专利名称:一种用于童成两用自行车的可调速齿轮传动装置的制作方法
技术领域:
本实用新型涉及人们日用交通工具中一种用于童成两用自行车的可调速齿轮传动装置。
现行自行车后驱动齿轮传动技术,其中《折叠式齿轮传动小轮径多功能自行车》(专利号ZL92225527.X)专利技术具有典型性,其结构原理见图(1)。图示,在与中轴外套(16)固联的衬管(13)孔两端以轴承(8)联结的中轴(11),于右伸出轴端部固联以调垫(9)定位的齿轮(14),再于轴头固联脚蹬(10)。与中轴外套固联的右后叉(12)上的过轮轴孔轴承联结的过轮轴(6)两轴端固联分置于右后叉(12)两侧的齿轮(5)、(7)。后轮(1)的轴套(3)孔两端以轴承联结两轴端分别紧固左右后叉(17)、(12)的后轴(2),轴套(3)右轴端紧固齿轮式飞轮(4),其左轴端紧固抱闸(18),护罩(15)以中轴外套(16)和右后叉(13)为基安装罩住构成后轮传动系统。其中齿轮(14)与(7),齿轮(5)与齿轮式飞轮(4)分别啮合构成二级传动装置。该装置由于可以获得高速比,较好的传动刚性,极适合12″左右小轮径自行车传动需要;且其结构简单,技术通用性强,成熟易制,有相当市场前景。但该技术在结构上采取过轮轴(6)中部轴承联结两轴端悬臂固置齿轮(5)、(7)的机构无法承受大惯性力偶(本图为顺时针方向力偶)作用而使轴承易受损坏,结构不合理。另外,由于单一高速比,不能同时作为童成两用车,降低了实用价值,不能充分发挥小轮径车的优势,也是其不足之处。
本实用新型的目的是要提供一种经过改进的以齿轮叉架为基按装的传动装置,它可有效地克服由于速度单一两不能同时作为童成两用车和过轮轴装配结构不合理等弊病。
本实用新型是通过以下技术方案实现的1、中轴套管(45)右端部固联于下方相应部位设有啮合孔(30)的折越式内叉(32)与外叉(41)两端紧固构成齿轮叉架(43),与中轴套管(45)左端部固联的开式后轴口后叉(46)构成U型后叉。
2、带有滑键轴套的齿轮(40)以键(38)固联中轴(44)右轴部,脚蹬(10)紧固其轴端且置于外叉(41)开设相应孔中;齿轮(37)与齿轮(40)的滑键轴套滑键联结,且可于齿轮(40)开设的凹槽内与之贴合,被齿轮(40)滑键轴套端卡固的挡圈(47)止位。。
3、于内外叉(32)、(41)中部相应部位开设的同心过轮轴孔分别固联过轮轴(34)两端,带有滑键轴套的齿轮(36)与过轮轴(34)以轴承(33)联结,且齿轮(36)与通过内叉(32)折越部位的啮合孔(30)的固联于后轴套(2)端部的短齿式飞轮(31)啮合,其滑键轴套上与可于其凹槽内贴合的齿轮(35)滑键联结。
4、齿轮(37)、(35)相应端面紧固有叉盘(42),装于后叉架相应支耳上的拔叉机构(48)的拔叉置于齿轮(37)和(35)的叉盘(42)中;齿轮(40)与(35),齿轮(37)与(36)均可相对独立啮合传动,但齿轮(37)与(35)不能同时参与啮合传动。本实用新型还可以通过以下技术方案实现1、齿轮(49)以键固联于中轴(44)右轴端部,齿轮(37)与中轴(44)滑键联结;与短齿飞轮(31)啮合的齿轮(50)以键固联于两端以轴承联结齿轮叉架(43)过轮轴孔的过轮轴(34),齿轮(35)与过轮轴(34)滑键联结。
2、齿轮(49)、(51)组成的窄二联齿轮同固于中轴(44)右轴端部,齿轮(52)、(53)构成的宽二联齿轮与齿轮叉架(43)上过轮轴孔轴承联结的过轮轴(34)滑键联结;在非啮合态下齿轮(49)、(51)构成的窄二联齿轮可置于(52)、(53)构成的宽二联齿轮之间,短齿飞轮(31)的齿宽须满足与之常啮的齿轮(52)三个啮合轴向位移度。
3、齿轮(49)、(51)构成的宽二联齿轮固联中轴(44)右轴端部,齿轮(52)与(53)构成的窄二联齿轮与齿轮叉架(43)上过轮轴孔轴承联结的过轮轴(34)滑键联结;在非啮合态下,窄二联齿轮可置于宽二联齿轮之间;短齿飞轮(31)的齿宽须满足与之常啮的齿轮(52)三个啮合轴向位移度。
