专利名称：自行车自动变速装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自行车变速装置，确切地说是自行车自动变速装置。
现有的自行车变速装置大多是以链条传动，通过主动与从动链轮直径的变化，达到改变传动速比的目的。该传动方式存在以下不足之处一、变速档位过多，一般有10速以上，但实际骑行使用不需要过多的档位，过多档位的作用是快慢变速逐级调整链条换位，承担变速过渡作用。二、结构复杂，工作可靠性不高，因为有多组链轮，链条换位频繁，链条张紧力需要调节，使用中经常出现变速故障或链条脱落。三、手动操作，从快速到慢速要经过多速变档，作用不方便，手动操作难以实现路况、车速与骑行人作用力三方面的最佳配合状态。
本发明的目的在于提供一种工作可靠，不改变自行车链传动方式及链轮、轴距、链条长度，在骑行中实现自动操作的自行车自动变速装置。
其发明目的是这样实现的自行车自动变速装置，包括踏板轴、变速齿轮组及变速机构，其特征在于A、与链轮2同轴的踏板轴16上套设着变档轴套22，变档轴套22的一端径向上设有一柱形键21，另一端内设有弹簧18，且弹簧18套设在踏板轴16上；踏板轴16上设有与柱形键21配合具有键槽作用的曲槽；在柱形键21一端嵌入固定于变档轴套22一端，变档轴套22上套设着花键套20，与花键套20配合的主动齿轮的外端面与链轮2内端面固定连接；主动齿轮4、齿轮5、齿轮6以及与之啮合的从动齿轮组23，均安装在壳体24内侧。左端盖3、中端盖7、右端盖15固定于壳体24，并支承齿轮4、齿轮6和踏板轴16。
B、变速机构包括变档拨叉11、滑动轴13、变档移动板14、固定销9及顶杆8；滑动轴13平行于踏板轴16，滑动轴13的径向上设有二个以上的凹槽口，变档拨叉11为U形的板，通过两侧的轴向孔套可在滑动轴承3上移动，其一端的拨叉开口卡住花键套20的一端外侧；变档轴套22一端外径上还套设着变档移动板14，变档移动板14的一端固定有弹簧杆12，弹簧杆12一端插入两档板19孔内以及两档板19之间的弹簧10孔内，与两档板19对应的变档拨叉11的顶部两侧分别设有可转动的顶杆8，顶杆8上部可顶起垂直于滑动轴13被压簧压在滑动轴13凹口内的固定销9。
所述踏板轴16上的曲槽为控制变档移动和止动的异形键槽，其形状为形。
所述变速齿轮为一组三档不同速比的常啮合方式齿轮机构，并由动力轴花键齿与齿轮内圆花键齿啮合传动。
本发明的自行车自动变速装置，设计合理，结构简单，工作可靠性高，自动操作，变速快捷，具有骑行人可根据路况控制变速、配合良好等优越性。该装置不改变自行车原有链传动方式及链轮、轴距、链条长度尺寸，安装简便，维修方便。
图1为本发明外观安装示意图，图2为本发明结构示意图，图3为图2的A向视图，图4踏板轴与变档轴套等构件组合示意图，图5为踏板轴径上曲槽展开示意图，图6为变档拨叉结构及向右移位示意图，图7为变档拨叉变位向左移位示意图，图8为图5的俯视图。
以下结合附图，对本发明作进一步地说明。
实施例该自行车自动变速装置，包括脚踏柄1、踏板轴16、变速齿轮组和变速机构，见图2。在壳体24内，安装有三对常啮合齿轮，齿轮4为快速主动齿轮、齿轮5为中速主动齿轮、齿轮6为慢速主动齿轮，齿轮4、5、6与踏板轴16同轴安装，各自独立运转。与主动齿轮相啮合的从动齿轮23为三只联体齿轮同步运转。变速齿轮组常啮合工作状态；慢速运转为齿轮6与齿轮23啮合，齿轮23与齿轮4啮合，齿轮4左端面与链轮2连接同步运转，脚踏柄1与链轮2的传动比约为1∶0.3；中速运转为齿轮5与齿轮23啮合，齿轮23与齿轮4啮合，齿轮4与链轮2同步运转，脚踏柄1与链轮2的传动比约为1∶0.7；快速运转为齿轮4与链轮2、脚踏柄1同步运转，脚踏柄1与链轮2的传动比为1∶1。在骑行人踩脚踏柄1带动踏板轴16(动力输入轴)旋转时，踏板轴16作用于柱形键21，柱形键21作用于变档轴套22同步运转，变档轴套22外圆有花键与花键套20内径相配，花键套20左端有凸起有花键齿，右端有拨叉卡槽。花键套20左端外圆花键齿高、齿深、齿宽尺寸与齿轮4、5、6内圆花键齿相配或相等，齿轮4与齿轮5、齿轮5与齿轮6相对端面之间留有大于花键套20左端外圆花键齿宽的空档间隙。踏板轴16与变档轴套22、变档轴套22与花键套20之间能够作同轴两端移动(变档行程)，当花键套20左端外圆花键齿与齿轮4、5、6分别啮合时，分别为快速、中速、慢速档齿轮啮合传动状态。骑行旋转动力传递依次是由件1→件16→件21→件22→件20，由件20分别传动于件4、件5、件6内圆花键齿啮合形成快、中、慢三级变速。