮(240)齿数为16齿，行星轮(206)齿数为16，内齿体(210)齿数为48齿。中心轮(240)可直接在中心轴(201)上加工出。
用销轴(232)安装在行星架(214)上的行星轮(213)啮合内齿体(215)和中心轴(201)上的中心轮(233)而构成乙行星齿轮传动机构。中心轮(233)齿数为20齿，行星轮(213)齿数为14齿，内齿体(215)齿数为48齿。中心轮(233)可另外套在中心轴(201)上固定。
由于内齿体(210)和内齿体(215)的齿数相同，不但给加工带来一定的便利，同时也可简化外壳(237)的内部形状。
行星架(207)一端的销轴(241)上装有一付棘爪(205)，棘爪(205)在棘爪簧的作用下啮合左钢碗(202)上的棘轮圈(204)。
棘座钢碗(221)上用销轴(226)安装一付棘爪(229)和一付棘爪(227)，棘爪(229)在棘爪簧的作用下与行星架(214)上的棘轮圈(216)配合，棘爪(229)前端与棘轮圈(216)配合，棘爪(229)后端从棘座钢碗(221)内壁伸出，伸到可被变速圈(230)接触到的位置，当变速圈(230)变位而放开或挤压棘爪(229)后端，可使棘爪(229)前端与棘轮圈(216)啮合或分离；棘爪(227)在棘爪簧的作用下与内齿体(215)上的棘轮圈(217)配合。
行星架(214)上用销轴(235)安装一付棘爪(209)和一付棘爪(212)，棘爪(209)在棘爪弹簧的作用下与行星架(207)上的棘轮圈(208)配合，棘爪(209)前端与棘轮圈(208)配合，棘爪(209)后端伸出行星架(214)内壁，伸在可被变速圈(238)接触到的位置，当变速圈(238)变位而放开或挤压棘爪(209)后端，可使棘爪(209)前端与棘轮圈(208)啮合或分离；棘爪(212)在棘爪簧的作用下与内齿体(210)上的棘轮圈(211)配合。
行星架(207)和行星架(214)上各安装四个行星轮。本发明所述的一付棘爪以二个为宜；每个棘爪包含一个棘爪簧。
为了方便加工，棘座钢碗(211)可分开加工，然后通过花键齿(225)嵌合在一起；当然，有条件将棘座钢碗(211)做成一体最好。
中心轴(201)中空。中心轴(201)的一端用螺钉(245)封装弹簧(244)，设在弹簧(244)内的导杆(243)是防止弹簧(244)滑出径向长孔的。因中心轴(201)中空而形成了联接操纵机构的设置，顶杆(224)可从中心轴(201)穿入而接触销钉(231)，操纵机构中的杠杆可与顶杆(224)的另一端相接触。
中心轴(201)上活套变速圈(238)和变速圈(230)，变速圈(238)上装有穿过中心轴(201)上径向长孔(236)的销钉(239)，变速圈(230)上装有穿过中心轴(201)上径向长孔(228)的销钉(231)，变速圈(238)和变速圈(230)通过销钉(239)、销钉(231)之间的导杆(234)而构成联动结构，弹簧(244)也是联动机构的一部分，起复位的作用。
与普通的变速自行车用的操纵机构一样，本发明所述的操纵机构也是由安装在车把上扳手和杠杆或拉链机构构成，扳手通过钢索联接安装在中心轴(201)上的杠杆或拉链机构。中心轴(201)是用螺母固定在车架上的，杠杆或拉链机构用螺母固定在中心轴(201)上，如果操纵器使用杠杆，杠杆与顶杆(224)接触即可。变速过程是这样的根据附图2所示，在操纵机构的控制下，顶杆(224)可依次向右复位，同时，变速圈(238)、变速圈(230)也依次向右复位，变速圈(238)、变速圈(230)每复位一档约右变位4mm左右。通过变速圈(238)、变速圈(230)的滑动变位使相应的棘爪分离或啮合所配合的棘轮圈即可实现四档变速。
权利要求
