专利名称：自行车轻巧变速链轮的制作方法
自行车轻巧变速链轮是一种具有高、低两级变速的自行车变速器。
目前，具有高、低二速的变速链轮，一般是利用行星变速原理设计的，它们易于改装于全链罩自行车内，不影响原车的外观，但是结构不够简单合理、生产成本较高。例如公告号为CN2071162和公开号为CN1060267的专利申请案，就是这样情况的变速链轮。
本发明创造的目的是提供一种具有高、低两级变速的自行车变速链轮机构，它简单、轻巧、可靠，制造、安装、使用、维修容易方便，传动效率高，承载力大，使用寿命长，主要零件为冲压件并可以互相套裁下料以节省材料降低成本，只要与普通车更换曲柄链轮就可以改装于各种自行车上(包括各种全链罩、半链罩车，普通型、轻型、重型车，也包括链轮为一般的各种变速车-可使变速级数增加一倍，变速幅度大大增加而优于其它变速车)。
本发明创造的具体结构由以下二个实施例及其附图给出。
图1为已安装在自行车中轴上的第一个实施例全剖视图，图2为图1的A-A剖视图，图3为图1的B-B剖视图，图4为第二个实施例的全剖视图，图5为图4的C-C剖视图。各个附图的比例均为1∶1。下面结合附图予以详细说明。
由图1可见，本变速链轮采用一种通称为NGW型的常用行星齿轮传动机构。图1、2、3所示的是处于低速级的状态-变速卡[4]头端不在变速缺口[24]内而被定位弹簧[25]控制稳定不动。若自行车向前进，曲柄盘[2]向前转(图2中为顺时针转，图3中为逆时针转)，曲柄盘[2]通过与其固定的行星轮轴[8]带动行星轮[7]、内齿轮[13]-在本实施例也就是链轮、太阳轮[1]，一起围绕中轴[6]轴线旋转。在此过程中，这些齿轮没有相对转动，是因为图3所示的固定在曲柄盘[2]上的棘爪[32]的作用结果。若此时曲柄盘[2]倒退向后转，棘爪[32]会脱离内齿轮[13]，这些齿轮就会相对转动。
当曲柄盘[2]向后转过某个角度时，位于低速级的本实施例就进入高速级-变速卡[4]头端进入变速缺口[24]内。如图2所示，曲柄盘[2]向后转(在图2中为逆时针转)，将使行星轮[7]带动太阳轮[1]向后转，变速缺口[30]就推动变速弹簧[29]绕固定于固定盘[15]上的销轴[28]摆动而使变速卡[4]头端脱离定位弹簧[25]的控制进入变速缺口[24]内。由于变速卡轴[5]是通过固定盘[15]、定位销[22]、螺钉[17]、支撑板[16]、[20]与自行车中接头[19]固定在一起的，所以，此时变速缺口[24]所在的太阳轮[1]被变速卡[4]卡住而不能向前转，行星轮就只能绕太阳轮[1]公转并自转，从而驱动内齿轮[13]也就是驱动链盘以高于曲柄盘[2]转速的速度转动。本实施例内齿轮，太阳轮齿数分别为68、40，经计算，高速级时，链盘与曲柄盘转速比为1.59。
当需要从高速级变为低速级时，也只要使曲柄盘[2]向后转过某个角度即可。这个过程是太阳轮[1]随着曲柄盘[2]向后转，使变速卡[4]脱离变速缺口[24]而回到如图2所示的位置上。附图中，[23]是太阳轮衬盘，[12]为铆钉。
结合附图和上述分析，明显可见，第一个实施例是由太阳轮[1]、链盘、内齿轮[13]、一组行星轮[7]、曲柄盘[2]组成，其结构特点是①变速链轮中间有固定盘[15]，固定盘[15]上有变速卡[4]、变速卡轴[5]、变速弹簧[29]，固定盘[15]旁边有变速缺口[24]、[30]。②变速卡[4]旁有使变速卡[4]在脱离变速缺口[24]后稳定不动的定位弹簧[25]，还有使变速卡[4]头端保持进入太阳轮缺口[24]趋势的复位弹簧[27]。当然可以用磁铁、橡胶或别的物体来使变速卡[4]定位或复位。③内齿轮[13]与太阳轮[1]之间有用来使内齿轮[12]和曲柄盘[2]离合的棘爪[32]、棘爪弹簧[33]和棘爪轴[31]，棘爪轴[31]与曲柄盘[2]连接在一起。这样，比较把这棘爪机构装在链轮和曲柄盘[2]之间，有如下优点在一定尺寸的变速链轮内装上的行星齿轮机构可具有较大尺寸，利于增大承载力和在行星轮[7]内装滚柱[9]，结构更紧凑，使用寿命和适应性均得到提高。④本实施例链盘和内齿轮[13]合二为一，它是一块外沿为链齿，内沿为内齿的环状板，可节省材料、简化生产工艺。⑤内齿轮[13]的内齿顶圆直径等于曲柄盘[2]外径，这样，内齿轮[13]下料冲裁剩下的中间部分正好用来制作曲柄盘[2]。