专利名称：自行车用中轴变速器的制作方法
技术领域：
一种自行车用中轴变速器，应用于自行车或人力三轮车，属于作业、运输类。
目前传统的自行车的变速器有两种方式，其一是行星式后轴内变速器(俗称加快轴)，这种变速器存在于自行车当中有很长时间，但这种变速器有两个不足之处；1.由于后轴体积不能做得太大，轴内空间很小，因此轴内所有传动元件只能做得非常小，其传动齿轮的模数只有0.6mm，所以这种变速器强度差、寿命短、极易损坏。2.由于体积的限制，加之结构上的原因，这种变速器只有三种速度，变化较少。由于上述原因，这种变速器适用范围小，尤其是不能适用于山地车的使用要求，就是在轻便车上也逐渐不采用了。其二变速器是链轮、链条变速器(俗称多飞变速器)，这种变速器多见于近年来生产的自行车上，这种变速器也有不足之处；1.由于后轴需多只飞轮重叠，因此不可能保证每只飞轮都与中轴大轮盘在同一平面上，这样会产生斜拉现象，造成链轮与轮盘、飞轮的摩擦加大，骑车时费时费力，而且容易掉链。2.所有传动元件暴露在外，易被风沙、泥土侵蚀，造成传动效率下降，越骑越沉，还会污染衣裤和环境，擦拭、保养、上油均很费事，且由于泥沙的研磨，传动元件易损坏。3.换速麻烦，必须在骑行中进行，而且换速机构不灵活。
本实用新型目的就是提供一种可以避免上述缺陷，换速灵活方便、强度高、寿命长、不产生污染的自行车用中轴变速器。
本实用新型是如下实现的自行车用中轴变速器主要由主动轴、主动齿轮、被动齿轮1′、被动齿轮2′、被动齿轮3′、附加轴、换挡拨叉、齿套件、首挡齿、棘爪齿轮、棘爪、花链套、套管、主动螺旋锥齿轮、被动螺旋锥齿轮、垫圈、轴承、键及外壳、端盖所组成；其中两端座在轴承上的附加轴与主动轴相平行，其上面通过键套有齿轮组，齿轮组为三个外径不同的被动齿轮1′、被动齿轮2′、被动齿轮3′固接而成；主动轴上依次套有轴承、主动齿轮、花链套、主动螺旋锥齿轮、轴承、端盖；花链套呈T字管状，其直径大端有外齿，直径小端上有凸台，花链套凸台与主动螺旋锥齿轮之间依次设有首挡齿、棘爪齿轮、棘爪、棘爪底座、套管；主动齿轮与被动齿轮1′、被动齿轮2′与首挡齿、被动齿轮3′与棘爪齿轮相啮合；呈T字状的主动齿轮、首挡齿的直径小端外围设有结合齿，两结合齿相向设置，其中间为花链套的直径大端，呈圆盘状并有内齿的齿套件套在花链套外围，齿套件外围设有换挡拨叉；整个传动系统置于外壳内。
在使用时，脚蹬供给动力传递给主动轴(自行车中轴)，主动轴带动主动齿轮传动，主动齿轮通过齿的啮合带动被动齿轮1转动，由于被动齿轮1′、被动齿轮2′、被动齿轮3′与附加轴用键连为一起，因此，当被动齿轮1转动时，附加轴、被动齿轮2′、被动齿轮3′将同步转动。若将通过连杆用手控制换挡拨叉连同齿套件右移时，齿套件上的内齿同时与花链套、首挡齿直径小端的结合齿结合，被动齿轮2′带动首挡齿转动，首挡齿将动力通过齿套件传到花链套，花链套再将动力依次传递给主动螺旋锥齿轮、被动螺旋锥齿轮，被动螺旋锥齿轮通过传动轴及传动轴另一端螺旋锥齿轮、后轴上螺旋锥齿轮将动力传递给自行车后轴，这是一速即快速。