1.一种自行车变速后轴，中心轴(1)的一端与外壳(35)构成可转动联接，棘座钢碗(24)与中心轴(1)的另一端和外壳(35)构成可转动联接，行星架(7)与外壳(35)构成超越离合结构，外壳(35)内有甲、乙二个行星齿轮传动机构，行星轮(6)啮合内齿体(10)和中心轴(1)上的中心轮(48)而构成甲行星齿轮传动机构，行星轮(16)啮合内齿体(18)和中心轴(1)上的中心轮(36)而构成乙行星齿轮传动机构，中心轴(1)上有联接操纵机构的设置，其特征在于A、棘座钢碗(24)上装有二付棘爪，行星架(17)上有棘轮圈(19)，内齿体(18)上有棘轮圈(28)；B、行星架(17)上装有二付棘爪，行星架(7)上有棘轮圈(8)，内齿体(10)上有棘轮圈(11)；C、外壳(35)上有棘轮圈(13)；内齿体(10)和内齿体(18)中至少有一个内齿体上装有棘爪(14)；D、中心轴(1)上有变速圈(44)和变速圈(34)，行星架(17)上有变速圈(42)，变速圈(42)和变速圈(44)、变速圈(34)构成联动结构。
2.根据权利要求1所述的一种自行车变速后轴，其特征在于，棘座钢碗(24)上装有棘爪(31)、棘爪(29)，行星架(17)上装有棘爪(9)、棘爪(12)。
3.根据权利要求1所述的一种自行车变速后轴，其特征在于，活套在行星架(17)上的变速圈(42)上有销钉(41)，销钉(41)穿过径向长孔(39)从行星架(17)内壁伸出；变速圈(42)被弹簧控制。
4.根据权利要求1所述的一种自行车变速后轴，其特征在于，中心轴(1)中空，中心轴(1)的一端用螺钉(52)封装弹簧(51)。
5.根据权利要求1所述的一种自行车变速后轴，其特征在于，中心轮(48)齿数为16齿，行星轮(6)齿数为16，内齿体(10)齿数为48齿；中心轮(36)齿数为20齿，行星轮(16)齿数为14齿，内齿体(18)齿数为48齿。
6.一种自行车变速后轴，中心轴(201)的一端与外壳(237)构成可转动联接，棘座钢碗(221)与中心轴(201)的另一端和外壳(237)构成可转动联接，行星架(207)与外壳(237)构成超越离合结构，外壳(237)内有甲、乙二个传动比不同的行星齿轮传动机构，行星轮(206)啮合内齿体(210)和中心轴(201)上的中心轮(240)而构成甲行星齿轮传动机构，行星轮(213)啮合内齿体(215)和中心轴(201)上的中心轮(233)而构成乙行星齿轮传动机构，中心轴(201)上有联接操纵机构的设置，其特征在于F、棘座钢碗(221)上装有二付棘爪，行星架(214)上有棘轮圈(216)，内齿体(215)上有棘轮圈(217)；G、行星架(214)上装有二付棘爪，行星架(207)上有棘轮圈(208)，内齿体(210)上有棘轮圈(211)；H、中心轴(201)上有变速圈(238)和变速圈(230)，变速圈(238)和变速圈(230)构成联动结构。
7.根据权利要求6所述的一种自行车变速后轴，其特征在于，棘座钢碗(221)上装有棘爪(229)和棘爪(227)，行星架(214)上装有棘爪(209)和棘爪(212)。
8.根据权利要求6所述的一种自行车变速后轴，其特征在于，中心轴(201)中空，中心轴(201)的一端用螺钉(245)封装弹簧(244)。
9.根据权利要求6所述的一种自行车变速后轴，其特征在于，中心轮(240)齿数为16齿，行星轮(206)齿数为16，内齿体(210)齿数为48齿；中心轮(233)齿数为20齿，行星轮(213)齿数为14齿，内齿体(215)齿数为48齿。
全文摘要
一种自行车变速器,内含二个行星齿轮传动机构,二个行星齿轮传动机构通过棘爪式超越离合机构串连,中心轴上有变速圈,或者行星架上还有变速圈可对超越离合机构进行控制,不但可实现四档以上的变速,而且结构简单、工作可靠。
文档编号B62M11/14GK1310118SQ0010205
公开日2001年8月29日 申请日期2000年2月25日 优先权日2000年2月25日
发明者黄志伟 申请人:黄志伟