專利名稱：串級(jí)式變速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由多組變速機(jī)構(gòu)相互串聯(lián)而獲得多種型式的串級(jí)式變速裝置，適用于自行車、人力三輪車和輕型動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)械的變速。
由于自行車是以人力驅(qū)動(dòng)的交通和體育工具，因此，其變速機(jī)構(gòu)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、可靠耐用、重量輕、外觀美。為了提高自行車對(duì)山地公路的適應(yīng)性，從1885年雙輪自行車發(fā)明至今，歷經(jīng)一百多年來(lái)的發(fā)展，變速技術(shù)一直成為人們最為關(guān)注的問(wèn)題，由于自行車特點(diǎn)的苛求，這一問(wèn)題長(zhǎng)期困繞著人們，如今仍來(lái)獲得滿意的解決。從40年代初，最先出現(xiàn)的雙鏈雙速結(jié)構(gòu)型，參看ApplicationJunell，1938 Serial NO.213,138 7 Claims(Cl74-217)，到50年代后發(fā)展為行星齒輪結(jié)構(gòu)的內(nèi)三速裝置(后面按俗稱內(nèi)三飛)，其最高與最低傳動(dòng)比的比值，用λm表示，其值僅為2，難以滿足山地車應(yīng)用的實(shí)際需要。80年代后期出現(xiàn)的寶塔輪式變速機(jī)構(gòu)(后簡(jiǎn)稱寶塔飛)，變速擋數(shù)多達(dá)十?dāng)?shù)擋，λm＞3，從而使變速功能獲得了重大突破，充分滿足了山地車的需求，現(xiàn)已成為世界上普及的變速機(jī)構(gòu)。然而，該機(jī)構(gòu)為了促成λm＞3的要求，必須由直徑相差很大的兩個(gè)前鏈盤來(lái)完成，為了實(shí)現(xiàn)鏈條能在大、小鏈盤之間順利爬掛，必須增加一個(gè)中間鏈盤減小階梯；同理，寶塔飛為了減小鏈條爬掛階梯，齒盤皆在5個(gè)以上。因此，為了求得較大的λm值，變速擋數(shù)皆在15擋以上，從而造成大量傳動(dòng)比重復(fù)和相近，使調(diào)速過(guò)程時(shí)間拉長(zhǎng)，操作者難于準(zhǔn)確選定所需傳動(dòng)比，成為寶塔飛最嚴(yán)重的缺陷之一；其次，鏈條在前鏈盤和寶塔飛上作上、下爬掛易于磨損；再者，外形上構(gòu)件所占空間過(guò)大、過(guò)散，缺乏緊湊和美觀，無(wú)法使用密封鏈盒，構(gòu)件易于蝕損。下面進(jìn)一步對(duì)寶塔飛的變速擋數(shù)作實(shí)例分析。按市場(chǎng)上普及的18速寶塔飛為例寶塔飛各齒盤的齒數(shù)分別為14、17、20、23、26、29；三個(gè)前鏈盤的齒數(shù)分別為29、40、48。由此得18個(gè)傳動(dòng)比數(shù)值，按升序標(biāo)號(hào)排列，相鄰兩數(shù)之間“——”上的值稱為傳動(dòng)比增加比值用β表示。
(1)1.000.16(2)1.160.09(3)1.260.10(4)1.380.05(5)1.450.06(6)1.540.08(7)1.660.03(8)1.710.02(9)1.740.06(10)1.850.08(11)2.000.04(12)2.070.01(13)2.090.12(14)2.350.02(15)2.400.18(16)2.820.01(17)2.860.20(18)3.43 (1)稱上式為傳動(dòng)比序列式，式中看出β＞0.10的僅有5個(gè)值，充分顯示了該技術(shù)的嚴(yán)重缺陷。通常使用寶塔飛變速車的人僅選用平路和爬坡所需的兩種快、慢速，最多選用三速，但在眾多速擋傳動(dòng)比相近或重復(fù)的狀況下，難以準(zhǔn)確獲得所需傳動(dòng)比，使調(diào)速極不方便。
本發(fā)明的目的在于提供一種β值在0.25～0.5之間，λm≥3，變速擋數(shù)在4～6之間，調(diào)速過(guò)程時(shí)間短，可準(zhǔn)確獲得所需傳動(dòng)比，結(jié)構(gòu)緊湊、美觀，并適于用密封鏈盒，可靠耐用的變速裝置，解決內(nèi)三飛變速擋數(shù)少與λm值小，寶塔飛所存在嚴(yán)重缺陷的問(wèn)題。