专利名称：自行车简易变速器的制作方法
技术领域：
一种自行车简易变速器，涉及自行车的传动装置。
自行车的变速系统，一直以来为人们所重视，其变速方案现在所知有三种方式一是通过对链轮和飞轮的多级拨链直接传动，靠桥轮自动调节链条的长度。其优点是变速档次多；缺点是链齿单薄，承载力差，不能装护链罩，只能在特定的运动型自行车上使用，不能广泛适合各类型自行车使用。二是过去一些自行车上采用过的，在自行车后轮轴套上安装的行星飞轮变速装置，由于结构复杂，工艺要求较高，不易制造，而且在装拆维修时也很麻烦，因此几十年来至今未能普遍采用。三是去年专利公报上公布的″人力车两速变速装置″中所采用的装置，它是以行星齿传动系统中的内齿轮作为主传动齿，带动装在链轮侧面的行星齿，靠定心齿轮的反作用力，推动链轮作减速运转。由于作为主传动的内齿轮的齿面是通过几个行星齿来支承链轮，当链轮负载运行，会产生很大的径向压力，这压力仅由几个行星齿来承担是增大摩擦力的，并且各转体之间的侧面是直接接触，本身的摩擦力很大，使省力效果大为降低。同时由内齿轮作主传动齿，其变速范围幅度只能在原速度与减速范围内进行，其换档方式须以脚踏－倒－进的方式按动离合键，无固定位置，难以随意操作，在爬坡时极不稳妥。
本实用新型的目的是为了提高变速自行车的承载能力，降低各零件间的摩擦力，提高变速范围幅度，又要使制造工艺简单、成本低，使人们装拆修理方便。
本实用新型的实施是结合上述各种方案的优点，在不改变现有自行车结构的基础上，采用在传动的初级位置把链轮和行星齿轮传动系统作有机结合，以行星齿系作主传动，把链轮和参与传动的内齿轮结为一体，利用行星齿系靠反作用力推动向前行进的原理，通过控制定心齿轮的空转或固定不转，将作用于脚踏上的力以直接传递或通过行星齿系间接传递到链轮，从而使链轮对脚踏臂有以两种以上的速比改变自行车的速度。
现结合附图将本实用新型详述如下
图1是本实用新型的装置结构图。
图2是本实用新型的A－A面的剖视图。
图3是本实用新型的B－B面的剖视图。
如
图1所示，本实用新型是由操纵机构、变速机构和调节机构组成。
操纵机构是由控制开关1、控制拉线2、连接控制拉片3，在支承套7上用连动销钉4将拉片3、卡爪5和扭力弹簧6连接在一起组成(如图3所示)。其中，支承套7是用冷轧薄钢板冲压成型的，其内侧台阶位置与自行车身的右中轴套的外缘和端面配合，以套壁上的缺口卡在车身后叉根部，作为操纵机构的定位基准支承架。
变速机构是由行星齿系(由支承板10、棘轮14、1个以上的行星齿轮20、轴套19和紧固螺钉21组成)作主传动轮，通过带棘轮的定心齿轮8连接由链轮11与内齿轮13组成的被传动齿轮组成。在卡爪22、弹簧片23、以及各转动体之间由4组滚球9支承。内齿轮13边上的卡爪22可以安装在棘轮14的一边，也可以安装在把支承板10做成的棘轮的一边。行星齿轮20可以由轴套19直接支承(如图2所示)，也可以由在轴套内放置滚球9的方法给予支承(如图3所示)。各齿轮均可采用多种不同的模数、齿厚、齿数和速比。一般而言，模数在1－3之间，齿厚在2.5－5mm之间，齿数则根据速比和模数的大小来确定，一般以定心齿轮8的齿根径大于中轴为前题。行星齿可在1～6个之间选用，一般三个为宜。链轮11的齿数可在30～42齿之间选取，由于体积小，可以做成多个链轮圈，用螺钉12紧固在内齿轮13上，也可以在内齿轮13的边上直接冲压成型。行星齿轮20与带棘轮的定心齿轮8，内齿轮13相啮合。
调节机构由铆在脚踏臂16上的拨动板17、定位螺钉15、紧固螺钉18组成。定位螺钉15和紧固螺钉18连接和拨动行星齿系，通过螺钉15、18互相微调，调节变速机构中各转体间和支承套7之间的转动间隙。
