一种自行车或电动自行车传动装置的制作方法

本发明涉及自行车或电动自行车的传动系统，特别是涉及一种自行车或电动自行车传动装置。

背景技术

近两年出现的共享单车、电动车虽满足了大众出行要求，但其传动方式大部分仍然采用链轮链条传动。这种传动结构虽然设置有链条挡板，但是仍然属于开式传动结构，骑行者的裤管或裙边很容易被链条或链轮缠绕或咬破，甚至导致骑行者摔倒而造成财产或人身伤害。同时，由于链条材料长时间疲劳拉伸，在使用一段时间后容易发生断裂或脱落，需要重新维护或安装，这样给骑行者带来了不少烦恼。电动自行车也存在上述问题，近几年市场上出现传动轴代替链条传动的传动系统，但是还存在以下问题：

首先，存在安装不便的缺点。螺旋伞齿轮对安装尺寸精度要求较高，对生产厂家精度要求较高，而后花鼓总成一般为标准件，其精度远达不到要求，无法满足螺旋伞齿轮安装精度的要求。为达到噪音小、抖动小的目的，必须靠厚度不等的垫片进行试装调节，浪费大量时间，降低了工作效率。

第二，影响寿命。由于后轴主动齿轮与后轴从动齿轮啮合后，未处于一个完全封闭的空间内，并用润滑脂润滑，虽有防尘结构，但在长时间运行中难免灰尘进入，在齿轮工作时，灰尘和润滑脂相互融合，并附着于齿轮表面，间接增大了齿轮表面的摩擦力，加大了齿轮磨损。同时润滑脂也相对固化，渐渐失去润滑效果。由于无法准确掌握失去润滑的具体时间，齿轮在一个无润滑介质的条件下运行，从而影响齿轮寿命，最终导致整体机构寿命缩短。

第三，维护不便，时间成本高。由于后轴主动齿轮和从动齿轮外有未全封闭的防尘结构，在添加润滑脂时需用工具将防尘外壳取掉才能作业，然而普通家庭很少有相关工具，并且有些防尘结构采用异形工具，使得个人或家庭维护更加困难，去维修点维护则浪费大量的等待时间，从而给维护带来较多不便。

第四，目前市场中出现前后全封闭的传动轴，但其传动轴与花鼓或电机轴之间缺少支撑点，装配过程中容易出现电机轴和传动轴不同心的情况，且电机使用特制电机和花鼓，投放市场后花鼓和电机出现大面积的损坏及异响，同时花鼓及电机成本过高，造成消费者不必要的经济支出。

技术实现要素：

本发明的一个目的是要提供一种自行车或电动自行车传动装置，以解决采用链轮链条传动所带来的链条断裂或脱落、对骑行者造成的财产或人身伤害以及维修困难等问题。

本发明进一步的目的是要解决后轴主动齿轮与后轴从动齿轮啮合后，未处于一个完全封闭的空间内所带来的维修不方便以及齿轮寿命短的问题。

本发明另一个进一步的目的是要解决现有技术主动齿和棘轮座通过螺纹连接的方式中，零部件的加工难度大、生产效率低、产品一致性和稳定性较差等问题。

特别地，本发明提供了一种自行车或电动自行车传动装置，包括：

第一传动构件，用于传递来自曲柄轴的蹬踏力；

扭矩轴，其一端与所述第一传动构件相连接，并构造成在所述第一传动构件的带动下绕第一旋转轴线可旋转；

第二传动构件，其与所述扭矩轴的另一端相连接，用于传递所述扭矩轴的扭力；和

花鼓或电机，其与所述第二传动构件相连接，并构造成在所述第二传动构件的带动下绕第二旋转轴线可旋转，以驱动与所述花鼓或电机相连的后轮毂转动，进而驱动所述自行车或电动自行车的后轮旋转。

