專利名稱：平方內(nèi)變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及自行車、三輪車的變速機(jī)構(gòu)。
現(xiàn)在用于自行車的撥鏈外變速器，裝配調(diào)整復(fù)雜，易掉鏈條、使用壽命短，行星輪系自行車的變速器的使用范圍小，僅為三速，變速時(shí)機(jī)受到限制，只能在行駛中變速，且腳不能動(dòng)。
本發(fā)明目的在于設(shè)計(jì)一種傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)比準(zhǔn)確、變速范圍大、變速安全可靠、操縱簡單、工藝成熟、使用壽命長、用途廣的變速器。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是用于自行車、三輪車的變速裝置，具有殼體(33)，和裝在殼體(33)內(nèi)相互平行、支承在裝于殼體(33)的左、右端蓋(26)的軸承(10)或蓋上的輸入軸(1)、固定傳動(dòng)軸(4)和輸出軸(8)，在軸(1)、軸(4)和軸(8)上分別裝有齒輪(27)、齒輪(7)和齒輪(15)，軸(1)、軸(4)和軸(8)呈一字形排列或星字形排列，齒輪(27)和齒輪(7)、齒輪(7)和齒輪(15)分別互相嚙合，按裝在自行車或三輪車車把上的由本體(43)、夾箍(42)和手柄(44)組成的操縱系統(tǒng)由鋼絲繩(40)與變速裝置相聯(lián)，本發(fā)明特殊之處在于在右端蓋(26)小孔里裝有棘爪軸(32)，其上套有棘爪(30)、棘爪彈簧(31)，軸(1)為空心套筒軸，軸上有n個(gè)長短依次排列的均勻分布的鍵槽，每個(gè)鍵槽右側(cè)有一定位坑，軸向孔內(nèi)裝有n個(gè)長短不一的彈簧跳鍵(28)與相應(yīng)的鍵槽配合，孔端裝定位銷(34)，軸(1)定位坑位置上套有凸輪(29)，其小孔內(nèi)裝定位鋼珠(2)、定位彈簧(3)，在軸(1)上凸輪(29)左側(cè)從小到大裝有n個(gè)齒輪(27)在軸(4)上裝有套筒齒輪(6)，其上裝上鍵，再從小到大裝上n－1個(gè)齒輪(7)，軸(8)為空心套筒軸，上有m個(gè)小孔、m個(gè)棘爪坑，m個(gè)彈簧槽，在每個(gè)小孔里放一個(gè)棘爪頂桿(14)，每個(gè)棘爪坑放一個(gè)棘爪(13)，每個(gè)彈簧槽內(nèi)裝一個(gè)彈簧圈(12)，軸向孔內(nèi)依次裝有彈簧(11)、變速棒(16)、頂桿(17)，軸(8)上裝有m個(gè)從小到大排列的齒輪(15)、緊靠頂桿(17)的撥板(21)的一端鉚在與固定有鋼絲繩(40)的調(diào)整桿(23)相聯(lián)的拉桿(22)上，固定有鋼絲繩(40)的本體(43)上有m個(gè)定位坑。
凸輪(29)同時(shí)是一個(gè)棘輪，則園面是棘輪、內(nèi)孔面是凸輪。
齒輪(27)齒輪數(shù)n，軸(1)上鍵槽數(shù)n和小孔數(shù)n，彈簧跳鍵(28)數(shù)n次及齒輪(7)數(shù)n－1中的n，均為同一整數(shù)且2≤n≤8齒輪(15)數(shù)m、軸(8)上小孔、棘爪坑、彈簧槽數(shù)m、棘爪頂桿(14)、棘爪(13)、棘爪彈簧圈(12)數(shù)m、本體上定位坑數(shù)m均為同一整數(shù)且2≤m≤n。
齒輪(27)內(nèi)孔面上有3個(gè)均勻分布的鍵槽。
齒輪(15)同時(shí)是一個(gè)棘輪，其外園面是齒輪，內(nèi)孔面為棘輪。
外殼(33)外形為園形、橢園形、方形或長方形。
