通用型多挡位自行车变速器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明是一种多档位的自行车变速器，更具体地，是通过两组增速的行星齿轮系 组成的，可以通过拉线或倒踏实现换挡的，用于直驱自行车或是安装在小轮径自行车的中 轴或后轮轴上的变速器。
【背景技术】
[0002] 链式传动装置是最为流行的自行车传动装置，其多挡变速优先选用通过在中轴上 具有不同齿数的多只链轮与在后轮上具有不同齿数的多只链轮组合成多级链传动，或是通 过单级的链传动装置与后轮中的变速花鼓组合的方式，目前见到的自行车的车轮直径从6 到26英寸不等，所以必须有与之相应的变速器配合使用。
[0003] 对于直径在16英寸及以下的小轮自行车，脚踏频率比上驱动轮的旋转频率应在1: 5或更小的比值上，才能满足人体体能输出的最佳工况点，为此常有以下几种做法： A、 加大中轴链轮直径和减小后轴链轮直径的多级链轮传动； B、 单级的链传动与后轮变速花鼓组合的方式； C、 两组串联的链式传动，如（【申请号】）US: 67692091所述的一款有两个串联链传动装置 的自行车； D、 多级链轮传动和后轮变速花鼓组合的方式。
[0004] 针对A，为了配合后轮轴和超越离合器的安装，从动链轮组的最小链轮的齿数也在 11左右，要达到1:5的速比，主动轮组的最大链轮的齿数也要在55齿，以3*8变速的通用链条 标准，55齿的链轮直径将在225_左右，用于对尺寸有严格要求的折叠自行车来说，应用上 受到一定限制； 针对B，目前市场上出现的变速花鼓即内变速器大多是针对较大轮径自行车设计的，当 用于16寸及一下的小轮自行车时，主动链轮较从动链轮仍需较大的比值，主动链轮的尺寸 还是比较大； 针对C，为单一速比，实现多挡变速时，仍需配合其他方式，并且串联方式增加了传动距 离，对长度有要求的自行车有一定的限定； 针对D，会出现对主动链轮、对从动链轮和对变速花鼓的三个变速控制输入，而且许多 组合速比相似，设计重复而不经济，同时增加产品的重量。
[0005] 还有一种自行车，为了折叠后前、后轮可以并排一起，安装前、后轮的车架为悬臂 结构，如品牌为速立达的几种折叠自行车，受轴向空间的限制，在后轮轴上安装内变速器就 不太现实，但实现变速仍有一些办法： A、 如（【申请号】）CN2012800238451的变速单元加多级链条传动的方式； B、 如（【申请号】）CN2013207689001所述的采用中轴变速机构的方法。
[0006] 针对A，此变速单元仍需配合多级链条传动的方式使用，才能得到较多的挡位控 制，由于后轮和从动链轮位于车架的两侧，在安装了多级从动链轮后，虽不影响前、后轮的 并排折叠的效果，但在车轮轴向上仍有一定的延长尺寸； 针对B，相对于普通变速自行车的挡位数，方式B的挡位数较少。
[0007] 还有一种自行车，如（【申请号】）CN2010205345157-种无链前驱式自行车和（申请 号：）CN2013200595323前驱动后转向躺式三轮车，由于其曲柄安装在驱动轮上，脚踏力矩直 接作用车轮的轴上，因此我们常叫这类的自行车为直驱自行车，针对于这种自行车，目前已 知实现其变速的技术有（【申请号】）CN2012101662931等，但相对于普通变速自行车的挡位数 来说，仍然很少。
[0008] 总结以上自行车和实现多挡变速时的不足或问题，本发明找出了一种适用范围更 广，可以同时满足上述几种自行车要求的变速器。
[0009] 该发明是一种速比在1:1~1:4.587或更小比值的，通过对部分零件的少许改动，就 可用于直驱自行车、或小轮径自行车的中轴变速和后轴内变速。
[0010]目前，自行车的设计，对控制车身重量和简化结构上已经达到了极至，为了迎合新 一代自行车的设计，本发明将变速转把的换挡机构设计在了变速器的内部，即通过倒踏就 可以实现换挡;但出于对自行车市场消费惯性的考虑，本变速器保留了拉线控制换挡的功 能。
