专利名称：自行车多级变速器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机械设备领域，具体是一种自行车多级变速器。
自行车的变速机构最常见的是内变速机构和外变速机构两大类。内变速机构是将一组行星齿轮安装在自行车的后轴内，改变链轮通过行星机构传递到后轴壳的不同路径，以获得不同速比。外变速机构是目前应用最为广泛的一种变速机构，由多级飞轮，多级链轮组成，通过拨链器拨动链条使其与不同的链轮和不同的飞轮组合，以得到不同的传动速比，因此也叫传动链变速机构。
内变速机构通常只有三级变速，因此它的变速档少，零件加工精度高，结构较为复杂，维修较为困难。外变速机构由于零件外露，在恶劣环境下工作易出现故障，如沙尘的侵袭，泥水的飞溅，甚至受到杂草和树枝的干扰等等。易出现脱链，跳档等故障。
本实用新型的目的是提供一种变速范围大、结构简单、操作简便、性能可靠的自行车多级变速器。
本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的自行车多级变速器由调速滑移齿轮(12)，等高齿锥齿轮组(9)和调速控制机构组成，其中，等高齿锥齿轮组(9)安装在自行车中轴(6)上，与等高齿锥齿轮组(9)相啮合的调速滑移齿轮(12)装在花键轴(27)上，调速滑移齿轮(12)可在花键轴(27)上移动，花键轴(27)的端部固定一齿轮(31)，齿轮(31)与链轮齿轮(45)相啮合，链轮为一组件，主要由链轮(32)和链轮齿轮(45)组成，链轮内孔中装有轴承(41)和(44)，也安装在自行车中轴的(6)上，整个链轮组件可以相对于自行车中轴(6)转动，调速滑移齿轮(12)在花键轴(27)上的移动由拨叉(25)控制，拨叉(25)内孔为螺纹孔，安装在螺纹轴(26)上，轴(26)的端部固定一齿轮(21)，由调速机构驱动齿轮(21)转动，使螺纹轴(26)转动，则拨叉(25)开始移动，并带动调速滑移齿轮在花键轴(27)上移动从而达到调速的目的；调速控制机构主要由快速单向轮(54)、慢速单向轮(18)组成，其中慢速单向轮(18)套在齿轮(13)上，齿轮(13)安装在单向轮轴(14)上，并与齿轮(21)相啮合，齿轮(13)只能顺时针转动，其凸起的空心柱上紧绕有弹簧(62)，弹簧(62)的一端固定在慢速单向轮(18)上，调速钢绳(17)缠绕在慢速单向轮(18)的凹槽中，定位弹簧(16)的一端固定在慢速单向轮(18)上，另一端固定在单向轮轴(14)上，快速单向轮(54)安装在齿轮(53)上，齿轮(53)安装在单向轮轴(57)上，并与齿轮(21)相啮合，齿轮(53)只能逆时针转动，其凸起的空心柱紧绕着弹簧(65)，弹簧(65)的一端固定在快速单向轮(54)上，调速钢绳(58)缠绕在快速单向轮(54)的凹槽中，复位弹簧(63)的一端固定在快速单向轮(54)上，另一端固定在单向轮轴(57)上。
上述方案中，等高齿锥齿轮组(9)中，各齿轮的齿数取偶数，并按等差级数排列，每个齿轮的上半周齿(即齿数的一半)相对其下半周齿沿轴向错开一距离b/3(b为齿宽)，等高齿锥齿轮组(9)中每个齿轮在半分处和凹口应成一直线。
当调速滑移动齿轮(12)沿花键轴(27)轴向移动时，由于等高齿锥轮组(9)的结构特征，使调速滑移齿轮(12)仅能与锥齿轮组(9)中的一个齿轮相啮合。该变速机构结构简单、紧凑、刚性好，且能在负载运行中进行变速。由于等高齿锥齿轮组轴为自行车中轴，设等高齿锥齿轮组齿数为Z1，调速滑移齿轮数为Z2，自行车中轴转速为n1，则花键轴转速n2为n2=(Z1/Z2)×n1。由于Z1可变，因此n2亦为之变化。
本实用新型所述的自行车多级变速器可用于各种类型的变速自行车，也适用于电动助力车和电动自行车。若采用电子调速控制器，并用电机驱动调速螺杆，则可实现自动调速。