4、齿轮(37)与(54)构成的窄二联齿轮滑键联结中轴(44)右轴端部,卤轮(36)和(35)构成的宽二联齿轮轴套孔以轴承(33)联结两端紧同于齿轮叉架(43)的过轮轴(34);在非啮合态下,窄二联齿轮可置于宽二联齿轮之间;齿轮(36)与短齿飞轮(3 1)常啮。
5、以现行的飞轮链牙外圈为基注塑齿轮外圈,构成为内钢外塑短齿飞轮(31),且将齿顶高系数设计为0.90。
6、全部齿轮为高强度铝合金压铸成型的模数2.5标准圆柱直齿轮,齿顶高系数设计为0.90。
7、全部齿轮为工程塑料注塑成型的模数3的标准圆柱直齿轮,齿顶高系数设计为0.90。
本实用新型的优点在于齿轮叉架给了过轮轴两端稳固合理的支撑,使二级传动啮合产生的力偶(顺时旋向)被有效地抵消,从而大大减少了其破坏作用,从而克服了该轴安装结构不合理的弊病;采用了带滑键轴套的凹面齿轮,可使与之滑键联结的小齿轮获得稳定的支撑,且在与相应大齿轮贴合时在不影响大齿轮齿宽的前提下得到较窄的移位空间(大小两齿轮贴合厚度尽量小到使现有技术轴向长度改变不大);采取过轮轴与滑键轴套孔两端滚动轴承联结,可直接采用现行自行车轴承技术结构,增加的技术通用性,使之转动更加平稳可靠。顺及说明的一点,紧固于后轴的带啮合孔的折越式内叉可作为外叉的安装基而较易拆装,增加了该装置的维修装配性能;在传动过程中,拔叉移动两个滑键齿轮。需大速比时,四个齿轮参与二级传动;小速比时,三个齿轮参与一级传动(左侧三个齿轮)。该装置变速简便,从而达到高速调速目的,满足了童成两用自行车的要求;由于本型采用工程塑料齿轮,重量轻,噪音小,工艺性好,也是其突出优点。
实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图
给出。
关于附图的说明如下图(1)是现行专利技术齿轮传动剖视图;图(2)是本实用新型实施例沿轴线的剖视图;图(3)是本实用新型的C向视图,其中视图A-A,B-B是图(2)的剖面图;图(4)是小齿轮双滑键结构示意书;图(5)是过轮轴上的宽二联齿轮滑键变速结构示意图;图(6)是过轮轴上的窄二联齿轮滑键变速结构示意图;图(7)是中轴上的窄二联齿轮滑键变速结构示意图。
以下结合附图详细说明依据本型提出的具体装置的结构细节及工作情况。
图(2)、(3)是本实用新型的最佳实施例。图中,中轴套管(45)左右两端固联带有开式后轴口的后叉(46),带啮合孔(30)的折越式内叉(32)构成U型后叉。以现行技术结构于中轴套管(45)内轴承联结的中轴(44)右伸出轴上将带有拔叉盘(42)的齿轮(37)与齿轮(40)的滑键轴套滑键联结构成的齿轮组(在轴套端卡固挡圈(47)止位)以键(38)联结套装,且将齿轮(40)端面于中轴(44)上挡圈定位。将齿轮(36)滑键轴套孔两端部以自行车滚动轴承(33)与过轮轴(34)联结,且于轴承外端卡固挡圈止位。再将带有拔叉盘(42)的齿轮(35)与齿轮(36)的滑键轴套滑键联结,且滑键轴套端卡固挡圈(47)止位,这样构成可于过轮轴(34)上灵活转动的齿轮组。将齿轮组左侧过轮轴(34)伸出轴端紧配合装入内叉(32)中部开设的过轮轴孔中,且于伸出轴端卡固挡圈止位。(该处也可以紧固方式固联过轮轴(34)与内叉(32))将现行专利技术后轮(1)传动系统的后轴(2)右轴端插入(过渡配较好)内叉(32)后轴孔,其间由于内叉(32)于折越处开设的啮合孔(30)足够大(见图(3)A-A剖面图),短齿飞轮(31)可直接伸入啮合孔(30)与齿轮(36)啮合装配,然后将后轴(2)轴端与内叉(32)紧固。此际将外叉(41)相应孔套装中轴(44)和过轮轴(34)。于中轴(44)轴端紧固脚蹬(10),于过轮轴(34)轴端卡固挡圈定位。然后将外叉(41)上下两端相应部位与内叉(32)紧固构成齿轮叉架(43),最后扣装箱壳(39),构成整个齿轮箱。在诸齿轮的结构要素特点上说明以下几点装于齿轮叉架(43)相应支耳上(参见图(2)图(3)B-B剖面图)的拔叉机构(48)的拔叉置于齿轮(37)和(35)的拔叉盘(42)内,在相应的拔叉作用下,使其于相应的滑键轴套上轴移从而与相应的齿轮(40)、(36)离合。