一种自行车电动变速器机构的制作方法

1.本实用新型属于自行车变速器技术领域，尤其涉及一种自行车电动变速器机构。


背景技术：

2.近年来，随着绿色出行的提倡越来越多的人喜欢骑行，自行车发展的更加智能化、舒适方便化。但对于不同的路况,自行车需要适当调节档位，使得人们骑行更加舒畅。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于，提供一种自行车电动变速器机构，其可通过电动方式调节自行车的档位。
4.本实用新型通过如下技术方案实现：
5.一种自行车电动变速器机构，其特征在于，所述自行车电动变速器机构包括箱体和安装在所述箱体内的第一双联齿轮、第二双联齿轮、第三双联齿轮、第四双联齿轮、第五双联齿轮以及输出齿轮，
6.第一双联齿轮包括第一双联上齿轮和第一双联下齿轮，
7.第二双联齿轮包括与第一双联上齿轮啮合的所述第二双联上齿轮和第二双联下齿轮，
8.第三双联齿轮包括与所述第二双联下齿轮啮合的第三双联上齿轮和第三双联下齿轮，
9.第四双联齿轮包括第四双联上齿轮和与所述第三双联下齿轮啮合的第四双联下齿轮，
10.第五双联齿轮包括与第四双联上齿轮啮合的第五双联上齿轮和第五双联下齿轮，
11.所述输出齿轮与所述第五双联下齿轮啮合，
12.所述第二双联齿轮的旋转轴位于所述第一双联齿轮的旋转轴的前方，所述第三双联齿轮的旋转轴位于所述第二双联齿轮的旋转轴的右方，所述第四双联齿轮的旋转轴位于所述第三双联齿轮的旋转轴的右方，所述第五双联齿轮的旋转轴位于所述第四双联齿轮的旋转轴的后方，所述输出齿轮的旋转轴位于所述第五双联齿轮的旋转轴的后方。
13.前述的自行车电动变速器机构，进一步地，所述第一双联上齿轮的齿宽、所述第二双联下齿轮的齿宽、所述第三双联下齿轮的齿宽、所述第四双联上齿轮的齿宽、所述第五双联下齿轮的齿宽依次变大。
14.前述的自行车电动变速器机构，进一步地，所述第一双联上齿轮的齿宽为3.0mm、所述第二双联下齿轮的齿宽为3.1mm、所述第三双联下齿轮的齿宽为3.2mm、所述第四双联上齿轮的齿宽为4.8mm、所述第五双联下齿轮的齿宽为6.7mm。
15.前述的自行车电动变速器机构，进一步地，所述第二双联上齿轮的齿宽、所述第三双联上齿轮的齿宽、所述第四双联下齿轮的齿宽、所述第五双联上齿轮的齿宽、所述输出齿轮的齿宽依次变大。
16.前述的自行车电动变速器机构，进一步地，所述第二双联上齿轮的齿宽厚度为2.0mm、所述第三双联上齿轮的齿宽2.1mm、所述第四双联下齿轮的齿宽为厚度2.5mm、所述第五双联上齿轮的齿宽为3.5mm、所述输出齿轮的齿宽为6.0mm。
17.前述的自行车电动变速器机构，进一步地，所述第一双联上齿轮的模数为0.3mm、所述第二双联下齿轮的模数为0.3mm、所述第三双联下齿轮的模数为0.3mm、所述第四双联上齿轮的模数为0.4mm、所述第五双联下齿轮的模数为0.4mm。
18.前述的自行车电动变速器机构，进一步地，所述第二双联上齿轮的模数为0.3mm、所述第三双联上齿轮的模数0.3mm、所述第四双联下齿轮的模数为0.3mm、所述第五双联上齿轮的模数为0.4mm、所述输出齿轮的模数为0.4mm。
19.前述的自行车电动变速器机构，进一步地，所述自行车电动变速器机构还包括与所述输出齿轮啮合的监测齿轮以及设置在所述监测齿轮上的角度传感器。
20.本实用新型的有益效果是：本实用新型的自行车电动变速器机构，其可通过电动方式调节自行车的档位。
附图说明
21.图1是根据本实用新型的一个实施方式的自行车电动变速器机构的示意图；
22.图2是图1的自行车电动变速器机构的分解示意图；
23.图3是图1的自行车电动变速器机构的另一分解示意图；
24.图4是图1的自行车电动变速器机构的齿轮传动示意图；
25.图5是图1的自行车电动变速器机构的另一齿轮传动示意图；
26.图6是图1的自行车电动变速器机构的剖视示意图；
27.图7是图1的自行车电动变速器机构的应用场景分解示意图。
28.图中标号含义如下：
29.100
‑
箱体；110
‑
上箱体；120
‑
下箱体；200