综上所述，本实用新型的最大特点是可以在负荷运行中进行变速，为中轴变速。由于此类变速器的封闭性好，可以加注齿轮润滑油，因此能够起到良好的润滑，同时外界环境对其影响小，能在恶劣条件下正常工作，该变速器故障低，使用寿命长。
以下结合附图进一步描述本实用新型，本实用新型不仅限于所述实施例。
图1是自行车多级变速器横剖图。
图2是自行车多级变速器主剖图。
图3是
图1中A-A剖视图。
图4是调速控制器剖视图。
图5是等高齿锥齿轮组示意图。
图6是链轮组件剖视图。
图7是链轮组件主视图。
图8是小侧盖主视图。
图9是小侧盖的剖视图。
图10是单向轮剖视图。
图11是多级变速器在自行车中的安装示意图。
图1至
图11中的零件为螺钉1、定位螺钉2、轴盖3、螺钉4、轴承5、自行车中轴6、平键7、螺钉8、等高齿锥齿轮组9、螺钉10、轴承11、调速滑移齿轮12、齿轮13、单向轮轴14、挡圈15、定位弹簧16、调速钢绳17、慢速单向轮18、挡圈19、轴销20、齿轮21、螺钉22、小侧盖23、侧盖24、拨钗25、螺纹轴26、花键轴27、轴承28、轴盖29、平键30、齿轮31、链轮32、挡圈33、螺钉34、轴盖35、键轮端盖36、螺钉37、轴盖38、挡圈39、调节环40、轴承41、轴套42、轴承43、螺钉44、链轮齿轮45、螺钉46、轴承47、平叉接头48、机壳49、挡圈50、螺钉51、螺钉52、齿轮53、快速单向轮54、下管接头55、挡圈56、单向轮轴57、调速钢绳58、螺钉59、螺钉60、主管接头61、弹簧62、复位弹簧63、挡圈64、弹簧65、平叉66、下管67、前管68、上管69、立管70、鞍管71、立叉72。
如
图1至
图11所示，自行车多级变速器由调速滑移齿轮12，等高齿锥齿轮组9和调速控制机构组成，其中，等高齿锥齿轮组9安装在自行车中轴6上，与等高齿锥齿轮组9相啮合的调速滑移齿轮12装在花键轴27上，调速滑移齿轮12可在花键轴27上移动，花键轴27的端部固定一齿轮31，齿轮31与链轮齿轮45相啮合，链轮为一组件，主要由链轮32和链轮齿轮45组成，链轮内孔中装有轴承41和44，也安装在自行车中轴6上，整个链轮组件可以相对于自行车中轴6转动，调速滑移齿轮12在花键轴27上的移动由拨叉25控制，拨叉25内孔为螺纹孔，安装在螺纹轴25上，轴26的端部固定一齿轮21，由调速机构驱动齿轮21转动，使螺纹轴26转动，则拨叉25开始移动，并带动调速滑移齿轮在花键轴27上移动从而达至调速的目的；调速控制机构主要由快速单向轮54、慢速单向轮18组成，其中慢速单向轮18套在齿轮13上，齿轮13安装在单向轮轴14上，并与齿轮21相啮合，齿轮13只能顺时针转动，其凸起的空心柱上紧绕有弹簧62，弹簧62的一端固定在慢速单向轮18上，调速钢绳17缠绕在慢速单向轮18的凹槽中，定位弹簧16的一端固定在慢速单向轮18上，另一端固定在单向轮轴14上，快速单向轮54安装在齿轮53上，齿轮53安装在单向轮轴57上，并与齿轮21相齿合，齿轮53只能逆时针转动，其凸起的空心柱紧绕着弹簧65，单簧65的一端固定在快速单向轮54上，调速钢绳58缠绕在快速单向轮54的凹槽中，复位弹簧63的一端固定在快速单向轮54上，另一端固定在单向轮轴57上。
等高齿锥齿轮组9中，各齿轮的齿数取偶数，并按等差级数排列，每个齿轮的上半周齿(即齿数的一半)相对其下半周齿沿轴向错开一距离b/3(b为齿宽)，等高齿锥齿轮组9中每个齿轮在半分处和凹口应成一直线。当调速滑移动齿轮12沿花键轴27轴向移动时，由于等高齿锥齿轮组9的结构特征，使调速滑移齿轮12仅能与锥齿轮组9中的一个齿轮相啮合。
调速控制机构工作原理为当转动车把上慢速手柄时，拉动调速钢绳17，带动慢速单向轮18顺时针转动(见图2和图4)，弹簧62一端固定于慢速单向轮18上，其余部分绕在齿轮13凸起的空心柱上，由于慢速单向轮18顺时针转动，使弹簧62变紧，所以带动齿轮13顺时针转动，使与齿轮13相啮合，并固定在螺纹轴26上的齿轮21逆时针转动，同时螺纹轴26也逆时针转动，并使调节钗25向上移动(见
