專利名稱：橋式自動無級調(diào)速系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種同步齒輪、鏈輪變速系統(tǒng)。
本發(fā)明以前的技術(shù)背景是本人1988年9月28日申請的《自動無級變速鏈輪系統(tǒng)》專利號88.2.14425.1，公告號CN2047738V，證書號38216。結(jié)構(gòu)中采用齒輪和齒條防回轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝加工難，精度高，生產(chǎn)成本高，不利于大批量生產(chǎn)。自動變速時噪音大，隨動盤，主動盤系單盤沖壓，使用時顯得剛性不足，因而縮小了使用范圍。國外方面VS-3995508，WO-80/02129等專利系外置式拉簧，增大了回轉(zhuǎn)空間，既不美觀又不便安裝保護(hù)罩。主動盤上行星鏈輪呈直線滑移，形不成徑向支撐，騎行上坡時和負(fù)荷大時，因剛性不足，常常卡盤，失去變速功能，同時又易脫鏈，掛不上齒，影響使用，難以達(dá)到實施階段。
本發(fā)明的目的是克服上述變速系統(tǒng)弱點，獲得一種橋式自動無級調(diào)速系統(tǒng)。這種調(diào)速系統(tǒng)，裝在自行車上后，任何體力型人均可在一定范圍內(nèi)自由選擇到相適應(yīng)的變速力度，選擇調(diào)整方法簡單，根據(jù)數(shù)字與刻度，每調(diào)整一次，只需壹分鐘即可完成。調(diào)整后無需任何控制和操縱，本裝置可根據(jù)后車輪的負(fù)荷大小，快速自動對應(yīng)調(diào)整變速比，使騎行者感到輕松、省力、舒適安全。免去了頻繁操縱帶來的煩惱和諸多不便。這種變速裝置車速比普通車可提高四分之一，最省力擋比目前各種變速車最省力擋更為省力。只把中軸加長20～30毫米，就可適用于各種類型自行車。
在《自動無級變速鏈輪系統(tǒng)》專利的基礎(chǔ)上，用壓緊螺圈、離合連接座、離合防滑齒圈組合結(jié)構(gòu)，代替原調(diào)節(jié)指示盤，不用任何工具可隨意選擇調(diào)節(jié)所需相適應(yīng)的變速力度。用主動盤上滾動橋塊扇型扁方孔和工字滾柱，以及超越軸右端扁方頭結(jié)構(gòu)，取代齒輪和齒條，用滾動摩擦和增加形成多接觸點，減輕分散單位接觸面積上的靜壓力和沖擊負(fù)荷，不但增加了使用壽命，還簡化了結(jié)構(gòu)，降低了工藝難度。用雙盤沖壓組合成工字直角軌道或園弧軌道的剛性加強結(jié)構(gòu)，來擴(kuò)大受力負(fù)荷，從而擴(kuò)大了使用范圍。連接軸套右端增加工字軸套，內(nèi)接相聯(lián)轉(zhuǎn)動，形成橋式支撐從而有效的保證了兩盤左右偏擺;用扇型自動補償結(jié)構(gòu)，自動補償因徑比無級改變引起的鏈條的弦長周節(jié)齒距與行星鏈輪的嚙合差。以上發(fā)明在結(jié)構(gòu)使用后，降低和幾乎消除了噪聲，腳感舒適。不但保證了《自動無級變速鏈輪系統(tǒng)》原有功能，還簡化了結(jié)構(gòu)，降低了工藝制造難度，更為輕巧靈活，維修方便，使用壽命長，達(dá)到實用化和工業(yè)化生產(chǎn)階段。
