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中轴组件

阅读：563发布：2020-05-11

IPRDB可以提供中轴组件专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种用于单链传动助力自行车的中轴组件,主要由中轴、中轴支承、圆锥齿轮、转臂、减速箱输出齿轮、链轮、单向超越离合器、曲柄和踏板组成,其中中轴、圆锥齿轮、单向超越离合器和转臂组成一个差动轮系。它能使单链传动助力自行车取消人机离合器,并具有三种驱动方式,即纯人力驱动、纯机动力驱动和人力机动力联合驱动,并可顺利地进行各种驱动方式的转换;它不仅能满足发动机对低转速高扭矩的要求,而且还能在人力驱动时具有比普通自行车高的升速比。，下面是中轴组件专利的具体信息内容。

权利要求

1．一种中轴组件，主要由中轴、中轴支承、圆锥齿轮、转臂、减速箱输出齿轮、链轮、单向超越离合器、曲柄和踏板组成，其特征是：由中轴、圆锥齿轮、单向超越离合器及转臂组成一个差动轮系。

2．如权利要求1所述的中轴组件，其特征是：所说的圆锥齿轮共有四个，且齿数相等，其中有两个是中心轮，另外两个是行星轮；其中一个中心轮和减速箱输出齿轮联为一体，空套在中轴上；另一个中心轮和链轮联为一体，空套在中轴上；两个行星轮空套在转臂上，并同时与两个中心轮啮合。

3．如权利要求1所述的中轴组件，其特征是：所说的转臂的外伸端空套在减速箱输出齿轮的轮毂上，并通过一个单向超越离合器和减速箱箱体结合在一起；转臂的另一头通过一个单向超越离合器和中轴结合在一起。

4．如权利要求1所述的中轴组件，其特征是：所说的单向超越离合器共有四个，其中一个单向超越离合器正装于中轴和转臂之间，其星轮和中轴固联，外壳与转臂固联；一个单向超越离合器反装于转臂和减速箱箱体之间，其星轮和转臂固联，外壳与减速箱箱体固联；一个单向超越离合器反装于中轴和减速箱输出齿轮之间，其星轮和中轴固联，外壳与减速箱输出齿轮固联；一个单向超越离合器正装于减速箱输出齿轮和减速箱箱体之间，其星轮和减速箱输出齿轮固联，外壳与减速箱箱体固联。

5．如权利要求1所述的中轴组件，其特征是：所说的曲柄和踏板各有两个，分别装于中轴的两端，并相互错位180°，曲柄的一头和中轴固联；另一头装踏板。

说明书全文

本发明涉及单链传动助力自行车传动系统的改进。

在单链传动助力自行车上，中轴组件的作用是接受来自发动机和人的动力，经过适当的变换(改变扭矩和转速)后，通过链条传给后轮，驱动助力车行驶，所以中轴组件的结构状况直接影响到单链传动助力自行车传动系统的性能。在现行的单链传动助力自行车上存在两个问题：一个是要求在停车状态下用人机离合器来切换人力和机动力两种驱动方式，这样不仅给骑车者带来麻烦，也使人力和机动力联合驱动成为不可能；另一个问题是发动机的低转速高扭矩要求和人骑行时应有的升速比之间的矛盾，尽管设计者把减速箱的传动比达到36以上，但链传动升速比还是只能达到2.1，比普通自行车的2.6要小很多，这样骑车者在进行人力驱动时就会感到车速稍低；出现以上问题的原因是：由于输入到中轴的机动力和人力的运动方向相同，因此这两种运动相互间就会产生干扰，所以只得用人机离合器来解决这个矛盾；另外由于人力驱动的升速比全部集中在链传动上，而链传动又是机动力传动路线的一个组成部分，这样就造成了机动力传动路线上出现的先大幅度减速(经减速箱时)后又大幅度增速(经链传动时)的现象；在公告号CN223 8782的专利中，发明人提出了一种“助动车动力合成减速装置”，但因仍然是采用两种相同方向的运动输入，所以人机离合器依然存在；又因人力驱动的升速比仍集中于链传动上，所以人骑车速还是提不高。

本发明的目的是公开一种中轴组件，它用于单链传动助力自行车上后能取消人机离合器，而且具有三种驱动方式，即纯人力驱动、纯机动力驱动和人力机动力联合驱动，并可顺利地进行各种驱动方式的转换；它不仅能满足发动机的低转速高扭矩要求，而且还能在人力驱动时具有比普通自行车高的升速比。

