[实用新型]脚踏车的加力变速装置

说明书

本实用新型属于脚踏三轮车和载重自行车的加力变速装置。

目前人力脚踏车大都是采用一根链条在宝塔形链轮上相互换动来实现变速的。致使变档时常出现链条辊套不能准确移套在直径不同的链轮齿上而出现卡链及踏空感等弊端。尤其是因其结构复杂，机械强度差。虽广泛使用于轻便自行车或者赛车上，但不实用于人力三轮车、载重型自行车作加力变速装置。为解决载重型自行车和三轮车加力变速问题，近年来人们提供了很多的双链传动系统的变速装置。虽解决了移动式变档的上述缺点，然而此类双链传动变速装置，绝大多数都是靠固定在车架上的变档控制机构去推拉大链轮与中轴，或者后飞轮与后车轴(或后轴筒)的离合机构实现变速。由于此类多链变速装置的控制机构是安在车架上的，它们不能与离合部件以及前后链轮作同步转动。其最终工作部分一直用力推住或拉住离合部件，长期与转动的离合部件处于相对运动的严重磨损或利车状况，其使用寿命很短，人力浪费大，另外此类装置绝多数离合时要作轴向运动，中轴的加长量太大，骑车人的两腿间距亦跟随加大，骑行很不方便。该类变速控制机构均得延申到车把处供手操作，其构造复杂，故障随之增多。因此已知的数十种多链变速传动方案，多年来几乎无一实施。而载重的三轮车或自行车在负重上坡时又十分需要有一种机械强度高，又能迅速加力变速的传动机构，解决上坡难的问题。

本实用新型的目的是要提供一种控制机构和变速机构均随大链轮，中轴同步转动，不存在部件相对运动的长期磨损，离合部件不作轴向运动等的寿命长、强度高、体积小、结构简单故障少的加力变速装置。

本实用新型的目的是这样实现的：在普通脚踏车的中轴套管与脚踏拐之间增设两个以上直径不同的链轮，每个链轮与直径亦不同的后飞轮通过链条连接成传动速比不同的几套链传动系统，其特征是：在脚踏车的中轴一端固定套装一个小链轮，小链轮靠脚踏拐内侧增设一个大直径链轮，该大链轮中孔镶嵌有轴承与中轴转动连接，在大链轮的外侧固定铆焊一个有内棘齿的棘齿环，踏拐与中轴套接处固定铆焊一个外径略小于棘齿环内径的芯鼓，该芯鼓外缘相对180°处设有一对能径向开闭的宽幅棘爪，(又称千斤)。踏拐和芯鼓，以及大小链轮，均同心套装在中轴上，芯鼓的一端伸进棘齿环内，与棘齿环滑动配合，芯鼓的长度和棘爪的幅宽相等，都超出棘齿环深度一特定尺寸，在芯鼓与踏拐相邻处，即超出棘齿环的特定尺寸处，套装一锁环，锁环与芯鼓为滑动配合。锁环内缘相对180°处设有两个缺口，该两缺口正对应套在两片棘爪外缘，锁环的外缘向踏板前方，开有一拨叉口。变档控制器安装在踏拐主体上，该控制器的靠锁环处，设有一个横向水平短轴；该短轴含接于锁环的拨叉口内，控制器的中央部份套卡在踏拐主体上，并由一中心穿销转动连接，该控制器为月牙形两头向上翘出踏拐上缘一定角度，两端各设有一个蹬踏面。当骑车人踏下控制器的前后两端蹬踏面时控制器的两端即与中心销轴为圆心上下转动一特定角度，锁环拨叉侧被水平短轴拨动一特定转角，该角度使锁环内缘的两缺口正好对准或越过芯鼓上的两片棘爪，使棘爪开闭实现离合变速的目的。

由于本实用新型的一切变速机构和控制机构均安装在同步转动的中轴和踏拐上，部件之间没有相对运动的强力推拉接触点，长期使用不存在任何磨损和刹车现象。另外本实用新型的离合部件同后飞轮的结构和力学原理完全一样，何况所设计的棘爪与内棘齿，体积都大大超过现有脚踏车后飞轮的棘爪和棘齿的几倍，其机械强度显而易见。另外本实用新型不是轴向离合其中轴只需加长两厘米即可，故结构十分紧凑，该变速装置不需对现有车辆进行改动即可将新旧脚踏车现场装配成加力变速车。

