CN107128432A - 自行车无级变速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自行车无级变速器，包括旋转轴，所述旋转轴依次穿过第一变速盘、弹簧、中间轴、第一滑移齿轮、第二滑移齿轮，所述第一变速盘中央圆孔内设有弹簧，所述中间轴一端与弹簧碰触，另一端外壁穿过第二变速盘中央，另一端与第一滑移齿轮一端碰触，所述第一滑移齿轮另一端与第二滑移齿轮一端碰触，所述第二滑移齿轮另一端与拨杆连接，所述第一滑移齿轮套设在中间架中央圆孔内侧，所述第一变速盘边缘通过销杆与长飞杆一端的套环连接，所述长飞杆另一端通过销杆与飞轮连接，所述长飞杆中央套环与短飞杆一端的套环通过销杆连接，所述第二变速盘边缘通过销杆与短飞杆另一端的套环连接。本发明解决了现有变速器需要逐级变速的问题。

Description

自行车无级变速器

技术领域

本发明涉及一种变速器，具体地说，是一种自行车无级变速器。

背景技术

随着社会的发展，绿色出行倍受人们青睐。对于近距离出行及骑行爱好者，一般会选择轻快地变速车作为工具，其具有不同的传动比可以适应更多的路况，日常出行和周末出游都非常方便。现有变速自行车也有其缺点：在变速过程中，只能逐级升降速，不能平滑过渡，无法更好适应不同类型的路况，而且结构繁杂，机械强度较低；在自行车使用一段时间之后，变速器非常容易出故障，经常无法顺利变速，甚至使用不当，直接卡链（即链条卡在两个变速盘之间）或掉链子，高速骑行时无法变速；变速器中的星轮传动装置(CVP)等依靠摩擦力来工作，在自行车等低速运转的设备中，摩擦很大而且无法精确传动，在自行车赛事和花样表演中几乎不采用。

发明内容

本发明解决了现有技术的不足，提供了一种无需逐级升降且能平滑过渡的自行车无级变速器。

本发明为了实现上述目的所采用的技术方案是：

一种自行车无级变速器，包括旋转轴，所述旋转轴依次穿过第一变速盘中央的圆孔、弹簧的中央、中间轴中央的圆孔、第一滑移齿轮中央的圆孔、第二滑移齿轮中央的圆孔，所述第一变速盘中央圆孔内设有弹簧，所述中间轴一端与弹簧碰触，另一端外壁穿过第二变速盘中央，另一端与第一滑移齿轮一端碰触，所述第一滑移齿轮另一端与第二滑移齿轮一端碰触，所述第二滑移齿轮另一端与拨杆连接，所述第一滑移齿轮套设在中间架中央圆孔内侧，所述第一变速盘边缘沿圆周连接一对带圆孔的夹板，在夹板之间通过销杆与长飞杆一端的套环连接，所述长飞杆另一端设有一对带圆孔的夹板，在夹板之间通过销杆与飞轮连接，所述长飞杆中央套环与短飞杆一端的套环通过销杆连接，所述第二变速盘边缘沿圆周连接一对带圆孔的夹板，在夹板之间通过销杆与短飞杆另一端的套环连接。

进一步地，所述第一变速盘中央设有穿过旋转轴的圆孔，边缘夹板呈齿形，且在齿峰上设有圆孔。

进一步地，所述第二变速盘中央设有带螺旋角花键的孔，边缘夹板呈圆形，且设在夹板的圆孔沿变速盘圆心均匀分布。

进一步地，所述中间轴的中央由小圆柱连接大圆柱组成，且大圆柱中央的圆孔半径与小圆柱中央圆孔的半径相同，在大圆柱的外壁上设有能够使第二变速盘转动，且与第二变速盘内带螺旋角的花键匹配的带有螺旋角的花键。

进一步地，所述第一滑移齿轮外壁由花键结构连接圆柱结构组成，中央设有穿过旋转轴的圆孔凸台，在圆孔凸台与花键结构之间设有一对螺旋上升的滑轨。

进一步地，所述第二滑移齿轮中央设有带圆孔的圆柱凸台，且圆孔穿过旋转轴，所述圆柱凸台的圆管外壁上设有一对能够使第一滑移齿轮做轴向运动且与第一滑移齿轮内侧的螺旋上升的滑轨匹配的螺旋上升滑轨，在圆柱凸台的端截面上任意处设有与拨杆连接的方形缺口。