[0011] 另外，公开号为：W02015092534A1，名称为：VEL0CIPEDE GEARBOX WITH TWO 0R MORE TRANSMISSION RATIOS的发明，是用于自行车后轴或直驱自行车的变速器，但是没出 现作为中轴变速的实例，在设计时，本专利考虑到初期的投入成本，在用于直驱自行车、后 轮轴或中轴的不同实例时，都设计了相同的传动系统，其零件相统一、可互换，减少了总的 零件样数，这是前述专利没有考虑到的。
【发明内容】
[0012] 本发明的目的，就是要实现宽应用范围的，可实现多级速比的自行车变速器，他必 须是： A、 适合(22~8英寸）自行车，配合主、从链轮直径比在1:1~2.75:1之间的单级链传动，可 安装在后轮轴上的多档位变速器； B、 适合后轮为悬臂结构的，或优先选用中轴变速的（22~8英寸）自行车，配合主、从链轮 直径比在1:1~2.75:1之间的单级链传动，可安装在中轴上的多档位变速器； C、 适合(24~20英寸)直驱自行车，可安装在直驱轮上的多档变速的变速器； D、 可以通过拉线或倒踏实现换挡的变速器； E、 可以依不同方式使用，但要有通用的部件和更多可为互换的零件。
[0013] 理想的解决方案是，采用两级2Z-X(B)型的串联布置的行星齿轮传动系统，在该系 统上行星架作为力矩的输入端，太阳轮作为控制的输入端，本发明所述变速器必须包含此 传动系统。
[0014] 在变速器上行星架i、阶梯齿i、销轴、钢丝挡圈i、单向离合器i、太阳轮i、太阳轮?? 和行星架?组成第一组传动级；行星架?、阶梯齿?、销轴、钢丝挡圈?、单向离合器?、太 阳轮m、太阳轮iv和花鼓组成了第二组传动级;此两传动级串联组成了传动系统。
[0015] 另外，千斤架、千斤、销轴、扭簧、垫圈、轴承m、变速套共同组成了，通过千斤架与 变速套的相对旋转，使安置在千斤架上的千斤有规律地闭锁或翘起，从而控制太阳轮的旋 转，以得到不同速比的挡位控制装置。
[0016] 还有花鼓、螺栓、法兰、轴承ii、千斤架、轴承套、轴承i和轴装配组成的，为了将I、 Π 两组传动级和挡位控制装置组合成变速器整体，并使之承载各种支撑载荷，和脚踏的反 向力矩，并且便于车架的安装的，支撑系统或称之为用于支撑的可以旋转的腔体。
[0017] 本发明所述的通用型多挡位自行车变速器就是由上述各系统共同组成。
【附图说明】
[0018] 图1、2三维视图示出用于直驱自行车的实例的外形； 图3、4三维视图示出用于装配在中轴位置的实例的外形； 图5、6、7三维视图示出用于装配在后轮轴位置的实例的外形，其中图6采用了拉线换挡 的技术，图7采用了倒踏换挡的技术； 图8为实例1(用于直驱自行车，并通过拉线换挡)的机构简图； 图9为实例2(用于直驱自行车，并通过倒踏换挡)的机构简图； 图10为实例3(装配在中轴位置，并通过拉线换挡)的机构简图； 图11为实例4(装配在中轴位置，并通过倒踏换挡)的机构简图； 图12为实例5(装配在后轮轴位置，并通过拉线换挡)的机构简图； 图13为实例6(装配在后轮轴位置，并通过倒踏换挡)的机构简图； 图14为实例1(用于直驱自行车，并通过拉线换挡)的轴向剖面图； 图15为实例2(用于直驱自行车，并通过倒踏换挡)的轴向剖面图； 图16为实例3(装配在中轴位置，并通过拉线换挡)的轴向剖面图； 图17为实例4(装配在中轴位置，并通过倒踏换挡)的轴向剖面图； 图18为实例5(装配在后轮轴位置，并通过拉线换挡)的轴向剖面图； 图19为实例6(装配在后轮轴位置，并通过倒踏换挡)的轴向剖面图； 图20三维视图示出（I传动级)行星架i及安装其上的零件组成的组件； 图21三维视图示出（Π 传动级)行星架??及安装其上的零件组成的组件； 图22为过单向离合器i的径向剖面图； 图23为I传动级的过阶梯齿i的径向剖面图，图中包括部分挡位控制装置； 图24为过单向离合器??的径向剖面图； 图25为Π 传动级的过阶梯齿?