本实用新型的变速方法是以控制开关1牵动拉线2，通过连动销钉4拉动拉片3来操纵扭力弹簧6弹压的卡爪5，使其卡住或脱离定心齿轮8上的棘轮，使定心齿轮8固定或空转。当卡爪5压住定心齿轮8的棘轮使其固定不动时，由于行星齿轮20本身能自转，受其反作用力的推动，内齿轮13以一定的速比与脚踏臂16同向加速运动。此时，内齿轮13的转速超过脚踏臂的转速，因此装在内齿轮13上的卡爪22虽受弹簧片23的弹压与棘轮14接触也不会被卡死，卡爪22只在棘轮14上滑行，自行车便以“快速”运行。当拉动控制开关1使卡爪5拉起，脱离定心齿轮8的棘轮而使定心齿轮8空转，对行星齿20的反作用力也随之消失，内齿轮13便随之停转。但由于棘轮14紧接着跟进，卡住受弹簧片23弹压的卡爪22，使内齿轮13立即获得推动力，与脚踏臂16同步运转，自行车以“常速”运转。此时因为链轮11与内齿轮13连成一体，而且链轮采用较少的齿数，故此时的“常速”，实为采用本实用新型装置时的慢速档。
如
图1所示，现取定各齿轮的模数＝2.5，齿厚＝3，定心齿轮8的齿数＝12，行星齿轮20的齿数＝8，内齿轮13的齿数＝28，行星齿个数＝3，链轮齿数＝34。当脚踏臂转一圈时，若为快速运转，链轮的运行齿数＝48.5齿，比常用的28英寸的载重车稍快；慢速运转的链轮运行齿数＝34齿。这样骑车蹬力可省至34÷48.5＝0.701。
若采用另一种选齿，模数＝2，定心齿数＝12，行星齿数＝12，内齿轮齿数＝36，链轮齿数＝36，快速时链轮运行齿数为48齿，慢速为36齿。则省力至0.75，也比较适宜一般自行车使用。
由于本实用新型的变速机构是以行星齿系作主传动齿轮的，而作为行星齿系的主体，是由支承板10和棘轮14夹着轴套19紧固而成，用来支承行星齿20和内齿轮13作稳妥牢靠地运转的。加上整个变速机构是凭借有支承套7和拨动板17的有力支承，因而整体结构十分紧凑，有较高的承载力。各转动体之间都有由滚球9相间组成的滚动轴承的形式来支撑，形成滚动摩擦，减少了各转动体之间的磨损。更由于本实用新型是在链轮之前实行变速，而对后轮进行多级传动起到使变速挡次成级数增加作用。因此不影响在后轮加装多级变速档装置，故对现有多速运动车也适用。链轮的齿数(和直径)也因此相应可大为缩小。
权利要求1.一种由操纵机构、变速机构和调节机构组成的简易自行车变速器，其特征在于变速机构是由支承板10、棘轮14、1～6个行星齿轮20、轴套19和紧固螺休21组成的行星齿系作主传动齿轮，通过带棘轮的定心齿轮8，连接由链轮11与内齿轮13组成的被动传动齿轮，链轮11可以做成多个链轮圈，用螺钉12紧固在内齿轮13上，内齿轮13边上的卡爪22安装在棘轮14的一边。
2.如权利要求1所述的简易自行车变速器，其特征在于所说的操纵机构是将支承套7套壁上的缺口卡在车身叉根部，在支承套7上用连动销钉4将拉片3、卡爪5和扭力弹簧6固定在一起，由控制开关1和拉线2连接拉片3。
3.如权利要求1所说的简易自行车变速器，其特征在于所述的调节机构是由铆在脚踏臂16的拨动板17、定位螺钉15和紧固螺钉18组成。
4.如权利要求1所说的简易自行车变速器，其特征在于所述的链轮11可以在内齿轮13的边上直接冲制成型，内齿轮13边上的卡爪22也可以安装在把支承板10做成的棘轮的一边。
专利摘要一种简易自行车变速器，采用了以由支承板、棘轮、1～6个行星齿轮、轴套和紧固螺钉组成的行星齿系作主传动齿轮来进行变速的装置。其装置整体结构严密，承载力高，摩擦力小，装拆维修方便，可以广泛适于普通自行车上使用。
文档编号B62M11/00GK2103509SQ9120881
公开日1992年5月6日 申请日期1991年5月23日 优先权日1991年5月23日
发明者周祯祥 申请人:周祯祥