專利名稱：自行車無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種自行車變速裝置，尤其是能實現(xiàn)無級變速的自行車變速器。
目前，公知的自行車變速裝置主要有兩類，一類是外變速裝置，它的鏈輪由數(shù)個齒數(shù)不同的齒輪疊加而成，同時配合后多級飛輪使用，它通過鏈條與不同的鏈輪和飛輪的嚙合來改變傳動比實現(xiàn)變速，它的缺點在于變速時鏈條與鏈輪、飛輪重新嚙合過程中鏈條與鏈輪、飛輪間相互摩擦嚴重，影響了鏈條的使用壽命，此類變速裝置必須配合使用緊鏈裝置，使該類變速裝置的外觀結(jié)構(gòu)更加復雜。另一類是內(nèi)變速裝置，它是通過行星齒輪傳動的原理實現(xiàn)的，它的外觀結(jié)構(gòu)簡單，避免了配合使用緊鏈裝置，但可變速此范圍有限，而且以上所述的兩類變速裝置都是有級變速裝置，所以這兩類變速裝置的適應性和舒適性較差。
本實用新型的目的是提供一種自行車無級變速器，它不僅具有較大的可變速比范圍和簡單的外觀，而且改變速比的過程是逐漸實現(xiàn)的，并且可以保持在速比范圍內(nèi)的任一速比上運行。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的它具有與中軸周向被限定而軸向滑動的主動摩擦輪，它的一端與一組摩擦球接觸，在至少一個摩按球上設有一通過其軸心的通孔，在通孔中有一球軸通過，該類摩擦球為可控摩擦球，沒有通孔和球軸的摩擦球為自由支持摩擦球，可控摩擦球可繞球軸轉(zhuǎn)動，球軸的兩端分別被球軸架周向定位，球軸架與中接頭間保持周向固定，其中一端球軸的球軸架具有可控的調(diào)速件，在調(diào)速件控制下改變該球軸相對中軸的傾角，調(diào)速件的動作由連接在其上的調(diào)速線操縱。在摩擦球與主動摩擦輪接觸部位的相對側(cè)有輸出摩擦輪與摩擦球接觸，輸出摩擦輪的另一端固定有一鏈輪，它們共同套在中軸上并可相對中軸轉(zhuǎn)動。為使摩擦球與主動摩擦輪和輸出摩擦輪間保持良好的接觸，一個外環(huán)箍在這組摩擦球上。一產(chǎn)生軸向作用力的施力件使主動摩披輪向摩擦球方向擠壓，以使主動摩擦輪與摩擦球間產(chǎn)生足夠的壓力。在中軸的兩端有通常方式的端蓋組件，它們將中軸和輸出摩擦輪軸向定位。
本實用新型的優(yōu)點在于外觀結(jié)構(gòu)簡單，速比范圍較大，容易保養(yǎng)并且騎行中特別是變速過程中舒適性好。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步的說明其中


圖1是本實用新型的自行車變速器的第一實施例的縱向截面圖。
圖2是
圖1中A－A面的剖視圖。顯示了球軸架上的徑向滑槽與盤形調(diào)速件上的螺旋形滑道的相互配合的關(guān)系，另一球軸架18與12有相同的形狀。
圖3是顯示中軸上端面凸輪與主動摩擦輪接觸面相互嚙合的示意圖。
圖4為本實用新型的自行車變速裝置的第二實施例的軸向截面圖。
由
圖1所示的本實用新型的實施例包括一根中軸24，在中軸24上有一由銷釘8固定的端面凸輪7，它與其平面端與端蓋3之間的橡膠彈簧7′一起組成施力件，有一可在中軸上轉(zhuǎn)動和軸向移動的主動摩擦輪19同時套裝在中軸24上，主動摩擦輪19與對應安裝的一組可控摩擦球16接觸，端面凸輪7和主動摩擦輪19的接觸面為相互互補嚙合的凸輪形式(見圖3)，當兩者間有相對轉(zhuǎn)動時，主動摩擦輪19被壓向可控摩擦球16，本實施例采用三個可控摩擦球，可控摩擦球16的中心有一通孔并且有球軸17通過，可控摩擦球16可在球軸17上轉(zhuǎn)動，一對有徑向滑槽的盤狀球軸架12、18固定在保持架13的兩端，并有螺釘14將保持架固定在中接頭1上，使保持架13和固定在保持架兩端的球軸架12、18相對中接頭1固定，球軸17的兩端分別位于球軸架12、18的徑向滑槽12A、18A內(nèi)。一個具有螺旋形滑道10A的盤形調(diào)速件10的中軸側(cè)安裝在端面凸輪7、主動摩擦輪19和球軸架12之間，并且可以被由螺釘9固定的調(diào)速線11控制轉(zhuǎn)動。