一种自行车自动变速器及传动系统技术方案

本发明专利技术特别涉及一种自行车自动变速器及传动系统，自动变速器包括浮动齿盘及浮动齿盘驱动器，浮动齿盘驱动器括驱动盘、力臂、轮齿、销轴、调节盘、扭力弹簧、导向盘，调节盘在扭力弹簧拉力作用下，通过力臂将力臂上轮齿压紧在条形通孔靠近驱动盘边沿一端内；浮动齿盘安装在驱动盘与导向盘之间，浮动齿盘包括齿盘体及内齿圈，齿盘体外圆上所设齿与自行车上链条啮合，内齿圈与浮动齿盘驱动器中由力臂上轮齿所组成的齿环啮合；传动系统包括浮动齿盘及浮动齿盘驱动器、单片飞轮、链条、后轴、中轴、曲柄、脚踏和花鼓，飞轮通过链条与浮动齿盘配合连接，浮动齿盘驱动器通过中孔安装在中轴上。本发明专利技术结构简单，制造方便、成本低，安全可靠、性能优良，传动效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机械传动类变速器，特别是涉及一种自行车自动变速器及传动系统，尤其适用于链传动系统。
技术介绍
目前，自行车上所使用较多的变速器一般分为两大类：一类变速器是通过改变一组不同直径的轮盘和一组不同直径的飞轮与链条的配合，来实现变速的。该类变速器存在一些明显的缺点：比如结构比较复杂，变速过程中由于链条的受力方向与后轴及中轴的轴线不垂直，动力损耗大，所导致链条及齿盘磨损快、寿命短、效率低，链条容易出现扭曲、顿挫、脱落，甚至断裂现象。另一类为自行车行星齿轮变速器（即所谓的内变速器），是利用自行车在骑行过程中变速器中的控制部件在运转时产生的离心力来切换齿轮的组合，来改变传动比、实现变速的。该类变速器也存在些明显的缺点：比如结构相当复杂，制造成本高，重量较重，维修费用高，变速过程中有明显的顿挫感等等。因此，研究开发一种结构简单，制造方便、成本低廉，且安全可靠、性能优良，传动效率高的自行车变速器，便成为本行业领域内多年来亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就是克服上述现有技术的不足，而提供一种结构简单，制造方便、成本低廉，且安全可靠、性能优良，传动效率高的自行车自动变速器及传动系统。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：设计一种自行车自动变速器，包括浮动齿盘及浮动齿盘驱动器，其中浮动齿盘驱动器包括驱动盘及其两侧所设的导向盘和调节盘，驱动盘、导向盘和调节盘上分别沿中心轴线设有中孔，且驱动盘上的中孔用于匹配套装在自行车中轴上，驱动盘上均布设有多个环状排列的条形通孔，条形通孔的走向与中孔边沿的切线方向相平行；调节盘的边沿均布设有多个环状排列的力臂和扭力弹簧，其中力臂、扭力弹簧与条形通孔的数量为一一对应，力臂的一端与调节盘活动铰接，力臂的另一端装有轮齿，力臂上的轮齿穿过驱动盘上的条形通孔处于驱动盘与导向盘之间，力臂上的轮齿相应环状排列组成齿环，扭力弹簧的一端固定在调节盘上，扭力弹簧的另一端固定在驱动盘上；调节盘在扭力弹簧的拉力作用下，通过力臂将力臂上的轮齿压紧在条形通孔的靠近驱动盘边沿的一端内；所述浮动齿盘安装在浮动齿盘驱动器的驱动盘与导向盘之间，且浮动齿盘包括刚性连接的齿盘体及内齿圈，其中齿盘体外圆上所设齿与自行车上链条啮合连接，内齿圈与浮动齿盘驱动器中由力臂上的轮齿所组成的齿环啮合连接。优选地，在上述自行车自动变速器中，所述驱动盘两侧沿中心轴线分别设有凸台，导向盘和调节盘上的中孔分别与相应侧的凸台螺纹固定连接，驱动盘上的中孔贯穿设置在凸台上。优选地，在上述自行车自动变速器中，所述力臂的一端通过销轴与调节盘活动铰接。