⑥内齿轮[13]上固定连接有滚子套[3]，套内有滚子[10]，滚子[10]分布在曲柄盘[2]外沿圆周上。内齿轮[13]支撑在曲柄盘[2]上并且高速级时的相对转动为滚动，摩擦损失极小。当然，也可以将滚子套[3]和滚子[10]改在内齿轮左边，滚子[10]分布在固定盘[15]边沿上。⑦内齿轮[13]旁边有限位板[14]将内齿轮[13]控制在正确的位置上。限位板[14]和滚子套[3]还具有防止灰尘进入变速器内的作用。⑧固定盘[15]旁有支撑板[16]、[20]，它们用来十分牢靠地安装固定在中接头[19]上支撑板[16]被夹持在中接头[19]和中轴右套右端[18](对于本实施例B型中轴，此套是右中轴碗，对于A型中轴，此套为中轴挡)之间;支撑板[20]可被自行车后支架[21]卡住，而使与之相固定的支撑板[16]不会转动。⑨滚子[10]与滚子套[3]之间有衬环[11]，用以克服滚子套[3]工艺圆角、斜面带来的与滚子[10]接触不良的问题。
图4、5所示的是本变速链轮的第二个实施例，它与第一个实施例结构上的主要区别仅仅如下固定盘[15]与中轴右套右端[18]合为一体，支撑板[20]与固定盘[15]也就是中轴右套右端[18]，直接用螺钉固定连接，变速缺口[24]、[30]不直接设在太阳轮[1]上而是设在与太阳轮[1]铆接或焊接在一起的连板[34]上。这样，虽然需要变动已标准化大批生产的中轴右套结构，但却可以在不减小齿轮模数和增大厚度的条件下，大大减少了太阳轮[1]的齿数。第二个实施例内齿轮和太阳轮模数仍为2，齿数分别为54、26，链齿数为36，高速级时的当量链齿数为53。该实施例比较齿数为48的普通曲柄链轮，重量、厚度差不多，而外径却小得多，由此可见本变速链轮的“轻巧”。
本变速链轮有如下优点结构简单、轻巧、可靠，制造、安装、使用、维修容易方便，传动效率高，承载力大，使用寿命长，主要零件为冲压件并可互相套裁，材料利用率高，生产成本低，只要更换普通曲柄链轮就可以安装于各种现有的自行车上(包括各种全链罩、半链罩车，普通型、轻型、载重型车也包括曲柄链轮为一般的各种变速车-可使变速级数增加一倍、变速幅度大大增加而优于原先的变速车)。
权利要求
1.一种自行车变速链轮，它由太阳轮[1]、链盘、内齿轮[13]，一组行星轮[7]、曲柄盘[2]组成，其特征在于变速链轮中间有固定盘[15]，固定盘[15]上有变速卡[4]、变速卡轴[5]、变速弹簧[29]，固定盘[15]旁边有变速缺口[24]、[30]。
2.根据权利要求1所述的变速链轮，其特征在于变速卡[4]旁边有定位弹簧[25]和复位弹簧[27]。
3.根据权利要求1所述的变速链轮，其特征在于内齿轮[13]和太阳轮[1]之间有棘爪[32]，棘爪弹簧[33]和棘爪轴[31]，棘爪轴[31]与曲柄盘[2]连接在一起。
4.根据权利要求1所述的变速链轮，其特征在于内齿轮[13]和链盘合二为一，它是一块外沿为链齿、内沿为内齿的环状板。
5.根据权利要求1所述的变速链轮，其特征在于内齿轮[13]齿顶圆直径等于曲柄盘[2]外径。
6.根据权利要求1所述的变速链轮，其特征在于内齿轮[13]上有滚子套[3]，套内有分布在曲柄盘[2]边沿上的滚子[10]。
7.根据权利要求1所述的变速链轮，其特征在于内齿轮[13]旁边有限位板[14]。
8.根据权利要求1所述的变速链轮，其特征在于固定盘[15]旁边有支撑板[16]、[20]，它们可与自行车中接头[19]固定安装在一起。
9.根据权利要求6所述的变速链轮，其特征在于滚子[10]和滚子套[3]之间有衬环[11]。
10.根据权利要求8所述的变速链轮，其特征在于固定盘[15]与中轴右套右端[18]合为一体，支撑板[20]与固定盘[15]固定连接在一起。
全文摘要
自行车轻巧变速链轮是一种具有高、低两级变速的行星齿轮内变速器。其中间有固定盘(15)，盘上有变速卡(4)、变速卡轴(5)、变速弹簧，盘旁边有变速缺口，链盘与内齿轮(13)合为一体。它简单、轻巧、可靠，制造、安装、使用、维修容易方便，传动效率高，承载力大，寿命长，生产成本低，只要与普通车更换曲柄链轮就可装于现有各种自行车上。
文档编号B62M11/14GK1112069SQ94105188
公开日1995年11月22日 申请日期1994年5月14日 优先权日1994年5月14日
发明者陆中源 申请人:陆中源