一种自行车或电动自行车后轮传动机构的制作方法

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后轮传动机构。

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。因此，一种不采用链轮链条传动的无链自行车或电动车结构被开发。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，用于自行车上时，由于使用的花鼓为特制的，在制造和维护上付出的成本费用高，用于电动车时，花鼓不能直接与其电机相互连接。目前，市场上出现一种传动轴分别与传统的后花鼓和电机相互连接的结构，但其中后从动齿轮未直接与后花鼓接触，而是通过过度的连接件组合进行连接。由于弧锥齿轮的装配精度较高，连接件组合的制造精度、装配精度均要求较高。又由于高精度的零部件加工成本较高，其次产品的一致性均较差，加上其组合件的数量较多，装配精度及一致性参差不齐，经济成本高，给广大消费者带来了不必要的经济支出，并且增加了传动轴在整车装配时调节时长，生产效率相对低下，增加成本。该连接件内部含有单向机构，由于安装空间限制，致使在运行时经常出现单向机构失效等情况，容易给骑行者带来不必要的安全隐患及麻烦。

第四，市场上存在单向机构位于前从动齿或前主动齿位置的机构。自行车在滑行时后花鼓通过相互啮合的齿轮将动力传输到前从动齿或前主动齿位置，带动了过多不必要运动的零件做功，缩短了车辆的滑行距离，同时影响骑行舒适性。电动车虽然不需要消费者消耗体能，但电机在工作过程中，始终带动整个机构运转，消耗不必要的电能，影响其续航里程。

第五，市场上也存在单向机构位于后主动位置的机构，但该机构零件较多，结构复杂，相关零配件的加工难度高，效率低下，同时成较高。其安装如下，后主动齿和棘爪座通过螺纹连接，棘爪座内具有棘爪和棘爪体。同时后箱体不是全封闭结构，在安装后从动齿轮时需要进行调节，浪费大量的人工成本，生产效率低下，产品一致性和稳定性较差。

技术实现要素：

本发明的一个目的是要解决后主动齿轮与后从动齿轮啮合后，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等的问题。

本发明进一步的目的是要解决现有技术后主动齿轮和棘爪座通过螺纹连接的方式中，存在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。

本发明另一个进一步的目的是要解决后从动齿轮未与花鼓或电机直接接触，而是通过连接件进行连接所带来的一系列问题。

特别地，本发明提供了一种自行车或电动自行车后轮传动机构，包括后主动齿轮组件，所述后主动齿轮组件包括：

后主动齿轮，其内具有一用于设置棘轮的棘轮腔；

棘爪座，其设置在所述棘轮腔中；

限位组件，用于将所述棘爪座固定在所述棘轮腔中；

棘爪构件，其设置在所述棘爪座内，并构造成可选择地进入或脱离所述棘轮，以使得棘轮可选择地带动或不带动所述后主动齿轮进行旋转。

进一步地，所述限位组件包括第一限位块和第二限位块，所述第一限位块和所述第二限位块分别位于所述棘爪座的两个相反的端部，以将所述棘爪座固定在所述棘轮腔中。

进一步地，所述棘爪构件包括：

棘爪，其构造成在所述棘轮以第一旋转方向旋转时能够进入所述棘轮，以限制所述棘轮相对所述棘轮腔旋转，从而使得所述棘轮带动所述后主动齿轮旋转；

并构造成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能够脱离所述棘轮，以使得所述棘轮相对所述棘轮腔旋转，从而无法带动所述后主动齿轮旋转。

进一步地，所述后轮传动机构还包括：

后从动齿轮，其与所述后主动齿轮的轮齿相啮合；

花鼓或电机，其一个端部与所述从动齿轮相连接，并构造成在所述后从动齿轮的带动下进行旋转，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，所述后轮传动机构还包括：

后箱体，其构造成能够将所述花鼓或电机的一个端部、后主动齿轮组件和后从动齿轮设置在所述后箱体中，所述后箱体具有第一开口，所述第一开口向所述花鼓或电机方向敞开；

后箱盖，用于对所述后箱体的所述第一开口进行封闭。

进一步地，所述后箱体和所述后箱盖之间设置有第一密封组件，所述第一密封组件用于将所述后箱体和所述后箱盖进行密封。

进一步地，所述后主动齿轮和所述后从动齿轮之间的润滑介质为润滑油；

其中，所述后箱体处具有注油孔和放油孔，在所述注油孔处设置有注油螺栓，以通过所述注油螺栓实现所述润滑油的注入，在所述放油孔处设置有放油螺栓，以通过所述放油螺栓实现所述润滑油的排放。

