锥轮式自行车用钢球无级变速机构的制作方法

本发明涉及一种无级变速器变速机构，特别涉及一种自行车用无级变速机构。

背景技术：

在提倡节能环保的今天，自行车出行成为被提倡的一种出行方式。自行车大致可以分为可变速和不可变速两类，但不可变速的自行车骑行效率低，不能很好的应对各种地形，骑行较为费力；可变速自行车的变速机构有很多种，目前市场上应用最多的一种自行车变速机构是塔轮式变速机构，该变速机构采用的是多个不同大小的链轮实现有级变速，变速过程不平稳，存在换挡冲击，不能很好的满足骑行要求，所以未来的自行车应更趋向无级变速；而国外有些自行车配备了无级变速器，其中纽芬奇（nuvinci）无级变速器是较为有名的一种自行车用无级变速器，它采用一组刚性定轴的小球来改变传动比，由于可以实现连续的速度变化，使自行车能更好的满足骑行需求。因此，研发具有自主知识产权的自行车用无级变速机构，是国内中高档自行车产业急需解决的课题。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种结构简单、制造成本低、传动平稳、效率高的自行车用无级变速机构。

本发明的技术方案是：一种锥轮式自行车用钢球无级变速机构，包括输入盘，输出盘，车轴调速机构，锥轮变速机构与支承导路装置；所述的输入盘与链轮驱动机构连接，输出盘与输出外壳连接。

所述的车轴调速机构包括车轴，齿轮调速轴，移动螺母与锥轮滑块；所述的车轴安装在自行车后轮车架上，起支承连接作用，齿轮调速轴穿装在车轴中，移动螺母穿过车轴中部通孔，安装在齿轮调速轴上，形成螺旋副，当驱动齿轮调速轴旋转时，带动移动螺母在车轴中部通孔中轴向移动；锥轮滑块分为左右两部分，安装在移动螺母两侧，与车轴中部轴肩位置形成移动副。

所述的锥轮变速机构包括变速钢球，钢球心轴，轴承，推杆与滚动轴承；所述的变速钢球压紧在输入盘与输出盘之间，两钢球心轴通过轴承安装在变速钢球中，两推杆上端分别安装在两钢球心轴外端，形成滑滚副，四个滚动轴承安装两推杆上，其中下端两滚动轴承分别与锥轮滑块左右锥面贴合。

所述的支承导路装置包括连接杆，左垂直导路盘，右垂直导路盘与导路架；所述的连接杆通过螺钉将左垂直导路盘与右垂直导路盘固连，并用平键将左垂直导路盘与右垂直导路盘周向固定在车轴上，使左垂直导路盘与右垂直导路盘压紧在滚动轴承外侧，导路架安装在锥轮滑块上，并压紧在滚动轴承内侧。

与现有技术相比，本发明的技术效果是：锥轮滑块的左右移动带动锥轮变速机构中的滚子轴承在垂直导轨间上下移动，从而带动整个锥轮变速机构的运动，使变速钢球的轴线倾角发生变化，进而改变输入盘与输出盘到变速钢球中心轴线的距离，形成速度比，实现无级变速传动。本发明具有结构简单、加工成本低，维护方便等优点。

附图说明

图1为本发明的全剖视图；

图2为本发明的轴测图；

图3为本发明的车轴调速机构图；

图4为本发明的锥轮变速机构图；

图5为本发明的支承导路装置结构图；

图6为本发明的导路架结构图；

图7为本发明的变速原理简图。

具体实施方案

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

本发明包括输入盘14，输出盘15，车轴调速机构，锥轮变速机构与支承导路装置；所述的输入盘14与链轮驱动机构连接，输出盘15与输出外壳连接。

所述的车轴调速机构包括车轴1，齿轮调速轴3，移动螺母2与锥轮滑块4；所述的车轴1安装在自行车后轮车架上，起支承连接作用，齿轮调速轴3穿装在车轴1中，移动螺母2穿过车轴1中部通孔，安装在齿轮调速轴3上，形成螺旋副，当驱动齿轮调速轴3旋转时，带动移动螺母2在车轴1中部通孔中轴向移动；锥轮滑块4分为左右两部分，安装在移动螺母2两侧，与车轴1中部轴肩位置形成移动副。

所述的锥轮变速机构包括变速钢球5，钢球心轴6，轴承7，推杆8与滚动轴承9；所述的变速钢球5压紧在输入盘14与输出盘15之间，两钢球心轴6通过轴承7安装在变速钢球5中，两推杆8上端分别安装在两钢球心轴6外端，形成滑滚副，四个滚动轴承9安装两推杆8上，其中下端两滚动轴承9分别与锥轮滑块4左右锥面贴合。

所述的支承导路装置包括连接杆12，左垂直导路盘10，右垂直导路盘13与导路架11；所述的连接杆12通过螺钉将左垂直导路盘10与右垂直导路盘13固连，并用平键将左垂直导路盘10与右垂直导路盘13周向固定在车轴1上，使左垂直导路盘10与右垂直导路盘13压紧在滚动轴承9外侧，导路架11安装在锥轮滑块4上，并压紧在滚动轴承9内侧。

本发明的变速原理是：换挡器驱动齿轮调速轴3转动，带动与其连接的移动螺母2沿车轴1中部通孔轴向移动，使夹装在移动螺母2两侧的锥轮滑块4左右移动；锥轮滑块4的左右移动使滚动轴承9沿支承导路装置中的垂直导路上下移动，从而推动两推杆8相向等距上下移动，带动钢球心轴6往复摆动，而变速钢球5中心位置保持不变；使输入盘14与变速钢球5接触点至钢球心轴6轴线的距离ri改变，同时也使输出盘15与变速钢球5接触点至钢球心轴6轴线的距离ro改变，即改变速度比ro/ri，实现在骑行中变速。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种锥轮式自行车用钢球无级变速机构，包括输入盘，输出盘，车轴调速机构，锥轮变速机构与支承导路装置；所述的输入盘与变速器链轮驱动机构连接，输出盘与变速器输出外壳连接；所述的车轴调速机构的移动螺母穿过车轴中部通孔，与齿轮调速轴形成螺旋副连接；所述的锥轮变速机构的两钢球心轴两端分别与左右两推杆连接，形成滑滚副；所述的支承导路装置的导路架安装在锥轮滑块上、两垂直导路盘间，与垂直导路盘形成垂直轨道。本发明通过控制变速钢球轴线的倾角变化，改变输入盘与输出盘到变速钢球轴线的距离，从而改变速度比达到变速目的。本发明具有结构简单、传动平稳、便于加工制造等优点。

技术研发人员：聂松辉;刘茂林;谈佳乐;莫琳;邱爱红;郑学军
受保护的技术使用者：湘潭大学
技术研发日：2018.10.18
技术公布日：2019.01.29