‑
第一双联齿轮；210
‑
第一双联上齿轮；220
‑
第一双联下齿轮；300
‑
第二双联齿轮300；310
‑
第二双联上齿轮；320
‑
第二双联下齿轮；400
‑
第三双联齿轮；410
‑
第三双联上齿轮；420
‑
第三双联下齿轮；500
‑
第四双联齿轮；510
‑
第四双联上齿轮；520
‑
第四双联下齿轮；600
‑
第五双联齿轮；610
‑
第五双联上齿轮；620
‑
五双联下齿轮；700
‑
输出齿轮；710
‑
输出齿轮轴；800
‑
监测齿轮轴；810
‑
监测齿轮；900
‑
电机；910
‑
蜗杆；1000
‑
自行车电动变速器机构。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.日常生活中，自行车在行驶过程中，时常遇到需要上坡的路段。在上坡时，自行车
需要减速增距，以便爬坡。因此，自行车需要通过变换档位进行变速，以便自行车在不同路段调节速度，使得人们骑行更加舒畅。但目前市面上普遍的变速器是机械棘轮式变速器，需要手动扭动换挡，造成操作不方便、不智能，同时，其结构受限，且档位较少。
32.综上所述，申请人锐意创新后，发现可以运用电动机构代替手动换挡，并设计了一种自行车电动变速器机构，其可通过电动调节自行车的档位。该方案的具体实施方式如下：
33.如图1
‑
7所示，所述自行车电动变速器机构1000包括箱体100和安装在所述箱体100内的第一双联齿轮200、第二双联齿轮300、第三双联齿轮400、第四双联齿轮500、第五双联齿轮600以及输出齿轮700，
34.第一双联齿轮200包括第一双联上齿轮210和第一双联下齿轮220，
35.第二双联齿轮包括与第一双联上齿轮210啮合的所述第二双联上齿轮310和第二双联下齿轮320，
36.第三双联齿轮400包括与所述第二双联下齿轮320啮合的第三双联上齿轮410和第三双联下齿轮420，
37.第四双联齿轮500包括第四双联上齿轮510和与所述第三双联下齿轮420啮合的第四双联下齿轮520，
38.第五双联齿轮600包括与第四双联上齿轮510啮合的第五双联上齿轮610和第五双联下齿轮620，
39.所述输出齿轮700与所述第五双联下齿轮620啮合，
40.所述第二双联齿轮300的旋转轴位于所述第一双联齿轮200的旋转轴的前方，所述第三双联齿轮400的旋转轴位于所述第二双联齿轮300的旋转轴的右方，所述第四双联齿轮500的旋转轴位于所述第三双联齿轮400的旋转轴的右方，所述第五双联齿轮600的旋转轴位于所述第四双联齿轮500的旋转轴的后方，所述输出齿轮700的旋转轴位于所述第五双联齿轮600的旋转轴的后方。
41.其中，第一双联齿轮200上的第一双联下齿轮220为输入齿轮，与电机900连接。第一双联下齿轮220可根据需要设置成直齿轮或涡轮。在本实施例中，第一双联下齿轮220为涡轮，与电机900上的蜗杆910相配合。且第一双联下齿轮220的齿宽为4.2mm,模数为0.4mm；蜗杆910的模数为0.4mm。
42.此外，输出齿轮700安装在输出齿轮轴710上，且输出齿轮轴710的一端与自行车的变速机构相连接，用于调节自行车的档位。
43.在本实施例中，第一双联齿轮200、第二双联齿轮300、第三双联齿轮400、第四双联齿轮500和第五双联齿轮600安装在上箱体110和下箱体120之间，通过齿轮之间的啮合，进行减速增矩，使电机900输出的动力满足实际需求。
44.同时，第二双联齿轮300的旋转轴位于第一双联齿轮200的旋转轴的正前方，第三双联齿轮400的旋转轴位于第二双联齿轮300的旋转轴的右方，第四双联齿轮500的旋转轴位于第三双联齿轮400的旋转轴的右方，第五双联齿轮600的旋转轴位于第四双联齿轮500的旋转轴的右后方，输出齿轮700的旋转轴位于第五双联齿轮600的旋转轴的左后方。各双齿轮之间按照上述方位进行排布，可使自行车电动变速器机构1000的结构紧凑，节约空间。
45.如图4
‑
6所示，所述第一双联上齿轮210的齿宽、所述第二双联下齿轮320的齿宽、所述第三双联下齿轮420的齿宽、所述第四双联上齿轮510的齿宽、所述第五双联下齿轮620
