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1、(10)申请公布号 CN 104002921 A (43)申请公布日 2014.08.27 C N 1 0 4 0 0 2 9 2 1 A (21)申请号 201310679370.8 (22)申请日 2013.12.15 B62M 11/02(2006.01) B62M 21/00(2006.01) (71)申请人广西科技大学 地址 545006 广西壮族自治区柳州市城中区 东环大道268号广西科技大学汽车与 交通学院 (72)发明人叶燕帅 李春青 姜峰 王镇江 刘泽仙 韦畅萍 (74)专利代理机构柳州市集智专利商标事务所 45102 代理人黄有斯 (54) 发明名称 减少自行车滑行阻力的动。
2、力传递装置 (57) 摘要 本发明公开了一种减少自行车滑行阻力的动 力传递装置，包括同轴转动的链轮、塔基、轮毂和 离合器，塔基的一端与链轮联接，另一端通过牙嵌 式离合器与轮毂连接，牙嵌式离合器包括从动齿 套和轴向滑动的主动齿套，主动齿套和从动齿套 在相对端面分别设有相嵌合的端面齿；塔基上固 设有与主动齿套活动连接的螺旋花键，主动齿套 设有花键槽；从动齿套为阶梯轴套，在从动齿套 的小径段设置棘齿，轮毂的内孔孔壁上开设有卡 入棘齿的卡槽；主动齿套和从动齿套之间安装有 同步器。本发明相比较于现有技术，不但能有效传 递自行车动力，而且在超速时能够自行断开动力 传递，实现轮毂自由转动，降低自行车滑行时的。
3、车 轮转动阻力，减少转动噪声。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图5页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图5页 (10)申请公布号 CN 104002921 A CN 104002921 A 1/1页 2 1.一种减少自行车滑行阻力的动力传递装置，包括同轴转动的链轮、塔基、轮毂和离合 器，塔基的一端通过花键与所述链轮联接，所述塔基的另一端通过所述离合器与所述轮毂 连接，其特征在于：所述离合器为牙嵌式离合器，所述牙嵌式离合器包括从动齿套和轴向滑 动的主动齿套，所述主动齿套和所述从动齿套在相对端面分别设有相嵌合的端面齿。
4、；所述 塔基上固设有与所述主动齿套活动连接的螺旋花键，所述主动齿套的内孔孔壁设有容置所 述螺旋花键的花键槽；所述从动齿套为阶梯轴套，在所述从动齿套的小径段的外壁设置有 棘齿，所述轮毂的内孔孔壁上开设有卡入所述棘齿的卡槽；所述主动齿套和从动齿套之间 安装有同步器。 2.根据权利要求1所述的减少自行车滑行阻力的动力传递装置，其特征在于：所述同 步器包括锥形的膜片弹簧和锥环，所述膜片弹簧的小端与所述轮毂固定连接，所述膜片弹 簧的大端朝向所述主动齿套，所述锥环为固设在所述主动齿套上径向向外凸起的锥体，所 述锥环的锥面和所述膜片弹簧的内壁摩擦面配合，所述膜片弹簧具有从大端朝小端设置的 多个开槽，所述开槽。
5、之间的部分形成分离指。 3.根据权利要求1或2所述的减少自行车滑行阻力的动力传递装置，其特征在于：所 述端面齿为锯形齿。 4.根据权利要求3所述的减少自行车滑行阻力的动力传递装置，其特征在于：所述锯 形齿的相邻齿牙之间的端面为齿槽面，齿牙前侧与所述齿槽面垂直，齿牙后侧与所述齿槽 面的夹角为3555。 5.根据权利要求4所述的减少自行车滑行阻力的动力传递装置，其特征在于：牙嵌式 离合器由经渗碳淬火处理的低碳合金钢制成。 权 利 要 求 书CN 104002921 A 1/3页 3 减少自行车滑行阻力的动力传递装置 技术领域 0001 本发明涉及自行车技术领域，尤其是一种自行车的传动机构。 背景技。