当齿套件随换挡拨叉左移与主动齿轮结合时，主动轴的动力通过主动齿轮、齿套件、花链套、主动螺旋锥齿轮、被动螺旋锥齿轮、传动轴及传动轴另一端螺旋锥齿轮、后轴上螺旋锥齿轮将动力传递给后轴，这是二速即中速。当齿套件处于中间位置时(如图示位置)，主动轴上的动力通过主动齿轮、被动齿轮1′、被动齿轮3′、棘爪齿轮、棘爪齿座、花链套、主动螺旋锥齿轮、被动螺旋锥齿轮、传动轴将动力传递给后轴，这是三速即慢速，在此当中，棘爪齿轮、棘爪(即超越离合器，也就是通常所讲的飞轮)只能单向传递扭矩。需要说明的是在此速运行时，齿套件处于中间位置，由于被动齿轮1′、被动齿轮2′、被动齿轮3′、附加轴是同步转动，而被动齿轮2′的齿数多于被动齿轮3′的齿数，因此与被动齿轮2′啮合的结合齿的转速要高于棘爪齿轮，由于首挡齿是空套在花链套上的，所以它只在花链套上空转，被动齿轮3′的齿数虽少，但它却可以通过棘爪齿轮、棘爪将动力传递下去。当齿套件右移时，齿套件将首挡齿与花链套连结成一体，所以动力可以传递下去。此时由于首挡齿的转速高于棘爪齿轮，所以只有棘爪齿轮向后超越才能正常运转，此时棘爪齿轮是不传递动力的。同理，当齿套件左移时，由于主动齿轮的转速高于棘爪齿轮，此时棘爪齿轮也只能往后超越过，才可正常运转。由此可以在同一速度驱动主动轴时，通过换挡拨叉的动作，传动轴可获得三种速度。若将本装置再安装在传动轴上(即将传动轴作为主动轴)，同时与主动轴相配合，便可获得9速或更多的速度转换。在本传动系统中，动力输出端可以是螺旋锥齿轮，也可以是链轮；是链轮时，可用于链传动自行车。
由于本装置采用齿轮、滚珠轴承等传动元件，其精度、强度、传动效率均高于链传动，因此可保证骑行者省力，采用中轴变速，不受空间限制，传动元件可根据强度要求，选取最佳参数，因此可保证传动元件坚固耐用，并可在运行或停止状态下灵活方便进行速度转换。且本装置处于密封状态，润滑充分，不会产生污染衣裤的现象、泥沙、尘土也不会进入传动系统中，使其元件磨损小，并可长时间保持高效。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明
图1为本实用新型的主视图其中1.外壳；2.齿套件；3.键；4.主动轴；5.轴承；6.主动齿轮；7.换挡拨叉；8.附加轴；9.端盖；10.垫圈；11.被动齿轮1′；12.键；13.首挡齿；14.被动齿轮2′；15.被动齿轮3′；16.垫圈；17.棘爪齿轮；18.棘爪；19.套管；20.主动螺旋锥齿轮；21.端盖；22.垫圈；23.花链套；24.棘爪底座；25.被动螺旋锥齿轮；26.垫圈；27.传动轴盖；28.传动轴；如
图1所示，自行车用中轴变速器主要由主动轴、主动齿轮、被动齿轮1′、被动齿轮2′、被动齿轮3′、附加轴、换挡拨叉、齿套件、首挡齿、棘爪齿轮、棘爪、花链套、套管、主动螺旋锥齿轮、被动螺旋锥齿轮、垫圈、轴承、键及外壳、端盖所组成，主动轴(4)(即自行车中轴)两端套有轴承，轴承座在外壳(1)内，主动轴上两轴承之间依次套有主动齿轮(6)、花链套(23)；其中；紧靠花链套直径大端的主动齿轮(6)通过键(3)与主动轴连为一体，外围有结合齿的花链套(23)滑动套在主动轴外围，花链套上依次设有外围有换挡拨叉(7)的齿套件(2)、靠齿套件端有结合齿的首挡齿(13)、棘爪齿轮(17)、套管(19)、主动螺旋锥齿轮(20)、、垫圈(22)、轴承。