进一步地，所述中间架中央内壁上设有与第一滑移齿轮外壁花键结构匹配的花键结构，在中间架上设有与壳体连接的圆孔，所述圆孔绕中间架圆心均匀分布。

所述长飞杆呈弧形，且长飞杆的个数与第一变速盘边缘夹槽上的圆孔个数匹配个数，每个长飞杆一端套环的排列与第一变速盘边缘夹槽上的圆孔排列匹配，所有长飞杆沿同一轴向排列。

优选的，所述短飞杆呈弧形，且短飞杆个数与长飞杆个数相同，短飞杆一端套环的排列与第二变速盘边缘的夹槽上的圆孔排列匹配；所述短飞杆沿同一轴向排列，且排列方向与长飞杆排列方向相反。

优选的， 所述拨杆另一端通过钢丝绳与设在车把轴上的旋转套杆连接，所述旋转套杆通过固定在车把上的V型锁固定。

优选的，所述飞轮与长飞杆之间的销杆为短销杆，第一变速盘与长飞杆之间的销杆及第二变速盘与短飞杆之间的销杆为中长销杆，短飞杆与长飞杆之间的销杆为长销杆。

本发明机械结构紧凑，操作简单，单手即可完成瞬间变速；采用新型变胞式机械结构，缩放自如，效率高；通过旋转自行车把的变速器，所产生的力矩通过钢丝传递给踏板出的拨杆 拨杆带动套轴上转动，产生力矩，再通过异形零件传递给轴向，再通过异形花键传递给径向方向，完成前驱动“齿盘”半径缩放，实现变速；装有平衡力矩弹簧，在变速过程中，所需力矩基本维持恒定，减少力矩突变，新手能快速熟练操作；采用单向棘轮，前驱动“齿盘”在缩放过程中，链条在张紧轮的作用下，只会单向转动，不会发生倒转；恒速骑行时，车把手变速器锁死机构使用V型块锁死，锁放与变速器一体，锁住由右手大拇指完成，松开则由食指完成。

附图说明

图1 本发明的横剖结构示意图。

图2 本发明爆炸图。

图3 本发明俯视结构示意图。

图4 本发明侧视机构示意图。

图5 第一变速盘结构示意图。

图6 第二变速盘结构示意图。

图7 中间轴结构示意图。

图8 第一滑移齿轮结构示意图。

图9 第二滑移齿轮结构示意图。

图10 中间架结构示意图。

附图标记说明：1、旋转轴，2、长飞杆，3、第一变速盘，4、弹簧，5、短飞杆，6、中间轴，61、小圆柱，62、大圆柱，7、第二变速盘，71、带螺旋角花键的孔，8、第一滑移齿轮，9、第二滑移齿轮,91、圆柱凸台，92、方形缺口，93、螺旋上升的滑轨，10、中间架，11、拨杆，12、长销杆，13、中长销杆，14、短销杆，15、飞轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

如图1至4所示，一种自行车无级变速器，包括旋转轴1，所述旋转轴1依次穿过第一变速盘3中央的圆孔、弹簧4的中央、中间轴6中央的圆孔、第一滑移齿轮8中央的圆孔、第二滑移齿轮9中央的圆孔，所述第一变速盘3中央圆孔内设有弹簧4，所述中间轴6一端与弹簧4碰触，另一端外壁穿过第二变速盘7中央，另一端与第一滑移齿轮8一端碰触，所述第一滑移齿轮8另一端与第二滑移齿轮9一端碰触，所述第二滑移齿轮9另一端与拨杆11连接，所述第一滑移齿轮8套设在中间架10中央圆孔内侧，所述第一变速盘3边缘沿圆周连接一对带圆孔的夹板，在夹板之间通过销杆与长飞杆2一端的套环连接，所述长飞杆2另一端设有一对带圆孔的夹板，在夹板之间通过销杆与飞轮15连接，所述长飞杆2中央套环与短飞杆5一端的套环通过销杆连接，所述第二变速盘7边缘沿圆周连接一对带圆孔的夹板，在夹板之间通过销杆与短飞杆5另一端的套环连接。

所述长飞杆2呈弧形，且长飞杆2的个数与第一变速盘3边缘夹槽上的圆孔个数匹配个数，每个长飞杆一端套环的排列与第一变速盘边缘夹槽上的圆孔排列匹配，所有长飞杆沿同一轴向排列。