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方案由多種變速機(jī)構(gòu)，包括以行星齒輪構(gòu)成的內(nèi)三飛、降二飛、升二飛、雙鏈雙飛輪構(gòu)成的雙二飛，其中降二飛，雙二飛作為前級(jí)變速機(jī)構(gòu)與內(nèi)三飛作為后級(jí)變速機(jī)構(gòu)，或以升二飛作為前級(jí)變速機(jī)構(gòu)與內(nèi)三飛、降二飛、雙二飛作為后級(jí)變速機(jī)構(gòu)所組成的多種型式的串級(jí)式變速裝置，其特征在于前級(jí)變速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)輸出端與后級(jí)變速機(jī)構(gòu)內(nèi)三飛傳動(dòng)輸入端的傳動(dòng)軸擋連接，或前級(jí)變速機(jī)構(gòu)升二飛傳動(dòng)輸出端的飛殼、齒輪經(jīng)鏈條與后級(jí)變速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)輸入端聯(lián)接，前級(jí)變速機(jī)構(gòu)的飛芯上有可控棘爪受飛芯內(nèi)控制機(jī)構(gòu)的控制，實(shí)現(xiàn)前級(jí)變速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)輸出端傳動(dòng)比的轉(zhuǎn)換，使變速擋數(shù)等于前級(jí)與后級(jí)變速機(jī)構(gòu)變速擋數(shù)的乘積。
眾所周知，行星齒輪變速機(jī)構(gòu)中，如果以行星輪座為傳動(dòng)輸入端，行星內(nèi)齒輪為傳動(dòng)輸出端則為升速傳動(dòng)。當(dāng)行星輪座轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，內(nèi)齒輪除隨行星輪座轉(zhuǎn)動(dòng)一周外，行星齒輪在中心齒輪的撥轉(zhuǎn)下，驅(qū)動(dòng)內(nèi)齒輪再向前轉(zhuǎn)動(dòng)一相等于中心齒輪圓周長(zhǎng)的弧度。可用齒輪齒數(shù)的比值表示傳動(dòng)比系數(shù)。設(shè)行星齒輪齒數(shù)為Z0，中心齒輪的齒數(shù)為Z1，得內(nèi)齒輪的齒數(shù)Z2＝Z1+2Z0，則升速傳動(dòng)比系數(shù)用Cs表示為Cs＝(Z2+Z1)/Z2(2)反之，以行星內(nèi)齒輪為傳動(dòng)輸入端，行星輪座為傳動(dòng)輸出端則為降速傳動(dòng)，降速傳動(dòng)比系數(shù)用Cj表示為Cj＝(Z2-Z1)/Z2(3)原傳動(dòng)比系數(shù)用C表示，內(nèi)三飛的傳動(dòng)比系加腳號(hào)“3”表示，按升序數(shù)列表示為Cj3，C3，Cs3(4)
以行星輪座為傳動(dòng)輸出端的降二飛傳動(dòng)比系數(shù)加腳號(hào)“2”表示為Cj2，C2(5)分別用(5)式的兩個(gè)傳動(dòng)比系數(shù)乘(4)式數(shù)列，因C3＝C2＝1，得6個(gè)數(shù)的數(shù)列為Cj3.Cj2，Cj2，Cs3·Cj2，Cj3，1，Cs3(6)市場(chǎng)上內(nèi)三飛的Z0＝20，Z1＝20，Z2＝60，代入(2)、(3)式得Cj3＝0.667，Cs3＝1.333，代入(4)式，得0.667，1，1.333 (7)降二飛在滿足飛殼外齒輪最少齒數(shù)20的結(jié)構(gòu)尺寸限制下，行星輪系各齒輪齒數(shù)分別為Z0＝20，Z1＝36，Z2＝76，得Cj2＝0.526。將Cj3、Cs3、Cj2值代入(6)式得0.351，0.526，0.701，0.667，1，1.333 (8)按市場(chǎng)上寶塔飛變速車大鏈盤齒數(shù)48與降二飛飛殼外齒輪齒數(shù)20配合，得原傳動(dòng)比iy＝48/20＝2.4乘(8)式數(shù)列，按(1)式含β值的升序傳動(dòng)比序列式表為(1)0.8420.498(2)1.2620.268(3)1.6000.051(4)1.6820.426(5)2.4000.333(6)3.199 (9)從上式得λm＝3.199/0.842＝3.800高于寶塔飛的＝48/14＝3.429。從β值來(lái)看，除(3)與(4)項(xiàng)由β＝0.051過(guò)小視為重復(fù)外，其余皆在0.25～0.5之間，從(9)式與(1)式的比較，兩者技術(shù)的優(yōu)劣是顯而易見的。本實(shí)施例，結(jié)構(gòu)緊湊、美觀，適于用密封鏈盒，可靠耐用，調(diào)速過(guò)程時(shí)間短，方便準(zhǔn)確是寶塔飛變速遠(yuǎn)不能及的。上述由降二飛與內(nèi)三飛組合的串級(jí)式變速裝置稱為降6速型；稱行星輪坐作傳動(dòng)輸入端的升二飛與內(nèi)三飛組合的串級(jí)式變速裝置為升6速型。
