专利名称：多用途双向变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多级变速器，具体地说是提供一种适于各种脚踏车或轮式车使用的双向多级变速器。
通常的脚踏车(如自行车)的中轴和飞轮无变速功能。为实现脚踏车变速，需增加变速装置，例如，自行车的中轴上装有2～5片不同大小的链轮片组成变速装置。这种中轴变速是通过改变带动链条的链轮的大小，进行变速。在中轴变速时，中轴传动的方向不变(单向)。本发明者在早期曾设计过一种双向二级变速飞轮(CN85202575)及一种双向三级变速飞轮(CN90105171.3)。这种飞轮，它除了起普通飞轮的传动作用之外，还能够起变速作用。同时，由于飞轮正反双向运动，都可使脚踏车受向前的力，因此，这种变速飞轮，不但可以作为变速器，安装在通常的脚踏车上，又可作为体育器械(健身器)使用。此外，本发明者又提供一种在中轴上使用的变速器(CN112375/A)。这种变速装置不但结构简单，还可双向进行变速。但是上述双向变速器在使用和安装上还略感不方便。同时，变速器的用途单一，双向变速飞轮能用在后轴上作飞轮变速器，而中轴双向变速器只能用于中轴作中轴变速器作用。
本发明的目的是提供一种多用途双向变速器，该变速器既可用于中轴作中轴变速器，也可用于后轴代替飞轮作飞轮变速器，同时这种结构的变速器，安装和使用也更为方便和安全。
本发明的多用途双向变速器，它由外环，轴承环、星轮、丝挡、平挡、芯齿和棘爪组成，外环内园有二个珠道和内齿，轴承环外、内园上各有一个珠道，外侧有棘齿，内侧装小轴，小轴上分别装有内棘爪和星轮，轴承环内侧可装有2、4、6或8个小轴，小轴上分别装有1、2、3或4个内棘爪4和星轮，平挡，芯齿和丝档固定在轴上。本发明的特征在于轴承环外园上还有设有一个珠道轴，承环外侧加有外棘座将轴承环和丝挡盖上，外棘座内园外侧相对轴承环外园上的珠道设有一珠道，通过这两个珠道和置于珠道内的钢珠使外棘座安装在轴承环上。在外棘座外侧带有U型长板，内侧设有棘轴，在棘轴上安装外棘爪，外棘爪与轴承环外侧棘齿相对，当轴承环顺时针(正向)转动时，外棘爪沿棘齿滑动，而在轴承环逆时针(反向)转动时，外棘爪将制动棘齿，使轴承环无法实现逆时针旋转。外棘爪带有拉线，在拉动拉线使外棘爪脱离棘齿时，轴承环可自由顺，逆时针转动。外棘座外侧带有的U型卡板是在安装变速器时用来装卡外棘座，并使之固定在车体上。本发明的多用途双向变速器的其它结构与本发明者早期提供的中轴变速器的结构相似。下面结合附图和实施例对本发明的技术给予进一步详细地说明。
附
图1为本发明的主视局部剖面结构图；附图2为附图1变速器沿N-N面半剖视图(剖面通过外棘座上的U型卡板)；附图3为本发明安装在中轴上作为中轴双向变速器的结构图；附图4为本发明安装在后轴上作为飞轮双向变速器的结构图。
附图中1.外环；2.轴承环；3.丝挡；4.内棘爪；5.芯齿；6.平挡；7.外棘爪；8.星轮；9.小轴；10.外棘座；11.棘轴。A为中轴及曲柄；B为带动链条的链轮，C为车架上的中接头；D为后轴，E为车架上的后平叉。
由附图1，2，本发明的多用途双向变速器中，轴承环2与丝挡3为一侧，平挡6为另一侧支承外环1，外环1的内齿与芯齿5之间装有星轮8和内棘爪4，为使作用力均匀，且结构简单，星轮8和内棘爪4和数量最好分另为3个，通过小轴9对称安装在轴承环2上，芯齿5，平挡6，丝挡3将分别紧固在轴上。外棘爪7通过外棘座10上的棘轴11固定在外棘座10上，外棘座10通过与轴承环2相对应的珠道和钢珠安装在轴承环2上。
附图3所示变速器为本发明的一个具体的应用实例。当变速器安装在中轴时，平挡6，芯齿5和丝挡3依次紧固在中轴A上(中轴与曲柄固定)，外环1带有螺纹或镙孔固定链轮B，外棘座10上的U型卡板装卡在中接头C上方立梁上。
附图4所示变速器为本发明的另一具体的应用实例，这时变速器安装在后轴上作为一个变速飞轮，平挡6、芯齿5和丝挡3依次紧固在后轴D上，外环1带有链齿，外棘座10上的U型卡板装卡在后平叉E上。
