一种自动降级变级变速传动自行车的制作方法

本发明涉及自行车技术领域，具体是指一种自动降级变级变速传动自行车。

背景技术：

自行车的传动系统是自行车很关键的一部分，其作用主要是把人体的力量，传送到自行车的轮组系统，从而使自行车产生可以运行的动力。

目前自行车传动系统主要是分为两大类，一类是可变速的传动系统，另外的就是单速的传动系统。对于不同的路况和不同的骑行方式选择的传动系统类型也是不一致的。另外还有为了取得更高的速度而出现的两级传动或者多级传动。现有技术的自行车一级单速的缺点是跑的慢；普通可变速的自行车毕竟也是一级传动速度也不是很快；两级以上的自行车能跑的快，但是启动困难。还有一种就是内变，也属于二级变速自行车，内变这种就像是汽车变速箱的变速器这种变速器不仅仅是复杂而且较贵，维修价格也很贵，最低速比也在1：2以上，遇较陡的坡骑行也比较困难，不太适应全地形。所以现在也很少使用。现有技术的普通自行车，不管是单速的还是可变速的，因为都是一级变速比的，所以速度不会很快，对体能超常的自行车爱好者来说就不能充分发挥因速度所带来的快乐。目前国内专利zl20192212295.x(一种变级变速传动的自行车)，虽然基本能解决自行车能启动容易和高速运行的矛盾，但是在变级过程中的级间变速(即由一级传动状态转变为二级传动状态)增加的变速比在1:3左右，不能再低。这样在变级过程中变速比变化过大让体力较一般的骑行者的骑行体验不是很好；再加上停车重新启动的时候需要手动操作让变速系统降速到一级传动状态，不然启动就比较困难，所以骑行体验也不完美。

技术实现要素：

本发明为解决目前背景技术中存在的缺点，提出了一种既要使自行车容易启动爬坡轻松，又能高速骑行。且技术简单；容易操作，运行可靠；维修方便；成本低廉；节能环保的一种自动降级变级变速传动自行车。

具体技术方案如下：

一种自动降级变级变速传动自行车，包括自行车支架，所述自行车支架上安装有中轴，所述中轴上安装有中轴链轮组，所述中轴链轮组由三个大小不同的链盘组成；

自行车的后轴设有塔基，所述塔基上固定安装有太阳轮，所述太阳轮一侧设有行星架，所述行星架内安装有行星双子齿轮，所述行星双子齿轮的轴向外侧配合设有齿圈；

所述行星架轴向外侧设有一棘轮，所述棘轮配合设有棘爪，所述棘爪安装在自行车支架上，所述棘爪的控制由变速钢丝绳牵引至自行车手把旁边的调速器进行调节，通过变速钢丝绳的收放使棘爪和棘轮分离或者结合对一级传动状态和二级传动状态进行切换，所述齿圈轴向外侧设有柱销联轴器a，所述齿圈旁边还并排安装有主链轮，所述主链轮内部安装有单向轴承，所述主链轮上还设有柱销联轴器b，所述齿圈上的柱销联轴器a和主链轮上的柱销联轴器b配合安装，使主链轮能有效为行星变速器提供动力。

进一步的，所述行星架上设有三组行星双子齿轮，所述行星双子齿轮配合安装在行星架内，所述行星架设置行星双子齿轮是为了适应齿圈作为主动运行的自行车传动系统转向和太阳轮的转向一致，所述齿圈主动是为了降低行星变速器的变速比(变速比由行星架主动的1:3左右降到1:2左右，假如一级传动设定为i1＝1.5,在二级传动的时候行星架主动的自行车速比就是i＝1.5*3＝4.5,齿圈主动的速比i＝1.5*2＝3，显然4.5的速比适合力量型的骑行者，3的速比比较适合普通人)，以提高普通骑行者的体验。

进一步的，所述太阳轮固定在自行车后轴的塔基上，所述齿圈和行星架分别位于太阳轮的两边。

进一步的，所述中轴链轮组通过链条链接主链轮组成的动力输入系统，当所述棘轮和棘爪分离时，棘轮跟随主链轮转动，行星变速器没有介入运行，此时的动力由主链轮通过单向轴承直接输送给塔基带动自行车前进，所以构成自行车一级传动系统。