图1)，并带动调速滑移齿轮12向等高齿锥齿轮组9较小端移动，因此达到将速度调慢的目的。
在慢速单向轮18的端部有限位挡圈50，轴14端部有复位弹簧16，当调速手柄复位时，调速钢绳17不再受拉力的作用，因此慢速单向轮18在复位弹簧16的作用下复位，并向逆时针方向转动，促使弹簧62放松，因此慢速单向轮18复位时，将不会带动齿轮13转动。
同理，快速单向轮54则使速度调快。
调速过程示意如下 通过对齿轮13、齿轮53、齿轮21、螺纹轴26和拨叉25内螺纹等零件的参数设定，可以做到转动一次调速手柄，调速滑移齿轮12移动的距离等于等高齿锥齿轮组9中一组齿轮的齿宽，即转动一次调速手柄，可调速一档。
由
图1可知，假设等高齿锥齿轮组9的一组齿轮齿数为Z1，调速滑移齿轮12齿数为Z2，齿轮31齿数为Z3，链轮齿45齿数为Z4，则该变速器的速比为I=(Z1/Z2)×(Z3/Z4)，由此可知，当Z1变大时，速比变大，当Z1变小时，速比变小。
调速手柄分为两个，固定在车把上，右车把上为快速手柄，左车把上为慢速手柄。
权利要求1．自行车多级变速器，其特征在于由调速滑移齿轮(12)，等高齿锥齿轮组(9)和调速控制机构组成，其中，等高齿锥齿轮组(9)安装在自行车中轴(6)上，与等高齿锥齿轮组(9)相啮合的调速滑移齿轮(12)装在花键轴(27)上，调速滑移齿轮(12)可在花键轴(27)上移动，花键轴(27)的端部固定一齿轮(31)，齿轮(31)与链轮齿轮(45)相啮合，链轮为一组件，由链轮(32)和链轮齿轮(45)组成，链轮内孔中装有轴承(41)和(44)，也安装在自行车中轴的(6)上，整个链轮组件可以相对于自行车中轴(6)转动，调速滑移齿轮(12)在花键轴(27)上的移动由拨叉(25)控制，拨叉(25)内孔为螺纹孔，安装在螺纹轴(26)上，螺纹轴(26)的端部固定一齿轮(21)；调速控制机构由快速单向轮(54)、慢速单向轮(18)组成，其中慢速单向轮(18)套在齿轮(13)上，齿轮(13)安装在单向轮轴(14)上，并与齿轮(21)相啮合，齿轮(13)只能顺时针转动，其凸起的空心柱上紧绕有弹簧(62)，弹簧(62)的一端固定在慢速单向轮(18)上，调速钢绳(17)缠绕在慢速单向轮(18)的凹槽中，定位弹簧(16)的一端固定在单向轮(18)上，另一端固定在单向轮轴(14)上，快速单向轮(54)安装在齿轮(53)上，齿轮(53)安装在单向轮轴(57)上，并与齿轮(21)相啮合，齿轮(53)只能逆时针转动，其凸起的空心柱紧绕着弹簧(65)，弹簧(65)的一端固定在快速单向轮(54)上，调速钢绳(58)缠绕在快速单向轮(54)的凹槽中，复位弹簧(63)的一端固定在快速单向轮(54)上，另一端固定在单向轮轴(57)上。
2．根据权利要求1所述的自行车多级变速器，其特征在于等高齿锥齿轮组(9)中，各齿轮的齿数取偶数，并按等差级数排列，每个齿轮的上半周齿(即齿数的一半)相对其下半周齿沿轴向错开一距离b/3(b为齿宽)，等高齿锥齿轮组(9)中每个齿轮在半分处和凹口应成一直线。
专利摘要本实用新型是自行车多级变速器,由调速滑移齿轮,等高齿锥齿轮组和调速控制机构组成,其中,某高齿锥齿轮组安装在自行车中轴上,调速滑移齿轮装在键轴上,花键轴的端部固定一齿轮,齿轮与链轮齿轮相啮合。该变速机构结构简单、紧凑、刚性好,且能在负载运行中进行变速,为中轴变速,且封闭性好,可以加注齿轮润滑油,能够起到良好的润滑,使用寿命长,可用于各种类型的变速自行车、电动助力车和电动自行车。
文档编号B62M11/10GK2454267SQ0024503
公开日2001年10月17日 申请日期2000年11月29日 优先权日2000年11月29日
发明者刘秦勤 申请人:刘秦勤