專利名稱：一種后軸有變速機構的自行車的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種后軸有變速機構的自行車。
現有自行車后軸變速是在后軸花鼓內設置一組行星齒輪構成，見于(常見機構的原理及應用)機械工業出版社出版，統一書號15033·4464，由于結構復雜、制造精度高、維護困難、價格貴，中國未能普及，其結構見附


圖1、圖2、圖3。
本實用新型的目的是提供一種結構簡單、后軸變速器免維護的自行車結構方案，促進其普及。
本實用新型是這樣實現的一種后軸有變速機構的自行車，包括車架、車把、車輪、曲柄、鏈條及后輪鼓內的變速器，變速器由后軸、飛輪軸、與飛輪軸固聯的空心軸及裝在兩組行星齒輪之間的空心軸，還有殼體、左右端蓋及行星齒輪和內齒輪的支承座等組成；4檔以上變速采用二組行星齒輪，靠近飛輪一端為輸入組，另一端為輸出組；恒星齒輪內孔有花鍵與后軸上的花鍵相固聯；行星齒輪兩側有支承座，通過行星輪軸構成為一整體(圖4和圖5)；內齒輪為一個齒環，外圓制有花鍵與殼形的內齒輪支承座壓合成一體(圖6)；輸出組的內齒輪支承座上裝有千斤，與其相配合，在殼體上制有棘輪，棘輪也可以制成單獨的另件再與殼體固聯；行星齒輪支承座和內齒輪支承座與空心軸相配合；輸入組的內齒輪支承座右側與裝在兩組行星齒輪之間的空心軸用花鍵固聯；輸出組的行星齒輪支承座右側還制有安裝千斤的槽并裝有千斤，右端蓋上有棘輪與其相配合；左右端蓋用花鍵與殼體固聯；空心軸上開有多個槽，槽中裝有可移位的滑動鍵；在行星齒輪支承座上和內齒輪支承座上制有凸出一定高度的擋塊或槽與滑動鍵相配合；也可將行星輪軸伸出一定長度，來代替行星齒輪支承座上的擋塊；檔位較少的變速器可在滑行鋼碗上制出擋塊。也可以在二根空心軸上占多組等分孔，每個孔中裝一粒變速鋼球；在后軸上、空心軸內還裝有凸輪，所謂凸輪是兩側帶有斜肩的短圓柱；與此相配合，內齒輪支承座和行星齒輪支承座與空心軸相配合的一側內孔制有鋼球一部分可進入的缺口，并與空心軸上的等分孔相對應。輸入組也可用多聯齒輪組，與此相配合在輸出組的空心軸一端也設置一組齒輪，實現變速和傳遞扭矩。采用二根空心軸時，在不同的空心軸上可隨意選取滑動鍵結構或鋼球結構，相關件要協調一致。
3速和2速變速器只采用一組行星齒輪和一根空心軸；3速實際上是在4速的基礎上減少輸入組，而2速又是在3速的基礎上減少了兩組千斤并將內齒輪直接與殼體固聯；檔位多時，后軸兩端都要打孔，孔中裝推銷，后軸上還要開槽，槽中裝夾片，檔位少時，僅在一端打孔，一端裝推銷和夾片。
本實用新型的優點是結構簡單、工作可靠、免維護、制造成本低。
自行車為人們熟知的日常生活工具以下附圖僅對自行車的局部一一變速器進行描述。
圖1、圖2、圖3是現有后軸變速器；圖4、圖5為行星齒輪組合結構圖；圖6為內齒輪與支承座組合結構圖；圖7為6檔后軸變速器，實施例之一；圖8為3檔后軸變速器，實施例之二；圖9為2檔后軸變速器，實施例之三；
圖10為輸入組采用多聯齒輪的后軸變速器，實施例之四；
圖11為鋼球變速4檔后軸變速器，實施例之五；
圖12為鋼球變速3檔后軸變速器，實施例之六；
圖13為鋼球變速2檔后軸變速器，實施例之七；
圖14為
圖10至
圖13空心軸和等分孔的剖視圖；
圖15為行星齒輪支承座。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明
圖1至圖3為現有技術，
圖1為4檔變速，圖2為3檔變速，圖3為2檔變速。
附圖結構中，包括后軸1，飛輪2、空心軸3，變速鋼球4，凸輪5，夾片6，推銷7，回位彈簧8，行星齒輪支承座9，內齒輪11，行星齒輪12，恒星齒輪13，殼體14，內齒輪支承座15，千斤16，飛輪軸17，行星輪軸18，左端蓋19，右端蓋20，滑行鋼碗21，滑動鍵22等。