进一步的，所述中轴链轮组通过链条链接主链轮组成的动力输入系统。当所述行星架棘轮和棘爪结合时，行星架不能跟随主链轮转动，此时的动力由主链轮通过柱销联轴器传递给齿圈，由于行星架固定，所以齿圈带动行星双子轮再带动太阳轮带动塔基最终带动自行车前进行，构成自行车二级传动系统，此时的塔基转速高于主链轮的输入转速，由于使用了单向轴承使同轴的两部件转速不同的矛盾得以解决。

进一步的，所述棘爪的运动由变速钢丝绳牵引至自行车手把旁边的调速器通过变速钢丝绳的收放调节和棘轮的分离和结合。

进一步的，所述主链轮内部安装有单向轴承。

进一步的，所述变速钢丝绳走向和后刹车钢丝绳平行，在两条钢丝绳的中间位置加装一个联动装置(见图4)，所述刹车联动装置包括变速钢丝绳，变速钢丝绳中码、刹车钢丝绳、联动杆与变速钢丝绳中码支座，在后刹车装置的刹车的过程中，让变级装置动作，切换为一级传动，完成了自动降档的过程，所述变速钢丝绳中码是让变速钢丝绳在变速系统切换为二级传动状态的时候只能单向移动，这样就可以让二级传动的状态保持稳定，所述变速钢丝绳中码的前端(尺寸较小的那一端)向内移动时在复位弹簧的作用下变速钢丝绳会反向移动这样就导致棘轮和棘爪的分离，让自行车的二级传动状态调整到一级传动状态。让自行车刹车钢丝绳和变速钢丝绳中码联动，刹车时可实现自动降档，解决自行车在停车后重新启动时档位过高难启动的问题，提高骑行体验。

采用上述技术方案，具有如下有益效果：

本发明容易启动，且能高速运行，功能多样，运行可靠；维修方便；成本低廉；节能环保，有很好的市场前景，给骑自行车的人带来极大的便利。本发明综合了一级和二级传动装置的特点，很好地解决了自行车既可以轻松启动和上坡，又能高速骑行，可以在骑行变慢和停车状态下让二级传动状态自动转换为一级传动状态，以确保自行车具有较好的骑行体验。

附图说明

图1是一种自动降级变级变速传动自行车的中轴结构示意图。

图2是一种自动降级变级变速传动自行车的行星变速器结构示意图。

图3是一种自动降级变级变速传动自行车的后轴结构示意图。

图4是一种自动降级变级变速传动自行车的刹车降级联动装置结构示意图。

如图所示：1-自行车支架；2-中轴；3-中轴链轮组；4-太阳轮；5-行星架；6-行星双子齿轮；7-齿圈；8-棘轮；9-棘爪；10-柱销联轴器a；11-柱销联轴器b；12-主链轮；13-变速钢丝绳；14-调速器；15-链条；16-后轴；17-行星变速器；18-塔基；19-单向轴承；20-变速钢丝绳中码；21-刹车钢丝绳；22-联动杆；23-变速钢丝绳中码支座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

实施例1：如图1至图4所示的一种自动降级变级变速传动自行车，包括自行车支架1，所述自行车支架1上安装有中轴2，所述中轴2上安装有中轴链轮组3，所述中轴链轮组3由三个大小不同的链盘组成；

自行车的后轴16设有塔基18，所述塔基18上固定安装有太阳轮，所述太阳轮一侧设有行星架，所述行星架内安装有行星双子齿轮，所述行星双子齿轮的轴向外侧配合设有齿圈；

所述行星架轴向外侧设有一棘轮，所述棘轮配合设有棘爪，所述棘爪安装在自行车支架1上，所述棘爪的控制由变速钢丝绳13牵引至自行车手把旁边的调速器14进行调节，通过变速钢丝绳13的收放使棘爪和棘轮分离或者结合对一级传动状态和二级传动状态进行切换，所述齿圈轴向外侧设有柱销联轴器a10，所述齿圈旁边还并排安装有主链轮12，所述主链轮12内部安装有单向轴承19，所述主链轮12上还设有柱销联轴器b11，所述齿圈上的柱销联轴器a10和主链轮12上的柱销联轴器b11配合安装，使主链轮12能有效为行星变速器17提供动力。

所述行星架上设有三组行星双子齿轮，所述行星双子齿轮配合安装在行星架内，所述行星架设置行星双子齿轮是为了适应齿圈作为主动运行的自行车传动系统转向和太阳轮的转向一致，所述齿圈主动是为了降低行星变速器17的变速比(变速比由行星架主动的1:3左右降到1:2左右)，以提高普通骑行者的体验。