的齿宽依次变大。且所述第一双联上齿轮210的齿宽为3.0mm、所述第二双联下齿轮320的齿宽为3.1mm、所述第三双联下齿轮420的齿宽为3.2mm、所述第四双联上齿轮510的齿宽为4.8mm、所述第五双联下齿轮620的齿宽为6.7mm。
46.所述第二双联上齿轮310的齿宽、所述第三双联上齿轮410的齿宽、所述第四双联下齿轮520的齿宽、所述第五双联上齿轮610的齿宽、所述输出齿轮700的齿宽依次变大。所述第二双联上齿轮310的齿宽厚度为2.0mm、所述第三双联上齿轮410的齿宽2.1mm、所述第四双联下齿轮520的齿宽为厚度2.5mm、所述第五双联上齿轮610的齿宽为3.5mm、所述输出齿轮700的齿宽为6.0mm。
47.由于，第一双联齿轮200、第二双联齿轮300、第三双联齿轮400、第四双联齿轮500和第五双联齿轮600的受到的力矩逐渐增大，因此，相应增大齿宽，增大啮合接触点位置的面积，可以防止齿轮因受力不均而造成崩齿。从而延长齿轮的使用寿命。
48.如图4
‑
6所示，所述第一双联上齿轮210的模数为0.3mm、所述第二双联下齿轮320的模数为0.3mm、所述第三双联下齿轮420的模数为0.3mm、所述第四双联上齿轮510的模数为0.4mm、所述第五双联下齿轮620的模数为0.4mm。
49.所述第二双联上齿轮310的模数为0.3mm、所述第三双联上齿轮410的模数0.3mm、所述第四双联下齿轮520的模数为0.3mm、所述第五双联上齿轮610的模数为0.4mm、所述输出齿轮700的模数为0.4mm。
50.由于，在本实施例中，齿轮传递的作用是降低电机900的输出速度，并增大其输出扭矩。
51.如图2
‑
4所示，所述自行车电动变速器机构1000还包括与所述输出齿轮700啮合的监测齿轮810以及设置在所述监测齿轮810上的角度传感器。
52.其中，监测齿轮轴800连接在监测齿轮810和角度传感器之间，可将输出齿轮700的旋转角度放大数倍，从而精确监测输出齿轮700的旋转角度。
53.在本实施例中，当需要进行档位调节时，可启动电机900后，动力通过自行车电动变速器机构1000进行传输，由于输出齿轮轴710的一端与自行车的变速机构相连接，则当输出齿轮轴710转动时，可带动自行车的变速机构进行工作，从而实现调节自行车档位的目的。同时，在角度传感器的监测下，可以精确控制输出齿轮轴710的旋转量，从而精确控制档位。由此，可实现电动调节自行车的档位。
54.同时，在本实用新型的描述中，术语“双联齿轮”意指，两同轴而又相隔一定距离的两个齿轮做成一体形成的组件。“双联齿轮”一般为同模数，多用于变速箱。
55.术语“模数”的计算方式为：模数m＝分度圆直径d/齿数z＝齿距p/圆周率π。其用以度量轮齿规模的数，与本领域技术人员所采用的关于齿轮的“模数”的定义一致。
56.在本实用新型的描述中，此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
57.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本
领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
58.在本实用新型的实施方式的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型的实施方式和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的实施方式的限制。
59.在本实用新型的实施方式中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
60.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
61.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。