球軸17的一端同時穿過調(diào)速件10的螺旋形滑道10A，通過改變調(diào)速件10的螺旋形滑道10A與球軸架12的徑向滑槽12A的重合位置(見圖2)，改變球軸17的位置，實現(xiàn)改變傳動比的目的，在主動摩擦輪19相對側(cè)有一與可控摩擦球16接觸的輸出摩擦輪25，輸出摩擦輪25的一端與可控摩擦球16接觸，另一端通過小端蓋23將鏈輪20固定在輸出摩擦輪25與小端蓋23之間?？煽啬Σ燎?6被外環(huán)15約束，使可控摩擦球16與主動摩擦輪19、輸出摩擦輪25間保持良好接觸。小端蓋23的內(nèi)側(cè)端限制著一組鋼球22，鋼球22的作用是避免中軸向鏈輪側(cè)竄動、減少中軸轉(zhuǎn)動的阻力和對輸出摩擦輪25定位。在輸出摩擦輪25的外側(cè)有一右端蓋27通過一組鋼球21對輸出摩擦輪25定位，同時也減少了輸出摩擦輪25轉(zhuǎn)動時的阻力。右鎖母28將右端蓋27鎖緊而不至松動。在中軸24的左側(cè)有一組鋼球6位于軸碗5內(nèi)，在軸碗5的背側(cè)有一橡膠彈簧7′被左端蓋3固定在左端蓋3和軸碗5之間，左鎖母2將左端蓋3鎖緊而不至松動。鋼球6的作用一方面減少中軸24轉(zhuǎn)動的阻力，另一方面將橡膠彈簧7′的張力通過端面凸輪7作用給主動摩擦輪19。
本實施例的傳動過程是這樣實現(xiàn)的騎行中轉(zhuǎn)動中軸24時，由于橡膠彈簧7′的張力通過鋼球6、端面凸輪7作用在主動摩擦輪19上，使主動摩擦輪19、摩擦球16和輸出摩擦輪25三者間產(chǎn)生足夠的壓力，主動摩擦輪19被端面凸輪7帶動而隨其轉(zhuǎn)動，主動摩擦輪19與可控摩擦球16間相互摩擦而使可控摩擦球16轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的可控摩擦球16靠摩擦帶動輸出摩擦輪25轉(zhuǎn)動，輸出摩擦輪25另一端的鏈輪20也隨之轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)了傳動的目的。當騎行阻力增加時，主動摩擦輪19與可控摩擦球16間的摩擦力也隨之增加，由于主動摩擦輪19在不受端面凸輪7約束時可在中軸25上轉(zhuǎn)動和軸和竄動，因此增大的摩擦力使主動摩擦輪19與端面凸輪7相對轉(zhuǎn)動，主動摩擦輪19進一步被壓向可控摩擦球16，增加了主動摩擦輪19、可控摩擦球16和輸出摩擦輪25三者間的壓力，保證了傳動的正常進行。
本實施例的變速過程是這樣實現(xiàn)的通過調(diào)速線11操縱調(diào)速件10相對球軸架12轉(zhuǎn)動，使調(diào)速件10的螺旋形滑道10A與球軸架12的徑向滑槽12A的重合位置發(fā)生徑向改變，從而改變球軸17通過該位置端的徑向位置。升速時調(diào)速線11操縱調(diào)速件10轉(zhuǎn)動，使調(diào)速件10一端的球軸位于近中軸24位置，此時主動摩擦輪19帶動可控摩擦球16繞球軸17轉(zhuǎn)動，由于可控摩擦球16與輸出摩擦輪25接觸部位的回轉(zhuǎn)半徑大于可控摩擦球與主動摩擦輪19接觸部位的回轉(zhuǎn)半徑，因此前者接觸部位的速度大于后者，使輸出摩擦輪25轉(zhuǎn)動的速度高于主動摩擦輪19的轉(zhuǎn)動速度，實現(xiàn)了升速的目的。降速時調(diào)速線11操縱調(diào)速件10向相反方向轉(zhuǎn)動，使調(diào)速件10側(cè)的球軸17端位于遠離中軸24的位置，此時可控摩擦球16與主動摩擦輪19接觸部位的回轉(zhuǎn)半徑大于可控摩擦球16與輸出摩擦輪25接觸部位的回轉(zhuǎn)半徑，因此輸出摩擦輪25轉(zhuǎn)動的速度低于主動摩擦輪19轉(zhuǎn)動的速度，實現(xiàn)了降速的目的。
此變速過程是由于調(diào)速件10與球軸架12發(fā)生相對轉(zhuǎn)動使調(diào)速件10的螺旋形滑道10A與球軸架12的徑向滑槽12A的重合位置發(fā)生徑向改變，達到控制變速的目的，此過程是逐漸過渡實現(xiàn)的，并可保持在可調(diào)范圍內(nèi)的任一位置上，因此實現(xiàn)了無級變速。
