专利名称：带有轴传动、蜗杆式后轮机构的脚踏自行车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有轴传动、蜗杆式后轮机构的脚踏自行车，属于机器脚踏车技术领域。
目前见到的永久牌TM1407型机力助动自行车，是发动机磨擦轮直接驱动前轮轮胎的，它结构较简单，动力驱动-人力踏动转换方便，但是，由于它存在以下缺点，使它的进一步普及受到一定的限制。
a)该车属于磨擦轮传动，雨天或泥泞路面打滑，轮胎磨损快，甚至使驱动失效。
b)该车前后轮均为无减震装置，当发动机驱动时，颠簸一方面易使骑行者疲劳，不适应农村及路况较差的地区使用。另一方面车辆机器，(尤其是机器)处在恶劣的条件下工作无疑将会缩短其使用寿命。
c)该车为使按装方便，采用前轮直接摩擦驱动，人所共知，动力驱动前轮，无论从驱动稳定性方面，还是转向灵活性方面考虑，远没有驱动后轮合理，若从外观考虑更不如机器在两轮之间。
本发明的目的是提供一种驱动可靠，骑行舒适方便，造型美观的动力脚踏两用代步工具。
本发明由车轮，照明装置，车把及操纵机构，发动机，人力踏动机构，车座，衣架，制动机构，后尾灯等组成，为使传动可靠不致雨天打滑，采用了传动轴通过蜗杆式后轮机构总成直接驱动后轮;为使该车能适应农村及路况较差地区使用，在前后轮上设置了杠杆弹体减震器;同时采用了兼做油箱的车架，将发动机按装在一个合适的位置上，使车型美观。本发明人力踏动时和自行车一样。当需要动力驱动时，操纵离合器处于结合状态，人力通过踏动机构使后轮转动，然后再通过蜗轮带动和蜗杆可同步转动的发动机启动，机器启动后来自发动机的动力可驱动自行车前行，当在坡度较大的道路上上行或风阻较大时，骑行者可踏动助行。
本发明杠杆弹体减震器的弹体，是采用了橡胶材料(也可采用其他尺寸较小的弹性元件，如碟形弹簧等)，利用杠杆原理，弹体较小的变形，可使杠杆力点(车轮轴)在垂直方向有一个较大的活动距离，以实现较好的减震。为使减震器和整车设计协调，弹簧体都设在壳体内，其中前减震器的壳体还兼做指示灯架或货筐架。为使减震器同时具备硬软两个特性，适应不同载荷的需要弹体的外形设计成单锥或双锥形。另外这种减震器还可用于普通自行车和摩托车。
为使本发明外型美观协调，车架兼做油箱，当发动机采用分离润滑时，横梁做燃油箱，竖斜梁兼做润滑油箱;当采用混合供油时，竖斜梁可做为储备燃油箱，另外横梁的截面可根据外型设计的需要，采用圆筒形，以及矩形等其他空心形状，从侧面看，可设计成弯曲直线形，弯曲梯形，以及其他协调的流线形状，它可以采用管材，也可采用薄壳结构。
本发明采用的传动轴是软轴(也可以是直轴和万向节轴等);离合器是锥体摩擦离合器(也可以是自动离合器等)。传动轴设在后轮架内部，锥体离合器和发动机连为一体，传动轴和离合器都设在发动机和蜗杆式后轮机构总成之间，其中发动机的输出轴和前进方向呈基本平衡状态。
本发明的蜗杆式后轮机构总成，由蜗杆机构，后制动机构(考虑到生产单位的工艺特点，后制动机构也可以设在轮圈上)，动力驱动-人力踏动转换离合器及踏动机构的小链轮总成组成。为使蜗杆机构有较高的传动效率，采用的是锥蜗杆传动或循环球蜗杆传动，锥蜗杆传动时齿之间虽有摩擦，但是此摩擦力将有利于蜗轮的转动，另外锥蜗杆还易于动压油膜的形成，不仅效率高(可达95%)而且磨损减轻，蜗轮可用淬火钢、铸铁、粉沫合金、塑料等制作。循环球蜗杆传动属于滚动摩擦传动，效率高，寿命长，若考虑到制造取材等因素也可以采用其他传动效率较高的传动方式(如弧面蜗杆传动等)。后制动机构采用已有结构，动力驱动-人力踏动转换离合器，采用插肖式结构，该结构可使分离完全彻底。