發(fā)明是這樣實現(xiàn)的它是由主動盤、回轉(zhuǎn)托盤、滾動橋塊、工字滾柱、行星齒輪單向離合器，扭簧、連接軸套、工字軸套、離合連接座、離合防滑齒圈、壓緊螺圈、踏拐撥鏈器組合而成。主動盤、回轉(zhuǎn)托盤兩側(cè)端面上有4-8條向內(nèi)凹呈工字型直角狀或園弧軌道，槽中裝有滾動橋塊，滾動橋塊輪緣上內(nèi)外側(cè)加工有2～8個馬鞍園槽，裝有相同數(shù)量工字滾柱，可沿兩盤上漸開線軌道徑向內(nèi)外滑移滾動，二層扭轉(zhuǎn)彈簧外層頭部掛在連接軸套右端頭部缺口中，內(nèi)層頭部插入調(diào)節(jié)指示盤和踏拐中，調(diào)節(jié)指示盤與踏拐緊鉚在一起。通過壓緊螺圈、離合防滑接套、離合連接座與主動盤緊連，松開壓緊螺圈向左右旋轉(zhuǎn)搬動腳踏拐，向左扭矩減小，向右扭矩增大，調(diào)整到所需扭矩后，應(yīng)鎖緊壓緊螺圈。連接軸套左端與回轉(zhuǎn)托盤緊密相連，中部軸肩處套入主動盤內(nèi)孔中可自由轉(zhuǎn)動。右端頭部內(nèi)孔與工字軸套內(nèi)接轉(zhuǎn)動，形成橋式支撐、控制偏擺。右端外園上制造有螺紋，通過調(diào)整螺圈，調(diào)整兩盤間距和軸向間隙。行星齒輪單向離合器園柱端插入回轉(zhuǎn)托盤中滾動橋塊園孔內(nèi)，能自由轉(zhuǎn)動。扁方園柱端插入主動盤上的滾動橋塊扇型扁方孔中，當(dāng)主動盤轉(zhuǎn)動時行星鏈輪依次逐步與鏈條嚙合，隨腳踏力扁方偏轉(zhuǎn)一定角度逐漸貼緊扇型孔斜邊上，通過鏈條將力輸給后輪。脫離鏈條即空載位置，在壓簧的推動下，自動恢復(fù)空懸位置。重新嚙合時，依次重復(fù)上述動作。從而消除或減輕了嚙合噪聲。在二層扭轉(zhuǎn)彈簧與后輪上傳來的負(fù)荷大小力差對應(yīng)作用下回轉(zhuǎn)托盤既隨中軸和驅(qū)動盤軸心公轉(zhuǎn)的同時，又隨負(fù)荷大小力差自轉(zhuǎn)。負(fù)荷大於二層扭簧扭矩時回轉(zhuǎn)托盤帶動數(shù)組行星齒輪單向離合器同步向內(nèi)收直至到最小位置，此時變速比最小，速度最慢，即最省力位置;當(dāng)負(fù)荷小於二層扭簧扭矩時回轉(zhuǎn)托盤帶動數(shù)組行星齒輪單向離合器同步向外放大直到最大位置，隨著位置逐步放大，速度也隨之加大，直到限位，即最快速度。當(dāng)負(fù)荷等於二層扭簧扭矩時回轉(zhuǎn)托盤停止自轉(zhuǎn)，行星齒輪單向離合器停止在某一位置，保持一定速比隨主動盤帶動鏈條公轉(zhuǎn)。至此完成和實現(xiàn)上述發(fā)明目的。
以下將結(jié)合附圖
對發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述圖一.是本發(fā)明在兩種極限工作狀態(tài)下的原理圖，粗實線代表最快速度，雙點劃線表示最慢速度。
圖二.是本發(fā)明在最大速度和最小速度的正視圖。
參照圖二圖中上面部份是自行車在最大速度時，滾動橋塊，滾輪的工作位置(由粗實線表示)細(xì)點劃線表示的是最慢速度即最省力位置。圖中下面部份是行星齒輪單向離合器的工作位置，粗實線表示的是最大速度，細(xì)點劃線表示的是最慢速度，即最省力位置。圖中所示各部件名稱回轉(zhuǎn)托盤[1]，中軸[3]，左滾動橋塊[5]，工字滾柱[6]，二層扭簧[20]、主動盤[12]、齒輪軸[10]、右滾動橋塊[14]、行星齒輪[11]、漸開線槽軌道[7]。