從(9)式看出，降6速實(shí)為5速，這是由單鏈條串級(jí)變速機(jī)構(gòu)所難免的。用雙二飛傳動(dòng)輸出端的飛芯與內(nèi)三飛傳動(dòng)軸擋連接構(gòu)成的串級(jí)式變速裝置稱為雙6速型，可以根據(jù)需要配置高、低速飛輪組的傳動(dòng)比。例如高、低速飛輪組的飛輪與鏈盤齒數(shù)分別為16，52；20，26。于是得高、低速傳動(dòng)比為3.25，1.3分別與(7)式相乘，按升序傳動(dòng)比序列式表示為
(1)0.8670.5(2)1.30.333(3)1.7330.25(4)2.1680.5(5)3.250.333(6)4.332 (10)由上式得雙6速的λm＝4.332/0.867＝4.997比寶塔飛變速的λm＝3.429高26.4％，β值在0.25～0.5之間的理想范圍，不足處在于多一鏈條的累贅，然而，由此產(chǎn)生的效用卻是顯著的。
將降二飛與雙二飛置換普通單速車后輪軸殼右端常規(guī)飛輪，則可構(gòu)成單鏈雙速和雙鏈雙速車。亦可將雙二飛的雙飛輪作為分離件，保持常規(guī)飛輪作為低速擋，飛芯內(nèi)有摩擦控制機(jī)構(gòu)的高速飛輪，其飛芯有外螺紋與低速常規(guī)飛輪的飛芯內(nèi)螺紋連接(參見發(fā)明人已有技術(shù)飛輪組轉(zhuǎn)差速裝置，申請(qǐng)日1998年7月15，申請(qǐng)?zhí)?8115835.8)。
由于升二飛是與前鏈盤結(jié)合，無(wú)妨適當(dāng)增加中心齒輪齒數(shù)以提高升速傳動(dòng)比，相應(yīng)增加了飛輪直徑是可取的。設(shè)中心齒輪齒數(shù)Z1＝40，行星齒輪齒數(shù)仍為Z0＝20，則內(nèi)齒輪Z2＝80，代入(2)式得Cs2＝1.5。用升二飛兩個(gè)傳動(dòng)比系數(shù)1，1.5乘(7)式內(nèi)三飛三個(gè)傳動(dòng)比系數(shù)得升6速的6個(gè)傳動(dòng)比系數(shù)為0.667，1，1.333，1，1.5，2(11)上式看出與降6速同樣仍有一個(gè)傳動(dòng)比為1的重復(fù)擋，去掉一個(gè)重復(fù)擋視為5擋。從(11)式得λm＝2/0.667＝3低于寶塔飛，這可適當(dāng)提高最低傳動(dòng)比以滿足高速的需要。如將最低傳動(dòng)比取1.2，得iy＝1.2/0.667＝1.8，再進(jìn)行齒輪齒數(shù)核算，為了減小前鏈盤直徑，將內(nèi)三飛原傳動(dòng)軸擋齒輪由20齒改為16齒，得前鏈盤齒數(shù)28.8，取整數(shù)29齒，再修正iy＝29/16＝1.813用以乘(11)式取不重復(fù)的升序傳動(dòng)比序列式為(1)1.2080.5(2)1.8130.339(3)2.4170.125(4)2.7190.333(5)3.625 (12)上式β值僅有一個(gè)為0.125偏低外，其余皆在0.33～0.5之間。與降6速比較，升6速的λm雖低0.8，然而，由于升6速可大大減小前鏈盤直徑成為獨(dú)具的優(yōu)點(diǎn)，由此減短鏈條，縮小密封鏈盒尺寸所節(jié)省的材料可抵消部分升二飛的自重。此外，升二飛采用腳動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)比手動(dòng)調(diào)速更為簡(jiǎn)單、方便。
同理，再用升二飛兩個(gè)傳動(dòng)比系數(shù)1，1.5乘降二飛的兩個(gè)傳動(dòng)比系數(shù)0.526，1得單鏈4速(后簡(jiǎn)稱單4速)4個(gè)傳動(dòng)比系數(shù)為0.526，1，0.789，1.5(13)上式得λm＝1.5/0.526＝2.85＜3低于寶塔飛，仍以提高最低傳動(dòng)比滿足高速的需求。降二飛的最小齒輪齒數(shù)為20，取iy＝2.3得前鏈盤齒數(shù)為46，用2.3乘(13)式得升序傳動(dòng)比序列式為(1)1.210.5(2)1.8150.267(3)2.30.5(4)3.45 (14)上式得單4速的β值處于0.267～0.5優(yōu)值區(qū)域。與降6速和升6速比較λm值低25％和5％，但以降二飛作后級(jí)變速機(jī)構(gòu)比內(nèi)三飛在結(jié)構(gòu)上要簡(jiǎn)單得多，調(diào)速機(jī)構(gòu)控制棘爪的嚙合與脫扣沒(méi)有內(nèi)三飛由花鍵掛擋產(chǎn)生沖擊、易損壞另件的缺陷；降二飛比內(nèi)三作為后輪上變速機(jī)構(gòu)對(duì)于普通自行車易于互換和維修，故障少。從適用性方面來(lái)看，降6速與升6速實(shí)為5速，僅比單4速多一擋，從上述特點(diǎn)看來(lái)單4速具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。