圖4和圖5，行星齒輪與支承座組合為一體的結構圖，a、c是b的側視圖，圖中行星齒輪12，由行星齒輪軸18和左右兩側的行星齒輪支承座9支承著；圖5是在圖4基礎上，在右側的支承座上增加了一個另件，其上有安裝千斤的槽，用于實現輸出；圖4適用于2速和采用2組行星齒輪時用于輸入組；圖中左側行星齒輪支承座9，由2個板狀另件鉚合而成；
圖15為整體制作的，左側帶擋塊的行星齒輪支承9，適用于圖7至圖9，與滑動鍵相配合；當用于
圖10至
圖13時，左側行星齒輪支承座9應按
圖14制出多個半圓形凹槽。
圖6是內齒輪與內齒輪支承座組合的結構圖，圖中的內齒輪11是一個外圓有花鍵的齒環；內齒輪支承座15為一個殼形件，其上裝有千斤16，用作輸出；二者壓合。
圖7為6檔后軸變速器，實施例之一；有兩組行星齒輪，左側為輸入組，右側為輸出組；有兩根空心軸3，輸入組一根用花鍵與飛輪軸17固聯或制成一體；另一根空心軸3裝在兩組行星齒輪之間，空心軸3上制有多個槽，槽中裝有與之相配合的滑動鍵22，滑動鍵中心有孔，套裝在后軸1上，并有與空心軸上的槽，數量相等的鍵露在空心軸之外；在內齒輪支承座15上，制有數量相同，但比鍵寬得多的槽，也可以做成擋塊，并使兩擋塊之間的距離比鍵寬得多；在行星齒輪左側支承座9上，制有數量與鍵相同，凸起一定高度的擋塊；也可以將行星齒輪軸18做長一些，替代擋塊；在后軸1上安裝恒星齒輪位置處制有花鍵，兩端占有孔，孔中裝有推銷7，軸上還開有槽，槽中裝有夾片6，后軸上還裝有回位彈簧8。圖7所示位置，輸入組的滑動鍵22(位置A)，被內齒輪支承座15的槽或凸起的擋塊擋住，在外力作用下直接帶動輸出組的空心軸3；該空心軸上的滑動鍵22與行星齒輪支承座9的擋塊相配合工作(位置C)，因此帶動行星齒輪12轉動，使內齒輪11作增速運動；若左端輸入組的推銷7，推動夾片6使滑動鍵22與輸入組的行星齒輪支承座9相配合工作(位置B)，輸入的運動速度就得以提高；輸出組的滑動鍵22有3個工作位置，在右端推銷7推動下移至中間(位置D)時，被內齒輪支承座15的槽或擋塊卡住，帶動千斤和棘輪工作，此時輸出組的行星齒輪空轉；當右端推銷7將滑動鍵22再往內推時(位置E)，盡管也被內齒輪支承座15擋住，但此時滑動鍵22已將千斤16頂起，使其與棘輪分離，內齒輪11就帶動行星齒輪12作減速運動，并由裝在端蓋20上的棘輪和千斤輸出。由于輸入組有2個工作位置，輸出組有3個工作位置，因此可實現6檔變速；若只需4檔，輸出組滑動鍵移動一個位置就行了。如果將夾片和回位彈簧位置調換，變速操縱也可做成拉式。
圖8為3檔后軸變速器，實施例之二，是在圖7的基礎上，簡化輸入組行星齒輪結構，本圖與千斤16相配合的棘輪制在左端蓋19上，也可以直接制在殼體上或做成單獨另件再與殼體固聯。本實施例為最佳實施例。
圖9為2檔后軸變速器，實施例之三，是對圖8進行簡化，取消了二組千斤和棘輪；并將內齒輪支承座做成為殼體與中管相聯，同時在滑行鋼碗21上制出了與滑動鍵22數量相同的擋塊，擋塊也可制在左端蓋19上；滑行鋼碗21的外圓上有花鍵與左端蓋19相固聯；本圖所示位置，滑動鍵22與行星齒輪支承座9上的擋塊相配合工作，實現增速運動，當消除外力，滑動鍵22在回位彈簧8推動下，就與滑行鋼碗21的擋塊相配合工作，直接帶動車輪前進。
圖10為輸入組采用了多聯齒輪，可實現9檔變速的后軸變速器，實施例之四，圖中傳遞支架24，齒輪組25、26、27，固定支承座28、花鍵軸29；采用了二根空心軸，每一根空心軸上占有3組等分孔，每個孔中都裝有一粒鋼球；傳遞支架24一端套裝在左側空心軸上，跨過幾組齒輪，另一端用花鍵與右側的空心軸相固聯；齒輪組由一個與空心軸產生聯系的中心齒輪和多個與中心齒輪中心距相等，安裝角度相等的齒輪構成；齒輪組25、26的中心齒輪套裝在左側空心軸上，內孔有鋼球一部分可進入的缺口；齒輪組27的中心齒輪內孔有花鍵與右側的空心軸相固聯；固定支承座28內孔有花鍵與后軸花鍵相固聯，它支承著花鍵軸及裝在花鍵軸上的齒輪；由于每一組齒輪的齒數不同，因此當左側凸輪移動位置，就將不同的速度通過傳遞支架24或齒輪組27，帶動空心軸轉動使輸出組工作；輸入組有三個工作位置，輸出組也有三個工作位置，因此有9檔變速；減少工作檔位，變速檔隨之減少；本例中如果輸出組采用滑動鍵移位變速也是可行的。
