專利名稱：雙向雙速內置增力傻瓜自行車后軸的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種能使人力驅動的車輛，增加驅動力的雙向雙速內置增力傻瓜自行車后軸。
通常的人力驅動的車輛(如自行車.三輪車.輪椅車等)，在一般情況下，使用方便，但是在迎風時、上坡時、載重時及道路泥濘時，會感到驅動力不足，究其原因，主要是因為普通自行車是加速傳動驅動，加速傳動比大于2，要增加驅動力，就得設法把加速傳動比降下來。常見有載重人力三輪車，在其后軸飛輪上裝個加大直徑的鏈輪，有的還同時在中軸處換個小直徑鏈輪，使總傳動比接近1比1，滿足了增加驅動力的需要，但是，空車時就不太方便了。為了兼顧驅動力和速度，人們設計了多種自行車變速器，常見的一種，是在自行車中軸和后軸處，分別裝有多排不同齒數(shù)的鏈輪，通過裝在車把上的兩個線控扳手，分別控制前、后撥鏈器，把鏈條放在不同的鏈輪上，達到變速的目的。這類變速器，在使用前和使用中，都要按規(guī)定調整變速操縱裝置，更不方便之處，是對使用者的變速操作有嚴格的要求，其使用說明書中規(guī)定“變速時，應連續(xù)向前踏動腳蹬，切勿在鏈輪停止時撥動扳手.”另外，這類變速器均未見到有防塵措施，各運動部件加潤滑油后，易粘塵土，而且很難清洗，會使操作不暢，尤其不適于鄉(xiāng)村使用。還有一種內置三速變速器后軸，是全封閉結構，防塵性能好，但是，其變速也是操縱線控扳手換檔，除了要按照規(guī)定仔細調整線控扳手外，其說明書也要求使用者，“如需變速，應使踏腳倒轉才可撥動扳手進行換檔，”還要求“停車時，不要撥動變速扳手，以防損壞零件?！边@樣嚴格要求，使用者如果稍不注意就可能損壞零件，自行車停在那里很難保證不被人撥動扳手，這也可能損壞零件，可以說，這一類自行車變速器使用得不放心。還有，停車時不能變速，這就使得常常要在停車時就變速的實用要求，而做不到。所以，這類變速器，對于一般民用，特別是對于鄉(xiāng)村和山區(qū)不太實用。
本發(fā)明的目的，是提供一種雙向雙速內置增力傻瓜自行車后軸，正向蹬腳踏時，以普通自行車速度行進，反向蹬踏腳時，使總傳動比接近1比1，以增大驅動力，還應有如下特性(1)潑辣性不另設變速操縱機構，對使用者無任何使用限制，允許使用者在任何情況下，包括車輛在停止的情況下，都可以任意、快速、反復變速，而且不會損壞零件。
(2)維護性采用內置變速器整體后軸結構，從工廠發(fā)出后軸總成，不需調整，直接裝車使用，防塵性能良好，維護方便，有利于鄉(xiāng)村使用。
(3)互換性對現(xiàn)有的無變速器的自行車，不需任何改動，可直接換裝。
本發(fā)明的雙向雙速內置增力傻瓜自行車后軸(見附圖1)，它由行星輪架(2)、行星輪軸(3)、定位板(4)、行星輪(10)、擋圈(31)、芯軸(18)、銷子(8)、左端蓋(1)、內齒圈(32)、太陽輪(11)、反向內棘齒(27)、驅動軸(19)、棘爪(24)、(26)、棘爪銷(28)、鏈輪(21)、左螺紋螺母(20)、右端蓋(23)、殼體(33)、滾珠(5)、(9)、(12)、(15)、(22)、(25)、(29)、軸擋(6)、(16)、小軸擋(13)、小鎖緊螺母(14)、定位圈(30)、鎖緊螺母(17)和調整墊(7)組成。
