专利名称：中轴变速自行车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自行车，特别涉及一种中轴变速自行车。
目前的变速自行车的变速机构，多采用自行车后轮轮毂变速或拨链变速的结构形式。轮毂变速机构因其结构较为复杂，制造精度要求高，加之维修不便而逐渐被结构简单，安装、维修方便的拨链变速的结构形式所取代。但拨链变速结构为开放式结构，无法加装链盒罩，导致链条易沾灰尘、易锈蚀，影响其使用寿命。在骑行时常有将裤角或裙边卷入链条中的情形发生。
本发明的目的就在于克服上述现有技术中的不足之处，而提供一种结构更为合理，变速方便的中轴变速自行车。
本发明的目的可采用以下措施来实现即在自行车的中轴上装有一套由棘爪轮、棘爪伸缩控制件和套装在棘爪轮上的棘齿轮，以及与棘齿轮相啮合的从动轮组成的变速装置。
本发明自行车中的棘爪轮通过链连接的方式与中轴结合在一起，在棘爪轮上至少安装有两对棘爪;在棘爪轮上装有一棘爪伸缩控制滑套，该滑套上设置有与棘爪数相同的矩形孔;滑套外套装有与棘爪对数相同的棘爪齿轮，每一个棘齿轮都与一个固定安装在齿轮轴上的从动齿轮相啮合;在齿轮轴的输出端，固定安装有一用于驱动自行车运转的的齿轮;制动轮通过结合件与滑套固接在一起，固定安装在变速装置壳体上的制动机构的一端通过牵引绳与车把上的变速杆相接，另一端设置有一与制动轮相配合的制动件。
本发明上述方案中的棘爪轮上安装有三对棘爪，每对棘爪都呈180°对称布置在棘爪轮的同一横截面上;每相邻两对棘爪之间的相位差均为60°;棘爪通过销轴和弹簧安装在棘爪轮上加工出的棘爪槽内。
本发明棘爪轮部分也可采用另一实施方案来解决即棘爪轮采用圆柱筒结构，通过与其一端固接的棘轮与中轴结合在一起;在位于棘爪轮腔体内的中轴段上至少固定安装有两个棘爪伸缩控制凸轮，每相邻的两个凸轮之间的相位差均为60°;在棘爪轮上至少安装有两对棘爪;棘爪轮外套装有与棘爪对数相同的棘齿轮，每一个棘齿轮都与一个固定安装在齿轮轴上的从动齿轮相啮合;在齿轮轴的输出端，固定安装有一用于驱动自行车运转的齿轮;制动轮通过结合件与棘爪轮的另一端固接在一起，固定安装在变速装置壳体上的制动机构的一端通过牵引绳与车把上的变速杆相接，另一端设置有一与制动轮相配合的制动件。
这一实施方案中的棘爪轮上安装有三对棘爪，每对棘爪都呈180°对称布置在棘爪轮的同一横截面上;安装在棘爪轮同一侧的三个棘爪位于同一轴线上，通过棘爪轴和弹簧与棘爪轮结合在一起。
固定安装在齿轮轴输出端的齿轮与通过轴承安装在自行车中轴上的双联齿链轮相啮合，双联齿链轮通过链条与自行车后轮轴上的飞轮相连接。
本发明也可将固定安装在齿轮轴输出端的齿轮改为一锥齿轮，该锥齿轮与传动轴上一端的锥齿轮相啮合，通过传动轴另一端的锥齿轮副驱动自行车后轮运转。
本发明与现有技术相比具有如下优点1、结构合理，制造简单;
2、全封闭传动，安全可靠，维修方便;
3、变速灵活，速比范围大，骑行省力;
4、若采用本发明的实施例二，即将链轮副改为锥齿轮副加传动轴(或软轴)，可成为无链传动自行车，就更为快捷、省力、方便耐用。
附图的图面说明如下
图1是本发明的传动原理图。
图2是本发明的主剖图。
图3是图2的侧视图。
图4是图2中滑套的剖视图。
图5是图2中棘齿轮的主视图。
图6是图2中制动轮的主视图。
图7是图2中棘爪轮的剖视图。
图8是链传动的传动原理图。
图9是锥齿轮传动原理图。
图10是本发明棘爪轮部分另一实施例的主视图。
图11是图10的A向视图。
图12是图10的B-B剖视图。
本发明以下将结合实施例(附图)作以详细的描述，但并不限定本发明。
本发明的基本传动原理如图1、图8所示，即通过自行车上的中轴(6)驱动装在中轴上的棘爪轮(11)，套装在棘爪轮上的棘齿轮(8)以及与棘齿轮相啮合的从动齿轮(2)通过安装在棘爪轮上的棘爪(10)来驱动，固定安装在齿轮轴(14)输出端的齿轮(3)与通过轴承安装在自行车中轴(6)上的双联齿链轮中的齿轮(7)相啮合，双联齿链轮中的链轮(4)通过链条与自行车后轮轴上的飞轮相连接，从而达到驱动自行车运动的目的。
