新型齒輪變速器及自行車或三輪車和機動兩輪或三輪車的製作方法
2023-06-22 06:14:21 3
專利名稱：新型齒輪變速器及自行車或三輪車和機動兩輪或三輪車的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種變速器，特別是涉及一種新型齒輪變速器及自行車或三輪車和機動兩輪或三輪車。
二.
背景技術：
當前的自行車和人力三輪車，大都採用鏈條傳動，其存在的缺點是(1)效率低，尤其自行車鏈輪安裝在一側容易拉偏車輪，引起運動不平衡；(2)容易掉鏈造成不必要停車，安裝起來不容易，且有油汙汙染；(3)易造成夾扎褲腿，撕爛弄髒衣物。對於電動自行車和機動摩託車等也或多或少的存在上述問題，效率低引起資源浪費，增大經濟投入，使用成本高；一旦中途掉鏈，一則誤事，二來不衛生，十分麻煩，令人頭痛。
雖然用錐齒輪代替鏈輪的「無鏈輪自行車」早已發明出來，可有效免除前述缺點，但由於存在齒輪設計上的缺陷，在行車時在不當外力作用下，容易造成齒輪傳動系統變形，引起齒輪損傷，齒輪壽命較短，更換齒輪也相當麻煩；另外，齒輪因磨損及引起軸承磨板鬆動和發生噪聲，不易調整。此類無鏈輪自行車或三輪車在現有技術中還比較多，例如ZL91221524.0的一種「齒輪軸傳動自行車」，腳踏中軸處設有中軸齒輪殼，內有一對錐齒輪，在後軸上固定有後軸齒輪殼，內有錐齒輪對，二組錐齒輪對之間，用一封閉在右平叉內的花鍵軸相連，終端錐齒輪由飛輪外圈改制，其通過單向棘輪機構於後軸皮連接。該自行車磨損輕，壽命長，輕便，承載能力大，但其仍採用傳統齒輪技術，難以避免傳統齒輪普遍存在的缺點。
為了克服傳統錐齒輪技術缺陷，本實用新型發明人進行了不懈的研究，先後申報了幾項非零變位的曲齒錐齒輪副相關技術，如在專利號為ZL97104422.8的發明專利「一種曲齒錐齒輪副」中，記載了發明人的設計思想，其技術方案是一種具有軸交角為∑的曲齒錐齒輪副，(1)軸交角∑不改變，∑＝δ1+δ2，式中δ1為主動小齒輪節錐角，δ2為被動大齒輪節錐角；(2)標準節錐距R0改變為R，R＝R0+ΔR，式中R＝R0+ΔR，式中R0＝0.5d2/sinδ2，(3)這種錐齒輪的大端端面當量齒輪副中心距α0V改變為αV，αV＝α0V+Δα，式中Δα＝ΔR*(tgδ1+tgδ2)≠0，此時，標準當量齒輪成為變中心距當量齒輪，當Δα＞0時，中心距變長，成為長中心距當量齒輪，當Δα＜0時，中心距變短，成為短中心距當量齒輪。本發明的優點是在保持軸交角∑不變的條件下，採用變錐距以構成變中心距當量齒輪副，通過四個變位系統優化設計製造的新型錐齒輪副，具有高強度，長壽命、體積小，噪音低、大傳動比和不增加工設備投資等明顯優點。
三.實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題克服背景技術傳統齒輪技術存在缺點，為了推廣非零變位曲齒錐齒輪副齒輪傳動技術，延長齒輪使用壽命，降低噪音，本實用新型提出一種新型齒輪變速器及自行車或三輪車和機動兩輪或三輪車。
本實用新型所採用的技術方案一種新型齒輪變速器，含有非零變位的曲齒錐齒輪副，在變速器的輸入軸和中間傳動軸上各套裝有一定變速比的傳統齒輪組，在變速器輸出軸一端和中間傳動軸一端裝有轉向傳動具有一定傳動比的非零變位的曲齒錐齒輪副，或在變速器的輸入軸和輸出軸一端僅套裝有轉向傳動具有一定傳動比的非零變位的曲齒錐齒輪副。
