专利名称：安装在自行车中轴上的变速装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种安装在自行车中轴上的变速装置。
背景技术：
传统自行车的动力机构包括中轴和安装在中轴两端的由曲柄连接的脚蹬，以及由链条连接的后轴。自行车采用该种结构的动力机构只能通过曲柄转动的速度来调整行车速度，而不能自行变速，所以，骑该种自行车在坡度较大的路面上行走非常费力，特别是当自行车载重量大或上坡时，如果坡度较大只能推车行走。为了解决上述问题，现有技术中提出一种可变速的自行车，即在该种自行上安装有变速装置，所述变速装置包括安装在自行车后轴和中轴上的多层链轮塔盘及链条换位装置，并通过链条连接中轴和后轴上的塔盘，且在变速时，需要拨动链条换位装置才能实现变速。虽然该种自行车安装的变速装置可实现多挡变速，但由于该种变速装置中的中轴链轮和后轴链轮均是沿着轴的轴向设置的，在中轴链轮和后轴链轮之间只有一对链轮在同一条直线上，所以，该自行车在变速运行中，链条通常不在同一条直线上，致使链条与链轮之间产生扭转力，从而可加快链条和链轮之间的磨损；同时因在变速时，拨动链条需要在自行车轮转动的状态下才可以操控，不仅造成变速困难，且易失控；另外，后轴上的多链轮塔盘即增加其轴向长度，同时也提高了成本。中国专利申请号为200720194700. 4，名称为“正反双向增、减变速器”提出另一种方案。该专利是在自行车的中轴部位加装了一个变速箱以实现自动变速，即当反向转动曲柄时，该自行车可以减速行驶。该装置虽然解决了正反动力自动变速的问题，但该装置中的变速箱采用两个轴，不能直接替代现有自行车的外链轮实行互换，还需要有相对独立的箱体固定的位置，其变速箱的固定和安装需要对原有自行车进行重新焊接和改造也影响美观，且制作成本相对较高。
发明内容
本发明的任务是提供一种利用同轴变速的方式解决安装不方便和成本高及使用寿命短等问题的安装在自行车中轴上的变速装置。本发明所提出的安装在自行车中轴上的变速装置包括安装在中轴上的顺棘轮机构和逆棘轮机构，以及安装在顺棘轮机构上的具有一个开放面的圆柱形壳体，在圆柱形壳体柱面的外表面上安装有外链轮，在圆柱形壳体的内表面上安装有内齿圈，在内齿圈内的逆棘轮机构外安装有主动齿轮和分别与主动齿轮和内齿圈相啮合的从动齿轮。所述顺棘轮机构和逆棘轮机构与中轴之间还安装有带有外螺纹的轴套。所述顺棘轮机构和逆棘轮机构均具有一个棘轮和用于控制棘轮动作的棘爪。所述中轴上还安装有用于固定逆棘轮机构的且带有反向螺纹的锁位件。所述中轴上还安装有用于固定从动齿轮位置的固定架。本发明所提出的安装在自行车中轴上的变速装置中仅采用一根中轴就能实现二挡自动变速的功能，且逆棘轮机构和内齿圈及主动齿轮均安装在圆柱形壳体内，所以，该种变速装置的结构相当简单，制作成本相对较低，安装也非常方便，且适合于二轮或三轮的自行车；同时，因该变速装置是一种组装式整体部件，且采用的是原自行车上的中轴，所以，在对传统自行车改装时，只要将原自行车上的链轮直接替换为本发明所提出的变速装置就能实现二挡变速。
附图1是本发明所提出的安装在自行车中轴上的变速装置一个实施例的外观剖面结构示意附图2是图1中变速装置的顺棘轮机构部分的左视图； 附图3是图1中变速装置的左视剖面图。