圖三.是本發(fā)明具體結(jié)構(gòu)剖面圖
參照圖三，主動盤[12]，回轉(zhuǎn)托盤[1]兩端面上制造有向內(nèi)凹的呈均勻分布的數(shù)條漸開線槽軌道[7]，(圖中六條)回轉(zhuǎn)托盤[1]漸開線槽軌道[7]中，裝左滾動橋塊[5]，主動盤[12]漸開線槽軌道[7]中，裝有右滾動橋塊[14]。左滾動橋塊[5]，右滾動橋塊[14]輪緣上裝有工字滾柱[6]，在兩盤漸開線槽軌道[7]中滾動，用以實現(xiàn)無級變速主動托盤[12]，回轉(zhuǎn)托盤[1]通過連接軸套[4]和調(diào)整螺圈[16]連接在一起，用調(diào)整螺圈[16]調(diào)整兩盤軸向間距和間隙?；剞D(zhuǎn)托盤[1]既能隨主動盤[12]公轉(zhuǎn)又能自轉(zhuǎn)。連接軸套[4]右端頭部裝有工字軸套[19]內(nèi)接轉(zhuǎn)動。與回轉(zhuǎn)托盤[1]，腳踏拐[22]，中軸[4]，形成橋梁支撐，控制軸向偏擺，保證行星齒輪[11]與鏈條[25]的軸向順利嚙合。二層扭簧[20]整體放入連接軸套[4]內(nèi)孔中，外層頭部掛在連接軸套[4]右端頭部缺口中內(nèi)層頭部插入調(diào)節(jié)指示盤[23]和踏拐[22]的孔中。調(diào)節(jié)指示盤[23]和踏拐[22]緊鉚在一起。調(diào)節(jié)指示盤[23]內(nèi)斜面上和離合防滑連接套[18]外斜面上加工有若干防滑棘齒，通過壓緊螺圈[17]把離合防滑接套[18]，離合連接座[15]緊連。離合連接座[15]與主動盤[12]用沉頭螺釘[24]緊連。壓緊螺圈[17]斜端面上刻有數(shù)字和刻度(見圖六)。松開壓緊螺圈[17]結(jié)合刻度指示盤[23]外斜線上的對照線，向左搬動腳踏拐[22]，二層扭轉(zhuǎn)彈簧[20]扭矩減小;向右搬動踏拐[22]扭矩增大，每次選擇調(diào)整后均應(yīng)鎖緊緊壓螺圈[17]，此結(jié)構(gòu)主要用於調(diào)整選擇相適應(yīng)變速力度。
參照圖四.行星齒輪單向離合器它是由行星齒輪[11]，超越銷[9]超越軸[10]，壓簧[8]組成。行星齒輪[11]內(nèi)孔加工有若干單向棘槽(圖中10條)，超越軸[10]中間大外園上加工有若干超越銷[9]槽，槽中裝有相同數(shù)量的超越銷[9]和壓簧[8](圖中四個)。當(dāng)行星齒輪[11]逆時針轉(zhuǎn)動時，其中某一超越銷[9]在壓簧[8]的推動下，彈入行星齒輪[11]內(nèi)孔單向棘槽中。使超越軸[10]、超越銷[9]、行星齒輪[11]結(jié)為一體，與主動盤[12]及盤上左右滾動橋塊驅(qū)動鏈條，再帶動后輪轉(zhuǎn)動;當(dāng)行星齒輪[11]順時針轉(zhuǎn)動時(即負(fù)荷小於二層扭簧扭力矩)所有超越銷[9]均被壓向軸心，行星齒輪[11]與超越軸[10]自然分離，此時回轉(zhuǎn)托盤[1]在二層扭轉(zhuǎn)彈簧[20]的扭力矩作用下，帶動數(shù)組行星齒輪單向離合器迅速放大。(請再參照圖二理解)。避免了機(jī)構(gòu)的自鎖。
參照圖五.超越軸[10]右端呈扁方軸，插入主動盤[12]的滾動橋塊[14]的扁方孔中扁方孔右下端裝有彈簧[13]。當(dāng)空載時瞬間，彈簧[13]把扁方軸推向上方，進(jìn)入可轉(zhuǎn)動一定角度的嚙合位置。使行星齒輪[11]能與鏈條[25]順利徑向嚙合，自動補償鏈條[25]周節(jié)嚙合差。彈簧[13]也可反裝在扁方軸中。