所述短飞杆5呈弧形，且短飞杆5个数与长飞杆个数相同，短飞杆一端套环的排列与第二变速盘7边缘的夹槽上的圆孔排列匹配；所述短飞杆沿同一轴向排列，且排列方向与长飞杆排列方向相反。

所述拨杆11另一端通过钢丝绳与设在车把轴上的旋转套杆连接，所述旋转套杆通过固定在车把上的V型锁固定。

所述飞轮与长飞杆之间的销杆为短销杆14，第一变速盘与长飞杆之间的销杆及第二变速盘与短飞杆之间的销杆为中长销杆13，短飞杆与长飞杆之间的销杆为长销杆12。

如图5所示，所述第一变速盘3中央设有穿过旋转轴1的圆孔，边缘夹板呈齿形，且在齿峰上设有圆孔。

如图6所示，所述第二变速盘7中央设有带螺旋角花键的孔71，边缘夹板呈圆形，且设在夹板的圆孔沿变速盘圆心均匀分布。

如图7所示，所述中间轴6的中央由小圆柱61连接大圆柱62组成，且大圆柱中央的圆孔半径与小圆柱中央圆孔的半径相同，在大圆柱的外壁上设有能够使第二变速盘7转动，且与第二变速盘内带螺旋角的花键匹配的带有螺旋角的花键。

如图8所示，所述第一滑移齿轮8外壁由花键结构连接圆柱结构组成，中央设有穿过旋转轴的圆孔凸台，在圆孔凸台与花键结构之间设有一对螺旋上升的滑轨。所述第一滑移齿轮外壁的花键和中间架10相连接，确保第一滑移齿轮8可以在中间架10移动，内部的凸台孔则与旋转轴1相配合，起支撑作用，螺旋上升的第一滑移齿轮8第一滑移齿轮9两滑轨配合将第一滑移齿轮9的转动的力矩改变成第一滑移齿轮8的沿轴线移动。

如图9所示，所述第二滑移齿轮中央设有带圆孔的圆柱凸台91，且圆孔穿过旋转轴，所述圆柱凸台的圆管外壁上设有一对能够使第一滑移齿轮做轴向运动且与第一滑移齿轮内侧的螺旋上升的滑轨匹配的螺旋上升滑轨92，在圆柱凸台的端截面上任意处设有与拨杆连接的方形缺口93。所述第二滑移齿轮中央设有带圆孔的圆柱凸台91和旋转轴1配合使用，确保第二滑移齿轮9可以在旋转轴上转动，外部的螺旋轨道配合第一滑移齿轮8使用，作用同上，方形缺口用于和波动杆相连接，动力输入。

如图10所示，所述中间架10中央内壁上设有与第一滑移齿轮外壁花键结构匹配的花键结构，在中间架上设有与壳体连接的圆孔，所述圆孔绕中间架圆心均匀分布。所述中间架内花键与第一滑移齿轮相配合，圆孔则与外壳通过螺丝连接。

本发明的工作原理如下：

当需要变速时，食指回拨v型锁，旋转套杆松开，手腕向下旋动卡在固定架和车把轴的旋转杆，旋转杆发生转动，带动钢丝绳移动，钢丝绳在钢丝软管中移动，带动变速器上的拨杆11逆时针旋转，带动第二滑移齿轮9转动，第二滑移齿轮9通过外壁上螺旋上升的滑轨推动第一滑移齿轮8内的螺旋上升的滑轨，使第二滑移齿轮9转动的力矩变成第一滑移齿轮8沿轴线运动，此时第一滑移齿轮8会远离中间架，继而推动中间轴6在旋转轴1上移动，远离中间架10，将中间轴6的移动力转变为第二变速盘7的旋转力矩，只是具体结构具体形状有差异，具体解释如下：中间轴6和第二变速盘7的齿形结构可理解为有螺旋角的花键，类比于直齿轮和斜齿轮上的齿形，由于第二变速盘7只能转动，无法在轴向移动，当中间轴6在轴向力的作用下，向第一变速盘3移动，配合的螺旋花键会迫使第二变速盘7顺时针转动，（中间轴6假设为螺栓，第二变速盘7假设为螺母），第二变速盘7上的短飞杆5整体也跟着顺时针转动，短飞杆5带动长飞杆2顺时针旋转，由于第二变速盘7和第一变速盘3发生相对转动，长飞杆2远端的飞轮15相对中心距离发生变化，第一变速盘直径发生变化，弹簧平衡了手施加的力，升速变速完成，反之亦然。