本發(fā)明的特征在于，行星輪架(2)上有軸孔，插入行星輪軸(3)，用定位板(4)卡在行星輪軸(3)尾部的槽中，行星輪(10)裝在行星輪軸(3)上，用擋圈(31)限位，行星輪架(2)的內孔與芯軸(18)配合，用銷子(8)固定并擋住定位板(4)。左端蓋(1)內有滾珠(5)的滾道，外有螺紋與殼體(33)旋合，其端面有端面齒。內齒圈(32)與行星輪(10)嚙合，其端面有端面齒與左端蓋(1)嚙合。太陽輪(11)與行星輪(10)嚙合，其兩邊有滾珠(9)(12)進行軸向定位。驅動軸(19)左端有兩個環(huán)形棘爪槽，兩個棘爪(24)和兩個棘爪(26)分別對稱分布，并反向用棘爪銷(28)固定在棘爪槽中，其外部有滾珠(22)的滾道，其內孔右端有一道滾珠(15)的滾道，其右端還有旋合鏈輪(21)和左螺紋螺母(20)的螺紋。反向內棘齒(27)外緣外面兩端各有一道滾珠(25)(29)的滾道，外緣里面有反向內棘齒與棘爪(26)嚙合，其內孔為花鍵內套齒與太陽輪(11)嚙合。右端蓋(23)內圓有與棘爪(24)嚙合的內棘齒以及滾珠(22)的滾道，外有螺紋與殼體(33)旋合。反向內棘齒(27)和右端蓋(23)的內棘齒的齒數(shù)均為單數(shù)，以保證在棘爪與內棘齒嚙合時的過程中，空行程最小。芯軸(18)有圓柱面及銷孔與行星輪架(2)及銷子(8)配合，其兩端有螺紋與軸擋(6)(16)及小軸擋(13)旋合，用鎖緊螺母(17)及小鎖緊螺母(14)鎖緊。殼體(33)兩端有內螺紋，外緣有傳力的安裝邊。定位圈(30)和調整墊(7)用于調整間隙。
本發(fā)明的雙向雙速內置增力傻瓜自行車后軸的運行過程，結合
如下附圖1是本發(fā)明雙向雙速內置增力傻瓜自行車后軸沿軸向中心線剖切的上半部剖視圖；附圖2是附圖1中沿B-B剖切面的局部剖視圖；附國3是附圖1中沿C-C剖切面的局部剖視圖。
1.正向蹬踏中軸曲柄的情況按附圖1A向所視的運轉方向進行敘述(以下同)，這時，驅動軸(19)為順時針旋轉，固定其上的棘爪(24)與右端蓋(23)的棘齒嚙合(見附圖3)，推動殼體(33)也作順時針旋轉，車輛向前行進，這與無變速器自行車的飛輪功能相同。殼體(33)作順時針旋轉時，左端蓋(1)和內齒圈(32)也作順時針旋轉，通過行星輪(10)使太陽輪(11)作反時針旋轉，使反向內棘齒(27)相對棘爪(26)作超越滑動(見附圖2)，故不影響車輛行進。
2.在車輛行進途中，停止蹬踏中軸曲柄的情況這時，殼體(33)繼續(xù)作順時針旋轉，右端蓋(23)也作順時針旋轉，其棘齒相對棘爪(24)作超越滑動(見附圖3)。于此同時，左端蓋(1)也作順時針旋轉，而太陽輪(11)是作反時針旋轉，使反向內棘齒(27)的棘齒相對棘爪(26)也作超越滑動(見附圖2)，因此，均不影響車輛行進。
3.反向蹬踏中軸曲柄的情況這有兩種情況(1)車輛在停止狀況下，反向蹬踏中軸曲柄車輛不動，反向蹬踏時，驅動軸(19)作反時針轉動，其上的棘爪(24)相對右端蓋(23)的棘齒作超越滑動(見附圖3)，而棘爪(26)與反向內棘齒(27)的棘齒嚙合(見附圖2)，通過花鍵套齒，使太陽輪(11)作反時針轉動，再通過行星輪(10)使內齒圈(32)作順時針減速轉動，相對于驅動軸(19)其減速比為 并通過左端蓋(1)、殼體(33)驅動車輛向前行進。