6、术 0002 自行车是人们绿色出行、健身锻炼的代步工具，其向轻便化、舒适化方向发展。自 行车对动力传递系统有两点突出的要求：1.有效传递动力；2.车轮转速能够超越链轮转 速。为实现该功能，目前自行车普遍使用超越离合器来实现自行车的塔基和轮毂之间的动 力传递。现有的一种超越离合器棘轮和设置有棘爪及其复位弹簧的棘爪盘，棘轮和棘爪盘 采用轴承支撑以保证同轴转动，当链条带动飞轮的链齿外圈时，外圈内部的棘爪将力矩传 递给中心转轴，后轮就转动前进；当骑车者停止给链轮输入动力时，后轮的棘爪压缩弹簧， 使棘爪能够在棘轮上滑动，车轴超越静止的外圈棘轮转动，就会听见棘爪滑动发出的“嗒 嗒”声响。这种动力传递装置的。
7、技术方案虽然能够很好地使自行车运行，但其存在下列不 足：1、当离合器处于超越状态时，后轮的棘爪在棘轮上滑动存在一定的摩擦力，导致车轮的 转动阻力增大，影响自行车的滑行性能；2、棘爪在棘轮上滑动时产生较大的噪音，不同的厂 商工艺不一样，噪声程度也相应不同。 发明内容 0003 本发明的目的是提供一种减少自行车滑行阻力的动力传递装置，这种装置可以解 决现有自行车动力传递装置存在的滑行阻力大和噪音大时问题。 0004 为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：这种减少自行车滑行阻力的动力 传递装置包括同轴转动的链轮、塔基、轮毂和离合器，塔基的一端通过花键与所述链轮联 接，所述塔基的另一端通过所述离合。
8、器与所述轮毂连接，所述离合器为牙嵌式离合器，所述 牙嵌式离合器包括从动齿套和轴向滑动的主动齿套，所述主动齿套和所述从动齿套在相对 端面分别设有相嵌合的端面齿；所述塔基上固设有与所述主动齿套活动连接的螺旋花键， 所述主动齿套的内孔孔壁设有容置所述螺旋花键的花键槽；所述从动齿套为阶梯轴套，在 所述从动齿套的小径段的外壁设置有棘齿，所述轮毂的内孔孔壁上开设有卡入所述棘齿的 卡槽；所述主动齿套和从动齿套之间安装有同步器。 0005 上述减少自行车滑行阻力的动力传递装置的技术方案中，更具体的技术方案还可 以是：所述同步器包括锥形的膜片弹簧和锥环，所述膜片弹簧的小端与所述轮毂固定连接， 所述膜片弹簧的大端。
9、朝向所述主动齿套，所述锥环为固设在所述主动齿套上径向向外凸起 的锥体，所述锥环的锥面和所述膜片弹簧的内壁摩擦配合，所述膜片弹簧具有从大端朝小 端设置的多个开槽，所述开槽之间的部分形成分离指。 0006 进一步的，所述端面齿为锯形齿。 0007 进一步的，所述锯形齿的相邻齿牙之间的端面为齿槽面，齿牙前侧与所述齿槽面 垂直，齿牙后侧与所述齿槽面的夹角为3555。 0008 进一步的，牙嵌式离合器由经渗碳淬火处理的低碳合金钢制成。 说 明 书CN 104002921 A 2/3页 4 0009 由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果： 1、由带螺旋花键的塔基和能轴向滑动的牙嵌式。
10、离合器的主动齿套配合，能有效传递 自行车动力，而且在驾驶员停止踩踏、或者轮子转速高于链轮转速时，离合器自动分离，链 轮和车轮毂完全断开，实现轮毂自由转动，降低自行车滑行时的车轮转动阻力，减少转动噪 声，使自行车更加轻便，增加驾驶员的舒适度。 0010 2、动力的传递和断开能够依据车况自行改变，不需要驾驶员额外操作，不用改变 驾驶员的驾驶习惯。 0011 3、装置结构紧凑，安装时不需要对轮毂、车轴等部件进行更换，使用成本不高。 0012 4、结构简单，加工方便，膜片弹簧同步器的设计减少离合冲击，机械使用寿命长。 附图说明 0013 图1是本减少自行车滑行阻力的动力传递装置的结构示意图。 0014。
