专利名称：直齿面齿轮传动自行车的制作方法
技术领域：
本发明涉及不用链条的有变速机构和无变速机构的自行车。
现有普通无变速机构和有变速机构自行车，都是在中轴上装了一个或几个牙盘，在后轴上装了一个或多个链轮，通过链条联结起来，结构复杂，易拉断;我国专利89205727.8提出了在中轴和后轴上，各装一对锥齿轮的设计结构，这种结构锥齿轮加工难度大，平叉管分为三段，要进行机械加工，要求高，且无变速结构。
本发明的目的是对现有世界上各种有变速机构自行车和无变速机构普通自行车及锥齿轮传动无链自行车进行改进，做到不用锥齿轮、不用链条、不用牙盘和链轮、不用拔链器，实现无链传动和可以多档位变速。
其结构特点是在中轴上装了一个直齿面齿轮，在后轴上也装了一个直齿面齿轮，各用一个直齿园柱齿轮，分别与这两个直齿面齿轮相啮合;而在靠近后轮轴部位，用若干个齿轮组成了一个变速箱，这两个直齿轮用轴与变速箱中的齿轮产生联系，并用变速拉杆实现变速;如果用传动轴把两个直园柱齿轮连接起来，就是无变速的直齿面齿轮传动无链自行车。
这种结构打破了数百年的传统设计，优点是直齿园柱齿轮不受轴向力，与直齿面齿轮装配时调节简单，齿轮加工容易，可以冲制或注塑;齿轮箱结构简单紧凑，可组合为几档至十几档，整个结构重量轻、成本低，使用寿命长，适合任何型号的自行车使用。
图1为直齿面齿轮传动自行车外观示意图;
图2为变速箱结构图;
图3为后轴上直齿面轮的配制形式图。
下面参照图1至图3对本发明进行详细阐述。
图1是直齿面齿轮传动自行车外观图，a图为有变速箱，b图为无变速箱，图中1为后轴，2变速箱，3变速拉杆，4平叉管，5中轴，6变速操纵手柄;在后轴1上装有直齿面齿轮，变速箱2中有平行的轴，轴上装有若干对齿轮，都是常啮合，减少或增加齿轮的对数，可实现几级到十几级变速;无变速箱时就是普通的直齿面齿轮传动自行车;平叉管4是连结中轴部位的直齿轮和变速箱中齿轮的传动轴通道;中轴5上也装了一个直齿面齿轮，用键与中轴连结，用并帽调节与直齿园柱齿轮的间隙，外端还有防尘盖;变速操纵手柄6安装在车把上变速档数少时用1个即可，档数多时要用2个;图中看出这种车子，中轴上没有牙盘，后轴上没有链轮，中轴和后轴之间不用链条联结，变速时也不用拔链机构，图中所示为装在车子的右侧，如果装在左侧也是可行的;本图符合设计意图，是最佳实施例。
图2为变速箱的结构图，图中11为直园柱齿轮、12轴承、13千斤和千斤簧、14弹簧、15弹子、16齿轮组、17输出轴、18轴承、19隔圈、20箱体、21主动轴、22副轴、23短拉杆、24长拉杆、25平叉管、26传动轴、27轴承、28直园柱齿轮、29中轴直齿面齿轮、30中轴，图中直园柱齿轮11是与后轮轴上的直齿面齿轮相啮合的，内装千斤和千斤簧13，它构成为“飞轮”，如果在后轮轴花盘上装了“飞轮”，本图只用齿轮不装千斤和千斤簧;弹簧14是起回位作用的;副轴22是空心的，每个齿轮位置上，均有两个弹子孔(这些孔在轴上可交错排列)，每个孔中都有一粒弹子(弹子未全部示出);短拉杆23和长拉杆24上均有一个凸轮，当这个凸轮移动到某个齿轮位置时，凸轮就将这对弹子的一部分推入齿轮槽中，卡住齿轮，使这组齿轮工作时与轴同时旋转;除这对弹子外的其他弹子全部藏在轴孔中;齿轮分为Ⅰ部分(a、b、c 3组)，Ⅱ部分(d-i 6组)，每组两个齿轮均为常啮合;上部分齿轮内孔采用同一标准的六角形孔，与六角形的轴相配合，(齿轮和轴之间采用键联接也可以);下面9个齿轮均开有弹子的一部分可进入的槽;在短拉杆和长拉杆作用下，每次只能使Ⅰ部分和Ⅱ部分，各一组齿轮的弹子进入齿轮槽中，从而使齿轮工作传递动力，其他各组均为从动;本图可排列18档，增加或减少齿轮组数，档数相应增加或减少，例如Ⅰ部分用1组，Ⅱ部分用3组，可使现有普通自行车变为具有高中低三档变速自行车，加宽了普通自行车的速度范围;又如取消全部9组齿轮，将输出轴17和主动轴21连接起来，构成为一体，就是普通无变速机构的自行车，除所举例外还可进行多种组合。