升二飛與雙二飛組合成雙4速，由于雙二飛的兩組飛輪與鏈盤的傳動(dòng)比可以任意配置，因而有較大的靈活性和適用性。例如高、低速鏈盤與飛輪齒數(shù)分別為42，16；24，20，傳動(dòng)比分別為2.625，1.2與升二飛的兩個(gè)傳動(dòng)比系數(shù)相乘得升序傳動(dòng)比序列式為(1)1.20.5(2)1.80.458(3)2.6250.5(4)3.938 (5)從上式得λm＝3.938/1.2＝3.282，雙4速除有較高的λm值和β值外，由于兩組飛輪獨(dú)立傳動(dòng)負(fù)載力強(qiáng)、可靠耐用、傳動(dòng)效率高等獨(dú)具的優(yōu)點(diǎn)，使雙4速具有獨(dú)特適用價(jià)值。
升二飛可以單獨(dú)作為雙速車應(yīng)用，因升速特性可減小前鏈盤直徑。如后輪使用16齒飛輪或齒輪，前鏈盤用32齒，可得2、3兩個(gè)傳動(dòng)比值，既可減輕爬坡的困難，又能提高平地車速，從節(jié)省鏈盤，鏈條，鏈盒材料所抵消升二飛的部分增重，因此，與單速車比較增重量是很小的，再加上調(diào)速簡(jiǎn)單，不難預(yù)料將成為取代現(xiàn)有單速車市場(chǎng)而成為普及車型。
于是由升二飛、降二飛、雙二飛、內(nèi)三飛構(gòu)成的升6速，降6速、雙6速、單4速、雙4速、升二速、降二速，雙二速8個(gè)各具獨(dú)特性能的變速裝置，可根據(jù)不同地理環(huán)境，不同年齡和性別的人，作出各種不同特性的車型系列，以滿足多方的需求和偏好。以下結(jié)合


圖1為降6速剖視圖；圖2為圖1A-A剖視圖；圖3為圖1的B-B剖視圖；圖4為內(nèi)三飛的扳手調(diào)速機(jī)構(gòu)視圖；圖5為有中心齒輪的摩擦軸擋；圖6為雙6速視圖；圖7為升二飛軸向視圖；圖8為圖7的A-A剖視圖；圖9為圖7的B-B局部剖視圖；圖10為圖8的C-C剖視圖；圖11為滑環(huán)板及襯板視圖。
圖1至圖5所示，內(nèi)三飛傳動(dòng)輸入端的傳動(dòng)軸擋(1)與降二飛傳動(dòng)輸出端的飛芯2為螺紋連接。降二飛內(nèi)齒輪3的外圓有棘爪4經(jīng)棘爪簧5與飛殼6內(nèi)相對(duì)的棘齒6b嚙合。飛殼6與外齒輪7組成傳動(dòng)輸入端。行星齒輪8由行星齒輪肖9的兩端固定在飛芯2與固定飛蓋2a構(gòu)成整體的行星輪座上。絲飛蓋10與固定飛蓋2a經(jīng)滾珠11、12將飛殼6軸向左、右固定。絲飛蓋10與飛芯2之間有墊片13調(diào)節(jié)間隔。固定飛蓋2a的環(huán)槽中有擋圈14將行星齒輪肖9擋住，再由鋼絲擋圈15將擋圈14固定。摩擦軸擋16上有中心齒輪16a構(gòu)成整體。飛芯2上的棘爪槽中，可控棘爪17有控制臂17a通過(guò)棘爪槽中的孔受飛芯內(nèi)摩擦控制機(jī)構(gòu)的控制與飛殼6內(nèi)棘齒6a嚙合與脫扣。摩擦控制機(jī)構(gòu)由摩擦軸擋16上的摩擦套18，彈簧19，孔彈性擋圈20，扭環(huán)21及環(huán)內(nèi)的彈簧22，軸彈性擋圈23構(gòu)成。彈簧19的左端插入摩擦套18的孔18a中，右端固定在孔彈性擋圈20的孔20a中。彈簧22的左端插入扭環(huán)21的孔中，右端固定在軸彈性擋圈23的孔23a中。扭環(huán)21左端的徑向通孔中有圓柱肖24，內(nèi)端在摩擦軸擋16的螺紋槽16b中，外端由扭環(huán)21外圓槽中鋼絲25擋住。止轉(zhuǎn)外舌墊圈26有軸向凸塊26a嵌入摩擦軸擋16右端面的槽16c中，外舌端26b定位于平叉接片27的槽中。扭環(huán)21上有手動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)，由扭簧28細(xì)鏈29及內(nèi)三飛的扳手調(diào)速機(jī)構(gòu)構(gòu)成。扭簧28緊握于扭環(huán)21的外圓槽中，內(nèi)端定位于槽中的孔內(nèi)，外端扭臂經(jīng)細(xì)鏈29與內(nèi)三飛用的扳手調(diào)速鋼絲拉桿30連接。鋼絲的拉桿30的另一端與裸鋼絲31連接。裸鋼絲31穿出端套32，鋼絲套管33被擋在端套32內(nèi)。端套32由夾板34、螺栓35固定在車架的立叉36上。由于扭環(huán)21內(nèi)的彈簧22扭力大大小于鋼絲31在鋼絲套管33內(nèi)的摩擦阻力，不能扭拉鋼絲復(fù)位。因此，必須在原有鋼絲31的裸露段增加壓縮彈簧37。