本實(shí)用新型有如下優(yōu)點(diǎn)1.本變速器采用在凸輪(29)或棘爪頂桿(14)變速棒(16)的控制下，在彈簧的作用下，將一個(gè)彈簧跳鍵(28)或一個(gè)棘爪(13)嵌入輸入軸(1)或輸出軸(8)上相應(yīng)的一個(gè)齒輪(27)或齒輪(15)的鍵槽或棘輪齒中，使其與軸(1)或帶動(dòng)軸(8)轉(zhuǎn)動(dòng)，其余的彈簧跳鍵(28)或棘爪(13)都閉合在軸(1)或軸(8)中，相應(yīng)的齒輪雖然轉(zhuǎn)動(dòng)但與軸無關(guān)，改變凸輪(29)或棘爪頂桿(14)變速棒(16)與軸(1)或軸(8)的相對(duì)位置就能達(dá)到變速目的，操縱系統(tǒng)保證有一個(gè)也只能有一個(gè)齒輪(27)或齒輪(15)與軸(1)或軸(8)聯(lián)接，否則就會(huì)咬死或空轉(zhuǎn)，變速軸(1)和軸(8)互不干擾，不必滑移齒輪，不改變中心距，固此本實(shí)用新型原理正確、設(shè)計(jì)合理、作用可靠。
2.若軸(1)上有n個(gè)齒輪(27)，很顯然可以變n級(jí)速，軸(8)上有m個(gè)齒輪(15)，可以變m級(jí)速，則整個(gè)變速器變速級(jí)數(shù)為C＝n·m，當(dāng)m＝n時(shí)，則C＝n2，即當(dāng)軸(1)和軸(8)上齒輪數(shù)相同時(shí)，本變速器可達(dá)到該變速器最大的變速級(jí)數(shù)。因此本變速器變速范圍大，擋次多。
3.本變速器在自行車或三輪車上使用時(shí)腳登倒轉(zhuǎn) 1/(n) ·360°，或施轉(zhuǎn)車把上手柄(32)，均可使自行車變速，固此使用操作方便。
4.本變速器可以使用在所有自行車或三輪車、在輸出軸(8)上加一組園錐齒輪即可成齒輪傳動(dòng)自行車，若將彈簧跳鍵(28)或棘爪(13)機(jī)構(gòu)改為彈簧推鍵或拉鍵亦可用在小功率機(jī)械設(shè)備之中代替其它種類變速器，因此本變速器用途廣。
5.本變速器零件為軸、齒輪、鍵、棘輪、凸輪等組成，因此工藝成熟。
6.本變速器在自行車或三輪車中使用時(shí)代替五通，將自行車立管(47)、斜管(48)、平叉小管(46)直接焊于殼體(33)上，軸(1)即為中軸，上裝左、右曲柄(18)(35)、腳登(45)，鏈輪(5)代替芽盤，因此成本便宜。
本實(shí)用新型用自行車用十二級(jí)平方內(nèi)變速器舉例
圖1為本實(shí)用新型裝配視圖；圖2為本實(shí)用新型操縱系統(tǒng)圖；圖3為本實(shí)用新型在自行車中關(guān)系位置圖。
圖4為本實(shí)用新型傳動(dòng)示意圖。
如圖1－4所示，本實(shí)用新型由輸入套筒軸(1)部件、固定傳動(dòng)軸(4)部件、輸出變速套筒軸(8)部件、控制操縱系統(tǒng)、殼體(33)及其它附件組成。殼體(33)為內(nèi)徑φ115mm壁厚3mm長76mm的鋼管、左、右端蓋(26)為φ118mm厚11mm，A3材料制成，在左、右端蓋(26)上各有兩套型號(hào)為103或203的兩套軸承(10)，右端蓋和殼體(33)焊成一體，將自行車立管(35)、斜管(48)、平叉小管(46)焊在殼體(33)上，將棘爪彈簧(31)、棘爪(30)套在棘爪軸(32)上再裝在殼體(33)右端蓋(26)小孔里。軸(1)為φ 25mm×150mm45＃制成，將4個(gè)長度分別列為11mm、19mm、27mm、35mm的彈簧跳鍵(28)裝入軸(1)內(nèi)孔內(nèi)與軸上4個(gè)長短依次排列間隔90°的相互對(duì)應(yīng)的鍵槽內(nèi)，定位銷(34)裝入軸(1)孔端調(diào)整彈簧跳鍵(28)靈活并定位。