本发明的传动系统亦可用于机动三轮车及轻便摩托车。
杠杆弹体减震器本身采用的都是廉价易取材料，同时由于采用了减震器，可使车体等采用较小规格的材料制作，不仅使重量轻而且可使车体成本降低。另外，由于采用了高效蜗杆机构，一方面使驱动可靠，能适应雨天或泥泞路面行驶，另一方面传动机构体积小，重量轻，发动机通过设置在后轮架中的传动轴可直接驱动后轮，大大简化了结构，同时也给造型设计带来方便。
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明锥体摩擦离合器结构示意图。
图3为本发明前减震器结构示意图。
图4为本发明后减震器结构示意图。
图5为本发明蜗杆式后轮机构总成结构示意图。
图6为本发明蜗杆式后轮机构总成的锥蜗杆结构示意图。
图7为本发明蜗杆式后轮机构总成的循环球蜗杆结构示意图。
在图1中(1)、(12)为前后车轮，分别按装在前后轮架上;(2)、(13)为前后轮挡泥板，分别和车轮同心装置在前后轮架上;(3)为和车把及操纵机构(5)一起转动的照明装置;(4)为其壳体兼作指示灯架的前减震器，它将前轮架与转向套活动联结在一起;(5)为车把及操纵机构，它套装在转向套内，通过转向套与前轮同步摆动;(6)为兼作油箱的车架;(7)为按装在后轮架(47)前端的发动机，它通过传动软轴(15)和蜗杆式后轮机构总成(11)，可以直接驱动后轮，使自行车前行;(8)为按装在车架(6)竖斜梁下端的踏动机构的大牙盘;(9)为插入车架(6)竖斜梁上端的车座;(10)为靠两个都固定在车架(6)竖斜梁上部的支点固定的衣架;(11)为固定在后轮架上，并且位于后轮(12)中央的蜗杆式后轮机构总成;(14)为按装在前轮架上，位于前车轮中央的前制动机构;(15)为连接发动机(7)和蜗杆式后轮机构总成(11)的传动轴;(16)为按装在车架(6)和后轮架之间的后减震器;(17)为踏动机构的链条，它连接在大牙盘(8)和蜗杆式后轮机构总成(11)的小链轮上面;(18)为按装在后挡泥板(13)上面的后尾灯;(19)为按装在发动机(7)和传动轴(15)之间，位于发动机内部的磨擦离合器。
在图2中(20)为套装在发动机轴(22)上的离合器弹簧座;(21)为装在离合器弹簧座(20)和分离轴承(24)之间的离合器弹簧;(22)为发动机轴;(23)为装在发动机轴(22)和外锥体(26)之间的键;(24)为装在离合器外锥体(26)上的分离轴承;(25)为装在分离轴承(24)外壳上的分离拨叉座;(26)为滑动套装在发动机轴(22)的上面的离合器外锥体;(27)为设在外锥体里面的内锥体;(28)为旋在发动机轴(22)上的离合器螺母;(29)为螺母垫片;(30)为设在发动机轴(22)和内锥体(27)之间的轴承;(31)为设在发动机轴(22)端头的紧固螺钉;(32)为螺钉垫片。当分离拨叉座(25)通过分离轴承(24)压缩分离弹簧(21)的同时带动离合器外锥体(26)的锥面，形成一个小间隙(0.5-1mm)便完成离合器的分离，反之，在弹簧(21)作用下，离合器便结合，可传递发动机的动力。
在图3中(33)为和前轮架(38)为一体的前减震器重点;(34)为在前减震器壳体(36)和重点(33)之间，限定其前轮架(38)绕前减震器转轴(37)摆动时最大距离的限位元件;(35)为位于前减震壳体内的弹体(用橡胶或其他尺寸较小的弹性元件如碟形弹簧等制作);(36)为和转向套(40)为一体的前减震器壳体，它兼作指示灯架，和车架(6)无垂直方向的相对位移;(37)为在前减震器壳体(36)和重点(33)之间，并将它们活动连接，可使前轮绕其摆动的前减震器转轴;(38)为按装着前轮的前轮架;(39)为和前轮架(38)为一体的前轮架转套;(40)为可以将车把及操纵机构插入其中的转向套;当前轮受到颠簸时通过前减震器重点(33)，压缩或放松前减震器弹体(35)，可和前轮架(38)一起绕前减震器转轴(37)在限位元件(34)限定的最大范围内摆动，以实现前轮的减震。