所述太阳轮4固定在自行车后轴16的塔基18上，所述齿圈7和行星架5分别位于太阳轮4的两边。

所述中轴链轮组3通过链条15链接主链轮12组成的动力输入系统，当所述棘轮8和棘爪9分离时，齿圈7跟随主链轮12转动，行星变速器17没有介入运行，此时的动力由主链轮12通过单向轴承19直接输送给塔基18带动自行车前进，所以构成自行车一级传动系统，由于中轴链轮组3有三个大小不同的链轮，所以一级传动系统有三种不同速比。

所述棘爪9与变速钢丝绳13中间加装了一个变速钢丝绳中码20，所述变速钢丝绳中码20是让变速钢丝绳13只能单向移动，所述变速钢丝绳中码20的前端(尺寸较小的那一端)向内移动时则变速钢丝绳13可以反向移动，会导致棘轮8和棘爪9的分离让自行车的二级传动状态调整到一级传动状态。让自行车刹车钢丝绳和变速钢丝绳中码联动，刹车时可实现自动降档，解决自行车在停车后重新启动时档位过高难启动的问题，提高骑行体验。

所述中轴链轮组3通过链条15链接主链轮12组成的动力输入系统。当所述棘轮8和棘爪9结合时，行星架5不能跟随主链轮12转动，此时主链轮12通过柱销联轴器带动行星变速器17的齿圈7一起转动，由于行星架5固定，所以齿圈7只能通过行星双子齿轮6带动太阳轮4同向转动，行星变速器17介入传动系统工作，构成自行车二级传动系统。此时的塔基18转速高于主链轮12的转速，由于采用了单向轴承19使同轴的两部件转速不同的矛盾得以解决。所述棘轮8只能单向固定行星架5，所以在二级传动状态下自行车仍然可以回链。

由于中轴链轮组3有三个大小不同的链轮，所以二级传动系统有三种不同速比，该自行车共有六种不同速比在骑行中选择。

所述棘爪99的运动由变速钢丝绳13牵引至自行车手把旁边的变速器14调节。

所述棘爪9、变速钢丝绳13中间加装了一个变速钢丝绳中码20，自行车的后刹车装置中加装了刹车降级联动装置如图4所示，所述刹车联动装置包括变速钢丝绳中码20、刹车钢丝绳21、联动杆22与变速钢丝绳中码支座23，在后刹车装置的刹车的过程中，让变级装置动作，切换为一级传动，完成了自动降档的过程，所述变速钢丝绳中码21是让变速钢丝绳13只能单向移动，所述变速钢丝绳中码21的前端(尺寸较小的那一端)向内移动时则变速钢丝绳13可以反向移动，会导致棘轮8和棘爪9的分离让自行车的二级传动状态调整到一级传动状态。让自行车刹车钢丝绳21和变速钢丝绳中码20联动，刹车时可实现自动降档，解决自行车在停车后重新启动时档位过高难启动的问题，提高骑行体验。

本实发明综合了一级和二级传动装置的特点，很好地解决了自行车既可以轻松启动和上坡，又能高速骑行，由于设置了刹车变速联动装置，可以在刹车和停车状态下自动回到一级传动状态以确保自行车具有较好的骑行体验。

本发明保留了一级传动系统，所以尽可能地提高了自行车的传动效率，且最低速比可以为1:1.5左右或者更小，既提高启动和爬坡能力还保证了自行车的高传动效率；由于采用了二级传动系统，所以最高速比可达到1:7以上，速配可达到50多公里/小时以上甚至更高。

在自行车后轮轴16的塔基18上固定安装一太阳轮4，所述太阳轮4一侧设有行星架5，所述行星架5内安装有行星双子齿轮6，所述行星双子齿轮6径向外侧配合设有齿圈7，所述行星架5的轴向外侧设有棘轮8，所述棘轮8还配合设有棘爪9，所述棘爪9安装在车架上1，所述棘爪9的运动由变速钢丝绳13牵引至自行车手把旁边的变速器14通过对变速钢丝绳13的收放控制和棘轮8的分离和结合，以完成一级和二级传动状态的切换，所述齿圈76的轴向外侧设有柱销半联轴器a10；在自行车后轴16的塔基18上还安装一主链轮12，所述主链轮12内安装有单向轴承19，用于实现一级传动和解决二级传动工作状态下主链轮12和塔基18转速不同步的问题，所述主链轮12上还设有柱销半联轴器b11，所述主链轮12和齿圈76通过柱销联轴器连接，用以传递主链轮12的动力。

以上描述了本发明的基本原理和主要特征，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。