帶有軸傳動、蝸杆式後輪機構的腳踏自行車的製作方法

2023-04-24 22:41:56 2

專利名稱：帶有軸傳動、蝸杆式後輪機構的腳踏自行車的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種帶有軸傳動、蝸杆式後輪機構的腳踏自行車，屬於機器腳踏車技術領域。
目前見到的永久牌TM1407型機力助動自行車，是發動機磨擦輪直接驅動前輪輪胎的，它結構較簡單，動力驅動-人力踏動轉換方便，但是，由於它存在以下缺點，使它的進一步普及受到一定的限制。
a)該車屬於磨擦輪傳動，雨天或泥濘路面打滑，輪胎磨損快，甚至使驅動失效。
b)該車前後輪均為無減震裝置，當發動機驅動時，顛簸一方面易使騎行者疲勞，不適應農村及路況較差的地區使用。另一方面車輛機器，(尤其是機器)處在惡劣的條件下工作無疑將會縮短其使用壽命。
c)該車為使按裝方便，採用前輪直接摩擦驅動，人所共知，動力驅動前輪，無論從驅動穩定性方面，還是轉向靈活性方面考慮，遠沒有驅動後輪合理，若從外觀考慮更不如機器在兩輪之間。
本發明的目的是提供一種驅動可靠，騎行舒適方便，造型美觀的動力腳踏兩用代步工具。
本發明由車輪，照明裝置，車把及操縱機構，發動機，人力踏動機構，車座，衣架，制動機構，後尾燈等組成，為使傳動可靠不致雨天打滑，採用了傳動軸通過蝸杆式後輪機構總成直接驅動後輪;為使該車能適應農村及路況較差地區使用，在前後輪上設置了槓桿彈體減震器;同時採用了兼做油箱的車架，將發動機按裝在一個合適的位置上，使車型美觀。本發明人力踏動時和自行車一樣。當需要動力驅動時，操縱離合器處於結合狀態，人力通過踏動機構使後輪轉動，然後再通過蝸輪帶動和蝸杆可同步轉動的發動機啟動，機器啟動後來自發動機的動力可驅動自行車前行，當在坡度較大的道路上上行或風阻較大時，騎行者可踏動助行。
本發明槓桿彈體減震器的彈體，是採用了橡膠材料(也可採用其他尺寸較小的彈性元件，如碟形彈簧等)，利用槓桿原理，彈體較小的變形，可使槓桿力點(車輪軸)在垂直方向有一個較大的活動距離，以實現較好的減震。為使減震器和整車設計協調，彈簧體都設在殼體內，其中前減震器的殼體還兼做指示燈架或貨筐架。為使減震器同時具備硬軟兩個特性，適應不同載荷的需要彈體的外形設計成單錐或雙錐形。另外這種減震器還可用於普通自行車和摩託車。
為使本發明外型美觀協調，車架兼做油箱，當發動機採用分離潤滑時，橫梁做燃油箱，豎斜梁兼做潤滑油箱;當採用混合供油時，豎斜梁可做為儲備燃油箱，另外橫梁的截面可根據外型設計的需要，採用圓筒形，以及矩形等其他空心形狀，從側面看，可設計成彎曲直線形，彎曲梯形，以及其他協調的流線形狀，它可以採用管材，也可採用薄殼結構。
本發明採用的傳動軸是軟軸(也可以是直軸和萬向節軸等);離合器是錐體摩擦離合器(也可以是自動離合器等)。傳動軸設在後輪架內部，錐體離合器和發動機連為一體，傳動軸和離合器都設在發動機和蝸杆式後輪機構總成之間，其中發動機的輸出軸和前進方向呈基本平衡狀態。
本發明的蝸杆式後輪機構總成，由蝸杆機構，後制動機構(考慮到生產單位的工藝特點，後制動機構也可以設在輪圈上)，動力驅動-人力踏動轉換離合器及踏動機構的小鏈輪總成組成。為使蝸杆機構有較高的傳動效率，採用的是錐蝸杆傳動或循環球蝸杆傳動，錐蝸杆傳動時齒之間雖有摩擦，但是此摩擦力將有利於蝸輪的轉動，另外錐蝸杆還易於動壓油膜的形成，不僅效率高(可達95%)而且磨損減輕，蝸輪可用淬火鋼、鑄鐵、粉沫合金、塑料等製作。循環球蝸杆傳動屬於滾動摩擦傳動，效率高，壽命長，若考慮到製造取材等因素也可以採用其他傳動效率較高的傳動方式(如弧面蝸杆傳動等)。後制動機構採用已有結構，動力驅動-人力踏動轉換離合器，採用插肖式結構，該結構可使分離完全徹底。