具体实施例方式参见图1至图3，这三个附图给出本发明所提出的安装在自行车中轴上的变速装置一个实施例的外观整体结构。该变速装置包括安装在中轴12上的带有外螺纹的轴套5 和安装在该轴套5外表面上的顺棘轮机构4，并通过螺母6将其固定在中轴12上，轴套5的外侧安装有带有脚蹬8的曲柄7。在顺棘轮机构4的外表面安装有中部设置有一个通孔且可套在顺棘轮机构4上的具有一个开放面的圆柱形壳体2，在圆柱形壳体2柱面的外表面和内表面上分别安装有外链轮1和内齿圈19。中轴12上还安装有一个锁位件10，该锁位件10具有一个可套在中轴12上的管形部和与管形部的一端形成一体的径向向外延伸的环形部，且在管形部的外表面上设置有可与轴套5上的螺纹旋拧在一起的反向螺纹，以使反向或正向蹬脚蹬时相互间结合更坚固。 轴套5延伸到圆柱形壳体2内部位的径向安装有逆棘轮机构9，该逆棘轮机构9外周边的径向安装有主动齿轮3，在内齿圈19与主动齿轮3之间还安装有从动齿轮17，该从动齿轮17 分别与内齿圈19和主动齿轮3相啮合，当逆棘轮机构9转动时，可依次带动主动齿轮3和从动齿轮17，以及内齿圈19转动。在逆棘轮机构19的外侧的中轴12上还安装有用于固定从动齿轮17位置的固定架18，固定架18的中部设置有通孔，该固定架18通过通孔套在辊挡13上，且在辊挡13与中轴12之间安装有第一轴承11，在辊挡13上还安装有外壳14。 固定架18上还安装有用于限定从动齿轮17位置的固定轴16，在固定轴16与从动齿轮17 之间安装有第二轴承15。上述顺棘轮机构4和逆棘轮机构9均具有一个棘轮和用于控制棘轮动作的棘爪。当曲柄7向前行车方向顺向转动时，顺棘轮机构4中的棘爪起作用，带动外链轮1 旋转，与普通自行车一样通过链条驱动后轮，使自行车向前行驶。当曲柄7与行车方向反向转动时，此时由于棘轮的单向作用，逆棘轮机构19棘爪起作用，使逆向棘轮9转动作并带动主动齿轮3逆向旋转，同时驱动从动齿轮17转动，由于从动齿轮17中的第二轴承15受到固定架18的定位固定在车架上，只能原地倒向转动啮合内齿圈19顺向旋转，同时，因内齿圈 19是与外链轮1采用一体的结构，所以，外链轮1也随着顺向旋转，并通过链条驱动后轮，使自行车仍向前行驶。因此，无论正向、反向踩踏脚蹬8，驱动曲柄7旋转所产生的正、反动力都会使外链轮1正向旋转，从而驱动自行车总是向前行驶。另外，由于主动齿轮3的齿数少于内齿圈19的齿数，所以，使自行车形成变速行驶，即正向转动曲柄7可以正常速度向前驱动外链轮1，反向转动曲柄7依靠从动齿轮17倒向后再啮合内齿圈19顺向旋转，并减速驱动外链轮1，再经链条驱动后轮前行。 本发明中的内齿圈19和主动齿轮3及从动齿轮17之间的齿数比，可以根据其实际需要而设计。
权利要求
1.安装在自行车中轴上的变速装置，其特征在于该变速装置包括安装在中轴上的顺棘轮机构和逆棘轮机构，以及安装在顺棘轮机构上的具有一个开放面的圆柱形壳体，在圆柱形壳体柱面的外表面上安装有外链轮，在圆柱形壳体的内表面上安装有内齿圈，且在内齿圈内的逆棘轮机构外安装有主动齿轮和分别与主动齿轮和内齿圈相啮合的从动齿轮。
2.根据权利要求1所述的变速装置，其特征在于所述顺棘轮机构和逆棘轮机构与中轴之间还安装有带有外螺纹的轴套。
3.根据权利要求1所述的变速装置，其特征在于所述顺棘轮机构和逆棘轮机构均具有一个棘轮和用于控制棘轮动作的棘爪。
4.根据权利要求1所述的变速装置，其特征在于所述中轴上还安装有用于固定从动齿轮位置的固定架。
5.根据权利要求1所述的变速装置，其特征在于所述中轴上还安装有用于固定逆棘轮机构的且带有反向螺纹的锁位件。
全文摘要
本发明涉及一种安装在自行车中轴上的变速装置包括安装在中轴上的顺棘轮机构和逆棘轮机构，以及安装在顺棘轮机构上的具有一个开放面的圆柱形壳体，在圆柱形壳体柱面的外表面上安装有外链轮，在圆柱形壳体的内表面上安装有内齿圈，且在内齿圈内的逆棘轮机构外安装有主动齿轮和分别与主动齿轮和内齿圈相啮合的从动齿轮。该变速装置中仅采用一根中轴就能实现二挡自动变速的功能，其结构相当简单，非常适合于对传统自行车改装。
文档编号B62M9/133GK102358394SQ20111021309
公开日2012年2月22日 申请日期2011年7月28日 优先权日2011年7月28日
发明者关广生 申请人:关广生