專利名稱：直齒面齒輪傳動自行車的制作方法
技術領域：
本發明涉及不用鏈條的有變速機構和無變速機構的自行車。
現有普通無變速機構和有變速機構自行車，都是在中軸上裝了一個或幾個牙盤，在后軸上裝了一個或多個鏈輪，通過鏈條聯結起來，結構復雜，易拉斷;我國專利89205727.8提出了在中軸和后軸上，各裝一對錐齒輪的設計結構，這種結構錐齒輪加工難度大，平叉管分為三段，要進行機械加工，要求高，且無變速結構。
本發明的目的是對現有世界上各種有變速機構自行車和無變速機構普通自行車及錐齒輪傳動無鏈自行車進行改進，做到不用錐齒輪、不用鏈條、不用牙盤和鏈輪、不用拔鏈器，實現無鏈傳動和可以多檔位變速。
其結構特點是在中軸上裝了一個直齒面齒輪，在后軸上也裝了一個直齒面齒輪，各用一個直齒園柱齒輪，分別與這兩個直齒面齒輪相嚙合;而在靠近后輪軸部位，用若干個齒輪組成了一個變速箱，這兩個直齒輪用軸與變速箱中的齒輪產生聯系，并用變速拉桿實現變速;如果用傳動軸把兩個直園柱齒輪連接起來，就是無變速的直齒面齒輪傳動無鏈自行車。
這種結構打破了數百年的傳統設計，優點是直齒園柱齒輪不受軸向力，與直齒面齒輪裝配時調節簡單，齒輪加工容易，可以沖制或注塑;齒輪箱結構簡單緊湊，可組合為幾檔至十幾檔，整個結構重量輕、成本低，使用壽命長，適合任何型號的自行車使用。


圖1為直齒面齒輪傳動自行車外觀示意圖;
圖2為變速箱結構圖;
圖3為后軸上直齒面輪的配制形式圖。
下面參照圖1至圖3對本發明進行詳細闡述。
圖1是直齒面齒輪傳動自行車外觀圖，a圖為有變速箱，b圖為無變速箱，圖中1為后軸，2變速箱，3變速拉桿，4平叉管，5中軸，6變速操縱手柄;在后軸1上裝有直齒面齒輪，變速箱2中有平行的軸，軸上裝有若干對齒輪，都是常嚙合，減少或增加齒輪的對數，可實現幾級到十幾級變速;無變速箱時就是普通的直齒面齒輪傳動自行車;平叉管4是連結中軸部位的直齒輪和變速箱中齒輪的傳動軸通道;中軸5上也裝了一個直齒面齒輪，用鍵與中軸連結，用并帽調節與直齒園柱齒輪的間隙，外端還有防塵蓋;變速操縱手柄6安裝在車把上變速檔數少時用1個即可，檔數多時要用2個;圖中看出這種車子，中軸上沒有牙盤，后軸上沒有鏈輪，中軸和后軸之間不用鏈條聯結，變速時也不用拔鏈機構，圖中所示為裝在車子的右側，如果裝在左側也是可行的;本圖符合設計意圖，是最佳實施例。
圖2為變速箱的結構圖，圖中11為直園柱齒輪、12軸承、13千斤和千斤簧、14彈簧、15彈子、16齒輪組、17輸出軸、18軸承、19隔圈、20箱體、21主動軸、22副軸、23短拉桿、24長拉桿、25平叉管、26傳動軸、27軸承、28直園柱齒輪、29中軸直齒面齒輪、30中軸，圖中直園柱齒輪11是與后輪軸上的直齒面齒輪相嚙合的，內裝千斤和千斤簧13，它構成為“飛輪”，如果在后輪軸花盤上裝了“飛輪”，本圖只用齒輪不裝千斤和千斤簧;彈簧14是起回位作用的;副軸22是空心的，每個齒輪位置上，均有兩個彈子孔(這些孔在軸上可交錯排列)，每個孔中都有一粒彈子(彈子未全部示出);短拉桿23和長拉桿24上均有一個凸輪，當這個凸輪移動到某個齒輪位置時，凸輪就將這對彈子的一部分推入齒輪槽中，卡住齒輪，使這組齒輪工作時與軸同時旋轉;除這對彈子外的其他彈子全部藏在軸孔中;齒輪分為Ⅰ部分(a、b、c 3組)，Ⅱ部分(d-i 6組)，每組兩個齒輪均為常嚙合;上部分齒輪內孔采用同一標準的六角形孔，與六角形的軸相配合，(齒輪和軸之間采用鍵聯接也可以);下面9個齒輪均開有彈子的一部分可進入的槽;在短拉桿和長拉桿作用下，每次只能使Ⅰ部分和Ⅱ部分，各一組齒輪的彈子進入齒輪槽中，從而使齒輪工作傳遞動力，其他各組均為從動;本圖可排列18檔，增加或減少齒輪組數，檔數相應增加或減少，例如Ⅰ部分用1組，Ⅱ部分用3組，可使現有普通自行車變為具有高中低三檔變速自行車，加寬了普通自行車的速度范圍;又如取消全部9組齒輪，將輸出軸17和主動軸21連接起來，構成為一體，就是普通無變速機構的自行車，除所舉例外還可進行多種組合。