將上述各種實施例綜合，可構(gòu)成本發(fā)明的最佳實施組合說明書提供的就是這種組合最后需要說明的是，回轉(zhuǎn)托盤[1]，主動盤[12]最好采用單盤沖壓，熱處理后，通過高頻點焊、主合而成。主合后空隙處充滿高強度高分子復(fù)合材料或工程塑料以提高兩盤剛性和強度，兩盤凹陷處鉆孔后也充滿復(fù)合材料或工程塑料形成塑鉚接。
經(jīng)過多年反復(fù)探索、試驗，發(fā)明人已獲得了成功。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單只由20多種不相同零件組成，80%的零件可直接用冷沖壓，冷蹬技術(shù)制造，部份零件也可用高分子復(fù)合材料制造，特別適合大批量生產(chǎn)，用料省每臺耗料3kg左右，組裝后每臺約1.8kg。該項技術(shù)成熟，生產(chǎn)廠家接產(chǎn)容易，有長久廣闊的生產(chǎn)前景。
權(quán)利要求
1.一個由主動盤[12]，回轉(zhuǎn)托盤[1]，左滾動橋塊[5]，右滾動橋塊[14]，工字滾柱[6]，由行星齒輪[11]，超越軸[10]，超越銷[9]，壓簧[8]組成的行星齒輪單向離合器。二層扭轉(zhuǎn)彈簧[20]，連接軸套[4]，工字軸套[19]，離合連接座[15]，調(diào)整螺圈[16]，離合防滑齒圈[18]，壓緊螺圈[17]，中軸[3]，踏拐[22]，撥鏈器[26]組合而成的橋式自動無級調(diào)速裝置。其特征是主動盤[12]與回轉(zhuǎn)托盤[1]用連接軸套[4]、工字軸套[19]組成可回轉(zhuǎn)橋梁結(jié)構(gòu)，左滾動橋塊[5]，右滾動橋塊[14]在工字滾柱[6]托轉(zhuǎn)下支撐帶動行星齒輪單向離合器驅(qū)動鏈條，并在騎行阻力與二層扭轉(zhuǎn)彈簧的共同作用下，沿兩盤內(nèi)凹漸開線軌道槽[7]向內(nèi)收縮或向外放大，隨騎行阻力大小力差，自動改變徑比，實現(xiàn)無級自動變速。
2.權(quán)利要求1所說的橋式自動無級調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于主動盤[12]，回轉(zhuǎn)托盤[1]兩側(cè)端面上有多條與行星齒輪單向離合器數(shù)目相同的，向內(nèi)凹呈工字型直角或圓弧并均勻分布的漸開線軌道槽[7]。兩盤上漸開線軌道槽[7]數(shù)目相同，方向相反。左滾動橋塊[5]和右滾動橋塊[14]輪緣上內(nèi)、外側(cè)上有數(shù)個馬鞍狀圓槽，槽中裝有工字滾柱[6]，在兩盤上漸開線軌道[7]中滾動滑移。橋式支撐行星鏈輪及鏈條上傳來的騎行阻力。
3.權(quán)利要求1.2所說的橋式自動無級調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于回轉(zhuǎn)托盤[1]既隨中軸[3]和主動盤[12]公轉(zhuǎn)的同時，又隨后輪上傳來的騎行阻力力差與二層扭轉(zhuǎn)彈簧的扭矩共同作用下，圍繞中軸[3]和主動盤[12]軸心自轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)的同時也帶動數(shù)組行星齒輪單向離合器收攏或放大，不斷調(diào)整徑比，實現(xiàn)自動無級調(diào)速。
