飞轮前置式变速自行车传动装置 【技术领域】
本发明涉及自行车传动装置，尤其是一种飞轮前置式变速自行车传动装置。
背景技术
目前变速自行车的传动装置，其关键部件飞轮大都是装在车的后轴部(也称后轴皮)上，一个或一组直径不同的飞轮与后轮同轴固定，通过链条与装在前面中轴上的大链轮或一组直径不同的链轮相连接。人骑车时，通过中轴链轮、链条和飞轮，使后轴皮带动后轮转动行使；变速时，人们在行使过程中通过扳动中轴链轮选择扳手或飞轮选择扳手，即可使链条与不同的链轮连接，从而使自行车达到所需的速比。由于受到特定结构和安装部位的限制，现行的自行车的飞轮已定型，轮径不能再减小，为了保证一定的传动比，实现一定的骑行速度，与之相传动连接的链轮则必然为大轮径轮盘，这样就使得其存在以下缺点：一、传动机构体积庞大，加大了原材料的消耗，也增加了产品的成本；二、体积庞大的传动机构加大了自行车的重量，不符合自行车向轻型化发展的趋势，影响了自行车轻型化的发展；三、外形庞大的传动机构，还严重地影响了自行车外观地整体协调美，尤其是对于小轮径的变速自行车，更显得比例失调，极不美观；四、现有变速自行车的飞轮是安装在后轴皮外侧的，无法用链罩进行保护，容易受雨水的冲刷，导致飞轮内本来就很少的润滑油很快便流失殆尽，产生干磨，加速了飞轮的磨损，缩短了使用寿命；五、现有的变速自行车在维修或更换飞轮时，涉及到的相关部件较多，拆卸很不方便；六、外形较大的轮盘和链罩，与裤子的接触面积大，极易弄脏裤子，也易受到磕碰而损坏；七、现有的自行车变速装置，需要在特定的运行状态下才能实施变速功能，即在骑行者做功时，链条处于运转状态下，才能实现变速功能，反之，在骑行者不做功即自行车在滑行时，链条不运转是无法实现变速的，正是由于现有自行车变速装置的这种“限定”，造成了很多骑行者的紧张和不适应，尤其是女同志，往往会手忙脚乱，导致操作不当，给骑行者带来很多不便。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种飞轮前置式变速自行车传动装置，它结构简单、体积小、变速操作方便。
本发明的目的是这样实现的：一种飞轮前置式变速自行车传动装置，包括中轴组件、小链轮、链条、飞轮和后轴皮组件，带有一至多个齿盘的飞轮设在中轴上，带有一至多个齿盘的小链轮设在后轴皮上，小链轮通过链条与位于中轴上的飞轮相连接。
飞轮连接固定在中轴上。
小链轮与轴挡碗是一体形成的。
小链轮为一小轮径和小齿数的链轮，装在花盘和轴挡碗之间的后轴管上，并与花盘贴合连接在一起。
后轴皮组件小链轮的多个齿盘是分体式的，从左到右由小到大排列或由大到小排列。
中轴组件为三件套，包括中轴、左挡碗和右挡碗，与车架相连的五通内插设有中轴，五通的两孔中固定连接有挡碗，挡碗与中轴之间设有滚珠，通过滚珠支撑连接。
中轴组件为五件套，包括中轴、左轴碗、右轴碗、左挡和右挡，轴碗与五通紧配合，挡与中轴固定连接，挡通过螺母固定。
飞轮的齿盘与飞轮本体是分体式的，通过螺栓或铆接固定在一起的。
飞轮外齿轮的齿牙是偏置的，飞轮通过与曲柄压接在一起的连接套与曲柄固接在一起。
飞轮通过连接套与曲柄连接在一起。