优选地，在上述自行车自动变速器中，所述扭力弹簧的一端固定于调节盘上用以安装扭力弹簧的孔内，扭力弹簧的另一端固定于驱动盘上用以安装扭力弹簧的销轴上。优选地，在上述自行车自动变速器中，所述调节盘包括轮毂及表面周向均布设置的多个辐条，其中辐条的数量与力臂、扭力弹簧一一对应，且力臂、扭力弹簧设于辐条的边沿上。优选地，在上述自行车自动变速器中，所述力臂与调节盘铰接端为U形叉，U形叉两侧对应嵌装在调节盘两侧。此外，本专利技术还提供一种含有上述任一所述的自行车自动变速器的传动系统，还包括飞轮、链条、后轴、中轴、曲柄、脚踏和花鼓，所述飞轮为单片飞轮，该飞轮通过带键槽的飞轮的中孔与塔基配合安装在花鼓上，花鼓通过后轴安装在车架上，飞轮通过链条与浮动齿盘配合连接，浮动齿盘安装在浮动齿盘驱动器上，浮动齿盘驱动器通过中孔安装在中轴上，脚踏安装在曲柄上，曲柄安装在中轴的两端，中轴安装在车架的五通上。本专利技术的工作原理是：本专利技术是在传统拨链式自行车变速器的基础上，将原前齿盘的三齿盘结构改换成由浮动齿盘及浮动齿盘驱动器等部件组成的变速机构，将原后轴塔基上多片式塔形飞轮结构改换成单个飞轮结构。根据自行车在行驶中的变速需求，通过改变对脚踏施加的力的大小，在浮动齿盘驱动器中其驱动盘及扭力弹簧的辅助作用下来改变在调节盘上环形排列的带有轮齿的力臂的偏转角度,以及力臂上的轮齿在驱动盘上的条形通孔中的位置，从而改变由力臂上的轮齿环状排列所组成的齿环的直径与浮动齿盘的内齿圈啮合,来改变齿环与内齿圈的传动比,使浮动齿盘在小于其半径的范围内上下浮动，在扭力弹簧的辅助作用下，改变齿环与浮动齿盘的传动比以及浮动齿盘的输出扭矩。变速器无需任何辅助装置及操作，即能根据负载变化及车速，自动调整扭矩及传动比，实现快捷顺畅变速运转。本专利技术技术方案的有益效果是：1、在结构上，本专利技术采用了浮动齿盘及浮动齿盘驱动器，轴向占用空间小，传动系统的前后齿盘均采用单齿盘，省去了前变速控制器及后变速控制器，因而整体结构更加简化。而且，由于其结构简单，对材料性能要求不高，同时还降低了制造难度及制造成本。2、在结构上，本专利技术采用了浮动齿盘及浮动齿盘驱动器，在变速过程中只需改变对脚踏施加的力的大小，不改变链条与飞轮及浮动齿盘之间的配合状态，只改变浮动齿盘驱动器中齿环的直径与内齿圈的内齿的啮合状态，只改变链条的线速度，即能连续改变传动比及输出扭矩，实现自动变速。因而，既不需人工操纵又省时省力，操作更加简便，可靠性也提高。3、此外，变速过程中，无须缓蹬，动力不会中断，不会出现链条扭曲、脱落及顿挫现象，还降低了动力损耗，因而传动效率高，性能安全可靠，使用寿命长，能给骑行者带来新的愉悦体验。4、在结构上，本专利技术调节盘设计为轮毂+辐条结构，大大降低调节盘的重量，使得变速器整体结构重量更轻，自动变速过程更加轻便；而且，力臂与调节盘连接端为U形叉结构且采用嵌装式设计，则有助于提高力臂上所设轮齿的承载力，增强整体结构在工作过程的稳定性和可靠性，并且使得结构外形美观。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：图1为本专利技术自行车自动变速器的结构示意图（为清晰表达，采用了局部剖视图）；图2为图1所示的右视结构示意图（为清晰表达，采用了剖视图）；图3为图2所示的局部Ⅰ的放大结构示意图；图4为本专利技术的驱动盘的结构示意图；图5为本专利技术的调节盘的结构示意图；图6为本专利技术的导向盘的结构示意图；图7为本专利技术的浮动齿盘的结构示意图；图8为本专利技术调节盘和驱动盘的装配结构示意图（调节盘在前，驱动盘在后）；图9为本专利技术自行车传动系统的结构示意图；图中序号：1、飞轮，2、链条，3、浮动型齿盘，301、齿盘体，302、内齿圈，4、浮动齿盘驱动器，401、驱动盘，4011、凸台，4012、中孔，4013、条形通孔，402、力臂，403、轮齿，404、销轴，405、调节盘，4051、中孔，4052、轮毂，4053、辐条，406、扭力弹簧，407、导向盘，4071、螺纹中孔，5、后轴，6、中轴，7、曲柄，8、脚踏，9、花鼓。