进一步地，所述第一传动构件包括：

第一主动齿轮，其与所述曲柄轴相啮合，用于在所述曲柄轴的带动下绕第三旋转轴线可旋转；和

第一从动齿轮，其与所述第一主动齿轮相啮合，用于将所述第一主动齿轮绕所述第三旋转轴线的旋转转化为所述第一从动齿轮绕所述第一旋转轴线的旋转；

其中，所述第一从动齿轮构造成与所述扭矩轴的一端相连接，以使得所述扭矩轴在所述第一从动齿轮的带动下绕所述第一旋转轴线可旋转。

进一步地，所述第二传动构件包括：

第二主动齿轮，其与所述扭矩轴的另一端相连接，以在所述扭矩轴的带动下绕所述第一旋转轴线可旋转；和

第二从动齿轮，其与所述第二主动齿轮相啮合，用于将所述第二主动齿轮绕所述第一旋转轴线的旋转转化为所述第二从动齿轮绕所述第二旋转轴线的旋转；

其中，所述第二从动齿轮构造成与所述花鼓或电机的一端相连接，以驱动与所述花鼓或电机相连的后轮转动。

进一步地，所述第二主动齿轮内具有一型腔，所述型腔内具有：

棘轮，其一端与所述扭矩轴的另一端相连接，以在所述扭矩轴的带动下绕所述第一旋转轴线可旋转；和

棘爪构件，其构造成在所述棘轮以第一旋转方向进行旋转时能够对所述棘轮进行限位，以限制所述棘轮相对所述型腔旋转，从而使得所述棘轮带动所述第二主动齿轮旋转，并在所述棘轮以与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向进行旋转时，所述棘爪构件能够在所述棘轮的轮齿的推动下沿着远离所述型腔中心线的方向移动，以使得所述棘轮相对所述型腔旋转，从而无法带动所述第二主动齿轮旋转。

进一步地，所述传动装置还包括：

保护套，其沿着所述扭矩轴的周向围绕所述扭矩轴的外周面进行设置，并且所述扭矩轴的外周面和所述保护套的内周面之间具有一间隙；

可选地，所述第二旋转轴线与所述第三旋转轴线相平行。

进一步地，所述花鼓或电机包括：

第一端部，其通过花键轴与所述第二从动齿轮相连接，以在所述第二从动齿轮的带动下绕第二旋转轴线可旋转；和

第二端部，其与所述第一端部相反设置。

进一步地，所述传动装置还包括：

第一箱体，用于将所述第一传动构件、所述扭矩轴的一端和至少部分所述曲柄轴设置在所述第一箱体内；和

第一盖体，其具有第一开口和第一端面，所述第一开口构造成能从所述扭矩轴的一端穿过，所述第一端面与所述第一箱体相连，用于密封所述第一箱体。

进一步地，所述传动装置还包括：

第二箱体，用于将所述第二传动构件、所述扭矩轴的另一端和所述花鼓或电机的第一端部设置在所述第二箱体内；和

第二盖体，其具有第二开口和第二端面，所述第二开口构造成能从所述扭矩轴的另一端穿过，所述第二端面与所述第二箱体相连，用于密封所述第二箱体。

进一步地，所述第一主动齿轮和所述第一从动齿轮之间的润滑介质为润滑油，所述第二主动齿轮和所述第二从动齿轮之间的润滑介质为润滑油；

其中，所述第一箱体和所述第二箱体均具有注油孔和放油孔，在所述注油孔处设置有注油螺栓，在所述放油孔处设置有放油螺栓，以通过所述注油螺栓和所述放油螺栓实现所述润滑油的更换。

进一步地，所述花鼓或电机的所述第二端部固定在所述自行车或电动自行车的车架平叉处。

本发明的方案，由于采用扭矩轴传动构件进行传动，并且在扭矩轴外周面包覆有保护套，因此，不会出现采用链轮链条传动所带来的链条断裂或脱落、对骑行者造成的财产或人身伤害以及维修困难等问题。与现有技术中采用传动轴传动系统的技术方案相比，本发明的传动装置采用常规齿轮进行巧妙设计，结构相对较为简单，并且对花鼓的精度要求不高，可以提高安装效率。

进一步地，各个齿轮是处于第一或第二箱体内，而第一或第二箱体为封闭结构，在长时间运行过程中很难进入灰尘，避免灰尘对齿轮表面的摩擦力，提高了齿轮的使用寿命。并且该第一和第二箱体处还具有注油孔和放油孔，通过注油螺栓和放油螺栓实现齿轮间的润滑油的更换。由此为润滑油的更换提供了便利，同时提高了润滑油更换效率。