上述目的是这样实现的：一种中轴组件，主要由中轴、中轴支承、圆锥齿轮、转臂、减速箱输出齿轮、链轮、单向超越离合器、曲柄和踏板所组成，并由中轴、圆锥齿轮、单向超越离合器和转臂组成一个差动轮系。

下面结合附图来作进一步的说明。

附图是本发明应用在1E35FZB系列链传动汽油机减速系统中的结构示意图，图中虚线框内是中轴组件。

图中：1-中轴 2-中轴支承 3-单向超越离合器 4-单向超越离合器 5-减速箱输出齿轮 6-中心轮 7-行星轮 8-转臂 9-单向超越离合器 10-后链轮 11-链条 12-中心轮 13-行星轮 14-曲柄 15-踏板 16-链轮 17-单向超越离合器 18-减速箱箱体 19-齿轮 20-曲轴 21-齿轮 22-单向超越离合器 23-离心离合器 24-飞轮(磁电机磁钢转子) 25-齿轮 26-中间轴

1．中轴组件结构介绍：

所说的圆锥齿轮共有四个，且齿数相等，其中有两个是中心轮6和 12，另外两个是行星轮7和13；中心轮6和减速箱输出齿轮5联为一体，空套在中轴1上；中心轮12和链轮16联为一体，空套在中轴 1上；两个行星轮空套在转臂8上，并同时与两个中心轮啮合。

所说的转臂8的外伸端空套在减速箱输出齿轮5的轮毂上，并通过单向超越离合器17和减速箱箱体18结合在一起；转臂的另一头通过单向超越离合器9和中轴1结合在一起。

所说的单向超越离合器共有四个，其中：单向超越离合器9正装于中轴1和转臂8之间，其星轮和中轴1固联，外壳与转臂8固联，其作用是：中轴1正转时能带动转臂8转动，反转时不能；单向超越离合器 17反装于转臂8和减速箱箱体18之间，其星轮和转臂8固联，外壳与减速箱箱体18固联，其作用是：只允许转臂8正转，反转时被锁住；单向超越离合器3反装于中轴1和减速箱输出齿轮5之间，其星轮和中轴1固联，外壳与减速箱输出齿轮5固联，其作用是：中轴1反转时能带动减速箱输出齿轮5转动，正转时不能；单向超越离合器4正装于减速箱输出齿轮5和减速箱箱体18之间，其星轮和减速箱输出齿轮5 固联，外壳与减速箱箱体18固联，其作用是：只允许减速箱输出齿轮 5反转，正转时被锁住。

所说的曲柄14和踏板15各有两个，分别装于中轴1的两端，并相互错位180°，曲柄的一头和中轴固联；另一头装踏板。

在差动轮系中，选定中心轮6为运动的输入构件，其动力来自发动机减速箱输出齿轮5；选定转臂8为运动的输入构件，其动力来自于人脚；中心轮12为运动的输出构件；设中心轮6的转速为n6，转臂8的转速为n8，中心轮12的转速为n12，根据差动轮系的计算式可得：n 12=2n8-n6=2n8+(-n6)。式中列出了三者的关系，由此可得下列三种驱动方式的结果：

(1)纯人力驱动：此时因n6=0，所以n12=2n8，即输出转速为输入转速的两倍，且方向相同；

(2)纯机动力驱动：此时因n8=0，所以n12=-n6，即输出转速和输入转速的绝对值相等，方向相反；

(3)人力和机动力联合驱动：此时可得n12=2n8+(-n6) ，即两种运动可以合成。

由上可知，本发明在单链传动助力自行车上将产生下列效果：

(1)由于选定差动轮系中的转臂作为人力的输入构件，就能为人力驱动提供链传动以外的升速比，而且其数值可高达2，如果还维持现有的单链传动助力自行车中的减速箱传动比和链传动的升速比不变，则在作人力驱动时总升速比可达4.2，远远超过普通自行车的升速比；如果在保持总升速比不低于普通自行车的前提下，适当地降低链传动升速比，使机动力在经链传动时的增速幅度降低，从而使机动力传动路线的设计更趋合理，这样就能更好地满足发动机的低转速高扭矩要求；

(2)由于又选定差动轮系中的一个中心轮为机动力的输入构件，这样就要求机动力输入的运动方向必须和人力输入的运动方向相反，从而排除了同向运动带来的干扰，这样就能用反踩踏板的方法来起动发动机，因此就可取消人机离合器；