对于本发明多用途双向变速器的运行过程以中轴变速器为例说明如下1.正向高速运行踏动曲柄A，使中轴10正向(顺时针)转动，紧固在中轴10上的芯齿5同步运行。芯齿5通过中介轮星轮8将使外环1与芯齿5逆向转动，但由于内棘爪4单向锁定外环1使其只能正向转动，因此此环1也将同步与芯齿5转动。此时，外棘爪7与轴承环2的棘齿成顺向，不限制轴承环2转动。外环1又使固定其上的链轮B转动，将带动链条运行。此时中轴的运行与普通的脚踏车中轴运行情况相同。
2.反向低速运行当中轴10反向(逆时针)转动时，(曲柄受反向作用力)，外棘爪7将锁定轴承环2，使其不能逆向转动，因此，此时星轮8也处于固定状态。星轮8成为一固定的中介轮。随中轴反向转动的芯齿5，通过星轮8使外环1与其逆向转动。此时，内棘爪4为顺时，外环1将顺利转动，便其方向与芯齿方向相反，即当中轴10反向转动时，外环1仍然正向转动，并带动链轮B和链条正向运行。在反向转动时，由于芯齿5的内径小于外环1的内径，所以反向转动时，外环1的转数小于芯齿5，速变即小于曲柄A的转数。此时为低速运行。
3.滑动运行当曲柄停止转动时，芯齿5不动，外环1在后轴链轮的带动下，将正向转动，星轮8被其作用也随之转动，并带动轴承环2与外环1同向转动。此时，外棘爪7为顺向，内棘爪4也处于顺向，不能限制轴承环2转动。此时，外环1，轴承环2都将相对芯齿5转动，即完成链轮B的滑动运行。
中轴双向变速器，较已有技术具有结构更简单，安装更方便使用也更安全可靠。同时由于链轮相对曲柄可以滑动，因此，后轮上的飞轮可用普通的链轮代替，可以降低变速脚踏车的成本。此外，该变速器的外环1上可以组装2组以上的链轮，使变速器增加变速挡，这种多级变速装置的附设可按普通的技术来实现，而且每增加一片链轮可实现两挡变速的效果。
4.变速器单向作用本发明的变速器，当拉动拉线使外棘爪脱离轴承环外侧的棘齿时，轴承环可随中轴自由顺，逆时针转动，这时的变速器只能单向作用，与普通中轴相同。
本发明多用途双向变速器为飞轮变速器时，由于双向变速器安装在后轴上，外环为主动部分，芯齿为被动部分.所以其高低速运行与在中轴上的情况相反，其余相同，在此不在多述。根据以上特点，可以将本变速器安装在自行车，三轮车，轮椅车，健身器械及各种双向变速装置上，也可以安装在潮汐电站上。
权利要求
1.一种双向变速器，它由外环、轴承环、星轮、丝挡、平挡、芯齿和棘爪组成，外环(1)内园有二个珠道和内齿，轴承环(2)外，内园上各有一珠道，外侧有棘齿，内侧装有小轴(9)，小轴(9)上分别装有内棘爪(4)和星轮(8)，平挡(6)，芯齿(5)和线挡(3)固定在轴上，其特征在于轴承环(2)外园上还设有一个珠道，轴承环(2)外侧加有外棘座(10)将轴承环(2)和丝挡(3)盖上，外棘座(10)内园外侧相对轴承环(2)外园上的珠道设有一珠道，通过这两个珠道和置于珠道内的钢珠使外棘座(10)安装在轴承环(2)上，外棘座(10)外侧带有U型卡板，内侧设有棘轴(11)，在棘轴(11)上安装外棘爪(7)。
2.按照权利要求1所述的双向变速器，其特征在于轴承环(2)内侧装有2、4、6或8个小轴(9)，小轴(9)上分别装有1、2、3或4个或多个内棘爪(4)和星轮(8)。
3.按照权利要求1所述的双向变速器，其特征在于外环(1)上可以组装2组以上链轮，使变速器增加变速挡。
全文摘要
一种多用途双向变速器由外环,轴承环,星轮,丝挡,平挡,芯齿,内、外棘爪和棘座组成,链轮通过螺纹或螺孔固定在外环上,星轮与外环内齿和芯齿啮合。外棘爪固定在外棘座的棘轴上,平挡,芯齿和丝挡固定在一起,这件变速器可安装在中轴上作中轴变速器,也可安装在后轴上作飞轮变速器,可在曲柄正反两向转动时,使脚踏车实现同向变速运转,该变速器可以在各种脚踏车、轮式车、健身器、潮汐电站等器械设备上应用。
文档编号F16H3/08GK1174949SQ9611555
公开日1998年3月4日 申请日期1996年8月23日 优先权日1996年8月23日
发明者常殿林 申请人:常殿林