的径向剖面图，图中包括部分挡位控制装置； 图26为实例1、2、3、4的行星架i的三维视图； 图27为实例5、6的行星架i的三维视图； 图28三维视图示出了挡位控制装置，千斤架及安装其上的零件组成的组件的外形； 图29为实例1、3的千斤架的三维视图； 图30为实例2、4的包括千斤、千斤架、变速套和异形弹簧的组件的三维视图； 图31为实例2、4、6的变速套的三维视图； 图32为实例1、3的变速套的三维视图； 图33为实例5的变速套的三维视图； 图34为实例2、4、6的过异形弹簧的径向剖面图，图中包括千斤架、异形弹簧和变速套； 图35为图34的另一种形式； 图36为单向离合器m中离合器壳的三维视图； 图37为单向离合器m的径向剖面图； 图38为实例1、2、3、4的轴的三维视图； 图39为实例5的轴的三维视图； 图40为实例6的轴承套的三维视图； 图41为法兰的三维视图； 图42为螺母的三维视图； 图43为键套的三维视图； 图44为轴套的三维视图； 图45为实现更多挡位的变速器机构简图； 图46为图45的另一种形式。
[0019]图中标号对应的组件、零件及零件的特征表示如下： 1_1传动级，1〇_行星架i，1〇3_花键槽，lObJI槽，10cj肖孔，10d_挡圈槽，10e_楔形曲 面，lOfJft承座，10gj当肩，10h_ft端面，11_单向离合器i，110_保持架，111_弹簧，112_滚 柱，12J介梯齿i，12 &_第一直径轮齿，1213_第二直径轮齿，12cj肖孔，13_销轴，14_钢丝挡圈 i，15_太阳轮i，15a_轮齿，1513_棘齿槽，16_太阳轮ii，16a_轮齿，1613_棘齿槽； 2_ Π 传动级，20_行星架ii，20a_齿圈，20bJ?槽，20cj肖孔，20d_挡圈槽，20e_楔形曲 面，20f_内圆柱面，21_单向离合器?，210_保持架，211_弹簧，212_滚柱，22J介梯齿ii，22a_ 第一直径轮齿，2213_第二直径轮齿，22cj肖孔，23_销轴，24_钢丝挡圈ii，25_太阳轮iii，25a_ 轮齿，25bji$齿槽，26_太阳轮iv，26a_轮齿，26bji$齿槽； 30_千斤架，30a_千斤通槽，30bj肖孔，30〇_小孔，30d_轴颈，30ejft颈，30f_轴肩，30g_ 轴承座，30hjft承座，30ij当肩，30」_挡位槽，30k_键槽，301_绳孔，30m_凹槽，30η]由肩， 30〇_切□平面，31_变速套，31a_千斤凹槽，31bjft颈，31c_轴肩，31d_扇形块，31e_弹簧卡 槽，31f_绳槽，31gJ艮位块，31h_圆角矩形槽，31ij由槽，320、321_轴承iii，330、331_垫圈， 34_销轴，35_千斤，35aj肖孔，35b_棘爪，35〇_下弧面，36j丑簧，36aj丑臂，36bj丑臂，37_键， 38_单向离合器iii，380_离合器壳，380a_旋臂，380bJ单簧座，380c_楔形曲面，380dJ空体， 381_弹簧，382_滚柱，39_异形弹簧，39 &_安装座，39b_簧臂，39〇_锐角状； 40_轴，40a_花键，40bj当圈槽i，40cj当圈槽ii，40d_挡圈槽iii，40e_截头方椎体，40f_ 螺孔，40gjft颈，40hjft颈，40i_轴肩，40]__外螺纹，40k_切口平面，401_切口平面，410、411、 412j当圈，420、421_轴承1，43_轴承套，43 &_轴颈，4313_轴肩，43(：_轴承座，43(1_挡肩，436_外 凹槽，43f_花键，43gj当圈槽，43h_ft凹槽，43ijft承座，43jj当肩，43k_端面，431_切口平 面，440、441_轴承 ?，45_ 法兰，45ajft承座，45bj当肩，45cJ?孔，45d_ 沉孔，45e_台圆，45f_ 凹槽，45gj当圈槽，46_花鼓，46ajft承座，46bj当肩，46c_齿圈，46d_内圆柱面，46ej|孔， 46f_牙盘，46gJ?孔，46h_凹槽，46丨_螺孔，47_螺母，47 &_轴颈，47b_轴肩，47〇_螺孔，48_键 套，48a_凸起，48b_台圆，48c_圆角矩形槽，49_止动卡，49a_圆角矩形槽，4%_止动臂； 50_车架，51_链轮i，51a_凸起，52_钢丝挡圈iii，53_链轮丑，53a_凸起，54_钢丝挡圈iv， 55_刹车片，55aJI孔，55b_凸起，56_轴套，56ajft颈，56b_台圆，56c_凸起，57_绳轴，57&_凸 起，57b_绳槽，58、