本圖主動軸21和傳動軸26是分段的，也可以做成為一體，功能相同;直園柱齒輪28是與裝在中軸上的直齒面齒輪相嚙合的，基本上只受徑向力，軸承27就是承受徑向力的;副軸上Ⅰ部分和Ⅱ部分每組齒輪的彈子孔位距離與短拉桿和長拉桿上凸輪寬度有嚴格要求，即凸輪寬度必須小于彈子孔位的距離，任何時候絕對不允許凸輪使相鄰的兩組齒輪同時作傳遞動力的轉動;短拉桿和長拉桿是用鋼索與裝在車把上的變速操縱手柄6(圖1)相連接的，本圖有兩個手柄可分別操縱短拉桿和長拉桿;如果只選用高中低3檔，Ⅰ部分只用1組齒輪時，短拉桿可不用。
本機構的工作方法是，當騎行自行車時，中軸上的直齒面齒輪29帶動直園柱齒輪28，通過傳動軸26使主動軸21轉動，同時帶動齒輪轉動(本圖為b、g組轉動)輸出軸17隨齒輪同時轉動，使裝在端頭的齒輪11咬住裝在后軸上的直齒面齒輪，因此帶動后輪轉動;當需要變速時，變速操縱手柄使短拉桿和長拉桿變換位置，就得到不同的速度。
圖3為后軸上直齒面齒輪不同的配制形式，a為對普通自行車的飛輪進行改進，在飛輪外套上不加工出鏈輪齒形，而在其側面加工出直齒面齒輪;千斤和千斤簧仍在其內;b是直接在花盤上加工出直齒面齒輪，或將飛輪芯子加工成帶有直齒面齒輪，直接用螺紋套裝在花盤上;此時飛輪機構安排在圖2的齒輪11中。
以上對直齒面齒輪傳動新型自行車作了全面介紹，適用于各型自行車，尤其是變速車，在檔位相同情況下，制造每一輛車，所需鋼材要減少4-6kg。
權利要求
1.一種直齒面齒輪傳動自行車，其特征是在中軸上安裝了一個直齒面齒輪，在后軸上也安裝了一個直齒面齒輪，各用一個直齒園柱齒輪分別與這兩個直齒面齒輪相嚙合；如果用通過平叉管的傳動軸直接把兩個直園柱齒輪連接起來，則成為普通無鏈傳動自行車；如果在這兩個齒輪之間，加裝一個由若干組齒輪構成的變速箱就成為無鏈傳動變速自行車。
2.按權利要求1所述，這種直齒面齒輪傳動自行車可制成變速自行車，其特征是在靠近后輪軸部位設置一個變速箱，箱內Ⅰ部分和Ⅱ部分各有若干組(對)常嚙合的齒輪，箱體外的兩個直園柱齒輪通過傳動軸26和輸出軸17與箱內齒輪產生聯系;箱體內輸出軸17和主動軸21是獨立設置的;在副軸22的每個與齒輪相對應的位置上，均有兩個彈子孔，每個孔中都有一粒彈子;裝在副軸上的所有齒輪，內孔上均開有彈子的一部分可進入的槽;副軸是空心的，內裝有短拉桿23和長拉桿24，每根拉桿上均有一個凸輪，當凸輪移動到某個齒輪位置時，凸輪就將對應的彈子的一部分推入齒輪槽中，卡住齒輪;副軸上Ⅰ部分和Ⅱ部分，每組齒輪彈子孔位距離，必須大于短拉桿和長拉桿上凸輪寬度;此外變速箱中齒輪對數可根據不同需要進行配制，增加或減少Ⅰ部分或Ⅱ部分的齒輪對數，檔位數就相應增加或減少。
3.按權利要求1所述的直齒面齒輪傳動自行車，其特征是后輪軸上的直齒面齒輪的配置形式，可對現有飛輪外套進行改進，即不加工出鏈輪齒形，而在側面加工出直齒面齒輪;也可將飛輪芯子加工成帶有直面齒輪，直接用螺紋套裝在花盤上或直接在花盤上加工出直齒面齒輪，此時，飛輪機構安排在附圖2的齒輪11中。
4.按權利要求1所述的直齒面齒輪傳動自行車，其特征是變速箱中(附圖2)上部分齒輪內孔采用同一標準的六角形孔，與六角形的軸相配合。
全文摘要
一種直齒面齒輪傳動自行車，是在中軸上和后輪軸上各裝一個直齒面齒輪，各用一個直齒圓柱齒輪分別與直齒面齒輪相嚙合；如果用通過平叉管的傳動軸直接把兩個直圓齒輪連接起來，就是普通的無鏈傳動自行車，如果在這兩個齒輪之間加裝一個變速箱，就成為無鏈傳動變速自行車。這種車不用錐齒輪，不用鏈條，不用牙盤和鏈輪，不用撥鏈器，可實現幾擋至十幾擋變速，結構簡單，成本低，使用壽命長，適合任何型號規格的自行車。
文檔編號B62M11/04GK1078950SQ9210332
公開日1993年12月1日 申請日期1992年5月11日 優先權日1992年5月11日
發明者劉運柳 申請人:劉運柳