顯然，由于向后蹬踏時，增大了驅動力，能使車輛更容易啟動。這會給使用者帶來很大方便，例如，自行車載著重物在中途暫時停下，然后又啟動車輛(這相當于在城市中遇到紅燈的情況)，如果是普通自行車，由于驅動力小啟動車輛比較困難，車輛行進不穩(wěn)。如果使用的是裝有本發(fā)明的雙向雙速內置增力傻瓜自行車后軸的自行車，這時只要向后蹬踏，就會得到像載重人力三輪車那樣大的驅動力，使車輛容易啟動，達到一定車速后，立即改為向前蹬踏，就可以進一步增加車速。
(2)車輛在行進途中，反向蹬踏中軸曲柄由前述可知，車輛在行進時，太陽輪(11)是作反時針旋轉的，反向蹬踏中軸曲柄，驅動軸(19)也作反時針旋轉，這時，右端蓋(23)的棘齒相對棘爪(24)作超越滑動，如果驅動軸(19)的反時針轉速小于太陽輪(11)的反時針轉速，則棘爪(26)不能與反向內棘齒(27)的內棘齒嚙合，而作相對滑動(見附圖2)，這就是說，當車輛以正常速度進行時，反向蹬踏中軸曲柄，雖然不會影響車輛行進，但是沒有實用意義，只有當車輛行進受阻而變慢時，迅速改為反向蹬踏，這時，棘爪(26)才能與反向內棘齒(27)的棘齒嚙合，通過太陽輪(11)、行星輪(10)、內齒圈(32)和左端蓋(1)，使殼體(33)得到增大的驅動力來驅動車輛。
本發(fā)明的雙向雙速內置增力傻瓜自行車后軸，除了在使用功能上較背景技術有明顯的優(yōu)點外，而且在結構上還作了獨特的設計，這就是，在行星齒輪減速器部分，設計了太陽輪(11)浮動結構和內齒圈(32)浮動結構。這兩種浮動結構同時應用于行星齒輪減速器的結構上，能有效地補償制造誤差和裝配誤差帶來的影響，使行星輪(10)分擔載荷均勻，也就使太陽輪(11)和內齒圈(32)和行星輪(10)都受力均勻，增加了齒輪工作的可靠性，延長了零件的工作壽命。另外，這樣的結構設計，還顯著地改善了齒輪加工的工藝性，有利于大批量生產和自動化生產線加工，從而能降低成本。
本發(fā)明的雙向雙速內置增力傻瓜自行車后軸，在自行車上的安裝情況，由于比較容易理解，就不再贅述了。
綜上所述，本發(fā)明的雙向雙速內置增力傻瓜自行車后軸，只選擇了兩檔實用的速度，只用正、反向蹬踏中軸曲柄進行變速，不設其他變速換檔機構，對使用者無任何使用限制，在任何情況下，都可以任意迅速反復變速，即便是自行車在停止的狀態(tài)下，也可以進行變速，這會給使用者以很大的便利。采用整體后軸結構，從工廠發(fā)出裝配好的后軸總成，不需調整，就能長期保持技術質量。對現(xiàn)有的無變速器的自行車，不需改動(包括各種鏈罩)，可直接代替其原車的后軸和飛輪裝車使用。整體后軸結構還具有良好的防塵性能，清洗方便，再加上增大的驅動力和隨意變速的功能，更有利于鄉(xiāng)村和山區(qū)使用。本發(fā)明的雙向雙速內置增力傻瓜自行車后軸，在殼體(33)上可以設置不同形狀和不同數(shù)量的傳力安裝邊，用來驅動自行車、三輪車、輪椅車及各種水、陸運動器具等。從倒退行走對人體有益的新聞報導來看，自行車等器具的倒著蹬踏，也應該對人體是有益處的。本發(fā)明的雙向雙速內置增力傻瓜自行車后軸，突出地體現(xiàn)了人機工程的宜人性設計，在自行車變速器領域中的運用，能使人力驅動的各種車輛及器具的實用功能有顯著的進步。