當(dāng)調(diào)速扳手拉緊鋼絲31時(shí)，拉桿30后移壓縮彈簧37，同時(shí)經(jīng)細(xì)鏈29拉動(dòng)扭簧28使扭環(huán)21反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，圓柱肖24在摩擦軸擋16的螺紋槽16b中移動(dòng)而將扭環(huán)21右移，使摩擦軸擋16與摩擦套18間的圓錐摩擦面失去軸向壓力及其相應(yīng)的摩擦力，摩擦套18被彈簧19順時(shí)針扭轉(zhuǎn)，摩擦套18的鍵臂推動(dòng)可控棘爪控制臂17a克服棘爪簧38的壓力將可控棘爪17埋入槽中。此時(shí)，內(nèi)齒輪3外圓上的棘爪4與飛殼6嚙合作降速傳動(dòng)。當(dāng)調(diào)速扳手放松鋼絲31時(shí)，彈簧37推動(dòng)拉桿30復(fù)位，彈簧22順時(shí)針扭轉(zhuǎn)扭環(huán)21，在圓柱肖24與螺紋槽16b的作用下，將扭環(huán)21左移與摩擦套18接觸產(chǎn)生軸向壓力，摩擦套18隨飛芯2順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)(即自行車前進(jìn)時(shí)的轉(zhuǎn)向)由軸向壓力而產(chǎn)生的反時(shí)針摩擦轉(zhuǎn)矩大于彈簧19的扭矩與門坎機(jī)構(gòu)的堵轉(zhuǎn)矩時(shí)，摩擦套18快速地反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)放開控制臂17a，飛芯2上的棘爪簧38將可控棘爪17壓向飛殼6內(nèi)棘齒6a嚙合，使傳動(dòng)輸入端與傳動(dòng)輸出端直通，內(nèi)齒輪3作升速轉(zhuǎn)動(dòng)，其外圓上的棘爪4與飛殼6內(nèi)棘齒6b產(chǎn)生滑動(dòng)。門坎機(jī)構(gòu)是在飛芯2徑向通孔內(nèi)有滾珠39、彈簧40由軟金屬嵌條41嵌入棘爪簧槽中將其封緊。滾珠39在彈簧40的壓力下使在摩擦套18外圓弧的門坎槽18b中產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)矩。
內(nèi)三飛以軸殼42為傳動(dòng)輸出端驅(qū)動(dòng)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，圖1中狀態(tài)調(diào)速扳手處于最大放松位置，彈簧43將花鍵44、花鍵套筒45推向行星輪座46。圖中剖去了花鍵臂而用虛線表示花鍵臂44a與齒輪肖47接觸的位置。當(dāng)傳動(dòng)軸擋1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)花鍵臂44a推動(dòng)齒輪肖47及行星輪座46轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)齒輪48上的右棘爪49與右棘輪50嚙合驅(qū)動(dòng)軸殼42作升速傳動(dòng)，行星輪座46的左棘爪51與左棘輪52處于滑動(dòng)；當(dāng)調(diào)速扳手拉緊鋼絲牽動(dòng)中空的后軸棍53內(nèi)的小鏈條54、拉鏈螺釘55聯(lián)接肖56、花鍵套筒45將花鍵44移至花鍵臂44a＇虛線位置與內(nèi)齒輪48內(nèi)的凸塊48a接觸，傳動(dòng)軸擋1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，推動(dòng)花鏈臂44a＇內(nèi)齒輪48轉(zhuǎn)動(dòng)，右棘爪49與右棘輪50嚙合使軸殼42與傳動(dòng)軸擋1作等速傳動(dòng)，行星輪座46作降速轉(zhuǎn)動(dòng)，左棘爪51與左棘輪52處于滑動(dòng)；當(dāng)花鍵44移至花鍵臂44a″粒置保持與凸塊48a接觸，同時(shí)頂推右棘爪49與右棘輪50脫扣，傳動(dòng)軸擋1推動(dòng)花鍵臂44a″、內(nèi)齒輪46轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，行星輪座46經(jīng)左棘爪49左棘輪50推動(dòng)軸殼42作降速傳動(dòng)。