本發明的傳動系統亦可用於機動三輪車及輕便摩託車。
槓桿彈體減震器本身採用的都是廉價易取材料，同時由於採用了減震器，可使車體等採用較小規格的材料製作，不僅使重量輕而且可使車體成本降低。另外，由於採用了高效蝸杆機構，一方面使驅動可靠，能適應雨天或泥濘路面行駛，另一方面傳動機構體積小，重量輕，發動機通過設置在後輪架中的傳動軸可直接驅動後輪，大大簡化了結構，同時也給造型設計帶來方便。
下面結合附圖對本發明作進一步的詳細說明

圖1為本發明的結構示意圖。
圖2為本發明錐體摩擦離合器結構示意圖。
圖3為本發明前減震器結構示意圖。
圖4為本發明後減震器結構示意圖。
圖5為本發明蝸杆式後輪機構總成結構示意圖。
圖6為本發明蝸杆式後輪機構總成的錐蝸杆結構示意圖。
圖7為本發明蝸杆式後輪機構總成的循環球蝸杆結構示意圖。
在圖1中(1)、(12)為前後車輪，分別按裝在前後輪架上;(2)、(13)為前後輪擋泥板，分別和車輪同心裝置在前後輪架上;(3)為和車把及操縱機構(5)一起轉動的照明裝置;(4)為其殼體兼作指示燈架的前減震器，它將前輪架與轉向套活動聯結在一起;(5)為車把及操縱機構，它套裝在轉向套內，通過轉向套與前輪同步擺動;(6)為兼作油箱的車架;(7)為按裝在後輪架(47)前端的發動機，它通過傳動軟軸(15)和蝸杆式後輪機構總成(11)，可以直接驅動後輪，使自行車前行;(8)為按裝在車架(6)豎斜梁下端的踏動機構的大牙盤;(9)為插入車架(6)豎斜梁上端的車座;(10)為靠兩個都固定在車架(6)豎斜梁上部的支點固定的衣架;(11)為固定在後輪架上，並且位於後輪(12)中央的蝸杆式後輪機構總成;(14)為按裝在前輪架上，位於前車輪中央的前制動機構;(15)為連接發動機(7)和蝸杆式後輪機構總成(11)的傳動軸;(16)為按裝在車架(6)和後輪架之間的後減震器;(17)為踏動機構的鏈條，它連接在大牙盤(8)和蝸杆式後輪機構總成(11)的小鏈輪上面;(18)為按裝在後擋泥板(13)上面的後尾燈;(19)為按裝在發動機(7)和傳動軸(15)之間，位於發動機內部的磨擦離合器。
在圖2中(20)為套裝在發動機軸(22)上的離合器彈簧座;(21)為裝在離合器彈簧座(20)和分離軸承(24)之間的離合器彈簧;(22)為發動機軸;(23)為裝在發動機軸(22)和外錐體(26)之間的鍵;(24)為裝在離合器外錐體(26)上的分離軸承;(25)為裝在分離軸承(24)外殼上的分離撥叉座;(26)為滑動套裝在發動機軸(22)的上面的離合器外錐體;(27)為設在外錐體裡面的內錐體;(28)為旋在發動機軸(22)上的離合器螺母;(29)為螺母墊片;(30)為設在發動機軸(22)和內錐體(27)之間的軸承;(31)為設在發動機軸(22)端頭的緊固螺釘;(32)為螺釘墊片。當分離撥叉座(25)通過分離軸承(24)壓縮分離彈簧(21)的同時帶動離合器外錐體(26)的錐面，形成一個小間隙(0.5-1mm)便完成離合器的分離，反之，在彈簧(21)作用下，離合器便結合，可傳遞發動機的動力。
在圖3中(33)為和前輪架(38)為一體的前減震器重點;(34)為在前減震器殼體(36)和重點(33)之間，限定其前輪架(38)繞前減震器轉軸(37)擺動時最大距離的限位元件;(35)為位於前減震殼體內的彈體(用橡膠或其他尺寸較小的彈性元件如碟形彈簧等製作);(36)為和轉向套(40)為一體的前減震器殼體，它兼作指示燈架，和車架(6)無垂直方向的相對位移;(37)為在前減震器殼體(36)和重點(33)之間，並將它們活動連接，可使前輪繞其擺動的前減震器轉軸;(38)為按裝著前輪的前輪架;(39)為和前輪架(38)為一體的前輪架轉套;(40)為可以將車把及操縱機構插入其中的轉向套;當前輪受到顛簸時通過前減震器重點(33)，壓縮或放鬆前減震器彈體(35)，可和前輪架(38)一起繞前減震器轉軸(37)在限位元件(34)限定的最大範圍內擺動，以實現前輪的減震。