圖4中給出了本實用新型的自行車變速器的另一種實施例，它有一個在中軸24上被鍵8′周向定位但可軸向移動的主動摩擦輪19，與主動摩擦輪19摩擦接觸的有一個可控摩擦球16和數(shù)個自由支撐摩擦球16′，本實施例采用五個自由支持摩擦球16′，可控摩擦球16的中心有一通孔且有球軸17穿過，可控摩擦球16的X可在球軸17上轉(zhuǎn)動和滑動?？煽啬Σ燎?6和自由支持摩擦球16′都受到外環(huán)15的徑向約束。球軸17的兩端分別與兩桿狀球軸架12′、18′的一端鉸接并被其周向定位，桿狀球軸架12′、18′的另一端分別通過鉚接在中接頭上的筒形保持架13A、13B伸出，其中保持架13A為外螺紋結(jié)構(gòu)。沿保持架13A伸出的桿狀球軸架12′通過卡簧4可轉(zhuǎn)動地安裝到調(diào)速件10′上，調(diào)速件10′具有與保持架13A旋合的內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，調(diào)速件10′上有與通過螺釘9固定的調(diào)速線11，通過操縱調(diào)速線11使調(diào)速件10′在保持架13A上轉(zhuǎn)動，使桿狀球軸架12′沿保持架13A相對中軸徑向移動。沿保持架13B伸出桿狀球軸架18′被卡簧4′限位。與主動摩擦輪19相對的有一可在中軸24上轉(zhuǎn)動并且與可控摩擦球16和自由支持摩擦球16′摩擦接觸的輸出摩擦輪25，輸出摩擦輪25的另一端與鏈輪20滾鉚。在輸入摩擦輪19與左端蓋組件中的軸擋5之間有一組碟形彈簧7′構(gòu)成施力件，它們套裝在中軸24上，蝶形彈簧7′的一端與主動摩擦輪19接觸，另一端與套裝在中軸24上位于蝶形彈簧7′和軸擋5之間的套管5″接觸。在中接頭1的兩端分別有旋接在中接頭上的端蓋3、27，在端3和中軸24間有一組鋼球和軸擋5，在軸擋5的外側(cè)有一鎖母5′將軸擋鎖緊，它們的作用其一是減少是中軸24轉(zhuǎn)動的阻力和對中軸24定位，其二是軸擋5擠壓套管5″壓縮蝶形彈簧7′產(chǎn)生足夠的將輸入摩擦輪19向可控摩擦球16和自由支持摩擦球16′方向擠壓的軸向力。在端蓋27與輸出摩擦輪25間有一組鋼球和一個軸擋29，在輸出摩擦輪25和中軸24間有一組鋼球和一個小端蓋23，在小端蓋23的外側(cè)有一鎖母23′將小端蓋鎖緊，它們的作用是減少各零部位之間的阻力和對中軸24及輸出摩擦輪25定位。
本實用新型的傳動過程是這樣實現(xiàn)的當主動摩擦輪19隨轉(zhuǎn)動的中軸24轉(zhuǎn)動時，由于主動摩擦輪19、摩擦球16、16′、輸出摩擦輪25三者間的擠壓力，使主動摩擦輪19與摩擦球16、16′間相互摩擦而帶動摩擦球16、16′轉(zhuǎn)動。因為可控摩擦球16繞固定的球軸17轉(zhuǎn)動，所以自由支持摩擦球16′都以相同的轉(zhuǎn)動方式隨之轉(zhuǎn)動，由于轉(zhuǎn)動的摩擦球16、16′與輸出摩擦輪25間相互摩擦而帶動輸出摩擦輪25轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)了傳動的目的。
本實施例的變速過程是這樣實現(xiàn)的在騎行中升速時操縱調(diào)速線11使調(diào)速件10′轉(zhuǎn)動并沿保持架13A向近中軸24方向運動，同時帶動桿狀球軸架12′向近中軸24方向移動，所以球軸17與桿狀球軸架12′鉸接的一端也被推到距中軸24較近的位置，而另一端向距中軸24較遠的方向移動，此時球軸17可在控摩擦球16中有一定竄動。由于可控摩擦球16的回轉(zhuǎn)軸發(fā)生改變，所以自由支持摩擦球16′的回轉(zhuǎn)軸心也隨之發(fā)生改變，此時轉(zhuǎn)動的摩擦球16、16′與主動摩擦輪19摩擦部位的回轉(zhuǎn)半徑小于摩擦球16、16′與輸出摩擦輪25摩擦部位的回轉(zhuǎn)半徑，因此輸出摩擦輪25的轉(zhuǎn)速高于主動摩擦輪19的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)了升速過程。