进一步地，所述自行车或电动自行车包括用于将蹬踏力传递至所述后轮传动机构的传动轴，所述后轮传动机构还包括：

所述后箱体，其具有第二开口，所述第二开口向所述传动轴方向敞开；

后盖体，其一端套设在所述传动轴外部，另一端与所述后箱体相连接，用于对所述后箱体的所述第二开口进行封闭。

进一步地，所述后箱体和所述后盖体之间设置有第二密封组件，所述第二密封组件用于将所述后箱体和所述后盖体进行密封。

进一步地，所述棘轮套设在所述传动轴的外周缘，并设置成能够在所述传动轴的带动下进行旋转。

本发明的方案，与现有技术中采用传动轴传动系统的技术方案相比，本发明的后轮传动机构采用常规齿轮进行巧妙设计，并且通过合理设计，使得后从动齿通过花键轴直接与花鼓或电机相连接，并且结构较为简单，对花鼓的精度要求不高。由此减少了装配时长，极大降低了加工成本。此外，将单向机构设置在后主动齿轮处，自行车在滑行时后花鼓将动力传输至前主动齿轮时，不需要带动过多零件做功。由此对于自行车使得骑行者的骑行更为省力，对于电动车，减少了不必要电能的消耗，提高了电动车的续航里程。

进一步地，后主动齿轮和后从动齿轮是处于封闭的后箱体中的，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。并且该后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，与现有技术中将后主动齿轮和棘爪座通过螺纹连接的技术方案相比，本发明的后主动齿轮内具有棘轮腔，并设置有棘爪座，可以将棘爪构件直接安装在该棘爪座中，而该棘爪座是通过限位组件固定在该棘轮腔中的。因此，在安装时棘轮作为单独的零件，极大提高了装配效率。

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带有后轮传动机构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后主动齿轮组件的剖面图；

图4是图3所示的后主动齿轮组件沿图3的a-a线所截的截面图；

图5是根据本发明一个实施例的后主动齿轮组件的三维爆炸图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明一个实施例的带有后轮传动机构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，该后轮传动机构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，该电机可以是一体轮电机。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的蹬踏力的前轮传动机构。该前轮传动机构可以包括前箱体4、前主动齿轮8、前从动齿轮19和前盖体22。该前箱体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与该前箱体4之间通过螺纹相互连接。该前主动齿轮8设置在该前箱体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。该前从动齿轮19设置在前箱体4内，并与该前主动齿轮8相啮合，其可以在前主动齿轮8的带动下进行旋转，并将前主动齿轮8绕第三旋转轴线的旋转转化为前从动齿轮19绕第一旋转轴线的旋转。该前盖体22具有第一端面，该第一端面与前箱体4相连，用于封闭前箱体4。

该传动装置可以还包括传动轴24和与后轮传动机构。该传动轴24一端与该前轮传动机构相连接，另一端与该后轮传动机构相连接，并构造成能够在前轮传动机构的带动下绕第一旋转轴线可旋转。该传动轴24的一端具体地与前轮传动机构的前从动齿轮19相连接，并可以在前从动齿轮19的带动下绕第一旋转轴线可旋转。该前盖体22还可以包括第一端口，该第一端口构造成可以从传动轴24的保护套23的一端穿过，并通过第一端面实现对前箱体4的封闭。该保护套23沿着传动轴24的周向围绕传动轴24的外周面进行设置，以实现对传动轴24的包覆，以保护骑行者免受伤害。并且传动轴24的外周面和保护套23的内周面之间具有一间隙，以防止传动轴24转动时对保护套23的内周面造成磨损。该后轮传动机构可以接收传动轴24的扭力，并将该扭力传递至与该后轮传动机构相连接的花鼓。该花鼓构造成在后轮传动机构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。

该后轮传动机构可以包括后箱体29、后箱盖38和后盖体25。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。该第一端部穿过该后箱体29，并通过第二锁紧垫片152和第二锁紧螺母16相互锁紧。该后箱体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。该后箱体29具有第一开口和第二开口，该第一开口向花鼓或电机48方向敞开，该第二开口向传动轴24方向敞开。该后箱盖38用于对该后箱体的第一开口进行封闭。该后盖体25具有第二端面和第二端口，该第二端面与后箱体29相连，用于对后箱体29的第二开口进行封闭。该前盖体22还可以包括第二端口，该第二端口构造成可以从传动轴24的保护套23的另一端穿过，并通过第二端面实现对后箱体29的封闭。

