[实用新型]自行车无级变速器

说明书

本实用新型属于机械设备领域，具体是一种自行车无级变速器。

自行车的变速机构最常见的是内变速机构和外变速机构两大类。内变速机构是将一组行星齿轮安装在自行车的后轴内，改变链轮通过行星机构传递到后轴壳的不同路径，以获得不同速比。外变速机构是目前应用最为广泛的一种变速机构，由多级飞轮，多级链轮组成，通过拨链器拨动链条使其与不同的链轮和不同的飞轮组合，以得到不同的传动速比，因此也叫传动链变速机构。

内变速机构通常只有三级变速，因此它的变速档少，其零件加工精度高，结构较为复杂，使维修较为困难。外变速机构由于零件外露，在恶劣环境下工作易出现故障，如沙尘的侵袭，泥水的飞溅，甚至受到杂草和树枝的干扰等等。易出现脱链，跳档等故障。

本实用新型的目的是提供一种变速范围大、结构简单、操作简便、性能可靠的自行车无级变速器。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的：

自行车无级变速器主要由锥形盘片组、楔型盘片组、压力机构和调速控制机构组成，其中，锥形盘片组由锥形盘(3)、锥形盘(4)、锥形盘(5)组成，装在有花键的自行车中轴(10)(输入轴)上，并可在中轴(10)上滑动；楔形盘片组由楔形盘(12)和楔形盘(13)组成，并安装在可摆动的光轴(14)上，楔形盘(12)夹在锥形盘(3)、锥形盘(4)之间，楔形盘(13)夹在锥形盘(4)、锥形盘(5)之间，楔形盘(12)和(13)的顶部均为齿轮，均与链轮轴(27)上固定的齿轮(23)相啮合；链轮(21)固定在链轮轴(27)上。

上述方案中，压力机构由压力圈(45)和弹簧(46)组成，装在中轴(10)上，并压紧锥形盘片组。

上述方案中，调速机构由钢丝绳(62)和(72)、弹簧(59)和(70)、齿条(52)和(65)、单向齿轮(54)和(67)、齿轮(56)、螺杆(49)、滑块(38)和连杆(34)组成，其中，钢丝绳(62)和(72)与调速手柄连接，弹簧(59)和(70)分别装在钢丝绳(62)和(72)上，齿条(52)和(62)分别与钢丝绳(59)和(70)相连，单向齿轮(54)和(67)分别与齿条(52)和(62)相啮合，齿轮(56)与单向齿轮(54)和(67)相啮合，齿轮(56)固定在螺杆(49)的端部，螺杆(49)与滑块(38)的螺纹孔相连接，且滑块(38)另一孔内有一连接螺钉(39)，该连接螺钉(39)与连杆(34)相连接，连杆(34)一端安装在光轴(14)上。

调速手柄分为两个，分别为快速手柄和慢速手柄，均固定在车把上。

本实用新型所述的自行车变速器不仅适用于各种变速自行车，也适用于电动助力车和电动自行车，并可用电机驱动调速螺杆，实现自动调速。

本实用新型的自行车变速器主要由圆锥体作为传动部件，以及相应的调速机构组成。由圆锥体的几何特征可知，沿圆锥体轴向方向移动，其截面直径将会发生变化。本发明就是利用圆锥体的这一几何特征，使其圆锥面与一调速轮接触，且调速轮可以沿圆锥体轴线方向移动，由于圆锥截面直径的改变，使调速轮的转速产生变化，从而达到变速的目的。根据该原理，本实用新型的调速方案是利用锥体表面形成两个盘片组即锥形盘片组和楔型盘片组，该两个盘片组相互接触以传递动力，并与相应的压力机构、调速控制机构共同构成一种磨擦式无级变速机构。

调速时，调速控制机构中的螺杆旋转，通过一连杆机构，使楔形盘片组的摆动轴绕输出轴转动，则输入轴和摆动轴之间的距离改变，即锥形盘片组和楔形盘片组的接触半径产生改变，从而实现了变速，其变速范围为锥形盘的最大接触直径D与最小接触直径d之比。

由磨擦传动的原理查知，在同一正压力作用下，所能传递的圆周力与磨擦盘之间接触点的个数成正比，在本方案中，如果有n个楔形盘，那么其接触点应为2n个，因此本方案有传递功率大的特点。并且与其它磨擦传动方式相比有如下特点：

(1)、由于盘的数量较多，使接触点增多，因此，在同样的压紧力下可以传递较大的功率。

(2)、由于接触处是斜度很小的圆锥面，其曲率半径很大，因而减少了接触应力。在润滑油中，接触表面易形成高强度楔形油膜，有利减少磨损，增加使用寿命。

(3)、结构紧凑、使用方便，各磨擦盘间的压紧力在轴向相互抵销，轴承受力较小，因而寿命长。

(4)、因为所有零件均为回转体，且惯性矩很小，所以振动小，运转平稳。

(5)、由于是无级调速，因此对调整位置无特殊要求，使用简单。