降速時操縱調(diào)速線11使調(diào)速件10′向相反的方向轉(zhuǎn)動并沿保持架13A向遠離中軸24方向移動，同時帶動桿狀球軸架12′和遠離中軸24方向移動，所以球軸17與桿狀球軸架12′鉸接的一端也被拉到距中軸24較遠的位置，而另一端向距中軸24較近的方向移動，使可控摩擦球16的回轉(zhuǎn)軸發(fā)生改變，自由支持摩擦球16′的回轉(zhuǎn)軸心也隨之發(fā)生變化，此時轉(zhuǎn)動的摩擦球16、16′與主動摩擦輪19摩擦部位的回轉(zhuǎn)半大于摩擦球16、16′與輸出摩擦輪25摩擦部位的回轉(zhuǎn)半徑，因此輸出摩擦輪25的轉(zhuǎn)速低于主動摩擦輪19的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)了降速過程。
此變速過程是由于調(diào)速件10′沿固定在中接頭1上的保持架13A轉(zhuǎn)動并帶動桿狀球軸架12′，逐漸改變距中軸24距離的，因此變速過程是逐漸過渡實現(xiàn)的，并可保持在任一速比上運行，從而實現(xiàn)了無級變速。
權(quán)利要求1.一種自行車無級變速器，其特征在于它具有相對中軸的周向運動被限定而軸向可滑動的主動摩擦輪，它的一端與一組摩擦球接觸，在至少一個摩擦球上設有一通過其軸心的通孔，在所述通孔中有一球軸，所述摩擦球可繞球軸轉(zhuǎn)動，球軸的兩端分別被球軸架周向定位，球軸架與中接頭間保持周向固定，其中一端的球軸架具有可控的調(diào)速件，由連接在調(diào)速件上的調(diào)速線操縱，在調(diào)速件的控制下改變球軸相對中軸的傾角，在摩擦球與主動摩擦輪接觸部位的相對側(cè)有輸出摩擦輪與摩擦球接觸，輸出摩擦輪的另一端固定有一個鏈輪，它們共同套在中軸上并可相對中軸轉(zhuǎn)動，在所述摩擦球上箍有一個外環(huán)，一產(chǎn)生軸和作用力的施力件使主動摩擦輪壓向摩擦球方向，在中軸的兩端有通常方式的端蓋組件，它們將中軸和輸出摩擦輪軸向定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車無級變速器，其特征在于所述球軸架為位于摩擦球兩邊的帶有徑向滑槽的圓盤，球軸的兩端分別位于各自的滑槽內(nèi)，并且其中一端同時穿過與球軸架相鄰并且同軸的調(diào)速件的螺旋形滑道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自行車無級變速器，其特征在于所述的施力件由周向固定在中軸上的端面凸輪與在其平面端與端蓋之間的彈簧構(gòu)成，端面凸輪的凸輪面與主動摩擦輪的接觸面相互互補嚙合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車無級變速器，其特征在于所述球軸架為桿狀，它們的一端分別通過固定在中接頭上的保持架伸出，其中一個保持架為外螺紋結(jié)構(gòu)，一個具有內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)的調(diào)速件與所述外螺紋旋合，桿狀球軸架與調(diào)速件可轉(zhuǎn)動的連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自行車無級變速器，其特征在于所述施力件為位于軸檔與主動摩擦輪之間的彈簧。
專利摘要一種用于自行車傳動的無級變速器，它具有相對中軸被周向限定而可軸向滑動的主動摩擦輪和可繞中軸轉(zhuǎn)動的輸出摩擦輪及在兩者間傳遞運動的摩擦球，通過調(diào)整至少一個摩擦球轉(zhuǎn)軸相對中軸的傾角調(diào)整傳動比，它解決了現(xiàn)有變速器外觀復雜的問題并提高了速比調(diào)整范圍和實現(xiàn)了無級變速。
文檔編號B62M11/12GK2122830SQ9220971
公開日1992年11月25日 申請日期1992年5月19日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月19日
發(fā)明者李玉, 姜中揮, 劉曉明, 劉峰, 張振文 申請人:李玉