本实用新型的具体结构由以下的实施例和附图给出。

图1是本实用新型的主要部件剖示图。

图2是本实用新型主要部件的结构分解立体图。

图3是本实用新型与三副不同速比的传动系统，安装在三轮车上的组装示意图。

图4是本实用新型改装自行车时增设后飞轮的结构示意图。

下面结合附图对本实用新型的具体结构及工作情况作详细说明。

本实用新型的主要部件包括加长的中轴和两个以上直径不同链轮和后飞轮组成的链传动系统，中轴(23)靠踏拐(4)，一端增设一个大直径链轮(16)，大链轮的中孔用轴承盒(19)，将轴承(18)同心铆合，大链轮通过轴承与中轴转动配合；大链轮的外侧，即靠近踏拐的一侧固定铆焊一棘齿环(17)，该环内缘设有内棘齿；大链轮与中轴档(24)之间装有一个小直径链轮(20)，该小链轮通过中孔的键槽(21)和中轴上预设的定位键(22)，将小链轮和中轴永久固定。踏拐(4)的后端与中轴套装孔内侧，与一同轴孔径的棘爪芯鼓(12)，固定铆接；该芯鼓的外径略小于棘齿环内径，其长度超出棘齿环深度约4毫米，芯鼓的外缘相对180°处镶设有两片径向开闭的宽幅棘爪(13)，该棘爪的横宽必须与芯鼓的长度相等，亦超过棘齿环深度约4毫米。踏拐与连体芯鼓套装在中轴端头后，芯鼓的一端正好插入棘齿环内和棘齿为顺时针单向啮合。在棘齿环和芯鼓档边(11)之间，即芯鼓长出棘齿环约4毫米的部位，套装一个内径略大于芯鼓外径的锁环(14)，两者呈滑动配合，锁环的内缘相对180°处开有两个能让棘爪完全向外径向张开的缺口(15)；该锁环向脚踏板方向的外缘开有一个拨叉口(9)，踏拐(4)上装有一个月牙形两头向上翘起的变档控制器(6)，该控制器卡装在踏拐中央，由一个穿锁(5)活动连接。控制器的两端翘起处各设有一个前蹬踏面(1)，后蹬踏面(7)，控制器后蹬踏面紧靠销环拨叉口的一侧铆接有一水平横向短轴(8)，该横向短轴与锁环上的拨叉口活动含接。当骑车人需变档时，轻轻将前蹬踏面向下踏到一特定转角时横向短轴则随控制器的后端部，以穿销(5)为圆心顺时针转动一特定角度，的横向短轴(8)同时拨动拨叉口(9)使锁环向逆时针方向转动同一特定角度，正好使设在锁环内缘上的两个缺口与两个棘爪相对，两棘爪受弹簧(10)的作用张开与棘齿环的内棘齿单向啮合。大链轮则随中轴顺时针转动，通过链条带动后飞轮(27)向前转动，从而带动脚踏车作高速前进。反之骑车人将后蹬踏面(7)向下踏到特定位置锁环亦随之被横向短轴拨动，顺时针转动一特定转角，此时锁环内缘缺口正好越过两棘爪，锁环内缘即将棘爪压缩闭回，与棘齿环内棘齿完全脱离。大链轮则随轴承外圈空转与中轴失去传动联系，自由转动；此时固定在中轴上的小链轮(20)则随中轴运转通过链条将大直径的后飞轮传动使脚踏车低速而加力前进。本装置控制器的特定转角是由其内侧的两个定位凸起点(2)和踏拐内侧的定位孔(3)，轮换吻合而限定的。若需在三轮车上安装三套传动速比不同的传动系统时，可如图3所示在左边踏拐的内侧再安装一套本实用新型提供的变速机构。该机构的大号(或者中号)链轮(25)的直径同它所连动的后飞轮(29)直径所组成的传动速比，应与大链轮(16)和小链轮(20)，相对应连动的后飞轮(27)和(28)所组成的传动速比有所区别，形成大中小三种档次。三个后飞轮同轴装在后轮轴(30)上。若在载重型自行车上安装本机构，只需在自行车后飞轮(28)与后轴筒(34)之间，加一长度约等于后飞轮内孔深度一半的衬套(32)，使第一个后飞轮的二分之一螺纹同后轴筒原有的螺纹管(33)只旋接一半，将新设置的一段加长螺纹管(31)的一端旋入第一个飞轮留下的一半螺孔内，新增的飞轮(27)旋接在加长的螺纹管上，再将后轴承钢碗压入该螺纹管内孔即可。