本发明由于采用飞轮前置式结构，因此具有以下特点：一、保持了原有自行车的基本传动方式，维护了多数传动部件的通用性，使传承了百多年的自行车传动机构庞大的固有缺点得到了彻底的改观，传动机构的整体外形尺寸缩小了一倍以上；二、改装后的样车尤显简捷轻快，极大地提高了自行车整车外形的美观性，特点突出，能很好地满足消费者对产品求新求异的需求心理；三、自行车的整车重量减轻，突出了自行车轻便休闲的时代特征，符合自行车向轻型化方向发展的设计原则；四、该装置的普及可为企业及社会节约大量的原材料资源，具有明显的企业经济效益和社会效益；由于飞轮连接固定在中轴上，而使飞轮长期处于链罩的保护下，免受雨水的冲刷，长时间地保持良好的润滑状态，可极大地延长飞轮的使用寿命(2-3倍)；由于飞轮连接固定在中轴上，飞轮拆卸时涉及的相关部件大大减少，维修更换更加方便容易；七、飞轮前置式自行车传动装置，从技术上彻底克服了老式传动机构制约了自行车向小型化方向发展的致命缺点，可使自行车的轮径缩小，而骑车速度却可以保持不变，能充分地满足自行车向小轮化方向发展的社会需求；八、加工成本与老式传动机构相比，总体套成本不会增加，如链条缩短的节约，链罩用料比老式节省一倍；该装置应用范围广泛，如应用到双人座情侣车上，便可以实现两人间的独立做功，互不影响，方便自如，而现有的双人车则必须是两人同时做功或同时停止，相互制约，没有独立性；九、由于链条是始终运转的，所以，无论自行车在何种运行状态，骑行者均可方便自如地实施变速，免除了骑行者的顾虑。
【附图说明】
下面结合附图详细说明依据本发明提出的飞轮前置式变速自行车传动装置的具体结构和工作原理。
图1为本发明飞轮前置式变速自行车的结构示意图；
图2为本发明中轴组件一的结构示意图；
图3为本发明中轴组件二的结构示意图；
图4为本发明中轴组件三的结构示意图；
图5为本发明中轴组件四的结构示意图；
图6为本发明中轴组件五的结构示意图；
图7为本发明后轴皮组件一的结构示意图；
图8为本发明后轴皮组件二的结构示意图；
图9为本发明后轴皮组件三的结构示意图；
图10为本发明后轴皮组件四的结构示意图；
图11为本发明后轴皮组件五的结构示意图；
图12为本发明后轴皮组件六的结构示意图；
图13为本发明飞轮一的结构示意图；
图14为本发明飞轮二的结构示意图；
图15为本发明飞轮三的结构示意图；
图16为本发明飞轮四的结构示意图；
图17为图16的A-A剖视图；
图18为本发明中的飞轮与曲柄的连接示意图一；
图19为本发明中的飞轮与曲柄的连接示意图二。
【具体实施方式】
如图1所示，本发明飞轮前置式变速自行车传动装置主要包括：中轴组件5、小链轮42、链条3、飞轮2和后轴皮组件4组成，飞轮2设在中轴5上，小链轮42设在自行车后轴皮上，小链轮42通过链条3与位于中轴5上的飞轮2相连接。
如图2所示，本发明飞轮前置式变速自行车中轴组件一为三件套，主要包括中轴5和左、右挡碗12。与车架相连的五通11内插设有中轴，五通11左右对称的两孔中固定连接有挡碗12，挡碗12与中轴之间设有滚珠，通过滚珠支撑连接，具有一个或多个齿盘的飞轮2固定连接在中轴5上，飞轮2包括飞轮齿盘、飞轮内套和棘爪，中轴5的端部内设螺孔与曲柄相连；
图3为本发明中轴组件二的结构示意图，中轴组件为三件套，与图2相同，中轴5的端部通过螺柱与曲柄相连；
图4为本发明中轴组件三的结构示意图，中轴组件为三件套，与图2相同，中轴5的端部通过销与曲柄相连；