自动变速的过程是踏板轴16的柱面上设有曲槽即异形键槽，套在踏板轴16上有变档轴套22，弹簧18、调节螺母17，见图4。将调节螺母17向左旋进压缩弹簧18，弹簧18左端压在变档轴套22内圆台阶处，将变档轴套22向左推进至柱形键21在踏板轴16上曲槽左端止住，该状态即为变速初始状态(快速状态)，如果在骑行中路况不好加大用力(扭力)骑行时，踏板轴16一段曲槽走向与轴向构成一斜角，见图5，曲槽斜角边作用于柱形键21，使柱形键21产生向右推力，其推力大于弹簧18向左压力时，变档轴套22随着骑行扭力加在而逐渐向右位移，变档轴套22右端装夹有变档移动板14，变档移动板14作用于弹簧杆12右移，弹簧杆12左端球帽压住档板19(左)，档板19(左)压缩弹簧10，弹簧10右端压住档板19(右)及变档拨叉11右端，将变档拨叉11向右推，变档拨叉11由于固定销9作用插入滑动轴13上的凹口处，变档拨叉11被固定销9止动，变档拨叉11同时止动花键套20，保障花键套20与齿轮4(或齿轮5、齿轮6)的正常啮合运转。如果变档轴套22向右位移至变速设定位置，即位移作用于变档移动板14，变档移动板14作用于弹簧杆12及档板19(左)，档板19(左)的上部顶起顶杆8，顶杆8转动顶起固定销9，变档拨叉11无固定销9止动受弹簧10向右压力作用，快速向右位移并被固定销9插入滑动轴13上中间凹口处(即中速啮合位置)止动，至此变速装置完成由快速向中速档位自动变速过程，见图6、图7。在中速位置需要向慢速变档，则继续加大扭力骑行，该装置重复上述变档过程。变档过程中，变档装置为满足人力骑行作用力(扭力)不是恒定力，而是或大或小的使用条件，因此变档装置的设计具有以下功能作用1、骑行作用力(扭力)大小反复变化，只作用于变档轴套22往复位移，不影响花键套20移位，只有变档轴套22移位达到设定距离时，才作用于变档拨叉11、控制花键套20瞬时变档，确保骑行动力传递的连贯性、稳定性。2、为保持变档后稳定运转，克服因为骑行(滑动)时作用力(扭力)减小，弹簧18压力作用将变档自动返回原档位，踏板轴16柱面上的曲槽作用，能避免变档后自动返回原档位，曲槽走向与轴向构成的角度一种是斜角(左端)，另一种是直角(中端、右端)，曲槽斜角边作用于柱形键21产生向右推力完成变档，变档后柱形键21停留在曲槽中或右端直角边位置，弹簧18的压力作用被直角边挡住柱形键21，抵消了弹簧18的压作用，保证了变档骑行(滑行)稳定运转，如果需要返回原档位，只需骑行将脚踏柄1稍作倒转，柱形键21滑落至曲槽斜边，被弹簧18的压力作用压返回原档位。
权利要求
1.自行车自动变速装置，包括踏板轴、变速齿轮组及变速机构，其特征在于A、与链轮2同轴的踏板轴16上套设着变档轴套22，变档轴套22的一端径向上设有一柱形键21，另一端内孔设有弹簧18，且弹簧18套设在踏板轴16上；踏板轴16上设有与柱形键21配合具有键槽作用的曲槽；在柱形键21一端嵌入固定于变档轴套22一端，变档轴套22上套设着花键套20，与花键套20配合的主动齿轮的外端面与链轮2内端面固定连接；由壳体24支承齿轮组及踏板轴16；B、变速机构包括变档拨叉11、滑动轴13、变档移动板14、固定销9及顶杆8；滑动轴13的径向上设有二个以上的凹槽口，变档拨叉11为U形的板，通过两侧的轴向孔套可在滑动轴承3上移动，其一端的拨叉开口卡住花键套20的一端外侧；变档轴套22一端外径上还套设着变档移动板14，变档移动板14的一端固定有弹簧杆12，弹簧杆12一端插入两档板19孔内以及两档板19之间的弹簧10孔内，与两档板19对应的变档拨叉11的顶部两侧分别设有可转动的顶杆8，顶杆8上部可顶起垂直于滑动轴13被压簧压在滑动轴13凹口内的固定销9。
2.根据权利要求1所述的自行车自动变速装置，其特征在于所述踏板轴16上的曲槽为控制变档移动和止动的异形键槽，其形状为形。
3.根据权利要求1所述的自行车自动变速装置，其特征在于所述变速齿轮为一组三档不同速比的常啮合方式齿轮机构，并由动力轴花键齿与齿轮内圆花键齿啮合传动。
全文摘要
本发明涉及一种自行车变速装置,包括踏板轴、变速齿轮及变速机构,其特征在于变速齿轮组为一组三档不同速比的常啮合方式齿轮机构,其变速机构包括变档拨叉11、滑动轴13、变档移动板14、固定销9及顶杆8。该装置设于踏板轴上,其设计合理,结构简单,工作可靠性高,自动操作,变速快捷,具有骑行人可根据路况控制变速、配合良好等优越性。该装置不改变自行车原有链传动方式及链轮、轴距、链条长度尺寸,安装简便,维修方便。
文档编号B62M11/04GK1324746SQ0111377
公开日2001年12月5日 申请日期2001年7月9日 优先权日2001年7月9日
发明者罗明端 申请人:罗明端