专利名称：自行车多级变速箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械变速器技术领域，尤其是一种用在自行车上具有多级变速的变速箱。
技术背景从绿色环保及全民健身的角度来看，各种款式的自行车将是一种主流的交通工具。我国 虽是一个自行车大国，但自行车的款式及性能在近几十年来的发展却十分缓慢。目前市场上 的自行车在款式上有加重、轻便、折叠三大类，在性能上有普通及调速两大类型自行车，虽 然完全可以做作为短途的代步工具，但却很难满足现代人群休闲娱乐、近郊中长距离旅游的 需求。中国专利CN2163788Y中公开了一种"自行车高低双速传动装置"，其结构特征是在现 有自行车的基础上增设齿轮组传动机构，即在牙盘和飞轮之间的上部设置多组带有大小齿轮 及链条的变速传动装置，通过齿轮间的啮合及链条与齿轮的啮合传递动力以及增、减速度。 这种传动装置调速级数多但其调速范围窄，不能适应现代交通工具的高速的调节要求。而且 该类传动装置结构复杂，还常常受到链条滑移到低级传动比齿轮，甚至脱落的困扰，使得传 动可靠性大大降低。在专利号94237490. 8中的提供的无链条自行车伞齿轮驱动装置，虽然是一种无链条自行 车，也有着传动速比恒定，运动平稳，能全密封油脂润滑，无噪声，骑行轻松，传动件使用 寿命长的优点；但其伞齿轮结构体积较大很难在普通变速箱箱体的空间内实现多级变速的要 求，从而限制了其调速级数的增加。目前文献资料表明传统的各种链轮变速自行车调速级数可以多达十几级以上，但其传 动比却小于4，调速范围很有限；齿轮变速自行车调速范围大大提高，但由于变速箱形状多 为方形，厚度尺寸大，在自行车上的安装，不仅会造成骑行不适，而且还会因受到结构体积 的限制，调速级数难于设置较多的问题。发明内容本发明的目的就是要提供一种自行车多级变速箱，它所要解决的是现有自行车变速箱在 多级大速比传动时厚度尺寸过大的问题。为了解决上述问题，本自行车多级变速箱技术方案是它有一个变速箱的壳体和装在该壳体内输入轴和输出轴这些与现有技术相同的部件，所述壳体内的输入轴上设有一个中心齿
轮，该中心齿轮与一个活动变位的换档齿轮保持常啮合状态，所述换档齿轮与一个换档拨动 件连接，在所述换档齿轮外侧设有与该换档齿轮切换接合的，由包括有多联齿轮的多个齿轮 以常啮合的方式连接成的多级变速传动齿轮组，所述的输出轴为所述多级变速传动齿轮组中 的一个齿轮轴。上方案中，所述多级变速传动齿轮组可以由多联齿轮和中间齿轮交替啮合构成，它们的 连接可以采用由多联齿轮和中间齿轮交替啮合的方式进行连接，也可以采用其它组合方式进 行连接；与所述换档齿轮切换接合的各个齿轮中，可以仅为多联齿轮一种，也可以仅仅是连 接多联齿轮的中间齿轮，还可以是既有多联齿轮又有连接多联齿轮的中间齿轮。为了便于制 造和安装以及维护，所述的多级变速传动齿轮组中的每一个多联齿轮可以具有完全相同的结 构，所述多级变速传动齿轮组中的每一个中间齿轮也可以具有完全相同的结构。上述的多联 齿轮一般为双联齿轮。所述换档拨动件可以与一个装在位于所述壳体外的拨动轮连接，这个 拨动轮的结构可以包括设有外齿和内齿的齿圈，装在该齿圈内的轮芯，装在所述轮芯的限 位槽内的滑块和通过铰接轴装在所述滑块上的离合摇杆；所述铰接轴装在离合摇杆的中部， 所述离合摇杆的外侧面朝向所述内齿轮的内齿面，所述离合摇杆的内侧面与所述轮芯之间装 有弹性弹子；所述滑块在所述限位槽内位置的变换，所述弹子就相应地在所述离合摇杆内侧 面从所述铰接轴的 一侧向另 一侧滑动变换。上述方案中，所述的多级变速传动齿轮组可以是增速传动的连接，也可以是减速传动的 连接。本发明的上述方案中，输入轴和输出轴只是为了便于论述和理解，而以假设的动力输入 方向所作的命名，在使用中可以根据动力输入的方向来确定输入轴与输出轴。由于采用了上述方案，本发明与现有技术相比，本自行车多级变速箱可以获得传动级数 大，最高速比大和变速箱厚度小的效果，尤其适用于制作大速比传动的高速自行车。本发明设计的圆盘变速箱，其轮廓直径为210mm，总厚度为44mm，与普通自行车链盒的 外观及尺寸十分相近，同时具有7级调速功能，传动比达到9.2。与现有技术相比较具有外观 精巧、变速级数多、调速范围宽的特点。