所述的新型齒輪變速器，非零變位的曲齒錐齒輪副，(1)軸交角∑不改變，∑＝δ1+δ2，式中δ1為主動小齒輪節錐角，δ2為被動大齒輪節錐角；(2)標準節錐距R0改變為R，R＝R0+ΔR，式中R＝R0+ΔR，式中R0＝0.5d2/sinδ2，(3)這種錐齒輪的大端端面當量齒輪副中心距α0V改變為αV，αV＝α0V+Δα，式中Δα＝ΔR*(tgδ1+tgδ2)≠0，此時，標準當量齒輪成為變中心距當量齒輪，當Δα＞0時，中心距變長，成為長中心距當量齒輪，當Δα＜0時，中心距變短，成為短中心距當量齒輪。
所述的新型齒輪變速器，變速器為三速變速器，或為二速變速器，或為一速變速器，輸入軸和中間傳動軸通過軸承近似平行分別安裝在變速器兩相對的側壁上。
一種帶有所述新型齒輪變速器的新型自行車或三輪車，除鏈輪和鏈條外，含有自行車或三輪車其它主要零部件，變速器含有非零變位的曲齒錐齒輪副，變速器腳踏輸入中軸和中間傳動軸套裝有一定變速比的傳統變速齒輪組，或在輸入中軸和中間傳動軸上不設傳統變速齒輪組，自行車或三輪車的變速器各自安裝在腳踏轉動中軸對應部位處，在變速器輸出軸一端和自行車驅動輪轉軸一端或三輪車驅動輪轉軸中部，各安裝有轉向傳動錐齒輪副，兩轉向傳動錐齒輪副之間通過變速器輸出軸連接，其中至少有一個轉向傳動錐齒輪副為非零變位的曲齒錐齒輪副，或在變速器腳踏輸入軸和輸出軸一端裝有非零變位的曲齒錐齒輪副。
所述的自行車或三輪車，輸出軸一端通過軸承固定在變速器壁板上，另一端通過軸承座或軸承固定在車架相應部位上，或防護套上，防護套為自行車的右平叉。
一種帶有所述新型齒輪變速器的兩輪或三輪機動車，除鏈輪和鏈條外，含有電動或內燃機自行車或摩託車，或電動三輪車或內燃機摩託車的其它主要零部件，變速器含有非零變位的曲齒錐齒輪副，變速器輸入軸和中間傳動軸上套裝有一定變速比的傳統變速齒輪組，或在輸入軸和中間傳動軸中不設傳統變速齒輪組，動力機的輸出軸與變速器的輸入軸連接，變速器的輸出軸一端和兩輪機動車後輪轉軸一端或三輪機動車的驅動輪轉動軸中部，各安裝有轉向傳動的錐齒輪副，兩個轉向傳動錐齒輪副之間通過變速器的輸出軸連接，其中至少有一個轉向傳動錐齒輪副為非零變位的曲齒錐齒輪副，或在變速器的輸入軸和輸出軸一端裝有非零變位的曲齒錐齒輪副。
所述的兩輪或三輪機動車，傳動轉動杆一端通過軸承固定在變速器輸出端的側壁上，另一端通過軸承座或軸承固定在車架相應部位上驅動輪轉動齒輪副外套側壁上，轉軸上的防護套做為兩輪機動車的水平平叉。
所述的兩輪或三輪機動車，動力機為直流電動機，或內燃機，與直流電機對應的為無鏈條電動自行車，或無鏈條電動三輪車，與內燃機對應的為無鏈條摩託車，或無鏈條三輪摩託車。
本實用新型的積極有益效果1.在變速器中採用新型非零變位曲齒錐齒輪副，和傳統的零變位錐齒輪技術相比，齒輪具有更長壽命，使用時間可延長1.5-2倍。可大大降低使用成本，經濟實用。
2.本實用新型齒輪變速器，相對於傳統的零變位錐齒輪，具有更高的強度，抗磨損性能好，具有較好的耐衝擊能力，應用於人力、機動車輛，必將延長車輛使用壽命，不用擔心掉鏈，傳動效率高。
3.變速器設有兩檔、三檔或一檔變速，可設高、中、低幾個速度檔，適用於老人和兒童，上班族和學生等不同人群。
四.