在图4中(41)为在车架(6)和后轮架(47)之间，并将它们活动连接在一起的后减震器转轴，(42)为套在后减震器转轴(41)上的后减震器转轴套，(43)为固定在车架(6)上的后减震器壳体，(44)为装在后减震器壳体内的后减震器弹体(和前减震器弹体材料相同)，(45)为在车架(6)和后轮架(47)之间，限定后轮架绕后减震器转轴(41)摆动时最大距离的限位元件，(46)为和后轮架(47)为一体的后减震器重点，(47)为装置着后车轮(12)的后轮架;当后轮受到颠簸时，后轮(12)和后轮架(47)通过后减震器重点(46)压缩或放松在后减震器壳体(43)内的后减震器弹体(44)绕后减震器转轴(41)在限位元件(45)限定的最大范围内摆动以实现后轮的减震。
在图5中(48)为固定在后轮轴(50)上的蜗轮，(56)为轴线和蜗轮轴接近垂直按装的蜗杆。(49)为设在后轮固定和转动部分之间的后制动机构，(50)为装置在后轮架上兼作蜗轮轴的后轮轴，(51)为设在后轮骨(53)上的动力驱动-人力踏动转换离合器销套，(57)为设在后轮轴(50)上的销孔，(52)为可以插入销套和销孔的转换离合器插销，(53)为装置在后轮轴(50)上的后轮骨，(54)为装置在后轮骨(53)上的踏动机构的后小链轮总成，(55)为轴承;来自传动轴的发动机动力通过蜗杆使与之相啮合的蜗轮转动，然后带动和蜗轮固定在一起的后轮轴(50)转动。在转换离合器销套中的插销(52)，在后轮轴销孔(57)中的拔出和插入可实现蜗轮和后轮骨之间的离合。
在图6中(58)为套装在锥蜗杆(56)轴伸部分的锥蜗杆调整螺母，(59)为将锥蜗杆(56)装置在壳体(60)内的锥蜗杆轴承，(56)为壳体(60)内的锥蜗杆，(48)为和锥蜗杆(56)装置在一起的锥蜗轮，(60)为锥蜗杆机构壳体。蜗杆可用淬火钢，锥蜗轮可用铸铁制作，锥蜗杆用车制或铣制的方法加工后淬火，如要求高时可磨齿，锥蜗轮用和锥蜗杆参数一致的滚刀范成加工，精铸或热锻等工艺加工(必要时可热处理)而成。
在图7中(61)为套装在循环球蜗杆轴伸部分的轴承盖，(62)为将循环球蜗杆装置在壳体(63)内的循环球蜗杆轴承，(63)为循环球蜗杆机构壳体，(64)为螺栓，(56)为循环球蜗杆体，(65)为设在蜗杆体(56)与蜗轮(48)之间用以实现它们之间啮合的蜗杆钢球，(48)为循环球蜗轮，蜗杆和蜗轮都用淬火钢制作。蜗杆和蜗轮靠在它们之间的若干可循环钢球实现啮合，蜗杆可根据需要采用单头或多头循环蜗杆结构。
权利要求
1.一种带有轴传动、蜗杆式后轮机构的脚踏自行车，它由前后车轮(1)、(12)，前后车轮挡泥板(2)、(13)，照明装置(3)，车把及操纵机构(5)，发动机(7)，人力踏动机构(8)、(17)、(54)，车座(9)，衣架(10)，制动机构(14)、(49)，后尾灯(18)等组成；其特征是它还包括一个兼做油箱的车架(6)，一个设在前轮架(38)和转向套(40)之间的前减震器(4)，一个设在后轮架(47)和车架(6)之间的后减震器(16)，一根设在磨擦离合器(19)和蜗杆式后轮机构总成(11)之间的传动轴(15)，一个装置在后轮架上并位于车轮中央的蜗杆式后轮机构总成(11)，一个装置在发动机(7)和传动轴(15)之间并位于发动机内部的磨擦离合器(19)。