4.權(quán)利要求1.2.3所說的橋式自動無級調(diào)速系統(tǒng)。其特征在于右滾動橋塊[14]中央有一扁方扇型孔，孔的左下方放一彈簧[13]，超越軸[10]右端呈扁方，插入此扁方扇型孔中，可偏轉(zhuǎn)一定角度，自動補償鏈條周節(jié)嚙合差。彈簧[13]也可裝在扁方軸中。
5.權(quán)利要求1.2.3所說的橋式自動無級調(diào)速系統(tǒng)。其特征在於二層扭簧[20]整體放入連接軸套[4]內(nèi)孔中。外層頭部掛在連接軸套[4]缺口中，內(nèi)層頭部插入調(diào)節(jié)指示盤[23]和踏拐[22]孔中。
6.權(quán)利要求1.2.3.4.所說的橋式自動無級調(diào)速系統(tǒng)。其特征在於行星單向離合器是由行星齒輪[11]，超越軸[10]，數(shù)個超越銷[9]，數(shù)個彈簧[6]組成。
7.權(quán)利要求1.2.3.4.5.所說的橋式自動無級調(diào)速系統(tǒng)。其特征在於力度顯示調(diào)整部份是由壓緊螺圈[11]，離合防滑接套[18]，離合連接座[15]，連接軸承[4]，二層扭轉(zhuǎn)彈簧[20]，調(diào)節(jié)指示盤[23]，踏拐[22]組成。其中離合防滑接套[18]外斜端面和調(diào)節(jié)指示盤[23]內(nèi)斜面上加工有若干防滑棘齒，防滑固定。壓緊螺圈[11]斜端面上刻有刻度加數(shù)字，調(diào)節(jié)指示盤[23]外斜面上刻有對照線，供調(diào)整選擇變速力度。
8.權(quán)利要求1.2.3.所說的橋式自動無級調(diào)速系統(tǒng)。其特征在於回轉(zhuǎn)托盤[1]、主動盤[12]，采用單盤沖壓，熱處理后，通過點焊主合而成。主合后空隙處充滿高強度高分子復(fù)合材料或工程塑料，通過凹陷處孔相通，實現(xiàn)塑鉚，加強剛性和強度結(jié)合力。
9.權(quán)利要求1.2.3.5.7.所說的橋式自動無級調(diào)速系統(tǒng)。其特征在於連接軸套[4]，右端內(nèi)孔中裝有工字軸套[19]，可隨中軸[3]連接軸套[4]旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明主要由主動盤、回轉(zhuǎn)托盤、滾動橋塊、工字滾柱、連接軸套、行星鏈輪單向離合器、力變調(diào)整結(jié)構(gòu)、二層扭轉(zhuǎn)彈簧、撥鏈器組合而成。用連接軸套、工字軸套把主動盤、回轉(zhuǎn)托盤連接組成可回轉(zhuǎn)橋架與滾動橋塊與行星鏈輪單向離合器組成完整橋式結(jié)構(gòu)。滾動橋塊在工字滾柱托轉(zhuǎn)下，支撐帶動行星鏈輪單向離合器驅(qū)動鏈條，并在騎行阻力與二層扭轉(zhuǎn)彈簧的扭矩共同作用下，沿兩盤內(nèi)凹漸開線軌道槽向內(nèi)收縮或向外放大，隨騎行阻力大小力差和所選的本人最佳變速力度自動改變徑比，實現(xiàn)自動無級變速。
文檔編號B62M9/08GK1071130SQ91109559
公開日1993年4月21日 申請日期1991年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1991年9月28日
發(fā)明者薛榮生 申請人:薛榮生