圖1新型三速齒輪變速器結構示意圖圖2新型兩速齒輪變速器結構示意圖圖3新型單速齒輪變速器結構示意圖之一圖4新型單速齒輪變速器結構示意圖之二圖5無鏈條自行車、三輪車、摩託車驅動輪傳動錐齒輪副結構示意圖之一(非零變位)圖6無鏈條自行車、三輪車、摩託車驅動輪傳動錐齒輪副結構示意圖之二(傳統零變位)圖7無鏈條非零變位齒輪傳動自行車傳動機構結構示意圖圖8無鏈條非零變位齒輪傳動三輪車傳動機構結構示意圖五.具體實施方式
實施例一參見圖1，該新型齒輪變速器在變速器的箱體4內兩側通過軸承5固定輸入軸1和中間傳動軸2，其上套裝有一定變速比的傳統齒輪組7，在變速器輸出軸3一端和中間傳動軸2對應位置裝有轉向傳動且具有一定傳動比的非零變位的曲齒錐齒輪副6-1、6-2。該變速器為三速變速器，輸入軸1和中間傳動軸2近似平行，分別安裝在變速器箱體4兩相對的側壁上。變速按現有電動自行車或摩託車連接方式實現連接變速。
實施例二參見圖2，圖中編號同實施例一相同的，代表意義相同，不重述。本實施例新型齒輪變速器結構基本同實施例一，其不同之處僅在於本實施例為二速變速器。
實施例三參見圖3，圖中編號同實施例一相同的，代表意義相同，不重述。本實施例結構基本同實施例一、二，其不同之處僅在於本實施例為一速變速器。
實施例四參見圖4，圖中編號同實施例一相同的，代表意義相同，不重述。本實施例仍為單速變速器，其結構同實施例三不同之處在於腳踏輸入中軸1上直接固定非零變位曲齒錐齒輪副的一個錐齒輪6-1，變速器輸出軸3的一端對應固定非零變位曲齒錐齒輪副的另一個錐齒輪6-2，結構簡單，傳動效率高。
實施例五本實施例為實施例二所述變速器在電動、人力自行車、三輪車及摩託車上的應用，實現電動、人力、內燃機自行車或摩託車的無鏈條傳動，鑑於此三者在驅動裝置安裝方式上大同小異，為敘述方便，在對實施方式進行描述時僅以自行車為例，所不同的是對於三輪車，驅動裝置安裝在驅動輪轉軸軸皮中間部位；在動力驅動時，動力機輸出軸連接變速器輸入軸。變速按現有電動自行車或摩託車連接方式實現連接變速。
參見圖2、圖5、圖7，變速器含有非零變位的曲齒錐齒輪副6即6-1、6-2，變速器腳踏輸入軸1和中間傳動軸2套裝有一定變速比的傳統變速齒輪組7，變速器安裝在自行車腳踏轉動中軸對應部位處，輸入軸1兩端安裝腳蹬，變速器輸出軸3一端和自行車驅動輪轉軸一端，安裝有轉向傳動錐齒輪副10(即圖5中的10-1、10-2)，兩轉向傳動錐齒輪副之間通過變速器輸出軸3連接，輸出軸3一端通過軸承5固定在變速器箱體4壁板上，另一端通過軸承固定在驅動錐齒輪副10的防護套9上，輸出軸3外套裝有防護套管13，作為自行車架一側右平叉，圖5中8為自行車或三輪車的驅動輪軸皮，圖7中8-1為自行車條幅輪，非零變位錐齒輪10-1為自行車飛輪的的牙輪類似裝置，和驅動輪軸皮8固定連接以帶動車輪轉動。
實施例六參見圖1、圖6、圖7，本實施例為應用新型齒輪變速器的無鏈條自行車，可為電動或人力驅動，圖中標號同實施例五編號相同的代表意義相同，不重述。本實施例同實施例五不同之處在於，自行車驅動錐齒輪副用傳統的零變位錐齒輪副(圖6中12、14)代替。變速器為三速變速器。
實施例七參見圖4、圖5、圖8，本實施例為無鏈條單速三輪車，變速器輸入軸上裝有一零變位錐齒輪，變速器的輸出軸3一端裝有另外一零變位錐齒輪，形成一對非零變位錐齒輪副6，三輪車的驅動輪轉動軸中部安裝有和變速器輸出軸3一端錐齒輪對應的轉向傳動錐齒輪，二者形成非零變位曲齒錐齒輪副，以驅動三輪車轉軸，驅動車輪轉動。兩對轉向傳動錐齒輪副之間通過變速器的輸出軸3連接，驅動傳動錐齒輪副防護套9固定在三輪車車架相應部位上，輸出軸3設有防護套管13，防護套管13安裝在驅動傳動錐齒輪副及防護套9和變速器箱體4之間，圖8中11為三輪車底盤，15為車輪。
實施例八參見圖1、圖5、圖8，圖中標號同以上各實施例相同的，代表意義相同，不重述，本實施例無鏈條三輪車同實施例七的區別在於變速器為三速變速器。
實施例九參見圖2、圖6、圖8，同實施例八，區別在於所用變速器為二速變速器，後輪驅動為傳統零變位錐齒輪，即圖6中12、14組成的錐齒輪副。