(3)差动轮系能实现两种运动的合成，因而就能实现机动力和人力的联合驱动。

2．装有本发明的单链传动助力自行车的传动原理：

(1)纯人力驱动作人力驱动时就和骑普通自行车一样，用脚踩踏板15，带动曲柄14和中轴1正转，由于单向超越离合器9的作用，带动转臂8正转，产生n8的转速，此时由于未加入机动力，所以n8 是唯一的输入运动，根据差动轮系的原理，一个输入运动可以分解为两个(不确定的)输出运动，即：2n8=n6+n12，此时中心轮6和中心轮12皆作正转，但中心轮6由于单向超越离合器4的作用不能正转而被锁住，即：n6=0，所以n8的运动全部转化为中心轮12的运动并产生倍速的效果，即：n12=2n8，并由此传递到链轮16，经链条 11传至后链轮10，带动后轮(图中未示出)转动。

2．纯机动力驱动作机动力驱动时必须先起动发动机，起动发动机的方法有两种，即停车起动和骑行起动。

(1)停车起动脚反踩踏板15，带动曲柄14和中轴1反转，由于单向超越离合器3的作用，带动了减速箱输出齿轮5一起反转，进而带动齿轮25、中间轴26、齿轮19、齿轮21转动，在齿轮21 的内孔和曲轴20之间装有单向超越离合器22，由此带动曲轴20旋转，从而使发动机点火起动。

(2)骑行起动先做人力骑行，当需要起动发动机时，即可用脚反踩踏板15，其余过程和停车起动时一样。

(3)机动力驱动由以上任一种方法起动的发动机，带动曲轴2 0转动，曲轴上装有离心离合器23和飞轮24，离心离合器23的外碟为离心离合器的摩擦盘，摩擦盘与齿轮21连接成一体，曲轴的转动带动了离心离合器23里的三个离心块旋转，在离心力的作用下，离心块向外张开，其外侧的摩擦片与摩擦盘内圆表面紧密地贴合而产生摩擦力，带动摩擦盘转，将曲轴20的力矩传递给了齿轮21，由齿轮21 带动齿轮19、中间轴26、齿轮25转动，再将运动传递到减速箱输出齿轮5，并由此使中心轮6产生(-n6)转速，此时因无人力驱动，所以(-n6)是唯一的输入运动，同样根据差动轮系的原理可得：-n 6=-2n8+n12，此时转臂8作反转，中心轮12作正转，但转臂8 由于单向超越离合器17的作用不能反转而被锁住，即：n8=0，所以中心轮6的运动全部转化为中心轮12的运动，即n12=-n6，并由此传递到链轮16，经链条11传至后链轮10，带动后轮转动。

3．机动力和人力联合驱动作机动力驱动时，在任何速度下，都可加入人力驱动，只要脚踩踏板15即可形成联合驱动，此时中心轮1 2的输出转速也会由原来的纯机动转速：n12=-n6变为联合驱动的转速：n12=2n8+(-n6)；若想退出人力驱动，只要停止脚踩踏板 15就行了，中心轮12的输出转速又会变为纯机动转速；同样，在作人力驱动时，也可随时加入机动力驱动，只要用脚反踩踏板15即可起动发动机而形成联合驱动，中心轮12的输出转速也会由原来的纯人力驱动转速：n12=2n8变为联合驱动转速：n12=2n8+(-n6) ；此时若想退出机动力驱动，只要关掉发动机即可，中心轮12的输出转速又会变为纯人力驱动转速。

4．最佳驱动方式骑行时，先起动发动机，然后完全松开油门握把，让发动机处于怠速状态，此时既可加入人力驱动，又可加入机动力驱动(只要加大油门即可)，而且可以随意地交替进行，这样做不仅更简易方便，而且还可避免频繁启闭发动机。

本发明可应用于各种发动机的单链传动助力自行车，也可以应用于轴传动或皮带传动助力自行车。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种中轴释放器-专利编号CN110620445A	2020-05-13	324
自行车中轴-专利编号CN102937135A	2020-05-12	418
自行车中轴组件-专利编号CN106256677A	2020-05-13	98
中轴-专利编号CN102143883A	2020-05-11	676
自行车中轴-专利编号CN101570229A	2020-05-12	975
中轴组件-专利编号CN1214314A	2020-05-11	563
自行车中轴组件-专利编号CN104859780B	2020-05-13	287
中轴-专利编号CN102143883B	2020-05-11	730
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中轴组件

本发明涉及单链传动助力自行车传动系统的改进。

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