进一步地，与现有技术中将后轴主动齿和棘轮座通过螺纹连接的技术方案相比，本发明的第二主动齿轮内组装有棘轮以及棘爪构件，即棘爪槽融合在第二主动齿轮内，棘轮作为单独的零件，提高了装配效率。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的传动装置的自行车或电动自行车的传动系的示意性侧立视图；

图2是根据本发明一个实施例的传动装置的剖面图；

图3是根据本发明一个实施例的第二主动齿轮组合的剖面图；

图4是图3所示的第二主动齿轮组合沿图3的a-a线所截的截面图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明一个实施例的传动装置的自行车或电动自行车的传动系的示意性侧立视图。如图1所示，该传动装置设置在自行车或电动自行车的传动系上。传动系一般性可以包括一对踏板51、一对曲柄臂50、传动装置和后轮毂49。踏板51分别可旋转地安装到曲柄臂50的自由端。曲柄臂50的内端分别固定到传动装置的曲柄轴5的相对端。对于自行车或电动自行车的传动系，作用在踏板51上的蹬踏力经由传动路径传送到后轮毂49。其中，传动路径为由曲柄臂50到传动装置，再到后轮毂49。该后轮毂49可以联接到花鼓或电机48，以使得自行车或电动自行车的后车轮旋转。可以理解的是，当为自行车时，该后轮毂49可以联接到花鼓。当为电动自行车时，该后轮毂49可以联接到电机，该电机可以为一体轮电机。以下以自行车为例进行说明。

图2示出了根据本发明一个实施例的传动装置的剖面图。图2表示从图1所示的沿垂直于纸面的方向看的剖面图。如图1和图2所示，该传动装置一端与曲柄轴5相连接，另一端与后轮毂49相连接，其响应于作用在踏板51上的蹬踏力，用于将该蹬踏力传送到后轮毂49。

如图1和图2所示，该传动装置可以包括用于传递来去曲柄轴5的蹬踏力的第一传动构件。该第一传动构件可以包括第一主动齿轮8和第一从动齿轮19。该传动装置还可以包括第一箱体4和第一盖体22。该第一箱体4的小端部分贯穿车架五通3，并依次装入防滑垫片2和锁紧环1。该锁紧环1与该第一箱体4之间通过螺纹相互连接。该第一主动齿轮8设置在该第一箱体4内，并与曲柄轴5相啮合，其响应于曲柄轴5的旋转操作，以在该曲柄轴5的旋转操作的带动下绕第三旋转轴线旋转。该第一从动齿轮19设置在第一箱体4内，并与该第一主动齿轮8相啮合，其可以在第一主动齿轮8的带动下进行旋转，并将第一主动齿轮8绕第三旋转轴线的旋转转化为第一从动齿轮19绕第一旋转轴线的旋转。该第一盖体22具有第一端面，该第一端面与第一箱体4相连，用于密封第一箱体4。

该传动装置还可以包括扭矩轴24和与第二传动构件。该扭矩轴24一端与该第一传动构件相连接，另一端与该第二传动构件相连接，并构造成能够在第一传动构件的带动下绕第一旋转轴线可旋转。该扭矩轴24的一端具体地与第一传动构件的第一从动齿轮19相连接，并可以在第一从动齿轮19的带动下绕第一旋转轴线可旋转。该第一盖体22还可以包括第一开口，该第一开口构造成可以从扭矩轴24的保护套23的一端穿过，并通过第一端面实现对第一箱体4的密封。该保护套23沿着扭矩轴24的周向围绕扭矩轴24的外周面进行设置，以实现对扭矩轴24的包覆，以保护骑行者免受伤害。并且扭矩轴24的外周面和保护套23的内周面之间具有一间隙，以防止扭矩轴24转动时对保护套23的内周面造成磨损。该第二传动构件可以接收扭矩轴24的扭力，并将该扭力传递至与该第二传动构件相连接的花鼓。该花鼓构造成在第二传动构件的带动下绕第二旋转轴线可旋转，以驱动与花鼓相连的后轮毂49转动，进而驱动自行车的后轮旋转。