变速时,将齿轮(37)、(35)置于空档。高速比传动,齿轮(40)与齿轮(35),齿轮(36)与短齿飞轮(31)分别相对独立啮合,形成二级传动,其速比等于上述两组齿轮传动比乘积;低速比传动时,齿轮(37)、(36)、(31)同时啮合传动,其速比等于齿轮(37)与(31)传动比,齿轮(36)仅起过轮作用。齿轮(40)和(36)端面开设的凹槽是为了与之滑键联结的齿轮(37)、(35)可在其凹槽内贴合,在不减少其齿宽的前提下可使两齿轮贴合厚度较小,得到较小脚蹬距。这样可利用现行自行车中轴改制,增加本型技术通用性,又使两脚蹬距符合人们现行习惯。另外,其凹槽作用还可节省材料,减轻重量。关于上述二组传动是不能同时进行的,这原理是显见的,不赘述。为了减轻重量,全部齿轮可采用轻质高强度材质制造,如铝合金,碳纤维,玻璃钢,工程塑料等,但最好的成型工艺应是铝合金压铸和铸塑工艺;为了啮合灵动,可将全部齿轮的齿顶高系数减少设计,可采取0.9为宜,(这点包括短齿飞轮(31))当然也可采取变位齿轮设计;还有一点说明,现专利齿轮式飞轮(4)为钢制外齿圈,而本型技术以现型飞轮外链牙圈为基直接注塑成型,构成内钢外塑的复合式齿圈的短齿飞轮(31)。(通过试机,效果好,且技术通用性大大提高。)其中全部齿轮的模数确定,金属材质为2.5,非金属为3是适宜的,既满足速比要求,又有足够强度。
从实用角度考虑,关于二级齿轮传动的变速型式,还可采用以下几种图(4)中所示结构型式是将图(3)齿轮(40)、(36)滑键轴套去掉,改制为普通齿轮(49)、(50),分别直接固联于中轴(44),过轮轴(34)上,然后将齿轮(37)、(35)分别与两轴滑键联结。这种结构型式普通,但齿轮工艺性好,不足的是须齿轮叉架(43)比图(3)所示略宽而致使脚蹬距较大,但仍不失为一种可取型式;图(5)所示结构型式是将齿轮(49)、(51)构成的窄二联齿轮组(二个齿轮厚度)固联中轴(44)。齿轮(52)、(53)构成宽二联齿轮组(二齿轮间隔宽度大于窄二联齿轮厚度)与过轮轴(34)滑键联结;图(6)所示型式是将齿轮(51)、(49)组成宽二联齿轮组固联中轴(44),齿轮(52)、(53)组成的窄二联齿轮组滑键联结过轮轴(34)。上述两种型式窄二联齿轮组置于宽二联齿组中间为空档,过轮轴(34)均与内外叉(32)、(41)轴孔轴承联结。这两种型式轴支撑稳定可靠,传动更加平稳,变速灵活简便,但最大不足之处是短齿式飞轮(31)齿宽须满足与之啮合齿轮厚度的3倍;齿轮叉架(43)须更宽,因而不能使用通用中轴(44)而改用加长中轴(55)。这两种型式总体上还是较实用的,不失为推荐实用型式;图(7)所示结构型式是将齿轮(37)、(54)构成的窄二联齿轮与中轴(44)滑键联结,齿轮(52)、(53)构成的宽二联齿轮组与固联于内外叉(32)、(41)轴孔的过轮轴(34)滚动轴承联结。这种型式既有图(5)、(6)所示结构优点,又具有图(4)优点,是一种较好的结构形式。
关于本型动态工作情况,当脚蹬(10)产生的力偶带动中轴(44)转动,在高速比时,固联于中轴(44)上的齿轮(40)、(37)同步转动(此际齿轮(37)处于非啮合状态而贴合于齿轮(40)凹槽内),带动与齿轮(40)啮合的齿轮(35)转动。从而带动同轴键联结的齿轮(36)同步转动,最后带动与齿轮(36)啮合的短齿飞轮(31)转动,从而带动后轮(1)转动系统转动,使车轮与脚蹬力偶旋向同向转动。低速比传动时,拔叉使齿轮(35)处于非啮合状态,齿轮(37)、(36)、(31)同时啮合;其它几种传动型式大致相同,不赘述。