圖6所示的雙6速，其內(nèi)三飛傳動(dòng)輸入端的傳動(dòng)軸擋1與雙二飛傳動(dòng)輸出端的整體式飛芯2為螺紋連接。雙二飛的傳動(dòng)輸入端分別由低速飛殼3與高速飛殼6組成，飛殼3與飛殼6的中間有滾珠5，它們的兩端由固定飛蓋2a與絲飛蓋4經(jīng)滾珠7、8左右固定在飛芯2上。飛殼3內(nèi)的棘齒與飛芯2上的棘爪9在棘爪簧10的作用下嚙合，飛殼6內(nèi)有棘齒6a與飛芯2上的可控棘爪17受控嚙合與脫扣，可控棘爪17有控制臂17a通過(guò)棘爪槽中的孔受飛芯2內(nèi)摩擦控制機(jī)構(gòu)的控制。摩擦機(jī)構(gòu)除摩擦軸擋16中心齒輪16a，端面槽16b及止轉(zhuǎn)外舌墊圖26外，其余皆與降二飛全同。雙二飛與降二飛同以可控棘爪脫扣后作為低速傳動(dòng)，雙二飛由低速飛殼3、鏈條、鏈盤直接傳動(dòng)，降二飛則由飛殼6內(nèi)棘齒與內(nèi)齒輪3上棘爪4嚙合，經(jīng)行星齒輪8作降速傳動(dòng)；當(dāng)可控棘爪17受控與飛殼6內(nèi)棘齒6a嚙合轉(zhuǎn)入高速傳動(dòng)，雙二飛由低速飛殼3轉(zhuǎn)入高速飛殼6傳動(dòng)，棘爪9與飛殼3內(nèi)棘齒處于滑動(dòng)，降二飛的飛殼6由內(nèi)齒輪3降速傳動(dòng)轉(zhuǎn)換為經(jīng)可控棘爪17嚙合由飛芯2直接傳動(dòng)。雙二飛的棘爪9與降二飛的棘爪4處于滑動(dòng)。
扭環(huán)21去掉手動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)成為自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，只需適當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)孔彈性擋圈20及軸彈性擋圈23的位置，由此調(diào)節(jié)彈簧19與彈簧22扭矩，在預(yù)定轉(zhuǎn)速以內(nèi)保持棘爪17埋入棘爪槽中，降二飛或雙二飛保持低速傳動(dòng)輸出。
當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)預(yù)定值時(shí)，摩擦套18與摩擦軸擋16之間的圓錐摩擦面獲得適當(dāng)?shù)膲毫?，并由此產(chǎn)生足夠的摩擦力，使摩擦套18克服彈簧19的扭矩與門坎機(jī)構(gòu)的堵轉(zhuǎn)矩，與手動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)相同的過(guò)程，使降二飛或雙二飛轉(zhuǎn)入高速傳動(dòng)輸出。
從圖7至圖11中所示，升二飛的傳動(dòng)輸入端由傳動(dòng)飛蓋1，曲柄2、墊片3、4，經(jīng)中軸5與螺帽6緊固構(gòu)成。固定飛蓋7與中軸碗構(gòu)成整體與中接頭8為螺紋連接。中軸(5)經(jīng)滾珠9、10、11將固定飛蓋7、飛殼12、傳動(dòng)飛蓋1、曲柄2左，右固定。墊片3、4調(diào)節(jié)飛殼12轉(zhuǎn)動(dòng)間隔。傳動(dòng)飛蓋1與中軸5為方形孔、軸配合。升二飛的傳動(dòng)輸出端由飛殼12、大鏈盤13、小鏈盤14經(jīng)鏈條與后級(jí)變速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)輸入端聯(lián)接。后級(jí)變速機(jī)構(gòu)是單鏈傳動(dòng)的則只需大鏈盤13，雙鏈傳動(dòng)的則與小鏈盤14共用。大鏈盤13、小鏈盤14與飛殼12為花鍵連接，經(jīng)墊圈15、16、17由鋼絲擋圈18固定。飛殼12有內(nèi)齒輪12a及棘齒12b。行星齒輪19經(jīng)行星齒輪肖20固定在有棘齒的行星輪座21上。中心齒輪22與固定飛蓋7內(nèi)套筒為螺紋連接。傳動(dòng)飛蓋1與飛芯1a為整體結(jié)構(gòu)。飛芯1a有外圓棘爪23在棘爪簧24的作用下與飛殼12棘齒12b嚙合，內(nèi)圓棘爪25受棘爪簧26和飛芯1a內(nèi)控制機(jī)構(gòu)的控制與行星輪座21棘齒嚙合與脫扣?？刂茩C(jī)構(gòu)為腳動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)，是在傳動(dòng)飛蓋1對(duì)稱于圓心的兩個(gè)弧形通窗中，分別有兩個(gè)帶螺孔的弧形滑鏈27、28。傳動(dòng)飛蓋1外環(huán)槽中有滑環(huán)板29、襯板30、腳扳手31、對(duì)稱點(diǎn)處的滑環(huán)板29、墊板32、定位彈簧33分別由螺釘34、35緊固。襯板30的內(nèi)端嵌入傳動(dòng)飛蓋1環(huán)槽的軸槽中限制滑環(huán)板29軸向移動(dòng)。