圖11是鋼球變速4檔后軸變速器，實施例之五，是圖7的另一種結構形式，在二根空心軸3上各占有二組等分孔，每個孔中裝一粒變速鋼球4；空心軸3內裝有凸輪5；內齒輪支承座15和行星齒輪支承座9與空心軸相配合的孔中，制有鋼球一部分可進入的缺口；本圖所示，輸入組，凸輪5將鋼球4頂起卡住內齒輪支承座15；輸出組凸輪5將鋼球4頂起卡住行星齒輪支承座9，當飛輪帶動空心軸轉動時，內齒輪支承座就帶另一根空心軸同步轉動，使行星齒輪帶動內齒輪作增速運動；由于輸入組和輸出組，各能變換一個位置，因此，可得到4種速度；如果在輸出組的空心軸上，對應內齒輪座，多增加一組等分孔，還可增加2檔變速。
圖12是鋼球變速3檔后軸變速器，實施例之六，是圖8的另一種結構形式，是在
圖11的基礎上，減少了輸入組和右端的推銷；因在空心軸上有3組等分孔，因此可得到3檔變速。
圖13是鋼球變速2檔后軸變速器，實施例之七，是圖9的另一種結構形式，是對
圖12作進一步簡化，取消了二組千斤和棘輪；同時在滑行鋼碗21的內孔制有鋼球一部分可進入的缺口，其外圓上制有花鍵與左端蓋19壓合。
權利要求1.一種后軸有變速機構的自行車，包括車架、車把、車輪、曲柄、鏈條及后輪鼓內的變速器，其特征在于，變速器的檔位少時，采用一組行星齒輪一根空心軸；檔位多時采用二組行星齒輪，左側為輸入組，右側為輸出組，有兩根空心軸，一根用花鍵與飛輪軸固聯，另一根裝在兩組行星齒輪之間，兩根空心軸上開有多個槽，槽中裝有可移位的滑動鍵；恒星齒輪裝在空心軸一端的外側，用花鍵與后軸上的花鍵相固聯；行星齒輪通過行星輪軸與行星齒輪左右支承座構成為一整體；內齒輪為一個齒環，外圓制有花鍵與殼形的內齒輪支承座壓合成一體；輸入組的內齒輪兩側都有支承座，用花鍵聯接成一體；輸出組內齒輪支承座上裝有千斤，與其相配合，在殼體上制有棘輪；棘輪也可以制成單獨的另件再與殼體固聯；在內齒輪支承座上，制有與鍵數量相同，但比鍵寬得多的槽，也可做成擋塊；在行星齒輪左側支承座上，制有與鍵數量相同的擋塊；檔位少時在滑行鋼碗上直接制有擋塊，滑行鋼碗外圓上制有花鍵與左端蓋壓合。左右端蓋用花鍵與殼體固聯。采用2組行星齒輪時，后軸兩端占有孔，采用一組行星齒輪時為一端占孔，孔中裝有推銷，后軸上還開有槽，槽中裝有夾片。
2.根據權利要求1所述的一種后軸有變速機構的自行車，其特征在于變速器的空心軸上可占多組等分孔，每個孔中裝一粒變速鋼球，空心軸內裝有凸輪；內齒輪支承座與行星齒輪支承座與空心軸相配合的孔中，制有鋼球一部分可進入的缺口；檔位少時，滑行鋼碗的內孔中也可制出鋼球一部分可進入的缺口。
3.根據權利要求1所述的一種后軸有變速機構的自行車，其特征在于變速器的輸入組采用多聯齒輪組，齒輪組由一個與空心軸產生聯系的中心齒輪和多個與中心齒輪中心距相等，安裝角度相等的齒輪構成；左側空心軸上安裝有傳遞支架和二組齒輪，其中心齒輪和傳遞支架內孔有鋼球一部分可進入的缺口，在右側空心軸一端也裝有一組齒輪，其中心齒輪內孔有花鍵與空心軸相固聯；傳遞支架一端套裝在左側空心軸上，跨過幾組齒輪，另一端用花鍵與右側的空心軸相固聯；固定支承座內孔有花鍵與后軸花鍵相固聯，它支承著花鍵軸及花鍵軸上的齒輪。
專利摘要一種后軸有變速機構的自行車,包括車架、車把、車輪、曲柄、鏈條及后輪鼓內的變速器,變速器由后軸、空心軸、行星齒輪組、內齒輪支承座和行星齒輪支承座,以及可移位的滑動鍵或變速鋼球、凸輪等組成;滑動鍵可以與內齒輪支承座相配合工作,也可以移至行星齒輪支承座一邊,與之相配合進行工作。在空心軸上還可以占多組等分孔,孔中裝一粒變速鋼球,與此相協調,內齒輪支承座和行星齒輪支承座與空心軸相配合的內孔中制有鋼球一部分可進入的缺口。
文檔編號B62M11/00GK2461849SQ0022748
公開日2001年11月28日 申請日期2000年3月9日 優先權日2000年3月9日
發明者劉運柳 申請人:劉運柳