11、 图2是图1的左视图。 0015 图3是图1中A-A的剖视图。 0016 图4是图1的爆炸图。 0017 图5是主动齿套的内部结构示意图。 0018 图6是车毂的内部结构示意图。 0019 图7本动力传递装置传动状态的示意图。 0020 图8是图7中B-B的剖视图。 具体实施方式 0021 下面结合附图实施例对本发明作进一步详述： 图1至图4所示的减少自行车滑行阻力的动力传递装置是用于链轮1给后轮的轮毂6 传递动力的，它主要包括同轴转动的链轮1、后轴、塔基2、牙嵌式离合器和轮毂6，后轴依次 穿过塔基2、牙嵌式离合器和轮毂6，塔基2的一端通过花键与链轮1联接，塔基2与链轮1 联接的花键与市场上普。
12、遍产品一致，塔基2内部安装滚珠轴承3，在后轴上实现可靠转动， 塔基2的另一端通过牙嵌式离合器与轮毂6连接，轮毂6的内部安装有两个滚珠轴承8、 9。牙嵌式离合器包括主动齿套3和从动齿套5，主动齿套3和从动齿套5在相对端面分别 设有相嵌合的端面齿，端面齿为锯形齿，锯形齿的齿牙之间的端面为齿槽面3-3，齿牙前侧 3-4与齿槽面3-3垂直，齿牙后侧3-5呈现为锐角斜面，齿牙后侧3-5与齿槽面3-3的夹角 为35 -55，参见图5，大角度后夹角锯形齿有利于实现当从动端转速低于主动端时，啮 合齿面产生较大的轴向分力，迫使离合器自行分离。牙嵌式离合器的材料为低碳合金钢，做 渗碳淬火处理，有利于延长使用寿命。。
13、主动齿套3能沿轴向滑动，在塔基2上固设有与主动 齿套3活动连接的螺旋花键2-1，主动齿套3的内孔孔壁设有容置该螺旋花键2-1的花键 槽3-2，参见图5；从动齿套5为阶梯轴套，在从动齿套5的小径段的外壁设置有棘齿5-1，轮 毂6的内孔孔壁上开设有卡槽6-1，参见图6，从动齿套5通过棘齿5-1与轮毂6内的卡槽 6-1连接，棘齿5-1与卡槽6-1间无相对滑动。为了获得较高的传动效率，同时在车辆滑行 时牙嵌式离合器的主动齿套3和从动齿套5能快速分离，以迅速断开动力连接，在主动齿套 3与从动齿套5之间安装有同步器，该同步器由锥形的膜片弹簧4和锥环3-1组成，膜片弹 说 明 书CN 104002921 A。
14、 3/3页 5 簧4的小端通过螺钉固定在轮毂6侧面，膜片弹簧4的大端朝向主动齿套3，膜片弹簧4具 有从大端朝小端设置的多个开槽4-1，开槽4-1之间的部分形成分离指，锥环3-1为固设在 主动齿套3上径向向外凸起的锥体，锥环3-1的锥面和膜片弹簧4的内壁摩擦配合。当牙 嵌式离合器的主动齿套3和从动齿套5啮合时，锥环3-1顶开膜片弹簧4的分离指，分离指 的弹力提供摩擦面压力，利用摩擦力可提高同步质量，实现平稳啮合；当主动齿套3退出啮 合时，膜片弹簧4分离指的弹力有助于实现齿套迅速退出。 0022 本动力传递装置的工作过程如下：当自行车静止时，离合器的主动齿套3和从动 齿套5分离，膜片弹簧4处于自由。
15、状态，参见图1和图3。当自行车链轮有力矩输入转动时， 离合器的主动齿套3在离心力的作用下受到塔基2的螺旋花键2-1的轴向推动力，向从动 齿套5推进，同步器的锥环3-1压入膜片弹簧4，在摩擦力的作用下从动齿套5迅速加速、使 离合器平稳啮合，参见图7和图8，动力经链轮1、塔基2、牙嵌式离合器、传给轮毂6。当驾 驶员停止踩踏或者轮子转速高于链轮转速时，牙嵌式离合器主动齿套3在塔基2的螺旋花 键2-1反向作用力和膜片弹簧4弹力的共同作用下自动退出啮合，实现链轮1和轮毂6之 间动力传递的断开，这时车轮可以自由转动，实现减少摩擦力、降低噪声的功能。当再次输 入驱动力时，离合器主动端在离心力的作用下向从动端推进，同步器的摩擦力使轮毂速度 和链轮速度迅速趋向同步，保证离合器平稳啮合，实现动力的正常输入。 说 明 书CN 104002921 A 1/5页 6 图1 图2 说 明 书 附 图CN 104002921 A 2/5页 7 图3 说 明 书 附 图CN 104002921 A 3/5页 8 图4 说 明 书 附 图CN 104002921 A 4/5页 9 图5 图6 说 明 书 附 图CN 104002921 A 5/5页 10 图7 图8 说 明 书 附 图CN 104002921 A 10 。