在圖4中(41)為在車架(6)和後輪架(47)之間，並將它們活動連接在一起的後減震器轉軸，(42)為套在後減震器轉軸(41)上的後減震器轉軸套，(43)為固定在車架(6)上的後減震器殼體，(44)為裝在後減震器殼體內的後減震器彈體(和前減震器彈體材料相同)，(45)為在車架(6)和後輪架(47)之間，限定後輪架繞後減震器轉軸(41)擺動時最大距離的限位元件，(46)為和後輪架(47)為一體的後減震器重點，(47)為裝置著後車輪(12)的後輪架;當後輪受到顛簸時，後輪(12)和後輪架(47)通過後減震器重點(46)壓縮或放鬆在後減震器殼體(43)內的後減震器彈體(44)繞後減震器轉軸(41)在限位元件(45)限定的最大範圍內擺動以實現後輪的減震。
在圖5中(48)為固定在後輪軸(50)上的蝸輪，(56)為軸線和蝸輪軸接近垂直按裝的蝸杆。(49)為設在後輪固定和轉動部分之間的後制動機構，(50)為裝置在後輪架上兼作蝸輪軸的後輪軸，(51)為設在後輪骨(53)上的動力驅動-人力踏動轉換離合器銷套，(57)為設在後輪軸(50)上的銷孔，(52)為可以插入銷套和銷孔的轉換離合器插銷，(53)為裝置在後輪軸(50)上的後輪骨，(54)為裝置在後輪骨(53)上的踏動機構的後小鏈輪總成，(55)為軸承;來自傳動軸的發動機動力通過蝸杆使與之相嚙合的蝸輪轉動，然後帶動和蝸輪固定在一起的後輪軸(50)轉動。在轉換離合器銷套中的插銷(52)，在後輪軸銷孔(57)中的拔出和插入可實現蝸輪和後輪骨之間的離合。
在圖6中(58)為套裝在錐蝸杆(56)軸伸部分的錐蝸杆調整螺母，(59)為將錐蝸杆(56)裝置在殼體(60)內的錐蝸杆軸承，(56)為殼體(60)內的錐蝸杆，(48)為和錐蝸杆(56)裝置在一起的錐蝸輪，(60)為錐蝸杆機構殼體。蝸杆可用淬火鋼，錐蝸輪可用鑄鐵製作，錐蝸杆用車制或銑制的方法加工後淬火，如要求高時可磨齒，錐蝸輪用和錐蝸杆參數一致的滾刀範成加工，精鑄或熱鍛等工藝加工(必要時可熱處理)而成。
在圖7中(61)為套裝在循環球蝸杆軸伸部分的軸承蓋，(62)為將循環球蝸杆裝置在殼體(63)內的循環球蝸杆軸承，(63)為循環球蝸杆機構殼體，(64)為螺栓，(56)為循環球蝸杆體，(65)為設在蝸杆體(56)與蝸輪(48)之間用以實現它們之間嚙合的蝸杆鋼球，(48)為循環球蝸輪，蝸杆和蝸輪都用淬火鋼製作。蝸杆和蝸輪靠在它們之間的若干可循環鋼球實現嚙合，蝸杆可根據需要採用單頭或多頭循環蝸杆結構。
權利要求
1.一種帶有軸傳動、蝸杆式後輪機構的腳踏自行車，它由前後車輪(1)、(12)，前後車輪擋泥板(2)、(13)，照明裝置(3)，車把及操縱機構(5)，發動機(7)，人力踏動機構(8)、(17)、(54)，車座(9)，衣架(10)，制動機構(14)、(49)，後尾燈(18)等組成；其特徵是它還包括一個兼做油箱的車架(6)，一個設在前輪架(38)和轉向套(40)之間的前減震器(4)，一個設在後輪架(47)和車架(6)之間的後減震器(16)，一根設在磨擦離合器(19)和蝸杆式後輪機構總成(11)之間的傳動軸(15)，一個裝置在後輪架上並位於車輪中央的蝸杆式後輪機構總成(11)，一個裝置在發動機(7)和傳動軸(15)之間並位於發動機內部的磨擦離合器(19)。
