小驱动轮自行车增速机构的制作方法
【专利摘要】小驱动轮自行车增速机构属于人力行走机械【技术领域】。现有技术结构松散、不易维护和操作。本实用新型其特征在于，驱动齿轮与前行星轮啮合，前行星轮与后行星轮一体同轴，后行星轮与固定齿轮啮合，驱动齿轮齿数大于前行星轮齿数，前行星轮齿数小于后行星轮齿数，后行星轮齿数等于固定齿轮齿数；前行星轮与后行星轮以行星架轴为轴，行星架轴以轮毂为轴承；花键轮轴外端为花键轮，里端为驱动齿轮，花键轮轴为空心轴，并以驱动轮轴为轴，飞轮安装在花键轮上；固定齿轮固定安装在驱动轮轴上。适合小型自行车、小型折叠自行车，并且能够与现有自行车结构良好衔接，还具有结构紧凑、安装隐蔽、维护简单、运行可靠等特点，并且不需要特别操作。
【专利说明】小驱动轮自行车增速机构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种小驱动轮自行车增速机构，用于小型自行车、小型折叠自行车的后轮中，在满足短途旅行和市内代步需要的同时，提高行驶速度，携带、存放方便，并且，相比现有自行车增速机构，该机构具有结构紧凑、隐蔽、变速比大、维护简单、运行可靠等特点，属于人力行走机械【技术领域】。
【背景技术】
[0002]现有自行车变速机构实际上获得的效果是增速，有若干种变速比。代表性的结构特征表现为，在曲柄牙轮端，I?3个牙数不同的大牙轮同轴安装，在塔轮棘轮端，5?7个牙数不同的小牙轮同轴安装，由环形链条连接曲柄牙轮端和塔轮棘轮端，获得最多21种增速比。该方案技术成熟，应用广泛，配件易得，不论是专业赛车，还是非专业的日常用车，为实现变速基本上都采用这种变速机构。然而，如果将该方案用于用来满足短途旅行和市内代步需要的小型自行车、小型折叠自行车，属于过度配置。另外，该方案不仅结构松散，而且还需要有复杂的辅助机构，如曲柄牙轮端和塔轮棘轮端均需要配备拨链器、操作手柄等，操作繁琐，这些特点使得该方案更不适合所述小型自行车、小型折叠自行车。
[0003]现有自行车变速机构最普遍的方案是单一大牙轮、链条、飞轮增速传动机构。然而，通过一味提高单一大牙轮与飞轮的传动比来实现小型自行车、小型折叠自行车的增速会导致骑行者踩踏吃力，难以灵活自如骑行。
实用新型内容
[0004]为了获得一种适用于小型自行车、小型折叠自行车等小驱动轮自行车的增速机构，并且结构紧凑、安装隐蔽、变速比大、维护简单、运行可靠、操作简单，我们发明了一种小驱动轮自行车增速机构。
[0005]在本实用新型之小驱动轮自行车增速机构中，曲柄牙轮端具有单一大牙轮，由环形链条连接大牙轮与驱动轮端的飞轮，驱动轮轴固定安装在驱动轮叉臂尾端，其特征在于:
[0006]如图1、图2所示，驱动齿轮I与前行星轮2啮合，前行星轮2与后行星轮3 —体同轴，后行星轮3与固定齿轮4啮合,驱动齿轮I齿数大于前行星轮2齿数,前行星轮2齿数小于后行星轮3齿数,后行星轮3齿数等于固定齿轮4齿数；
[0007]前行星轮2与后行星轮3以行星架轴5为轴，如图3所示，行星架轴5以轮毂6为轴承，如图4所示；
[0008]花键轮轴7外端为花键轮8，里端为驱动齿轮I，如图5所示，花键轮轴7为空心轴，并以驱动轮轴9为轴，如图6所示，飞轮10安装在花键轮8上，如图7所示；
[0009]固定齿轮4固定安装在驱动轮轴9上，如图8所示。
[0010]本实用新型其技术效果在于，由驱动齿轮1、前行星轮2、后行星轮3、固定齿轮4以及行星架轴5构成一个完整的2K-H行星轮系，驱动齿轮I相当于太阳轮，行星架轴5和轮毂6构成行星架。从所述小驱动轮自行车增速机构的结构可以看出该行星轮系是一个增速行星轮系，因此，采用该小驱动轮自行车增速机构的小型自行车、小型折叠自行车在大牙轮、环形链条、飞轮10共同产生的一级增速基础上，获得了一种二级增速的效果。虽然变速比固定，但是，作为一种短途旅行和市内代步的交通工具已是足矣。同时，所述小驱动轮自行车增速机构能够与现有自行车结构良好衔接，如现有飞轮10直接安装在花键轮8上，该小驱动轮自行车增速机构整体安装在现有驱动轮轴9上，只是特别需要将轮毂6设计成能够承载行星架轴5即可。另外，该小驱动轮自行车增速机构还具有结构紧凑、安装隐蔽、维护简单、运行可靠等特点，并且不需要特别操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型所包含的行星轮系机械原理图。图2是本实用新型基本结构立体示意图，该图同时作为摘要附图。图3是本实用新型中的前行星轮、后行星轮、行星架轴三者结构关系示意图。图4是本实用新型中的行星架轴与轮毂之间的结构关系示意图。图5是本实用新型中的花键轮轴、花键轮、驱动齿轮三者结构关系示意图。图6是本实用新型中的花键轮轴与驱动轮轴之间的结构关系示意图，同时表达能够实现左轮毂与驱动轮轴动配合、右轮毂与花键轮轴动配合的滚珠位置及分布情况。图7是本实用新型中的飞轮与花键轮之间的结构关系示意图。图8是本实用新型中的固定齿轮与驱动轮轴之间的结构关系示意图。图9是本实用新型中的轮毂结构示意图。图10是本实用新型中的花键轮轴与其小滚珠轴承和大滚珠轴承安装关系示意图。图11是本实用新型中的左轴承和右轴承安装情况示意图。