图l是本发明实施例一的主视图。 图2是图1中A-A处的剖视图。 图3是图2中B-B处的剖视图。 图4是图3中C-C处的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图实例对本发明作进一步详述图l所示的自行车多级变速箱，它有一个由两部分扣合，外部如部分圆台体几何形状的 变速箱的壳体l，有一根输入轴3穿过壳体1的中下部，并通过轴承和轴承端盖装在壳体l上。 在壳体1右侧的输入轴3外装有用于承接换档动力的拨动轮2。图2、图3所示，装在该壳体内的变速齿轮有由双联齿轮7、 9、 11、 13、 15、 17、 19和连 接在这些双联齿轮之间的中间齿轮8、 10、 12、 14、 16、 18构成的多级变速传动齿轮组，这 些双联齿轮和中间齿轮交替地连接，并保持常啮合状态。其中的每一个双联齿轮的结构均相 同，在装配时可以互换，这些双联齿轮中的大齿轮齿数为23，小齿轮齿数为16;其中的每一 个中间齿轮的结构也都相同，齿数为17在装配时也可以互换。从双联齿轮7到双联齿轮19的 传动方向，都是中间齿轮分别与前一级双联齿轮的大齿轮和后一级双联齿轮的小齿轮连接， 构成逐级增速的多级变速传动齿轮组。在输入轴3上通过平键连接有一个中心齿轮4，中心齿轮4的齿数为25，中心齿轮4与一个 齿数为25的换档齿轮6保持常啮合状态的连接，换档齿轮6的轴一端通过滑动轴承装在壳体1 的弧形滑槽内，另一端装在一个换档拨动件5的轴孔内，换档拨动件5有一端活动地套装在输 入轴3上，换档拨动件5绕输入轴3转动可以带动换档齿轮6的转动，换档拨动件5绕输入轴3顺 时针转动可以带动换档齿轮6依次从双联齿轮7切换到、双联齿轮9、 11、 13、 15、 17、 19， 双联齿轮19的轴为输出轴，它输出轴的一端伸出壳体l的侧面外。图3、图4所示，拨动轮由齿圈2. 1、离合摇杆2.2、铰接轴2.3、弹性弹子2. 4、滑块2. 5 、轮芯2.6和端盖2.7构成。拨动轮的端盖2.7和轮芯2.6通过平键装在输入轴3外的换档拨动 件5上，齿圈2. l装在轮芯2.6的外面，齿圈2. l的外圆一侧设有用于与链条连接的外齿，在内 侧设有用于与离合摇杆2.2接合的内齿，在轮芯2.6上设有限位槽，在该限位槽内装有滑块 2.5，离合摇杆2. 2通过铰接轴2. 3装在滑块2. 5上，铰接轴2. 3装在离合摇杆2. 2的中部，离合 摇杆2.2可以绕铰接轴2.3摆动，在轮芯2. 6上还装有一个弹性弹子2. 4，弹性弹子2. 4作用在 离合摇杆2.2的内侧面，离合摇杆2.2的外侧面面对齿圈2. l的内齿。在图4中，当弹性弹子 2. 4作用在铰接轴2. 3左侧的离合摇杆2. 2的内侧面时，离合摇杆2. 2的左端被推向齿圈2. l的 内齿中，齿圈2. l的逆时针转动可以依次通过离合摇杆2.2、铰接轴2.3、滑块2.5、轮芯2. 6 平键带动换档拨动件5逆时针转动；相反，当弹性弹子2.4作用在铰接轴2.3右侧的离合摇杆 2.2的内侧面时，离合摇杆2.2的右端被推向齿圈2. l的内齿中，齿圈2. l的顺时针转动可以依 次通过离合摇杆2.2、铰接轴2.3、滑块2.5、轮芯2.6平键带动换档拨动件5顺时针转动，让换档拨动件5连接的换档齿轮6切换到不同的双联齿轮上，从而可以使输入轴3与在双联齿轮 19上的输出轴之间获得不同的增速传动比。本实施例的各齿轮的齿数结构可以获得1.04、 1.5、 2.2、 3.1、 4.44、 6.4、 9.27档的增 速传动。在所有齿轮的模数为1.5的条件下，壳体外轮廓直径可以做得210毫米，总厚度为 44毫米，与普通自行车链盒的外观及尺寸十分相近，将输入轴3作为自行车脚踏曲柄轴，输 出轴通过链条带动自行车后轴上的飞轮可以制成实现高传动比和体积小重量轻的高速自行车 。