2.根據權利要求1所述的帶有軸傳動、蝸杆式後輪機構的腳踏自行車，其特徵是它的前減震器(4)是一個槓桿彈體減震器，它包括一個和轉向套(40)為一體兼做指示燈架的前減震器殼體(36)，一個和前輪架(38)為一體的前減震器重點(33)，一個在前減震器殼體(36)和重點(33)之間並將它們活動連接，可使前輪繞其擺動的前減震器轉軸(37)，一個和前輪架(38)為一體並套裝在前減震器轉軸(37)上的前輪架轉套(39)，一個設在前減震器殼體(36)和重點(33)之間限定其最大擺動距離的限位元件(34)，一個設在前減震器殼體(36)內的前減震器彈體(35);當前車輪(1)受到顛簸時，它通過前輪架(38)，使重點(33)繞轉軸(37)在限位元件(34)限定範圍內壓縮或放鬆位於前減震器殼體(36)內的前減震器彈體(35)，以實現前輪的減震。
3.根據權利要求1所述的帶有軸傳動、蝸杆式後輪機構的腳踏自行車，其特徵是它的後減震器也是一個槓桿彈體減震器，它包括一個和車架(6)為一體的後減震器殼體(43)，一個和後輪架(47)為一體的後減震器重點(46);一個位於後輪架(47)和車架(6)之間並將它們活動聯接的後減震器轉軸(41)，一個套裝在後減震器轉軸(41)上的後減震器轉軸套(42)，一個位於後減震器殼體內的後減震器彈體(44)，一個位於後減震器殼體(43)和後減震器重點(46)之間限定它們之間最大距離的後減震器限位元件(45)，當後車輪(12)受顛簸時，通過後輪架使後減震器重點(46)繞後減震器轉軸(41)，在限位元件(45)限定的範圍內壓縮或放鬆位於後減震器殼體內的彈體(44)，以實現後輪的減震。
4.根據權利要求2或3所述的帶有軸傳動、蝸杆式後輪機構的腳踏自行車，其特徵是它的前後減震器彈體(35)或(44)是用橡膠材料製作的。
5.根據權利要求2或3所述的帶有軸傳動、蝸杆式後輪機構的腳踏自行車，其特徵是它的減震器彈體(35)或(44)是錐體外形。
6.根據權利要求1所述的帶有軸傳動、蝸杆式後輪機構的腳踏自行車，其特徵是它的蝸杆式後輪機構總成包括一個裝置在後輪架(47)上兼做蝸輪軸的後輪軸(50)，一個設在後輪軸(50)上，位於後輪骨(53)和蝸杆式後輪機構的軸之間的動力驅動-人力踏動轉換離合器(51)、(52)、(57);一個套裝在後輪軸(50)上，並可以轉動的後輪骨(53)，一個設在後輪骨(53)上並可以單向轉動的踏動機構小鏈輪總成(54);七隻用以支承蝸杆、蝸輪、輪骨的軸承(55)，一個設在殼體內的蝸輪(48)，一個和蝸輪(48)嚙合在一起的蝸杆(56)，一個後制動機構(49)。
7.根據權利要求1或6所述的帶有軸傳動、蝸杆式後輪機構的腳踏自行車它的蝸杆機構是錐蝸杆機構。
8.根據權利要求1或6所述的帶有軸傳動、蝸杆式後輪機構的自行車它的蝸杆機構是循環球蝸杆機構。
全文摘要
本發明涉及一種帶有軸傳動、蝸杆式後輪機構的機器腳踏車。它的前後車輪和車架之間各有一個槓桿彈體減震器；一個兼做油箱的車架；機器和後輪之間的傳動軟軸可使傳動可靠，造型美觀；高效率的蝸杆傳動機構，使結構非常簡單；人力踏動騎行時和自行車一樣。它能方便地進行動力驅動和人力踏動之間的轉換；整車造型小巧，製造成本低，不僅適用城區，而且也能滿足廣大農村特別是路況較差的山區，具有自行車騎行基礎人們的不同需要。
文檔編號B62K25/04GK1066824SQ9110643
公開日1992年12月9日 申請日期1991年5月14日 優先權日1991年5月14日
發明者卜慶春 申請人:卜慶春