圖中腳板手1位置的弧形滑鍵27、28處于放縱內(nèi)圓棘爪25在棘爪簧26作用下與行星輪座19棘齒嚙合。定位彈簧33右端彎頭嵌入傳動(dòng)飛蓋1環(huán)槽孔凹坑1b內(nèi)定位。當(dāng)曲柄2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)推動(dòng)行星輪座21使飛殼作升速傳動(dòng)時(shí)，外圓棘爪23與飛殼12棘齒12b處于滑動(dòng)。當(dāng)用右腳跟踩動(dòng)腳扳手31槽形邊貼近曲柄2時(shí)，定位彈簧33左邊彎頭嵌入凹坑10內(nèi)定位，此時(shí)弧形滑鍵27、28將內(nèi)圓棘爪25頂入棘爪槽中與行星輪座19棘齒脫扣，外圓棘爪23與飛殼12棘齒12b嚙合，使曲柄2經(jīng)傳動(dòng)飛蓋1直接推動(dòng)飛殼12同速傳動(dòng)，當(dāng)曲柄2轉(zhuǎn)動(dòng)180°右腳處于中軸5后面時(shí)，則用前腳掌踩動(dòng)腳扳手31相對(duì)的槽形邊貼近曲柄2時(shí)，使升二飛重復(fù)轉(zhuǎn)入升速傳動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種由多種變速機(jī)構(gòu)，包括行星齒輪構(gòu)成的內(nèi)三飛、降二飛、升二飛、雙鏈雙飛輪構(gòu)成的雙二飛，其中降二飛，雙二飛作為前級(jí)變速機(jī)構(gòu)與內(nèi)三飛作為后級(jí)變速機(jī)構(gòu)，或以升二飛作為前級(jí)變速機(jī)構(gòu)與內(nèi)三飛、降二飛、雙二飛作為后級(jí)變速機(jī)構(gòu)所組成的多種型式的串級(jí)式變速裝置，其特征在于前級(jí)變速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)輸出端與后級(jí)變速機(jī)構(gòu)內(nèi)三飛傳動(dòng)輸入端的傳動(dòng)軸擋(1)連接，或前級(jí)變速機(jī)構(gòu)升二飛傳動(dòng)輸出端的飛殼(12)、齒輪經(jīng)鏈條與后級(jí)變速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)入端聯(lián)接，前級(jí)變速機(jī)構(gòu)的飛芯上有可控棘爪受飛芯內(nèi)控制機(jī)構(gòu)的控制，實(shí)現(xiàn)前級(jí)變速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)輸出端傳動(dòng)比的轉(zhuǎn)換，使變速擋數(shù)等于前級(jí)與后級(jí)變速機(jī)構(gòu)變速擋數(shù)的乘積。
2.如權(quán)利要求1所述的串級(jí)式變速裝置，其特征在于前級(jí)變速機(jī)構(gòu)降二飛傳動(dòng)輸出端是由飛芯(2)與固定飛蓋(2a)構(gòu)成整體的行星輪座，行星齒輪(8)由行星齒輪肖(9)固定在行星輪座上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的串級(jí)式變速裝置，其特征在于前級(jí)變速機(jī)構(gòu)降二飛的飛芯(2)上，絲飛蓋(10)與固定飛蓋(2a)經(jīng)滾珠(11)、(12)將飛殼(6)左、右固定，內(nèi)齒輪(3)的外圓上棘爪(4)與飛殼(6)內(nèi)棘齒(6b)嚙合，中心齒輪(16a)與摩擦軸擋(16)構(gòu)成整體，摩擦軸擋(16)的端面槽(16c)中有止轉(zhuǎn)外舌墊圈(2b)的徑向凸塊(26a)。
4.如權(quán)利要求1所述的串級(jí)式變速裝置，其特征在于前級(jí)變速機(jī)構(gòu)降二飛的飛芯(2)上可控棘爪(17)有控制臂(17a)受飛芯(2)內(nèi)控制機(jī)構(gòu)的控制與飛殼(6)內(nèi)棘齒(6a)嚙合與脫扣。
5.如權(quán)利要求1所述的串級(jí)式變速裝置，其特征在于前級(jí)變速機(jī)構(gòu)雙二飛的傳動(dòng)輸入端由飛殼(3)與飛殼(6)組成，飛殼(3)與飛殼(6)之間有滾珠(5)，兩端由固定飛蓋(2a)，絲飛蓋(4)經(jīng)滾珠(7)、(8)左、右固定在飛芯(2)上，飛殼(3)內(nèi)的棘齒與飛芯(2)上的棘爪(9)在棘爪簧(10)的作用下嚙合。
6.如權(quán)利要求1或5所述的串級(jí)式變速裝置，其特征在于前級(jí)變速機(jī)構(gòu)雙二飛的飛芯(2)上可控棘爪(17)有控制臂(17a)受飛芯(2)內(nèi)控制機(jī)構(gòu)的控制與飛殼(6)內(nèi)棘齒(6a)嚙合與脫扣。
7.如權(quán)利要求4或6所述的串級(jí)式變速裝置，其特征在于所述的控制機(jī)構(gòu)是摩擦控制機(jī)構(gòu)，由摩擦軸擋(16)上的摩擦套(18)、彈簧(19)、孔彈性擋圈(20)、扭環(huán)(21)、彈簧(22)、軸彈性擋圈(23)及門坎機(jī)構(gòu)構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求4或6所述的串級(jí)式變速裝置，其特征在于所述的控制機(jī)構(gòu)是摩擦控制機(jī)構(gòu)，由摩擦軸擋(16)上的摩擦套(18)、彈簧(19)、孔彈性擋圈(20)、扭環(huán)(21)、彈簧(22)、軸彈性擋圈(23)、門坎機(jī)構(gòu)及手動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求7或8所述的串級(jí)式變速裝置，其特征在于所述的扭環(huán)(21)徑向通孔中有圓柱肖(24)，內(nèi)端在摩擦軸擋(16)的螺紋槽(16b)中，外端由扭環(huán)(21)外圓槽中鋼絲(25)擋住。