2.根据权利要求1所述的带有轴传动、蜗杆式后轮机构的脚踏自行车，其特征是它的前减震器(4)是一个杠杆弹体减震器，它包括一个和转向套(40)为一体兼做指示灯架的前减震器壳体(36)，一个和前轮架(38)为一体的前减震器重点(33)，一个在前减震器壳体(36)和重点(33)之间并将它们活动连接，可使前轮绕其摆动的前减震器转轴(37)，一个和前轮架(38)为一体并套装在前减震器转轴(37)上的前轮架转套(39)，一个设在前减震器壳体(36)和重点(33)之间限定其最大摆动距离的限位元件(34)，一个设在前减震器壳体(36)内的前减震器弹体(35);当前车轮(1)受到颠簸时，它通过前轮架(38)，使重点(33)绕转轴(37)在限位元件(34)限定范围内压缩或放松位于前减震器壳体(36)内的前减震器弹体(35)，以实现前轮的减震。
3.根据权利要求1所述的带有轴传动、蜗杆式后轮机构的脚踏自行车，其特征是它的后减震器也是一个杠杆弹体减震器，它包括一个和车架(6)为一体的后减震器壳体(43)，一个和后轮架(47)为一体的后减震器重点(46);一个位于后轮架(47)和车架(6)之间并将它们活动联接的后减震器转轴(41)，一个套装在后减震器转轴(41)上的后减震器转轴套(42)，一个位于后减震器壳体内的后减震器弹体(44)，一个位于后减震器壳体(43)和后减震器重点(46)之间限定它们之间最大距离的后减震器限位元件(45)，当后车轮(12)受颠簸时，通过后轮架使后减震器重点(46)绕后减震器转轴(41)，在限位元件(45)限定的范围内压缩或放松位于后减震器壳体内的弹体(44)，以实现后轮的减震。
4.根据权利要求2或3所述的带有轴传动、蜗杆式后轮机构的脚踏自行车，其特征是它的前后减震器弹体(35)或(44)是用橡胶材料制作的。
5.根据权利要求2或3所述的带有轴传动、蜗杆式后轮机构的脚踏自行车，其特征是它的减震器弹体(35)或(44)是锥体外形。
6.根据权利要求1所述的带有轴传动、蜗杆式后轮机构的脚踏自行车，其特征是它的蜗杆式后轮机构总成包括一个装置在后轮架(47)上兼做蜗轮轴的后轮轴(50)，一个设在后轮轴(50)上，位于后轮骨(53)和蜗杆式后轮机构的轴之间的动力驱动-人力踏动转换离合器(51)、(52)、(57);一个套装在后轮轴(50)上，并可以转动的后轮骨(53)，一个设在后轮骨(53)上并可以单向转动的踏动机构小链轮总成(54);七只用以支承蜗杆、蜗轮、轮骨的轴承(55)，一个设在壳体内的蜗轮(48)，一个和蜗轮(48)啮合在一起的蜗杆(56)，一个后制动机构(49)。
7.根据权利要求1或6所述的带有轴传动、蜗杆式后轮机构的脚踏自行车它的蜗杆机构是锥蜗杆机构。
8.根据权利要求1或6所述的带有轴传动、蜗杆式后轮机构的自行车它的蜗杆机构是循环球蜗杆机构。
全文摘要
本发明涉及一种带有轴传动、蜗杆式后轮机构的机器脚踏车。它的前后车轮和车架之间各有一个杠杆弹体减震器；一个兼做油箱的车架；机器和后轮之间的传动软轴可使传动可靠，造型美观；高效率的蜗杆传动机构，使结构非常简单；人力踏动骑行时和自行车一样。它能方便地进行动力驱动和人力踏动之间的转换；整车造型小巧，制造成本低，不仅适用城区，而且也能满足广大农村特别是路况较差的山区，具有自行车骑行基础人们的不同需要。
文档编号B62K25/04GK1066824SQ9110643
公开日1992年12月9日 申请日期1991年5月14日 优先权日1991年5月14日
发明者卜庆春 申请人:卜庆春