【具体实施方式】
[0012]在本实用新型之小驱动轮自行车增速机构中，曲柄牙轮端具有单一大牙轮，由环形链条连接大牙轮与驱动轮端的飞轮，驱动轮轴固定安装在驱动轮叉臂尾端。
[0013]如图1、图2所示，驱动齿轮I与前行星轮2啮合，前行星轮2与后行星轮3 —体同轴，后行星轮3与固定齿轮4啮合,驱动齿轮I齿数大于前行星轮2齿数,前行星轮2齿数小于后行星轮3齿数,后行星轮3齿数等于固定齿轮4齿数。例如,驱动齿轮1、前行星轮2的模数同为Hi1=I,驱动齿轮I齿数ZP24,前行星轮2齿数Z2=21 ;后行星轮3、固定齿轮4的模数同为m2=0.75，后行星轮3齿数Z3与固定齿轮4齿数Z4相等，且Z3=Z4=30 ;驱动齿轮1、前行星轮2、后行星轮3、固定齿轮4这四个齿轮均采用圆柱直齿轮；为了满足配合等中心距的要求，由齿轮的直径公式D=mZ，有(ZAZ2)mi=(ZJZ4)m2 ;得:驱动齿轮I直径前行星轮2直径D2=21mm，后行星轮3直径D3与固定齿轮4直径D4相等，且D3=D4=22.5mm,满足配合要求。
[0014]前行星轮2与后行星轮3以行星架轴5为轴，如图3所示，行星架轴5以轮毂6为轴承,如图4所示。由驱动齿轮1、前行星轮2、后行星轮3、固定齿轮4以及行星架轴5构成一个完整的2K-H行星轮系，驱动齿轮I相当于太阳轮，行星架轴5和轮毂6构成行星架。从所述小驱动轮自行车增速机构的结构和参数可以看出该行星轮系是一个增速行星轮系。为了使驱动力平稳均衡传递给轮毂6，同时减小不平衡力对行星轮系的损害，前行星轮2、后行星轮3、行星架轴5共有三组，以120°间隔分布在行星轨道上。所述行星轮系的传动比i51由下式计算:
【权利要求】
1.一种小驱动轮自行车增速机构，曲柄牙轮端具有单一大牙轮，由环形链条连接大牙轮与驱动轮端的飞轮，驱动轮轴固定安装在驱动轮叉臂尾端，其特征在于: A.驱动齿轮(I)与前行星轮(2)啮合，前行星轮(2)与后行星轮(3)—体同轴，后行星轮⑶与固定齿轮⑷啮合，驱动齿轮⑴齿数大于前行星轮⑵齿数，前行星轮⑵齿数小于后行星轮(3)齿数，后行星轮(3)齿数等于固定齿轮(4)齿数； B.前行星轮(2)与后行星轮(3)以行星架轴(5)为轴，行星架轴(5)以轮毂(6)为轴承； C.花键轮轴(7)外端为花键轮(8)，里端为驱动齿轮(I)，花键轮轴(7)为空心轴，并以驱动轮轴(9)为轴，飞轮(10)安装在花键轮(8)上； D.固定齿轮(4)固定安装在驱动轮轴(9)上。
2.根据权利要求1所述的小驱动轮自行车增速机构，其特征在于，驱动齿轮(I)、前行星轮(2)、后行星轮(3)、固定齿轮(4)均采用圆柱直齿轮。
3.根据权利要求1所述的小驱动轮自行车增速机构，其特征在于，前行星轮(2)、后行星轮(3)、行星架轴(5)共有三组，以120°间隔分布在行星轨道上。
4.根据权利要求1所述的小驱动轮自行车增速机构，其特征在于，轮毂(6)由左轮毂和右轮毂相向扣合而成；在左轮毂和右轮毂内侧有能够插入行星架轴(5)的浅盲孔(11);在左轮毂或者右轮毂内侧，在同一圆周上等角度分布若干个能够实现左轮毂和右轮毂相向扣合的连接柱(12)，在右轮毂或者左轮毂上与每个连接柱(12)对应有一个孔，螺杆自右轮毂或者左轮毂外侧从该孔插入，旋入连接柱(12)内螺纹。
5.根据权利要求1所述的小驱动轮自行车增速机构，其特征在于，花键轮轴(7)与驱动轮轴(9)借助小滚珠轴承(13)、大滚珠轴承(14)实现动配合，小滚珠轴承(13)位于花键轮轴(7)里端轴孔中，大滚珠轴承(14)位于花键轮轴(7)外端轴孔中。
6.根据权利要求1所述的小驱动轮自行车增速机构，其特征在于，左轮毂与驱动轮轴(9)借助左轴承(15)实现动配合，右轮毂与花键轮轴(7)借助右轴承(16)实现动配合；左轴承(15)安装在驱动轮轴(9)上，且位于固定齿轮(4)左侧；右轴承(16)安装在花键轮轴(7)上，且位于驱动齿轮(I)与花键轮(8)之间。
【文档编号】B62M11/14GK203652062SQ201420049228
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年1月13日 优先权日:2014年1月13日
【发明者】张宝庆, 郭少飞, 孙棋, 李东新, 马东, 金辰荷, 高宏岩, 杨亮, 黄可 申请人:长春理工大学