权利要求1.一种用于童成两用自行车的可调速齿轮传动装置,包括于外轴套(16)与内衬套(13)固联构成的中轴套管(45)孔两端部以滚动轴承(8)套装的轴两端可紧固曲柄(10)的中轴(11),于后轮(1)的后轴套(3)孔两端部以滚动轴承套装的后轴(2),于后轴套(3)右端外部紧固的齿轮式飞轮(4)以及于其左端外部紧固的抱闸18,其特征在于(1)中轴套管(45)右端部固联于下方相应部位设有啮合孔(30)的折越式内叉(32)与外叉(41)两端紧固构成齿轮叉架(43),与中轴套管(45)左端部固联的开式后轴口后叉(46)构成U型后叉;(2)带有滑键轴套的齿轮(40)以键(38)固联中轴(44)右轴部,脚蹬(10)紧固其轴端且置于外叉(41)开设相应孔中;齿轮(37)与齿轮(40)的滑键轴套滑键联结,且可于齿轮(40)开设的凹槽内与之贴合,被齿轮(40)滑键轴套端卡固的挡圈(47)止位;(3)于内外叉(32)、(41)中部相应部位开设的同心过轮轴孔分别固联过轮轴(34)两端,带有滑键轴套的齿轮(36)与过轮轴(34)以轴承(33)联结,且齿轮(36)与通过内叉(32)折越部位的啮合孔(30)的固联于后轴套(2)端部的短齿式飞轮(31)啮合,其滑键轴套上与可于其凹槽内贴合的齿轮(35)滑键联结;(4)齿轮(37)、(35)相应端而紧固有叉盘(42);装于后叉架相应支耳上的拔叉机构(48)的拔叉置于齿轮(37)和(35)的叉盘(42)中,齿轮(40)与(35),齿轮(37)与(36)均可相对独立啮合传动,但齿轮(37)与(35)不能同时参与啮合传动。
2.根据权利要求1所述的齿轮传动装置,其特征在于齿轮(49)以键固联于中轴(44)右轴端部,齿轮(37)与中轴(44)滑键联结;与短齿飞轮(31)啮合的齿轮(50)以键固联于两端以轴承联结齿轮叉架(43)过轮轴孔的过轮轴(34),齿轮(35)与过轮轴(34)滑键联结。
3.根据权利要求1所述的卤轮传动装置,其特征在于齿轮(49)、(51)组成的窄二联齿轮同固于中轴(44)右轴端部,齿轮(52)、(53)构成的宽二联齿轮与齿轮叉架(43)上过轮轴孔轴承联结的过轮轴(34)滑键联结;在非啮合态下,齿轮(49)、(51)构成的窄二联齿轮可置于(52)、(53)构成的宽二联齿轮之间;短齿飞轮(31)的齿宽须满足与之常啮的齿轮(52)三个啮合轴向位移度。
4.根据权利要求1所述的齿轮传动装置,其特征在于齿轮(49)、(51)构成的宽二联齿轮固联中轴(44)右轴端部,齿轮(52)与(53)构成的窄二联齿轮与齿轮叉架(43)上过轮轴孔轴承联结的过轮轴(34)滑键联结;在非啮合态下,窄二联齿轮可置于宽二联齿轮之间;短齿飞轮(31)的齿宽须满足与之常啮的齿轮(52)三个啮合轴向位移度。
5.根据权利要求1所述的齿轮传动装置,其特征在于齿轮(37)与(54)构成的窄二联齿轮滑键联结中轴(44)右轴端部,齿轮(36)和(35)构成的宽二联齿轮轴套孔以轴承(33)联结两端紧固于齿轮叉架(43)的过轮轴(34);在非啮合态下,窄二联齿轮可置于宽二联齿轮之间;齿轮(36)与短齿飞轮(31)常啮。
6.根据权利要求1所述的齿轮传动装置,其特征在于现行的飞轮链牙外圈为基注塑齿轮外圈构成为内钢外塑短齿飞轮(31),且将齿顶高系数设计为0.90。
7.根据权利要求1所述的齿轮传动装置,其特征在于全部齿轮为高强度铝合金压铸成型的模数2.5标准圆柱直齿轮,齿顶高系数设计为0.90。
8.根据权利要求1所述的齿轮传动装置,其特征在于全部齿轮为工程塑料注塑成型的模数3的标准圆柱直齿轮,齿顶高系数设计为0.90。
专利摘要本实用新型涉及一种用于童成两用自行车的可调速齿轮传动装置,主要由随结构型式的不同或以滑键或以键联结于中轴上的一组齿轮与过轮轴上或以滑键或以键或以轴承联结的一组齿轮,在拔叉作用下将相应齿轮滑动离合达到变速目的。其中过轮轴随结构型式的不同或以轴承或以紧固联结由固联于车轮后轴端的内叉及与之紧固的外叉构成的齿轮叉架上开设的两过轮轴孔。本型结构更加合理,变速灵活,能充分满足童成市场要求,且技术通性好,易接产。
文档编号B62M11/06GK2335882SQ9821629
公开日1999年9月1日 申请日期1998年6月28日 优先权日1998年6月28日
发明者贾新 申请人:贾黛会
一种用于童成两用自行车的可调速齿轮传动装置的制作方法
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