將其凸緣上的小孔內(nèi)裝有定位彈簧(3)定位鋼珠(2)的凸輪裝在軸(1)右側(cè)定位坑位置上，4個(gè)厚為8mm的齒輪(27)Z25、Z30、Z35、Z40裝在軸(1)凸輪(29)左側(cè)，將裝好的輸入套筒軸(1)部件裝入殼體(33)前面軸承(10)孔內(nèi)。套筒齒輪(6)Z15裝上鍵，再從小到大裝上厚度為8mm的齒輪(7)3個(gè)Z20、Z25、Z30，再裝在長76mmφ12mm軸(4)上，將固定傳動(dòng)軸(4)部件裝在殼體(33)φ12mm的中間孔內(nèi)。在長90mmφ25mm的軸(8)上3個(gè)小孔里各放一個(gè)棘爪頂桿(14)，3個(gè)棘爪坑各放一個(gè)棘爪(13)，3個(gè)彈簧槽內(nèi)各裝一彈簧圈(12)。在軸(8)內(nèi)孔內(nèi)依次裝入彈簧(11)、變速棒(16)、頂桿(17)，在軸(8)上裝墊圈(9)，再依次裝上，厚度為8mm的齒輪(15)3個(gè)Z25、Z30、Z35，將輸出套筒軸(8)部件裝入殼體(33)后軸承(10)中，在軸(1)、軸(4)、軸(8)上分別裝上墊圈(25)、墊圈(24)、墊圈(20)，蓋上左端蓋(26)，用三個(gè)M8×80內(nèi)六方螺釘(36)緊固在殼體(33)右端蓋(26)上。調(diào)整桿(23)與拉桿(22)螺紋相聯(lián)，鉚在支座(19)上的撥板(21)一頭鉚在拉桿(22)上，支座(19)固定在左端蓋(26)上，有3個(gè)定位坑的本體(43)固定在自行車車把上，本體(43)上套有手柄(44)，裝在塑料管(41)內(nèi)的鋼絲繩(40)，一頭緊插在調(diào)整桿(23)內(nèi)，一頭串過夾箍(42)固定在本體(43)上，其內(nèi)側(cè)小孔內(nèi)裝有鋼珠壓簧(39)、鋼珠(38)的夾箍(42)固定在本體(43)上。在軸(1)兩端分別裝上左曲柄(18)、右曲柄(35)，在曲柄上裝上腳登(45)，在軸(8)裝上22芽鏈輪(5)，在鏈輪(5)上裝上鏈條(37)，至此，裝上十二速的變速器的自行車就可投入使用。
現(xiàn)定自行車以最快速度行駛。此時(shí)，腳登(45)向前登，軸(1)轉(zhuǎn)動(dòng)，與齒輪(27)中Z40相應(yīng)的彈簧跳鍵(28)彈出鍵槽嵌入其鍵槽內(nèi)，故軸(1)帶動(dòng)Z40轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪(27)中Z35、Z30、Z25在軸(1)上空轉(zhuǎn)與軸(1)無關(guān)，齒輪(27)Z40帶動(dòng)軸(4)上的套筒齒輪(6)Z15轉(zhuǎn)動(dòng)，與其鍵相接的齒輪(7)Z20、Z25、Z30同時(shí)被帶動(dòng)，手柄(44)指向Ⅰ速，軸(8)上與齒輪(15)中Z25相應(yīng)的棘爪(13)彈起嵌入齒輪(15)中Z25的棘輪齒中，因此齒輪(7)的Z30帶動(dòng)齒輪(15)中的Z25，再帶動(dòng)軸(8)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)鏈輪(5)、鏈條(37)轉(zhuǎn)動(dòng)。
當(dāng)需要變速時(shí)可根據(jù)情況或操縱腳登(45)，或轉(zhuǎn)動(dòng)手柄(44)，或同時(shí)操縱腳登(45)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄(44)均可。
