[发明专利]一种输入齿轮箱及具有其的自行车换挡变速系统

说明书

技术领域

本发明涉及自行车传动技术，具体涉及一种输入齿轮箱和具有该输入齿轮箱的自行车换挡变速系统。

背景技术

传统变速自行车的传动系统通常是采用链轮和链条组成的传动结构，其变速方式是通过大小多个链盘相互切换实现的，这种传动结构虽然设置有链条挡板，但仍然属于开式传动结构，骑行者的裤管或裙边容易被链条或链轮绞破，甚至导致骑行者摔倒造成财产损失或人身伤害。同时，链条在使用一段时间后容易断裂或脱落，需要重新连接或安装，骑行过程中常常出现变档不到位或单边现象，迫使链条使用寿命急剧缩短，给骑行者带来不必要的经济支出，增添不少烦恼。传统传动轴左后下叉和车架制作时，采用焊接方式固定，并与传动轴弧锥齿轮进行传动，其安装精度要求较高，从而导致车架安装位置要求较高，在生产过程中需格外控制，浪费大量的财力、物力。

发明内容

本发明的目的是提出一种输入齿轮箱，该输入齿轮箱换挡可靠，故障率低，使用寿命长；还提出了一种具有该输入齿轮箱的自行车换挡变速系统，该系统安装方便，传动稳定、可靠，并且不会对骑行者造成伤害。

本发明所述的一种输入齿轮箱，包括由左箱体和右箱体组成的输入齿轮箱体，输入齿轮箱体内设有换档组件，换档组件包括贯穿输入齿轮箱体的中轴，中轴的中部设有轴环，中轴的左部安装有行星架，行星架和中轴之间设有滚针轴承，行星架的右端设置有空腔，轴环位于空腔内，轴环上安装有行星轮组件，行星轮组件上的太阳轮与轴环配合且在它们的配合处设置有棘轮结构，行星轮组件上的行星轮通过行星轴安装在行星架上；行星架的左端装配有中轴主动锥齿轮，行星架的右端固定有驱动盖，驱动盖上设有与中轴同轴的通孔，通孔的侧壁设置有凹槽，中轴的右部套有与其滑动配合且呈T形的换挡块，中轴与换挡块之间通过花键连接，换挡块直径较大的一端朝向轴环，换挡块和轴环之间设置有复位弹簧，换挡块直径较小的一端与通孔配合且设有与凹槽对应的凸台；右箱体上设置有能够控制换挡块沿轴向朝左运动的变档组件；左箱体上设置有与中轴主动锥齿轮对应的输出孔；太阳轮与驱动盖之间设置有挡圈。

采用上述技术方案， 高速档时，换挡块在复位弹簧的作用下和驱动盖上的通孔配合，此时凹槽和凸台相互啮合，中轴和换挡块之间采用花键连接。当中轴受到外力旋转时，在花键的作用下，换挡块与中轴同步旋转并带动驱动盖旋转。由于驱动盖和行星架之间相互固定，形成刚性连接，故行星架也在做旋转运动，行星架与中轴主动锥齿轮采用花键连接，从而中轴主动锥齿轮实现了旋转运动，同时实现了扭力输出。与此同时，由于行星轮组件的工作特性，行星架做主动运转，其太阳轮会按传动比进行加速运动，由于太阳轮与轴环之间设有棘轮结构，在太阳轮的加速运动下，实现了棘爪失效，故实现了中轴和中轴主动锥齿轮同步运转。低速档时，利用变档组件调节换挡块向右运动，直至换挡块和驱动盖完全脱离，换挡块与驱动盖之间失去力的传递。在棘爪簧的作用下，棘爪弹起，太阳轮与中轴同步旋转，行星轮通过行星轴与行星架相互连接，行星架和中轴主动锥齿轮通过花键连接。由行星轮组件的工作特性可知，太阳轮旋转会带动行星轮和行星架旋转，行星架的旋转速度低于中轴的旋转速度，且同向旋转，从而实现了变速的效果，增大了传递扭矩。该输入齿轮箱结构巧妙，能非常方便的实现两档之间的切换，并且采用封闭结构，减少了故障率，可靠性好。

进一步，变档组件包括固定在右箱体上且与中轴同轴的固定器，固定器的内壁设有第一凸轮面，固定器上装配有变换器，变换器的右部设有与第一凸轮面配合的第二凸轮面，变换器的左端面与换挡块的右端面接触，变换器左部的侧壁上设有向外延伸的凸耳，凸耳上设有长槽孔；右箱体的右侧内壁上设有一个横向的预留槽，预留槽的一端设置有沿横向贯穿右箱体的预留孔，预留孔内装配有滑套，滑套内装配有的滑杆，滑杆的尾部设置有与预留槽滑动配合的连接块，滑杆的头部安装有换挡卡扣，换挡卡扣上装配有换挡线，右箱体上设置有位于换挡卡扣和滑杆的头部的外围的防尘罩；连接块和滑套之间设置有回位弹簧，连接块上设置有变档立柱，变档立柱与长槽孔配合，拉动滑杆能够使得变换器绕中轴旋转。拉动换挡线使得滑杆沿滑套滑动，从而带着变换器旋转，此时第一凸轮面和的第二凸轮面发生作用使得变换器向左运动，变换器顶着换挡块向左运动，实现换挡功能，该结构简单实用。

进一步，右箱体的右侧壁上设置有第一安装孔，第一安装孔内设置有第一轴承，中轴的右端与第一轴承的内圈配合，右箱体的右端面安装有侧盖，侧盖上设有与中轴同轴的第二安装孔，第二安装孔处设置有与中轴配合的第一密封圈。该结构能增强中轴的旋转性能并对中轴实现了轴向定位，同时第一密封圈增强了输入齿轮箱体的密封性能。