该传动装置还可以包括第二箱体29和第二盖体25。该第二传动构件可以包括第二主动齿轮42和第二从动齿轮35。该花鼓或电机48具有第一端部和与该第一端部相反的第二端部。该花鼓或电机48轴的第二端部与自行车车架左下平叉13通过第一锁紧垫片151和第一锁紧螺母14相互锁紧连接。该第一端部穿过该第二箱体29，并通过第二锁紧垫片152和第二锁紧螺母16相互锁紧。该第二箱体29具有车架固定孔29a，通过该车架固定孔29a与该自行车车架的右侧通过螺栓相互连接并锁紧。该第二主动齿轮42设置在该第二箱体29内，并与扭矩轴24的另一端相连接，其可以在扭矩轴24的带动下绕第一旋转轴线可旋转。该第二从动齿轮35设置在该第二箱体29内，并与该第二主动齿轮42相啮合，其可以将第二主动齿轮42绕第一旋转轴线的旋转转化为第二从动齿轮35绕第二旋转轴线的旋转。该花鼓或电机48的第一端部外部套设有花键套，并通过花键轴33与所述第二从动齿轮35相连接。该第二盖体25具有第二端面和第二开口，该第二端面与第二箱体29相连，用于密封第二箱体29。该第二盖体25还可以包括第二开口，该第二开口构造成可以从扭矩轴24的保护套23的另一端穿过，并通过第二端面实现对第二箱体29的密封。

图3示出了根据本发明一个实施例的第二主动齿轮组合26的剖面图。图4示出了图3所示的第二主动齿轮组合26沿图3的a-a线所截的截面图。如图3和图4所示，该第二主动齿轮42内具有一型腔。该型腔内具有棘轮和棘爪构件。该棘轮一端与扭矩轴24的另一端相连接，以在扭矩轴24的带动下绕第一旋转轴线可旋转。该棘爪构件包括棘爪44和棘爪簧45。该棘爪构件构造成在该棘轮以第一旋转方向进行旋转时能够对该棘轮进行限位，以限制该棘轮相对该型腔旋转，从而使得该棘轮带动该型腔旋转，进而带动第二主动齿轮42旋转，并在该棘轮以与该第一旋转方向相反的第二旋转方向进行旋转时，该棘爪构件能够在该棘轮的轮齿的推动下沿着远离该型腔中心线的方向移动，以使得该棘轮相对该型腔旋转，从而无法带动该第二主动齿轮42旋转。该第二主动齿轮42、型腔和位于该型腔内棘爪构件组成了第二主动齿轮组合26。该型腔包括棘爪座预留槽、棘爪预留槽和棘轮腔42a。

本发明的方案，由于采用扭矩轴24传动构件进行传动，并且在扭矩轴24外周面包覆有保护套23，因此，不会出现采用链轮链条传动所带来的链条断裂或脱落、对骑行者造成的财产或人身伤害以及维修困难等问题。与现有技术中采用传动轴传动系统的技术方案相比，本发明的传动装置采用常规齿轮进行巧妙设计，结构相对较为简单，并且对花鼓的精度要求不高，可以提高安装效率。

在一个实施例中，该第二主动齿轮42的装配方式为，将棘爪座43置于棘爪座预留槽内，将棘爪44置于棘爪预留槽内，将棘爪簧45依次通过棘爪预留槽和棘爪座预留槽，并固定在棘爪座43上。该棘爪44和棘爪簧45构成了该棘爪构件。将该棘爪构件置于第二主动齿轮42的棘轮腔42a内。该型腔还包括支撑块预留槽和挡块预留槽。将支撑块46旋入支撑块预留槽内，将挡块47旋入挡块预留槽内。该挡块47一端与第二主动齿轮42螺纹连接。该支撑块46和该挡块47共同作用以固定棘爪座43。在图2至图4所示的实施例中，当棘轮顺时针旋转时，该棘爪44能够在该棘轮的轮齿的推动下沿着远离该型腔中心线的方向移动，使得棘轮无法带动型腔一起旋转，从而无法带动第二主动齿轮42进行旋转，此时，主动齿轮处于静止状态，后轮毂49不旋转。当棘轮逆时针旋转时，该棘爪44能够对该棘轮进行限位，以限制该棘轮相对该型腔旋转，从而使得该棘轮带动该型腔一起旋转，进而带动第二主动齿轮42进行旋转，此时，主动齿轮与扭矩轴24一起转动，进而带动后轮毂49旋转。