两端通过轴承座在外壳上的附加轴(8)与主动轴相平行，其上通过键(12)套有固接在一起的被动齿轮1′(11)、被动齿轮2′(14)、被动齿轮3′(15)；其中，被动齿轮1′(11)与主动齿轮(6)相啮合，被动齿轮2′(14)与首挡齿(13)相啮合，被动齿轮3′(15)与棘爪齿轮(17)相啮合；齿套件(2)通过其上换挡拨叉(7)的动作可将主动齿轮(6)与花链套(23)、花链套与首挡齿(13)连为一起。当主动轴接受外来动力并将动力靠主动齿轮、被动齿轮等依次传递下去，直到通过传动轴传递给后轴。在此之间，通过换挡拨叉的动作，使主动螺旋锥齿轮获得三种速度，向一个轴的一端输入一个速度，却可在轴的另一端的齿轮上得到三种速度；从而使传动轴通过主动螺旋锥齿轮(20)、被动螺旋锥齿轮(25)也可获得三种不同的速度。需要说明的是，齿轮与齿轮之间虽然有相对滑动，但由于两齿轮都朝一个方向转动，只是转速不同，所以相对两齿轮之间滑动不大，且由于两齿轮之间有润滑油起作用，所以影响不大；由于整个系统处于外壳之内，因此即可防止污物进入系统，又可使传动系统保持良好的润滑状态，减少零件之间的互相磨损，提高传动效率。本变速装置不仅适用于山地车、轻便车，同时也适用于人力三轮车。
权利要求1.一种自行车用中轴变速器，其特征在于自行车用中轴变速器主要由主动轴、主动齿轮、被动齿轮1′、被动齿轮2′、被动齿轮3′、附加轴、换挡拨叉、齿套件、首挡齿、棘爪齿轮、棘爪、花链套、套管、主动螺旋锥齿轮、被动螺旋锥齿轮、垫圈、轴承、键及外壳、端盖所组成；其中两端座在轴承上的附加轴与主动轴相平行，其上面通过键套有齿轮组，齿轮组为三个外径不同的被动齿轮1′、被动齿轮2′、被动齿轮3′固接而成；主动轴上依次套有轴承、主动齿轮、花链套、主动螺旋锥齿轮、轴承、端盖；花链套呈T字管状，其直径大端有外齿，直径小端上有凸台，花链套凸台与主动螺旋锥齿轮之间依次设有首挡齿、棘爪齿轮、棘爪、棘爪底座、套管；主动齿轮与被动齿轮1′、被动齿轮2′与首挡齿、被动齿轮3′与棘爪齿轮相啮合；呈T字状的主动齿轮、首挡齿的直径小端外围设有结合齿，两结合齿相向设置，其中间为花链套的直径大端，呈圆盘状并有内齿的齿套件套在花链套外围，齿套件外周设有换挡拨叉；整个传动系统置于外壳内。
2.根据权利要求书所述自行车用中轴变速器，其特征在于动力输出端可以是螺旋锥齿轮，也可以是链轮。
专利摘要一种自行车用中轴变速器主要由主动轴、主动齿轮、被动齿轮1、被动齿轮2、被动齿轮3、附加轴、换挡拨叉、齿套件、首挡齿、棘爪齿轮、棘爪、花链套、套管、主动螺旋锥齿轮、被动螺旋锥齿轮、垫圈、轴承、键及外壳、端盖所组成；主动轴与附加轴平行，两轴上分别安有主动齿轮、被动齿轮、棘爪齿轮、棘爪等，通过换挡拨叉带动齿套件的左、右移动，可使主动轴另一端输出三种速度，本机构操作灵活、零件之间磨损小、传动效率高。
文档编号B62M11/10GK2154834SQ93205809
公开日1994年2月2日 申请日期1993年3月16日 优先权日1993年3月16日
发明者朱振民 申请人:朱振民