權利要求1.一種新型齒輪變速器，含有非零變位的曲齒錐齒輪副，在變速器的輸入軸和中間傳動軸上各套裝有一定變速比的傳統齒輪組，其特徵是在變速器輸出軸一端和中間傳動軸一端裝有轉向傳動具有一定傳動比的非零變位的曲齒錐齒輪副，或在變速器的輸入軸和輸出軸一端僅套裝有轉向傳動具有一定傳動比的非零變位的曲齒錐齒輪副。
2.根據權利要求1所述的新型齒輪變速器，其特徵是非零變位的曲齒錐齒輪副，(1)軸交角∑不改變，∑＝δ1+δ2，式中δ1為主動小齒輪節錐角，δ2為被動大齒輪節錐角；(2)標準節錐距R0改變為R，R＝R0+ΔR，式中R＝R0+ΔR，式中R0＝0.5d2/sinδ2，(3)這種錐齒輪的大端端面當量齒輪副中心距α0V改變為αV，αV＝α0V+Δα，式中Δα＝ΔR*(tgδ1+tgδ2)≠0，此時，標準當量齒輪成為變中心距當量齒輪，當Δα＞0時，中心距變長，成為長中心距當量齒輪，當Δα＜0時，中心距變短，成為短中心距當量齒輪。
3.根據權利要求1或2所述的新型齒輪變速器，其特徵是變速器為三速變速器，或為二速變速器，或為一速變速器，輸入軸和中間傳動軸通過軸承近似平行分別安裝在變速器兩相對的側壁上。
4.一種帶有權利要求1所述新型齒輪變速器的新型自行車或三輪車，除鏈輪和鏈條外，含有自行車或三輪車其它主要零部件，變速器含有非零變位的曲齒錐齒輪副，變速器腳踏輸入中軸和中間傳動軸套裝有一定變速比的傳統變速齒輪組，或在輸入中軸和中間傳動軸上不設傳統變速齒輪組，其特徵是自行車或三輪車的變速器各自安裝在腳踏轉動中軸對應部位處，在變速器輸出軸一端和自行車驅動輪轉軸一端或三輪車驅動輪轉軸中部，各安裝有轉向傳動錐齒輪副，兩轉向傳動錐齒輪副之間通過變速器輸出軸連接，其中至少有一個轉向傳動錐齒輪副為非零變位的曲齒錐齒輪副，或在變速器腳踏輸入軸和輸出軸一端裝有非零變位的曲齒錐齒輪副。
5.根據權利要求4所述的自行車或三輪車，其特徵是輸出軸一端通過軸承固定在變速器壁板上，另一端通過軸承座或軸承固定在車架相應部位上，或防護套上，防護套為自行車的右平叉。
6.一種帶有權利要求1所述新型齒輪變速器的兩輪或三輪機動車，除鏈輪和鏈條外，含有電動或內燃機自行車或摩託車，或電動三輪車或內燃機摩託車的其它主要零部件，變速器含有非零變位的曲齒錐齒輪副，變速器輸入軸和中間傳動軸上套裝有一定變速比的傳統變速齒輪組，或在輸入軸和中間傳動軸中不設傳統變速齒輪組，其特徵是動力機的輸出軸與變速器的輸入軸連接，變速器的輸出軸一端和兩輪機動車後輪轉軸一端或三輪機動車的驅動輪轉動軸中部，各安裝有轉向傳動的錐齒輪副，兩個轉向傳動錐齒輪副之間通過變速器的輸出軸連接，其中至少有一個轉向傳動錐齒輪副為非零變位的曲齒錐齒輪副，或在變速器的輸入軸和輸出軸一端裝有非零變位的曲齒錐齒輪副。
7.根據權利要求6所述的兩輪或三輪機動車，其特徵是傳動轉動杆一端通過軸承固定在變速器輸出端的側壁上，另一端通過軸承座或軸承固定在車架相應部位上驅動輪轉動齒輪副外套側壁上，轉軸上的防護套做為兩輪機動車的水平平叉。
8.根據權利要求6或7所述的兩輪或三輪機動車，其特徵是動力機為直流電動機，或內燃機，與直流電機對應的為無鏈條電動自行車，或無鏈條電動三輪車，與內燃機對應的為無鏈條摩託車，或無鏈條三輪摩託車。
專利摘要本實用新型涉及一種變速器，特別是涉及一種新型齒輪變速器及自行車或三輪車和機動兩輪或三輪車。自行車或三輪車使用含有非零變位曲齒錐齒輪副的新型變速器，在變速器的輸入軸和中間傳動軸上各套裝有一定變速比的傳統齒輪組，在變速器輸出軸一端和中間傳動軸一端裝有轉向傳動具有一定傳動比的非零變位的曲齒錐齒輪副，或在變速器的輸入軸和輸出軸一端僅套裝有轉向傳動具有一定傳動比的非零變位的曲齒錐齒輪副。新型變速器及其自行車或三輪車，齒輪強度高，傳動效率高，抗磨損性能好，與傳統的零變位錐齒輪相比，使用時間可延長1.5－2倍，具有較好的耐衝擊能力，必將延長車輛使用壽命，且不用擔心掉鏈，使用方便。
文檔編號F16H1/02GK2742232SQ20042007454
公開日2005年11月23日 申請日期2004年8月27日 優先權日2004年8月27日
發明者梁桂明 申請人:梁桂明