具体实施方式下面结合附图和实施例来说明本专利技术的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本专利技术，并不以任何方式限制本专利技术的范围，在以下实施例中所涉及的仪器元件如无特别说明，均为常规仪器元件。实施例一：参见图1-8，图中，本专利技术自行车自动变速器，包括浮动齿盘3及浮动齿盘驱动器4，浮动齿盘3安装在浮动齿盘驱动器4上。其中浮动齿盘驱动器4包括驱动盘401、力臂402、轮齿403、销轴404、调节盘405、扭力弹簧406、导向盘407。其中导向盘407和调节盘405本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自行车自动变速器，其特征是：包括浮动齿盘及浮动齿盘驱动器，其中浮动齿盘驱动器包括驱动盘及其两侧所设的导向盘和调节盘，驱动盘、导向盘和调节盘上分别沿中心轴线设有中孔，且驱动盘上的中孔用于匹配套装在自行车中轴上，驱动盘上均布设有多个环状排列的条形通孔，条形通孔的走向与中孔边沿的切线方向相平行；调节盘的边沿均布设有多个环状排列的力臂和扭力弹簧，其中力臂、扭力弹簧与条形通孔的数量为一一对应，力臂的一端与调节盘活动铰接，力臂的另一端装有轮齿，力臂上的轮齿穿过驱动盘上的条形通孔处于驱动盘与导向盘之间，力臂上的轮齿相应环状排列组成齿环，扭力弹簧的一端固定在调节盘上，扭力弹簧的另一端固定在驱动盘上；调节盘在扭力弹簧的拉力作用下，通过力臂将力臂上的轮齿压紧在条形通孔的靠近驱动盘边沿的一端内；所述浮动齿盘安装在浮动齿盘驱动器的驱动盘与导向盘之间，且浮动齿盘包括刚性连接的齿盘体及内齿圈，其中齿盘体外圆上所设齿与自行车上链条啮合连接，内齿圈与浮动齿盘驱动器中由力臂上的轮齿所组成的齿环啮合连接。

【技术特征摘要】
1.一种自行车自动变速器，其特征是：包括浮动齿盘及浮动齿盘驱动器，其中浮动齿盘驱动器包括驱动盘及其两侧所设的导向盘和调节盘，驱动盘、导向盘和调节盘上分别沿中心轴线设有中孔，且驱动盘上的中孔用于匹配套装在自行车中轴上，驱动盘上均布设有多个环状排列的条形通孔，条形通孔的走向与中孔边沿的切线方向相平行；调节盘的边沿均布设有多个环状排列的力臂和扭力弹簧，其中力臂、扭力弹簧与条形通孔的数量为一一对应，力臂的一端与调节盘活动铰接，力臂的另一端装有轮齿，力臂上的轮齿穿过驱动盘上的条形通孔处于驱动盘与导向盘之间，力臂上的轮齿相应环状排列组成齿环，扭力弹簧的一端固定在调节盘上，扭力弹簧的另一端固定在驱动盘上；调节盘在扭力弹簧的拉力作用下，通过力臂将力臂上的轮齿压紧在条形通孔的靠近驱动盘边沿的一端内；所述浮动齿盘安装在浮动齿盘驱动器的驱动盘与导向盘之间，且浮动齿盘包括刚性连接的齿盘体及内齿圈，其中齿盘体外圆上所设齿与自行车上链条啮合连接，内齿圈与浮动齿盘驱动器中由力臂上的轮齿所组成的齿环啮合连接。2.根据权利要求1所述的自行车自动变速器，其特征是：所述驱动盘两侧沿中心轴线分别设有凸台，导向盘和调节盘上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊生，朱爱霞，
申请(专利权)人：朱爱霞，
类型：发明
国别省市：河南;41