腳登(45)操縱變速時(shí)，只需腳登(45)向后倒四分之一圈有阻尼感時(shí)再正常向前腳登踏板就變換了一個(gè)速，腳登(45)向后倒四分之一圈，即軸(1)向后轉(zhuǎn)四分之一圈，棘輪(29)由于棘爪(13)作用不能轉(zhuǎn)動(dòng)，軸(1)與凸輪(29)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)四分之一圈，凸輪(29)內(nèi)定位鋼珠(2)從軸(1)上與齒輪(27)的Z40的相應(yīng)的鍵槽右側(cè)定位坑轉(zhuǎn)入Z25相應(yīng)的鍵槽右側(cè)定位坑中，與此同時(shí)，軸(1)孔內(nèi)與齒輪(27)Z40相應(yīng)的彈簧跳鍵(28)退出凸輪(29)工作曲線而被壓入軸(1)內(nèi)，與齒輪(27)Z25相應(yīng)的彈簧跳鍵(28)進(jìn)入凸輪(29)工作曲線而彈出鍵槽嵌入齒輪(27)Z25鍵槽之中工作，此時(shí)齒輪(27)Z25與軸(1)同速轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪(27)Z40與Z35、Z30一樣在軸(1)上空轉(zhuǎn)，由齒輪(27)上Z25帶動(dòng)軸(4)上齒輪(7)的Z30轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)齒輪(7)Z25同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
若由于手柄(44)操縱變速，手柄(44)上有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ或快、中、慢記號(hào)，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄(44)從標(biāo)記Ⅰ轉(zhuǎn)向標(biāo)記Ⅱ，夾箍(42)中的定位鋼珠(42)從與Ⅰ相關(guān)的定位坑轉(zhuǎn)入與Ⅱ相關(guān)的定位坑，本體(43)上鋼絲繩(40)放松一段距離，通過調(diào)整桿(23)、拉桿(22)、撥板(21)作用使頂桿(17)、變速棒(16)外移一個(gè)距離，在變速棒(16)作用下，軸(8)上與齒輪(15)Z25相應(yīng)的棘爪(13)閉合在軸(8)上棘爪坑內(nèi)，與齒輪(15)Z30相應(yīng)的棘爪(13)被彈出軸(8)嵌入棘輪(15)棘齒中，這樣軸(8)上齒輪(15)Z30帶動(dòng)軸(8)轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪(15)Z25、Z35在軸(8)上空轉(zhuǎn)，這樣完成了從Ⅰ速度到Ⅱ速，其余變速可依次類推。
權(quán)利要求1.一種用于自行車、三輪車的變速裝置，具有殼體(33)，裝在殼體(33)內(nèi)相互平行、支承在裝殼體(33)的左、右端蓋(26)上的軸承(10)或蓋上的輸入軸(1)、固定傳動(dòng)軸(4)和輸出軸(8)，在軸(1)軸(4)和軸(8)上分別裝有齒輪(27)、齒輪(7)和齒輪(15)，軸(1)、軸(4)、軸(8)呈一字形或星形排列，齒輪(27)和齒輪(7)齒輪(7)和齒輪(15)分別嚙合，按裝在自行車或三輪車車把上的本體(43)及其上的夾箍(42)和手柄(44)組成的操縱系統(tǒng)由鋼絲繩(40)與變速裝置相聯(lián)，其特征在于在右端蓋(26)小孔里裝有棘爪軸(32)其上套有棘爪(30)、棘爪彈簧(31)，軸(1)為空心套筒軸，軸上有n個(gè)長短依次排列的均勻分布的鍵槽，每個(gè)鍵槽右側(cè)有一個(gè)定位坑，軸向孔內(nèi)裝有n個(gè)長短不一的彈簧跳鍵(28)與相應(yīng)的鍵槽