自行车后轴内变速器.pdf

自行车后轴内变速器
    本发明涉及一种自行车变速器，尤其是一种自行车后轴内变速器。

    三变速的自行车后轴内变速器，是通过控制多个离合器的分离或结合来实现变速，离合器为可控的棘爪式超越离合器和牙嵌式离合器，因牙嵌式离合器不能任意嵌合，使内变速器的操作性能和使用寿命受到影响，故障率也高。国外一种较先进的三变速自行车后轴内变速器，用一个可控的棘爪式超越离合器取代掉了一个牙嵌式离合器，虽仍有一个牙嵌式离合器没取代掉，但变速器的使用性能还是得到明显提高，为了使变速器使用性能有较大幅度的实质性提高，中国专利申请号93222673和93242775的技术方案彻底取消了牙嵌式离合器，但该技术方案在实施时出现了另外一些问题，比较突出的是：将二个可控的棘爪式超越离合器分设在行星齿轮传动机构两侧后，形成了多个棘轮圈相套结构，当棘轮在棘爪啮合下传动时，特别在中、慢两档传动时，内圈挤压外圈内壁相对旋转，外圈再挤压外壳内壁相对旋转，易产生较明显的传动阻力；又由于圈与圈很难同轴旋转，相互间过大的摩擦时常发生，造成了传动损耗大、工作不稳定、使用寿命短等问题。

    本发明的目的是提供一种三变速的自行车后轴内变速器，它能任意变速，二个可控的棘爪式超越离合器在行星齿轮传动机构的同一侧，消除了过多的棘轮圈相对旋转所产生的摩擦力。

    本发明的目的是这样实现的：在装有左钢碗、右钢碗的外壳内有一个由中心齿轴、星轮架、星轮、星轮轴、内齿体构成的行星齿轮传动机构；中心齿轴二端伸出外壳，上面的中心卤轮啮合星轮架上的星轮，星轮架左端装有短棘爪，在棘爪簧作用下短棘爪啮合固定在外壳内左端地内棘轮圈，星轮架与外壳构成超越离合结构；星轮架右端联接一个内棘轮圈；内齿体左端的内齿啮合星轮，右端装有长棘爪(用棘爪销安装)，在棘爪簧作用下长棘爪前端啮合固定在外壳内右端的内棘轮圈，后端从内齿体内壁伸出，后端在大变速圈滑动挤压时，长棘爪绕棘爪销转动其前端就脱开与内棘轮圈的啮合，内齿体与外壳构成可控的超越离合结构；棘爪座和装有链轮的棘爪座钢碗是联接在一起的，棘爪座上装有一付长棘爪、一付短棘爪(用棘爪销安装)，并活套一个大变速圈，大变速圈上的销钉穿过棘爪座上的径向长孔伸在小变速圈上的环状滑槽内，使大变速圈和小变速圈构成可转动联接，小变速圈在中心齿轴上滑动时是带动大变速圈在棘爪座上一起滑动的，棘爪座是活套在小变速圈上的，棘爪座钢碗一端通过钢珠与固定在外壳上的右钢碗构成可转动联接，另一端通过钢珠与中心齿轴上的轴档构成可转动联接，在中心齿轴另一端的轴档通过钢珠与固定在外壳上的左钢碗构成可转动联接；棘爪座上的长棘爪在棘爪簧作用下啮合联接在星轮架上的内棘轮圈，棘爪座上的短棘爪在棘爪簧作用下啮合固定在内齿体上的内棘轮圈；小变速圈活套在中心齿轴上，由穿过中心齿轴径向长孔的变速销限定在一定范围内滑动，中心齿轴一端，或二端有与径向长孔相通的轴向孔，一端孔内可穿入顶杆联接操纵器，另一端孔内可放入复位簧，用于小变速圈复位的弹簧也可套在中心齿轴上(套在小变速圈与轴档之间)；棘爪座上的长棘爪后端从棘爪座内壁伸出，当被小变速圈滑动挤压时，长棘爪绕棘爪销转动其前端就脱开与内棘轮圈的啮合，棘爪座与星轮架构成可控的超越离合结构；通过操纵器推动顶杆使小变速圈带动大变速圈滑动在三个位置上，操纵设在行星齿轮传动机构的同一侧二个可控的棘爪式超越离合器使链轮与外壳之间有三档传动。

    操纵器有三档定位可推动顶杆使小变速圈带动大变速圈滑动在三个位置上。

    本发明由于把二个可控的棘爪式超越离合器设在了行星齿轮传动机构的同一侧，消除了过多的圈套圈不易同轴差动旋转所产生的挤压摩擦，特别是中、慢二档传动时还要与外壳内壁的摩擦，也没有了因此所产生的较明显传动阻力；另外，将二个可控的棘爪式超越离合器设在行星齿轮传动机构的同一侧后，尤其是中、快二档传动时，内齿轮体和外壳是同步旋转的，因没有不正常的摩擦，传动损耗很小，运行的可靠性和使用寿命可明显提高，而且变速随意，更不会有空档、轧档等问题。

    附图是本发明提供的主视图。其中：1—中心齿轴；2—轴档；3—左钢碗；4—钢珠；5—短棘爪；6—内棘轮圈；7—棘爪簧；8—星轮；9—星轮轴；10—星轮架；—棘爪销；12—内棘轮圈；13—内棘轮圈；14—内齿体；15—内棘轮圈；16—棘爪簧；17—棘爪销；18—右钢碗；19—长棘爪；20—钢珠；21—卡簧；22—棘爪座钢碗；23—钢珠；24—轴档；25—螺钉；26—链轮；27—复位簧；28—径向长孔；29—环状滑槽；30—销钉；31—小变速圈；32—大变速圈；3 3—棘爪簧；34—短棘爪；35—长棘爪；36—棘爪簧；37—变速销；38—棘爪座；39—外壳；40—中心齿轮；41—顶杆。