该后轮传动机构还可以包括后主动齿轮组件，图3示出了根据本发明一个实施例的后主动齿轮组件26的剖面图。图4示出了图3所示的后主动齿轮组件26沿图3的a-a线所截的截面图。图5示出了根据本发明一个实施例的后主动齿轮组件26的三维爆炸图。如图3至图5所示，该后主动齿轮组件可以包括后主动齿轮42和后从动齿轮35。该后主动齿轮42设置在该后箱体29内，并与传动轴24的另一端相连接，其可以在传动轴24的带动下绕第一旋转轴线可旋转。该后从动齿轮35设置在该后箱体29内，并与该后主动齿轮42相啮合，其可以将后主动齿轮42绕第一旋转轴线的旋转转化为后从动齿轮35绕第二旋转轴线的旋转。该后主动齿轮组件还可以包括棘爪座43和限位组件。该后主动齿轮42内具有一型腔，也可以说是棘轮腔。可以理解的是，广义上，该型腔可以称为棘轮腔，狭义上，该型腔不仅包括棘轮腔42a，还包括放置棘爪座43和限位组件等零部件的腔室。该型腔内安装有棘爪座43。该棘爪座43通过限位组件固定在该型腔内。在一个优选的实施例中，该限位组件包括第一限位块和第二限位块。该第一限位块和第二限位块分别位于棘爪座的两个相反的端部，以将棘爪座固定在型腔中。该第一限位块还具有能够穿过传动轴的孔，所述第二限位块可以为不具有孔的块体结构。在棘爪座处安装棘爪构件，在棘轮腔中安装棘轮。该棘轮一端与传动轴24的另一端相连接，以在传动轴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进入棘轮，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，进而带动后主动齿轮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能够脱离该棘轮，即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，从而无法带动该后主动齿轮42旋转。

本发明的方案，由于采用传动轴24传动构件进行传动，并且在传动轴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，该后主动齿轮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。将该棘爪构件置于后主动齿轮42中棘爪座43内。该型腔还包括第一限位块预留槽和第二限位块预留槽。将第一限位块46旋入第一限位块预留槽内，将第二限位块47旋入第二限位块预留槽内。该第二限位块47与后主动齿轮42一端螺纹连接。该第一限位块46和该第二限位块47共同作用以固定棘爪座43。在图2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，从而无法带动后主动齿轮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，进而带动后主动齿轮42进行旋转，此时，主动齿轮与传动轴24一起转动，进而带动后轮毂49旋转。

在一个实施例中，前箱体4具有与前箱体4相反设置的前箱盖11，该前箱体4和前箱盖11是中空的，并且在前箱体4预留有第一空间，在该前箱盖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，在第一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置于前箱盖11内靠近第二空间的位置处。将前主动齿轮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，另一端依次穿过前主动齿轮8、第二轴承9、第二油封12和第一密封圈10。前主动齿轮8与该曲柄轴5的花键8a相连接。前盖体22和保护套23之间采用压合和焊接的方式相互连接。后盖体25和保护套23之间也采用压合和焊接的方式相互连接。前从动齿轮19的端面螺栓18旋入前从动齿轮19，并将该前从动齿轮19装入第三轴承20，将第三轴承20置于前盖体22的预留槽内，并套入第二密封圈17，并置于前箱体4的侧面型腔内，使用第一锁紧螺栓进行缩进。将传动轴24一端穿入前从动齿轮19的预留槽内。将后主动齿轮组件26装入第四轴承27，并置于后盖体25的预留空间内。棘爪座43的内孔与传动轴24相互连接，并且该传动轴24为通体六方轴。第三密封圈28安装在后盖体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装入后箱体29，并与后盖体25相互连接。其中，后箱体29和所述后盖体25之间设置的第二密封组件包括第四轴承27和第三密封圈28。后主动齿轮组件26置于后箱体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依次装入后箱盖38，将第四密封圈37装入后箱盖38的预留槽内。其中，该后箱体29和该后箱盖38之间设置的第一密封组件包括第四油封39和第五轴承36。将滚针轴承装入花键轴33，后从动齿轮35从花键轴33的直径较小的小端穿入，并旋紧。后从动齿轮35与花键轴33螺纹连接。将后从动齿轮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后箱体29并旋紧，后箱体29和后箱盖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。

其中，该前主动齿轮8和该前从动齿轮19之间的润滑介质为润滑油，该后主动齿轮42和该后从动齿轮35之间的润滑介质为润滑油。该前箱体4和该后箱体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。

本发明的方案，与现有技术中采用传动轴传动系统的技术方案相比，本发明的后轮传动机构采用常规齿轮进行巧妙设计，并且通过合理设计，使得后从动齿通过花键轴直接与花鼓或电机48相连接，并且结构较为简单，对花鼓的精度要求不高。由此减少了装配时长，极大降低了加工成本。此外，将单向机构设置在后主动齿轮42处，自行车在滑行时后花鼓将动力传输至前主动齿轮8时，不需要带动过多零件做功。由此对于自行车使得骑行者的骑行更为省力，对于电动车，减少了不必要电能的消耗，提高了电动车的续航里程。

进一步地，后主动齿轮42和后从动齿轮35是处于封闭的后箱体中的，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。并且该后箱体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。

进一步地，与现有技术中将后主动齿轮42和棘爪座43通过螺纹连接的技术方案相比，本发明的后主动齿轮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。