本图主动轴21和传动轴26是分段的，也可以做成为一体，功能相同;直园柱齿轮28是与装在中轴上的直齿面齿轮相啮合的，基本上只受径向力，轴承27就是承受径向力的;副轴上Ⅰ部分和Ⅱ部分每组齿轮的弹子孔位距离与短拉杆和长拉杆上凸轮宽度有严格要求，即凸轮宽度必须小于弹子孔位的距离，任何时候绝对不允许凸轮使相邻的两组齿轮同时作传递动力的转动;短拉杆和长拉杆是用钢索与装在车把上的变速操纵手柄6(图1)相连接的，本图有两个手柄可分别操纵短拉杆和长拉杆;如果只选用高中低3档，Ⅰ部分只用1组齿轮时，短拉杆可不用。
本机构的工作方法是，当骑行自行车时，中轴上的直齿面齿轮29带动直园柱齿轮28，通过传动轴26使主动轴21转动，同时带动齿轮转动(本图为b、g组转动)输出轴17随齿轮同时转动，使装在端头的齿轮11咬住装在后轴上的直齿面齿轮，因此带动后轮转动;当需要变速时，变速操纵手柄使短拉杆和长拉杆变换位置，就得到不同的速度。
图3为后轴上直齿面齿轮不同的配制形式，a为对普通自行车的飞轮进行改进，在飞轮外套上不加工出链轮齿形，而在其侧面加工出直齿面齿轮;千斤和千斤簧仍在其内;b是直接在花盘上加工出直齿面齿轮，或将飞轮芯子加工成带有直齿面齿轮，直接用螺纹套装在花盘上;此时飞轮机构安排在图2的齿轮11中。
以上对直齿面齿轮传动新型自行车作了全面介绍，适用于各型自行车，尤其是变速车，在档位相同情况下，制造每一辆车，所需钢材要减少4-6kg。
权利要求
1.一种直齿面齿轮传动自行车，其特征是在中轴上安装了一个直齿面齿轮，在后轴上也安装了一个直齿面齿轮，各用一个直齿园柱齿轮分别与这两个直齿面齿轮相啮合；如果用通过平叉管的传动轴直接把两个直园柱齿轮连接起来，则成为普通无链传动自行车；如果在这两个齿轮之间，加装一个由若干组齿轮构成的变速箱就成为无链传动变速自行车。
2.按权利要求1所述，这种直齿面齿轮传动自行车可制成变速自行车，其特征是在靠近后轮轴部位设置一个变速箱，箱内Ⅰ部分和Ⅱ部分各有若干组(对)常啮合的齿轮，箱体外的两个直园柱齿轮通过传动轴26和输出轴17与箱内齿轮产生联系;箱体内输出轴17和主动轴21是独立设置的;在副轴22的每个与齿轮相对应的位置上，均有两个弹子孔，每个孔中都有一粒弹子;装在副轴上的所有齿轮，内孔上均开有弹子的一部分可进入的槽;副轴是空心的，内装有短拉杆23和长拉杆24，每根拉杆上均有一个凸轮，当凸轮移动到某个齿轮位置时，凸轮就将对应的弹子的一部分推入齿轮槽中，卡住齿轮;副轴上Ⅰ部分和Ⅱ部分，每组齿轮弹子孔位距离，必须大于短拉杆和长拉杆上凸轮宽度;此外变速箱中齿轮对数可根据不同需要进行配制，增加或减少Ⅰ部分或Ⅱ部分的齿轮对数，档位数就相应增加或减少。
3.按权利要求1所述的直齿面齿轮传动自行车，其特征是后轮轴上的直齿面齿轮的配置形式，可对现有飞轮外套进行改进，即不加工出链轮齿形，而在侧面加工出直齿面齿轮;也可将飞轮芯子加工成带有直面齿轮，直接用螺纹套装在花盘上或直接在花盘上加工出直齿面齿轮，此时，飞轮机构安排在附图2的齿轮11中。
4.按权利要求1所述的直齿面齿轮传动自行车，其特征是变速箱中(附图2)上部分齿轮内孔采用同一标准的六角形孔，与六角形的轴相配合。
全文摘要
一种直齿面齿轮传动自行车，是在中轴上和后轮轴上各装一个直齿面齿轮，各用一个直齿圆柱齿轮分别与直齿面齿轮相啮合；如果用通过平叉管的传动轴直接把两个直圆齿轮连接起来，就是普通的无链传动自行车，如果在这两个齿轮之间加装一个变速箱，就成为无链传动变速自行车。这种车不用锥齿轮，不用链条，不用牙盘和链轮，不用拨链器，可实现几挡至十几挡变速，结构简单，成本低，使用寿命长，适合任何型号规格的自行车。
文档编号B62M11/04GK1078950SQ9210332
公开日1993年12月1日 申请日期1992年5月11日 优先权日1992年5月11日
发明者刘运柳 申请人:刘运柳