權利要求1.一種雙向雙速內置增力傻瓜自行車后軸，它由行星輪架(2)、行星輪軸(3)、定位板(4)、行星輪(10)、擋圈(31)、芯軸(18)、銷子(8)、左端蓋(1)、內齒圈(32)、太陽輪(11)、反向內棘齒(27)、驅動軸(19)、棘爪(24)(26)、棘爪銷(28)、鏈輪(21)、左螺紋螺母(20)、右端蓋(23)、殼體(33)、滾珠(5)(9)(12)(15)(22)(25)(29)、軸擋(6)(16)、小軸擋(13)、小鎖緊螺母(14)、鎖緊螺母(17)、定位圈(30)和調整墊(7)組成。其特征在于，行星輪架(2)上有軸孔，插入行星輪軸(3)，用定位板(4)卡在行星輪軸(3)的槽中，行星輪(10)裝在行星輪軸(3)上，用擋圈(31)限位，行星輪架(2)的內孔與芯軸(18)配合，用銷子(8)固定并擋住定位板(4)。左端蓋(1)內孔有滾珠(5)的滾道，外有螺紋與殼體(33)旋合，其右端面有端面齒。內齒圈(32)與行星輪(10)嚙合，其左端面有端面齒與左端蓋(1)嚙合。太陽輪(11)與行星輪(10)嚙合，其兩邊有滾珠(9)(12)軸向定位。驅動軸(19)左端有兩個環(huán)形棘爪槽，兩個棘爪(24)和兩個棘爪(26)分別對稱分布，并反向用棘爪銷(28)固定在槽中，其上部有滾珠(22)的滾道，其內孔右邊有一道滾珠(15)的滾道，其右端有旋合鏈輪(21)和左螺紋螺母(20)的螺紋。反向內棘齒(27)外緣外面兩端各有一道滾珠(25)(29)的的滾道，外緣里面有反向內棘齒與棘爪(26)嚙合，內孔有花鍵內套齒與太陽輪(11)嚙合。右端蓋(23)內有與棘爪(24)嚙合的內棘齒及滾珠(22)的滾道，外有螺紋與殼體(33)旋合。反向內棘齒(27)和右端蓋(23)的內棘齒的齒數(shù)均為單數(shù)。芯軸(18)有圓柱面及銷孔與行星輪架(2)及銷子(8)配合，其兩端有螺紋與軸擋(6)(16)、小軸擋(13)、小鎖緊螺母(14)、鎖緊螺母(17)旋合。用定位圈(30)和調整墊(7)調整間隙。殼體(33)兩端有內螺紋，外有傳力的安裝邊。
2.按照權利要求1所述的雙向雙速內置增力傻瓜自行車后軸，其特征在于，行星輪架(2)上可裝有3、4、或5個行星輪軸(3)，該軸上分別裝有一共3、4、或5個行星輪(10)。
3.按照權利要求1所述的雙向雙速內置增力傻瓜自行車后軸，其特征在于，殼體(33)上可以設置不同形狀和不同數(shù)量的安裝邊。
專利摘要一種雙向雙速內置增力傻瓜自行車后軸。正向蹬踏時,與普通自行車飛輪的功能相同。反向蹬踏時,驅動內置行星齒輪減速器,使自行車得到像載重人力三輪車那樣大的驅動力。本實用新型不另設變速換檔機構,對使用者無任何使用限制,在任何使用情況下,甚至在停車時,都可隨意迅速、反復變速,使用極為方便。采用整體內置后軸,防塵性能好,清洗方便,能長期保持技術質量,加上增大的驅動力和可以隨意變速的特性,更能適合鄉(xiāng)村和山區(qū)的各種需要。普通自行車不需改動(包括各種鏈罩),可直接換裝。由于行星齒輪減速器,同時設計了太陽輪浮動結構和內齒圈浮動結構,使齒輪受力均勻,增加了可靠性,同時又有利于齒輪的大批量加工,從而能降低成本。
文檔編號B60B35/12GK2501707SQ0127700
公開日2002年7月24日 申請日期2001年12月5日 優(yōu)先權日2001年7月2日
發(fā)明者湯萍 申請人:湯萍