本发明自行车的变速装置的具体结构如图2、图3所示，棘爪轮(11)通过键连接的方式与中轴(6)结合在一起，在棘爪轮上安装有三对棘爪(10)，每对棘爪都呈180°对称布置在棘爪轮的同一横截面上;每相邻两对棘爪之间的相位差为60°;棘爪通过销轴(18)和弹簧(15)安装在棘爪轮上加工出的棘爪槽内;在棘爪轮上套装有一滑套(12)，该滑套上设置有与棘爪数相同的矩形孔;滑套外套装有与棘爪对数相同的棘齿轮(8)，每一个棘齿轮(8)都与一个固定安装在齿轮轴(14)上的从动齿轮(2)相啮合;在齿轮轴(14)的输出端，固定安装有一用于驱动自行车运转的齿轮(3)，该齿轮与通过轴承安装在自行车中轴上的双联齿链轮中的齿轮(7)相啮合;制动轮(9)通过结合件与滑套(12)的一个端面固接在一起，固定安装在变速装置壳体(1)上的制动机构(13)的一端通过牵引绳(17)与车把上的变速杆相接，另一端设置有一与制动轮(9)相配合的制动件(16)。
图9为本发明输出传动部分的第二个实施例的传动原理图，即将固定安装在齿轮轴(14)输出端的齿轮改为一锥齿轮(19)，该锥齿轮与传动轴上一端的锥齿轮(20)相啮合，通过传动轴另一端的锥齿轮副(21)驱动自行车后轮运转。
图10、11、12是本发明棘爪轮部分的另一实施方案，该方案中的棘爪轮(11)为圆柱筒结构，通过与其一端固接的棘轮(22)与中轴(6)结合在一起;在位于棘爪轮腔体内的中轴段上固定安装有一个三联棘爪伸缩控制凸轮(12)，即三个凸轮，每相邻的两个凸轮之间的相位差均为60°;在棘爪轮(11)上安装有三对棘爪(10)，每对棘爪都呈180°对称布置在棘爪轮的同一横截面上;安装在棘爪轮同一侧的三个棘爪位于同一轴线上，通过棘爪轴(18)和弹簧(15)与棘爪轮结合在一起;棘爪轮(11)外套装有与棘爪对数相同的棘齿轮(8)，每一个棘齿轮都与一个固定安装在齿轮轴(14)上的从动齿轮(2)相啮合;制动轮(9)通过结合件与棘爪轮(11)的另一端固接在一起，其余结构均同于前一实施方案。
如需扩大本发明自行车的变速范围，只需增加安装在棘爪轮上的棘爪数量，并相应的增加棘齿轮以及与其啮合的从动轮的数量即可扩大其变速范围。
本发明的工作原理如下在正常骑行时，安装在棘爪轮上的三组棘爪中的一组通过滑套上加工出的一组长方形孔与相对应的棘齿轮相啮合(其余两组棘爪则隐于滑套内，也就是说始终只有一组棘爪与其相对应的一片棘齿轮相啮合)，该棘齿轮则通过与其啮合的从动齿轮带动齿轮轴转动输出动力，自行车后轮的运转则是通过链条和通过轴承装于中轴上的双联齿链轮和与双联齿链啮合在一起的装于齿轮轴端的齿轮来实现的。
当骑行中需要改变速度时，可用手搬动位于车把上的变杆，牵动钢丝(17)带动固定安装在变速装置壳体(1)上的制动机构(13)，使装在制动机构前端的制动件(16)进入制动轮(9)的轮齿中将制动轮锁定，此时滑套(12)在制动轮的作用下定位不动，然后倒蹬脚拐(5)上的脚蹬，棘爪轮(11)在中轴(6)的带动下倒转，转动过程中，原互相啮合的一组棘爪与棘齿轮逐渐脱离;该组棘爪进入滑套中，转至60°时相邻的一组棘爪从滑套上的长方孔中弹出，与其相配合的棘齿啮合，此时将位于车把上的变速杆复位，一个变速过程完毕。按照上述操作过程即可方便灵活地逐一改变各档速度。变速时，可直接倒蹬120°越过中档，直接进入下一速档，也可倒蹬180°回到原速档。
本发明第二实施方案的工作原理如下正常骑行时安装在棘爪轮上的三组棘爪中的一组在凸轮的作下，从棘爪轮上的棘爪槽内伸出和与相对应的棘齿轮相啮合，其余两组棘爪则在弹的作下隐于棘爪轮上的棘爪槽内，其余工作原理则同于前一实施方案。当骑行中需要改变速度时，可用手搬动位于车把上的变速杆，牵动钢丝绳(17)带动固定安装在变速装置壳体(1)上的制动机构(13)，使装在制动机构前端的制动件(16)进入制动轮(9)的轮齿中将制动轮锁定，此时棘爪轮(11)在制动轮的作用下定位不动，然后倒蹬脚拐(5)上的脚蹬，凸轮在中轴(6)的带动下倒转，转动过程中，原互相啮合的一组棘爪与棘齿轮逐渐脱离，该组棘爪进入棘爪轮(11)棘爪槽中，转至60°时相邻的一组棘爪在与其配合的凸轮的驱动下从棘爪轮(11)上的棘爪槽中伸出，与与其相配合的棘齿轮啮合，此时将位于车把上的变速杆复位，一个变速过程完毕。按照上述操作过程即可方便灵活地逐一改变各档速度。变速时，可直接倒蹬120°越过中档，直接进入下一速档。也可倒蹬180°回到原速档。