在传动比为1.04、 1.495时，是低速、省力型适于爬坡、顶风时的骑乘；传动比是2. 149时 ，与普通自行车有相同传动比，骑乘完全相同；其它档位为增速行驶，适于不同人群的锻炼 、旅游选择。该变速箱最高传动比为9.2，以车轮直径为26英寸、骑乘频率40次/分计算，骑 乘速度可大于60km/分，是真正的高速自行车。在其它实施例中，如果以上述实施例为基础，改为以其它双联齿轮的轴作为输出轴，或 在多个双联齿轮的轴均伸出壳体外作为输出轴，同样可以获得厚度小，传动级数多，总传动 比大的结果，但是可以获得更多的应用，这些应用可以是用在自行车上，同样还可以应用在 其它领域当中。这些变动和应用同样限定在本专利权利保护的范围之内。根据机械传动原理，在本发明过程所进行的其它实施例中，多级变速传动齿轮组采用由 多联齿轮和中间齿轮交替啮合的方式进行连接，或者是在多联齿轮串联多个中间齿轮均可以 实现这种多级变速传动，而与换档齿轮切换接合的各个齿轮中，设计为仅是多联齿轮一种齿 轮，还是只是连接多联齿轮的中间齿轮一种齿轮，还可以是既有多联齿轮又有连接多联齿轮 的中间齿轮均可，本申请人认为按照实施例一这种结构方式的多级变速传动齿轮组有利于縮 小体积，便于制造，减少制造成本。
权利要求
权利要求1一种自行车多级变速箱，包括有壳体和装在该壳体上的输入轴和输出轴，其特征在于所述壳体内的输入轴上设有一个中心齿轮，该中心齿轮与一个活动变位的换档齿轮保持常啮合状态，所述换档齿轮与一个换档拨动件连接，在所述换档齿轮外侧设有与该换档齿轮切换接合的，由包括有多联齿轮的多个齿轮以常啮合的方式连接成的多级变速传动齿轮组，所述的输出轴为所述多级变速传动齿轮组中的一个齿轮轴。
2.根据权利要求l所述的自行车多级变速箱，其特征在于所述多级 变速传动齿轮组由多联齿轮和中间齿轮交替啮合构成，与所述换档齿轮切换接合的齿轮为多 联齿轮，所述多级变速传动齿轮组中的每一个多联齿轮的结构相同，所述多级变速传动齿轮 组中的每一个中间齿轮的结构相同。
3.根据权利要求2所述的自行车多级变速箱，其特征在于所述的多 联齿轮为双联齿轮。
4.根据权利要求l所述的自行车多级变速箱，其特征在于所述多级 变速传动齿轮组由多联齿轮和中间齿轮交替啮合构成，与所述换档齿轮切换接合的齿轮为中 间齿轮，所述多级变速传动齿轮组中的每一个多联齿轮的结构相同，所述多级变速传动齿轮 组中的每一个中间齿轮的结构相同。
5.根据权利要求4所述的自行车多级变速箱，其特征在于所述的多 联齿轮为双联齿轮。
6.根据权利要求l、 2、 3、 4或5所述的自行车多级变速箱，其特征在 于所述换档拨动件与装在位于所述壳体外的拨动轮连接。
7.根据权利要求6所述的自行车多级变速箱，其特征在于所述拨动轮包括设有外齿和内齿的齿圈，装在该齿圈内的轮芯，装在所述轮芯的限位槽内的滑块和通过铰接轴装在所述滑块上的离合摇杆；所述铰接轴装在离合摇杆的中部，所述离合摇杆的外 侧面朝向所述内齿轮的内齿面，所述离合摇杆的内侧面与所述轮芯之间装有弹性弹子；所述 滑块在所述限位槽内位置的变换，所述弹子就相应地在所述离合摇杆内侧面从所述铰接轴的 向另一侧滑动变换-
全文摘要
本发明公开一种自行车多级变速箱，它壳体内的输入轴上设有一个中心齿轮，该中心齿轮与一个活动变位的换档齿轮保持常啮合状态，所述换档齿轮与一个换档拨动件连接，在所述换档齿轮外侧设有与该换档齿轮切换接合的，由包括有多联齿轮的多个齿轮以常啮合的方式连接成的多级变速传动齿轮组，所述的输出轴为所述多级变速传动齿轮组中的一个齿轮轴。本自行车多级变速箱尤其适用于可以高速行驶的自行车上，可以解决现有技术不能同时具备多级传动，大传动比而且箱体厚度小的问题。
文档编号B62M11/04GK101391642SQ20081030552
公开日2009年3月25日 申请日期2008年11月13日 优先权日2008年11月13日
发明者冯志君, 覃新宇 申请人:广西工学院