配合，內(nèi)孔端裝定位銷(34)，軸(1)定位坑位置上套有凸輪(29)，其小孔內(nèi)裝定位鋼珠(2)、定位彈簧(3)，凸輪(29)左側(cè)從小到大裝有n個(gè)齒輪(27)，軸(4)上裝有套筒齒輪(6)，其上裝上鍵再從小到大裝上n-1個(gè)齒輪(7)，軸(8)為空心套筒軸，上有m個(gè)小孔、m個(gè)棘爪坑、m個(gè)彈簧槽，在每個(gè)小孔里放一個(gè)棘爪頂桿(14)，每個(gè)棘爪坑位置放一個(gè)棘爪(13)，每個(gè)彈簧槽內(nèi)裝一個(gè)彈簧圈(12)，軸向孔內(nèi)依次裝有彈簧(11)、變速棒(16)、頂桿(17)，軸(8)上裝有m個(gè)從小到大排列的齒輪(15)，緊靠頂桿(17)的撥板(21)的一端鉚在固定有鋼絲繩(40)的調(diào)整桿(23)相聯(lián)的拉桿(22)上，固定有鋼絲繩(40)的本體(43)上有m個(gè)定位坑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其特征為凸輪(29)同時(shí)是一個(gè)棘輪，外園面是棘輪，內(nèi)孔面是凸輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其特征為所述的齒輪(27)，數(shù)n、軸(1)上鍵槽數(shù)、定位坑數(shù)n和彈簧跳鍵(28)數(shù)n，以及齒輪(7)數(shù)n－1的n為同一整數(shù)且2≤n≤8。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其特征為所述的齒輪(15)數(shù)m、軸(8)上小孔數(shù)m、棘爪坑數(shù)m、彈簧槽數(shù)m、棘爪頂桿(14)、棘爪(13)、棘爪彈簧圈(12)數(shù)m、本體(43)上定位坑數(shù)m為同一整數(shù)，且2≤m≤n。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其特征為所述的齒輪(27)的內(nèi)孔柱面上有3個(gè)均勻分布的鍵槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其特征為所述的齒輪(18)同時(shí)是一個(gè)棘輪，其外圓柱面是齒輪，內(nèi)孔柱面為棘輪。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其特征為所述的外殼(33)外形端面為圓形、橢圓形、方形或長方形。
專利摘要一種用于自行車或三輪車的變速器，由殼體、輸入變速套筒軸部件、固定傳動(dòng)軸部件、輸出變速套筒軸部件、控制系統(tǒng)操縱系統(tǒng)部件和附件組成，在凸輪或棘爪頂桿、變速棒的控制下，在彈簧的作用下，將彈簧跳鍵或棘爪嵌入輸入軸或輸出軸上齒輪組中所需要的一個(gè)齒輪內(nèi)孔的鍵槽或棘輪齒，其余鍵或棘爪都閉合在軸中，從而達(dá)到變速的目的。它具有傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)比準(zhǔn)確、變速范圍大、安全可靠、操作簡單、壽命長、體積小、用途廣等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B62M25/04GK2136801SQ9221779
公開日1993年6月23日 申請(qǐng)日期1992年9月7日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月7日
發(fā)明者廖宇良 申請(qǐng)人:廖宇良