在一个实施例中，第一箱体4具有与第一箱体4相反设置的第一箱盖11，该第一箱体4和第一箱盖11是中空的，并且在第一箱体4预留有第一空间，在该第一箱盖11预留有第二空间。在第一空间内分别安装第一轴承7和第一油封6，在第二空间内分别安装第二轴承9和第二油封12。将第一密封圈10置于第一箱盖11内靠近第二空间的位置处。将第一主动齿轮8装入该第二轴承9的内圈。曲柄轴5的一端依次穿过该第一油封6和第一轴承7，另一端依次穿过第一主动齿轮8、第二轴承9、第二油封12和第一密封圈10。第一主动齿轮8与该曲柄轴5的花键8a相连接。第一盖体22和保护套23之间采用压合和焊接的方式相互连接。第二盖体25和保护套23之间也采用压合和焊接的方式相互连接。第一从动齿轮19的端面螺栓18旋入第一从动齿轮19，并将该第一从动齿轮19装入第三轴承20，将第三轴承20置于第一盖体22的预留槽内，并套入第二密封圈17，并置于第一箱体4的侧面型腔内，使用第一锁紧螺栓进行锁紧。将扭矩轴24一端穿入第一从动齿轮19的预留槽内。将第二主动齿轮组合26装入第四轴承27，并置于第二盖体25的预留空间内。棘爪座43的内孔与扭矩轴24相互连接，并且该扭矩轴24为通体六方轴。第三密封圈28安装在第二盖体25的外圈上。依次将支撑垫片30、第三油封31和第一滚针轴承32装入第二箱体29，并与第二盖体25相互连接。第二主动齿轮组合26置于第二箱体29型腔内，两者之间通过第二锁紧螺栓21相互连接锁紧。将第四油封39和第五轴承36依次装入第二箱盖38，将第四密封圈37装入第二箱盖38的预留槽内。将第二滚针轴承34装入花键轴33，第二从动齿轮35从花键轴33的直径较小的小端穿入，并旋紧。第二从动齿轮35与花键轴33螺纹连接。将第二从动齿轮35和花键轴33的组合后的直径较大的大端装入第五轴承36上，并贯穿第五轴承36和第四油封39的中心孔。将上述组装完的零部件装入第二箱体29并旋紧，第二箱体29和第二箱盖38之间通过螺纹进行连接。电机轴或花鼓轴的外侧与第二滚针轴承34的内侧相接触，并起到支撑作用。上述所有的密封圈和油封的作用是密封作用。

其中，该第一主动齿轮8和该第一从动齿轮19之间的润滑介质为润滑油，该第二主动齿轮42和该第二从动齿轮35之间的润滑介质为润滑油。该第一箱体4和该第二箱体29均具有注油孔和放油孔，在该注油孔处设置有注油螺栓40，在该放油孔处设置有放油螺栓41，以通过该注油螺栓40和该放油螺栓41实现该润滑油的更换。

本发明中各个齿轮是处于第一箱体4或第二箱体29内，而第一箱体4或第二箱体29为封闭结构，在长时间运行过程中很难进入灰尘，避免灰尘对齿轮表面的摩擦力，提高了齿轮的使用寿命。并且该第一箱体4和第二箱体29处还具有注油孔和放油孔，通过注油螺栓40和放油螺栓41实现齿轮间的润滑油的更换。由此为润滑油的更换提供了便利，同时提高了润滑油更换效率。

与现有技术中将后轴主动齿和棘轮座通过螺纹连接的技术方案相比，本发明的第二主动齿轮42内具有棘轮腔42a，并设置有棘爪座43，可以将棘爪构件直接安装在该棘爪座43中，而该棘爪座43是通过限位组件固定在该棘轮腔42a中的。因此，在安装时棘轮作为单独的零件，极大提高了装配效率。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。