10.如權(quán)利要求7或8所述的串級(jí)式變速裝置，其特征在于所述的門坎機(jī)構(gòu)是在飛芯(2)上徑向通孔內(nèi)有滾珠(39)，彈簧(40)由軟金屬條(41)嵌入棘爪簧槽中封住。
11.如權(quán)利要求8所述的串級(jí)式變速裝置，其特征在于所述的手動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)是由扭簧(28)、細(xì)鏈(29)、鋼絲拉桿(30)、鋼絲(31)、端套(32)、鋼絲套管(33)、夾板(34)、彈簧(37)及調(diào)速板手構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求1所述的串級(jí)式變速裝置，其特征在于前級(jí)變速機(jī)構(gòu)雙二飛的雙飛輪作為分離件，飛芯內(nèi)有摩擦控制機(jī)構(gòu)的高速飛輪，其飛芯有外螺紋與低速常規(guī)飛輪的飛芯內(nèi)螺紋連接。
13.如權(quán)利要求1所述的串級(jí)式變速裝置，其特征在于前級(jí)變速機(jī)構(gòu)升二飛的傳動(dòng)輸入端由傳動(dòng)飛蓋(1)、曲柄(2)、墊片(3)、(4)經(jīng)中軸(5)與螺帽(6)緊固構(gòu)成、傳動(dòng)飛蓋(1)與中軸(5)為方形孔、軸配合。
14.如權(quán)利要求1或13所述的串級(jí)式變速裝置，其特征在于前級(jí)變速機(jī)構(gòu)升二飛的固定飛蓋(7)與中軸碗構(gòu)成整體，由中軸(5)、徑滾珠(9)、(10)、(11)將固定飛蓋(7)、飛殼(12)、傳動(dòng)飛蓋(1)、曲柄(2)左、右固定。
15.如權(quán)利要求14所述的串級(jí)式變速裝置，其特征在于前級(jí)變速機(jī)構(gòu)升二飛的飛殼(12)有內(nèi)齒輪(12a)及棘齒(12b)，行星齒輪(19)經(jīng)行星齒輪肖(20)固定在有棘齒的行星輪座(21)上，中心齒輪(22)與固定飛蓋(7)內(nèi)套筒為螺紋連接。
16.如權(quán)利要求13或14所述的串級(jí)式變速裝置，其特征在于所述的傳動(dòng)飛蓋(1)與飛芯(1a)為整體結(jié)構(gòu)，飛芯(1a)上外圓棘爪(23)在棘爪簧(24)的作用下與飛殼(12)內(nèi)棘齒(12b)嚙合，內(nèi)圓棘爪(25)受棘爪簧(26)和控制機(jī)構(gòu)的控制與行星輪座上的棘齒嚙合與脫扣。
17.如權(quán)利要求16所述的串級(jí)式變速裝置，其特征在于所述控制機(jī)構(gòu)為腳動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)，由帶螺孔的弧形滑鍵(27)、(28)滑環(huán)板(29)、襯板(30)、腳板手(31)、墊板(32)、定位彈簧(33)分別由螺釘(34)、(35)緊固構(gòu)成。
全文摘要
一種適用于自行車,人力三輪車或輕型動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)械的串級(jí)式變速裝置,克服了現(xiàn)代寶塔飛變速裝置大多數(shù)傳動(dòng)比重復(fù)或相同、調(diào)速過(guò)程長(zhǎng)、難準(zhǔn)確選取所需傳動(dòng)比、操作極不方便的嚴(yán)重缺陷,采用所發(fā)明的三種不同結(jié)構(gòu)和性能的雙速機(jī)構(gòu)和已有技術(shù)內(nèi)三飛相互串聯(lián)組成五種4～6速串級(jí)型和3種雙速單級(jí)型變速裝置共8個(gè)系列,其中有的最高與最低傳動(dòng)比比值大于寶塔飛,調(diào)速方便、快速、準(zhǔn)確,可滿足不同環(huán)境、不同年齡和性別的人多方的需求和偏好。
文檔編號(hào)B62M11/00GK1261592SQ99111718
公開日2000年8月2日 申請(qǐng)日期1999年7月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月25日
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