    下面结合附图进一步详述：外壳(39)上有左钢碗(3)、右钢碗(18)，右钢碗(18)通过钢珠(20)和棘爪座钢碗(22)构成可转动联接，中心齿轴(1)上的轴档(24)通过钢珠(23)和棘爪座钢碗(22)构成可转动联接，中心齿轴(1)上的轴档(2)通过钢珠(4)和左钢碗(3)构成可转动联接；中心卤轴(1)上有中心齿轮(40)和星轮(8)、星轮架(10)、星轮轴(9)、内齿体(14)构成了一个行星卤轮传动机构；星轮架(10)左端伸出的星轮轴(9)上装有短棘爪(5)，在棘爪簧(7)的弹力作用下，短棘爪(5)啮合固定在外壳(39)上的内棘轮圈(6)，星轮架(10)与外壳(39)构成超越离合结构；星轮架(10)右端通过端面的缺口，和内棘轮圈(12)圆周上的凸台嵌合，使星轮架(10)和内棘轮圈(12)联接在一起；内齿体(14)右端上有用棘爪销(17)安装的一付长棘爪(19)，长棘爪(19)在棘爪簧(16)弹力作用下前端啮合固定在外壳(39)上的内棘轮圈(15)，长棘爪(19)后端在大变速圈(32)滑动挤压时【长棘爪(19)绕棘爪销(17)转动】，前端可脱开与内棘轮圈(15)的啮合，内齿体(14)与外壳(39)构成了可控的超越离合结构；中心齿轴(1)二端面有与径向长孔相通的轴向孔，小变速圈(31)活套在中心卤轴(1)上由穿过径向长孔的变速销(37)限定在一定范围内滑动，中心齿轴(1)一端的轴向孔内穿入顶杆(41)，另一端轴向孔可装入使小变速圈(31)复位的复位簧(27)，并用螺钉(25)封装，使小变速圈(31)复位的弹簧也可用直径大的压力弹簧套在中心齿轴(1)上，弹簧套在小变速圈(31)与轴档(24)之间，这样中心卤轴(1)一端有孔也就可以了；棘爪座(38)是活套在小变速圈(31)上的，棘爪座(38)一端顶在星轮架(10)(有间隙)，另一端联接棘爪座钢碗(22)，联接的方式可以是齿嵌合或者键联接，也可螺纹联接；棘爪座(38)上通过棘爪销(11)装有一付长棘爪(35)、一短棘爪(34)，并且活套一个大变速圈(32)，大变速圈(32)在棘爪座(38)上可滑动，大变速圈(32)上的销钉(30)穿过棘爪座(38)上径向长孔(28)伸在小变速圈(31)上的环状滑槽(29)内使两者构成可转动联接，小变速圈(31)在顶杆(41)推动或松开时是带动大变速圈(32)一起滑动和复位的；棘爪座(38)上的长棘爪(35)在棘爪簧(36)弹力作用下其前端啮合内棘轮圈(12)，后端从棘爪座(38)内壁伸出，当小变速圈(31)滑动挤压时，【长棘爪(35)绕棘爪销(11)转动】其前端脱开与内棘轮圈(12)的啮合，短棘爪(34)在棘爪簧(33)弹力作用下啮合固定在内齿体(14)上的内棘轮圈(13)，棘爪座(38)始终与内齿体(14)构成超越离合结构。动力从链轮(26)输入外壳(39)输出。当小变速圈(31)在最左端时，棘爪座(38)上的长棘爪(35)后端由于在小变速圈(31)直径小的部位而不受挤压，大变速圈(32)也在棘爪座(38)最左端，内齿体(14)上的长棘爪(19)也不受挤压，如果将顶杆(41)从中齿轴(1)的右端推入，大变速圈(32)、小变速圈(31)是在最右端位置，小变速圈(31)上没有一段直径小的部位。动力输入时(骑行时正转)，链轮(26)和棘爪座(38)旋转，棘爪座(38)上的长棘爪(35)啮合内棘轮圈(12)使星轮架(10)主传动内齿体(14)被传动而增速旋转，由于内齿体(14)上的长棘爪(19)是啮合内棘轮圈(15)的，在超越离合作用下外壳(39)也增速旋转(另二个超越离合结构在超越离合作用下是分离的)；当通过用操纵器使顶杆(41)推入-档时，棘爪座(38)上的长棘爪(35)被小变速圈(31)挤压而脱开与内棘轮圈(12)的啮合，使链轮(26)和外壳(39)同步旋转(另二个超越离合器在超越离合作用下是分离的)；当顶杆(41)推动小变速圈(31)再滑动一档时，棘爪座(38)上的大变速圈(32)也再滑动一档，内齿体(14)上的长棘爪(19)被挤压而与内棘轮圈(15)脱开(二个可控的超越离合器都分离)，内齿体(14)主传动，星轮架(10)上的短棘爪(5)啮合内棘轮圈(6)使外壳(39)减速旋转。

    星轮架(10)上的星轮(8)以四个为宜，短棘爪(5)二个为宜；棘爪座(38)上长棘爪(35)、短棘爪(34)每付二个为宜，内齿体(14)上的长棘爪(19)也是二个为宜。链轮(26)用齿嵌合的方式与棘爪座钢碗(22)联接，并用卡簧(21)固定。内棘轮圈(6)可直纹滚花后压入外壳(39)；穿辐条的花盘可根据车圈的结构装或不装。