在升速的过程中，由于长飞杆2的转动，飞轮15相对中心的距离变大，两个飞轮之间的距离也在增大，在变速过程中，最下端飞轮接触的链节相对不动，由于采用单向内棘轮，与最下端相邻的（顺时针方向）的飞轮会多转一个角度，将多转的链节传递给两轮之间，确保两飞轮之间的链条处于绷紧状态，其他工作的飞轮与之一致，只是转动角度更大而已。反之亦然。

Claims (10)

1.一种自行车无级变速器，其特征在于，包括旋转轴，所述旋转轴依次穿过第一变速盘中央的圆孔、弹簧的中央、中间轴中央的圆孔、第一滑移齿轮中央的圆孔、第二滑移齿轮中央的圆孔，所述第一变速盘中央圆孔内设有弹簧，所述中间轴一端截面与弹簧碰触，另一端外壁穿过第二变速盘中央，另一端截面与第一滑移齿轮一端碰触，所述第一滑移齿轮另一端与第二滑移齿轮一端碰触，所述第二滑移齿轮另一端与拨杆连接，所述第一滑移齿轮套设在中间架中央圆孔内侧，所述第一变速盘边缘沿圆周连接一对带圆孔的夹板，在夹板之间通过销杆与长飞杆一端的套环连接，所述长飞杆另一端设有一对带圆孔的夹板，在夹板之间通过销杆与飞轮连接，所述长飞杆中央套环与短飞杆一端的套环通过销杆连接，所述第二变速盘边缘沿圆周连接一对带圆孔的夹板，在夹板之间通过销杆与短飞杆另一端的套环连接。

2.根据权利要求1所述的自行车无级变速器，其特征在于，所述第一变速盘中央设有穿过旋转轴的圆孔，边缘夹板呈齿形，且在齿峰上设有圆孔。

3.根据权利要求1所述的自行车无级变速器，其特征在于，所述第二变速盘中央设有带螺旋角花键的孔，边缘夹板呈圆形，且设在夹板的圆孔沿变速盘圆心均匀分布。

4.根据权利要求1所述的自行车无级变速器，其特征在于，所述中间轴的中央由小圆柱连接大圆柱组成，且大圆柱中央的圆孔半径与小圆柱中央圆孔的半径相同，在大圆柱的外壁上设有能够使第二变速盘转动，且与第二变速盘内带螺旋角的花键匹配的带有螺旋角的花键。

5.根据权利要求1所述的自行车无级变速器，其特征在于，所述第一滑移齿轮外壁由花键结构连接底圆半径小于花键底圆半径的圆柱组成，中央设有穿过旋转轴的圆孔凸台，在圆孔凸台与花键结构之间设有一对螺旋上升的滑轨。

6.根据权利要求1所述的自行车无级变速器，其特征在于，所述第二滑移齿轮中央设有带圆孔的圆柱凸台，且圆孔穿过旋转轴，所述圆柱凸台的圆管外壁上设有一对能够使第一滑移齿轮做轴向运动且与第一滑移齿轮内侧的螺旋上升的滑轨匹配的螺旋上升滑轨，在圆柱凸台的端截面上任意处设有与拨杆连接的方形缺口。

7.根据权利要求1所述的自行车无级变速器，其特征在于，所述中间架中央内壁上设有与第一滑移齿轮外壁花键结构匹配的花键结构，在中间架上设有与壳体连接的圆孔，所述圆孔绕中间架圆心均匀分布。

8.根据权利要求1所述的自行车无级变速器，其特征在于，所述长飞杆呈弧形，且长飞杆的个数与第一变速盘边缘夹板上的圆孔个数匹配个数，每个长飞杆一端套环的排列与第一变速盘边缘夹板上的圆孔排列匹配，所有长飞杆沿同一轴向排列。

9.根据权利要求1所述的自行车无级变速器，其特征在于，所述短飞杆呈弧形，且短飞杆个数与长飞杆个数相同，短飞杆一端套环的排列与第二变速盘边缘的夹板上的圆孔排列匹配；所述短飞杆沿同一轴向排列，且排列方向与长飞杆排列方向相反。

10.根据权利要求1所述的自行车无级变速器，其特征在于，所述拨杆一端与第二滑移齿轮上的方孔连接，另一端通过钢丝绳与设在车把轴上的旋转套杆连接，所述旋转套杆通过固定在车把上的V型锁固定。