权利要求
1.一种中轴变速自行车，它主要包括自行车中轴(6)，其特征在于在自行车的中轴(6)上装有一套由棘爪轮(11)、棘爪伸缩控制件(12)和套装在棘爪轮上的棘齿轮(8)，以及与棘齿轮(8)相啮合的从动轮(2)组成的变速装置。
2.根据权利要求1所述的中轴变速自行车，其特征在于棘爪轮(11)通过键连接的方式与中轴(6)结合在一起，在棘爪轮(11)上至少安装有两对棘爪(10);在棘爪轮(11)上装有一棘爪伸缩控制滑套(12)，该滑套(12)上设置有与棘爪(10)数相同的矩形孔;滑套(12)外套装有与棘爪对数相同的棘齿轮(8)，每一个棘齿轮都与一个固定安装在齿轮轴(14)上的从动齿轮(2)相啮合;在齿轮轴(14)的输出端，固定安装有一用于驱动自行车转动的齿轮;制动轮(9)通过结合件与滑套(12)固接在一起，固定安装在变速装置壳体(1)上的制动机构(13)的一端通过牵引绳(17)与车把上的变速杆相接，另一端设置有一与制动轮(9)相配合的制动件(16)。
3.根据权利要求1所述的中轴变速自行车，其特征在于棘爪轮(11)为圆柱筒结构，通过与其一端固接的棘轮(22)与中轴(6)结合在一起;在位于棘爪轮腔体内的中轴段上至少固定安装有两个棘爪伸缩控制凸轮(12)，每相邻的两个凸轮之间的相位差均为60°;在棘爪轮(11)上至少安装有两对棘爪(10);棘爪轮(11)外套装有与棘爪对数相同的棘齿轮(8)，每一个棘齿轮都与一个固定安装在齿轮轴(14)上的从动齿轮(2)相啮合;在齿轮轴(14)的输出端，固定安装有一用于驱动自行车运转的齿轮;制动轮(9)通过结合件与棘爪轮(11)的另一端固接在一起，固定安装在变速装置壳体(1)上的制动机构(13)的一端通过牵引绳(17)与车把上的变速杆相接，另一端设置有一与制动轮(9)相配合的制动件(16)。
4.根据权利要求2所述的中轴变速自行车，其特征在于棘爪轮(11)上安装有三对棘爪(10)，每对棘爪都呈180°对称布置在棘爪轮的同一横截面上;每相邻两对棘爪之间的相位差均为60°;棘爪通过销轴(18)和弹簧(15)安装在棘爪轮(11)上加工出的棘爪槽内。
5.根据权利要求3所述的中轴变速自行车，其特征在于棘爪轮(11)上安装有三对棘爪(10)，每对棘爪都呈180°对称布置在棘爪轮的同一横截面上;安装在棘爪轮同一侧的三个棘爪位于同一轴线上，通过棘爪轴(18)和弹簧(15)与棘爪轮结合在一起。
6.根据权利要求2或3所述的中轴变速自行车，其特征在于固定安装在齿轮轴(14)输出端的齿轮(3)与通过轴承安装在自行车中轴上的双联齿链轮(4)(7)相啮合，双联齿链轮通过链条与自行车后轮轴上的飞轮相连接。
7.根据权利要求2或3所述的中轴变速自行车，其特征在于固定安装在齿轮轴(14)输出端的齿轮为一锥齿轮(19)，该锥齿轮与传动轴上一端的锥齿轮(20)相啮合，通过传动轴另一端的锥齿轮副(21)驱动自行车后轮运转。
全文摘要
一种中轴变速自行车，它主要包括自行车中轴(6)，其特征在于在自行车的中轴(6)上装有一套由棘爪轮(11)、棘爪伸缩控制件(12)和套装在棘爪轮上的棘齿轮(8)，以及与棘齿轮(8)相啮合的从动轮(2)组成的变速装置。本发明具有结构合理，制造简单，全封闭传动，安全可靠，维修方便，变速灵活，速比范围大，骑行省力的优点。
文档编号B62M11/06GK1104977SQ9410020
公开日1995年7月12日 申请日期1994年1月8日 优先权日1994年1月8日
发明者赵援朝 申请人:赵援朝