图5为本发明中轴组件四的结构示意图，中轴组件5为五件套，中轴5、左右轴碗15和左右挡14，轴碗15与五通11紧配合，挡14与中轴固定连接，如螺接，挡通过螺母16固定，飞轮2固定连接在中轴上，如螺接，中轴5的端部通过销与曲柄相连；
图6为本发明中轴组件五的结构示意图，中轴组件为五件套，与图5相同，中轴5的端部通过螺柱与曲柄相连；
如图7所示，飞轮前置式变速自行车后轴皮组件，一个或一组小链轮设在自行车的后轴管41上，小链轮42与轴挡碗43是一体形成的。小链轮42为一小轮径、小齿数的链轮，装在花盘和轴挡碗43之间的后轴管上，并与花盘连接在一起。小链轮42通过链条3与位于中轴5上的飞轮2相连接，飞轮连接固定在中轴上；当小链轮为单片齿盘时，与其配合的中轴上装配单级飞轮，即为单速自行车；
图8为本发明后轴皮组件二的结构示意图，后轴管41上设有两个不同齿数的齿轮，左边为大齿轮44，右边为小齿轮45，大、小齿轮为分体式，中轴5上装配单级飞轮，即可实现两级变速；
图9为本发明后轴皮组件三的结构示意图，后轴管41上设有三个不同齿数的齿轮46、47、48，左边为大齿轮46，右边为小齿轮48，大、中、小三齿轮为分体式，依次紧密贴合固定，在大齿轮与右花盘之间还设有起固定作用的挡圈49。中轴5上装配单级飞轮，即可实现三级变速；
图10为本发明后轴皮组件四的结构示意图，后轴管41上设有两个不同齿数的齿轮，左边为小齿轮410，右边为大齿轮411，大、小齿轮为分体式，中轴5上装配单级飞轮，即可实现两级变速；
图11为本发明后轴皮组件五的结构示意图，后轴管41上设有三个不同齿数的齿轮412、413、414，左边为小齿轮412，右边为大齿轮414，大、中、小齿轮为分体式，中轴5上装配单级飞轮，即可实现三级变速。
图12为本发明后轴皮组件六的结构示意图，后轴管41上设有轴挡碗417，轴挡碗417上设有齿轮416，通过卡簧415将其定位。
图13为本发明飞轮一的结构示意图，飞轮2上具有多个齿盘21、22、23，若与具有多个齿盘的后轴皮配合，即可实现多级变速；
图14、15为本发明飞轮二、三的结构示意图，飞轮2上的齿盘24与飞轮本体25是通过螺栓固接在一起的，专为不同齿数的大齿盘设计的，目的是可以更换不同齿数的大齿盘，用来满足不同车种对齿数比的需求。
图16为本发明飞轮三的结构示意图，图17为图16的A-A剖视图，飞轮2是在现有飞轮的基础上改进的，它与现有飞轮的区别在于，外齿轮的齿牙是偏置的，内棘齿与棘爪也是相反的，飞轮2通过与曲柄压接在一起的连接套与曲柄固接在一起，当曲柄向前转动时，飞轮跟着转动，通过链条带动后轴皮，实现做功，当曲柄向后转动时，飞轮不跟着转动，不做功。飞轮2与不同的曲柄压接在一起，即可实现与不同型号的中轴连接。飞轮2通过连接套与曲柄6连接在一起，是实现飞轮前置式自行车传动装置的一种结构形式，其目的是可以充分利用现有的模具和工装设备，降低生产成本，如图18、19所示。
本发明飞轮前置式变速自行车传动装置的工作过程如下：向前转动脚蹬子，带动中轴上的飞轮转动，通过链条使后轴皮上的小齿轮转动，小齿轮与后轴皮是固定连接的，从而带动与之一体连接的后轮转动；当向后转动脚蹬子时，中轴上的飞轮不跟随其轴转动，链条不动，后轴皮上的小齿轮也不转动。