CN103600807A - 一种能使自行车既能向前蹬又能向后蹬的整向变速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能使自行车既能向前蹬又能向后蹬的整向变速器，是在输入轴(自行车中轴)上安装两个超越离合器，两个超越离合器主动轮安装在输入轴(自行车中轴)上，安装时让两个超越离合器的主动轮和从动轮的啮合分离方向相反，再把这两个转向相反的从动轮安装上齿轮(或链轮、皮带轮)通过第三齿轮和轴使其构成外啮合反传动方式。使自行车不论向前向前蹬或向后蹬，自行车一直向前行驶，且能实现自动变速，即自行车向前蹬轻松愉快(相当于起步)，向后蹬快速行驶(相当于快速)，向前蹬、向后蹬的交替运动还可以减少疲劳，既能代步、健身，又增加了趣味性。将是一种理想的代步健身工具。

Description

一种能使自行车既能向前蹬又能向后蹬的整向变速器

技术领域

本发明涉及一种整向变速器，尤其涉及一种能使自行车既能向前蹬又能向后蹬的整向变速器。

背景技术

自行车作为环保的交通工具用来代步、出行；越来越多的人将自行车作为健身器材用来骑行锻炼。无论单速还是变速自行车，大都是双脚交替向前蹬脚踏，带动自行车曲柄、中轴，通过大小牙盘、链条(齿轮和传动轴)，传动到后轮驱动后轮转动前进的。自行车经过100多年的发展和改进，自行车的车架和各个零部件的安装位置及角度，都是有一定规律和要求的。如鞍座它就需安装在中轴上方地面水平线向后倾斜17°～18°即73°～72°的位置，也就是自行车鞍座相对中轴向后200mm左右上方。自行车曲柄长度为150～175mm，自行车的动力是骑行者用双脚交替向前踏压脚踏引起曲柄与中轴旋转获得的。自行车曲柄是旋转圆半径，也是杠杆。做工的较有力位置是自行车两个曲柄前后水平一条直线的位置，即骑行者的一只脚在鞍座前约370mm，一只脚在鞍座下方位置，向前蹬做功的那条腿，大腿和小腿呈弯曲状，这种做工姿势不是最有力的。这就是为什么自行车运动员加速和上坡时人要站起来，把身体向前移动到腿的上方，目的是让体重也参与作功就是这个原因。如果骑行者条件不变，改为向后蹬，做工的就是鞍座下方的那条腿，因为它的位置正好在鞍座正下方也就是身体下方。自行车又是靠人踏压做工的交通工具，即使稍微直一下腰也能很好的把体重通过腿和脚传到自行车脚踏上变成动力。因此向后蹬是对自行车较有力的做工姿势。另外向后蹬如同向后行走，向后行走又是特别好健康运动。但泛事都有两个方面，自行车车架、中轴及鞍座位置都是经过反复实验为方便向前蹬做功而设计的。自行车向前蹬有做功比较舒适可以常时间骑行不易疲劳等优点。如果把自行车向前蹬轻松方便，向后蹬做功有力的优点结和起来改为既能向前蹬又能向后蹬，再进一步改为；向前蹬一个速度(慢速)，向后蹬；是另一个速度(快速)。那自行车就是双向变速的自行车了。

虽然现在城市道路建设的越来越好，由于汽车添置过快交通堵塞十分严重，自行车作为便捷的代步工具，在城市和短途有其他交通工具不可代替的地位和作用。但是单速自行车想快又快不起来，变速自行车很多档位用不上，变换挡位也要有一个变换过程，例如变速自行车在高速挡行驶状态下遇情况停下来，再行驶，变速自行车停驶状态下没法换挡，在高速挡上起步又很难，人只好站起来用力踩压脚踏，迫使自行车起步。再说部分人群，也不一定能够熟练掌握变速自行车的变速技能。如果免操作，仅仅是向前蹬或向后蹬，自行车就能向前蹬轻松愉快(相当于起步)，向后蹬快速行驶(相当于快速)，的双向变速自行车，向前蹬、向后蹬的交替运动还可以减少疲劳，既能代步、健身，又增加了趣味性。将是一种理想的代步健身工具。

发明内容

本发明的目的是：提供一种能使自行车实现既可以向前蹬也可以向后蹬，不论向前蹬或向后蹬，自行车一样向前行驶。并能实现自行车向前蹬是一速度，向后蹬是另一个速度的自动变速功能的整向变速器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：在一输入轴上安装两个超越离合器，两个超越离合器主动轮安装在输入轴上，安装时让两个超越离合器的主动轮和从动轮啮合分离方向相反。这样安装的目的，是利用超越离合器主动轮和从动轮的单向离合作用，把这两个超越离合器的从动轮，从输入轴上分离成：一个只能在输入轴正向转动时啮合正向转动，输入轴反向转动时分离滑动。和另一个只能在输入轴反向转动时啮合反向转动，输入轴正向转动时分离滑动的两个从动轮。再把这两个平行安装在输入轴上的超越离合器从动轮，安装上齿轮(或链轮、皮带轮)，通过第三齿轮和轴(1个或多个)采用相交轴或平行轴方式使这两个从动轮，实现的齿轮外啮合传动。因齿轮外啮合传动，两齿轮转动方向相反，所以实现齿轮外啮合传动后，正向转动和滑动的超越离合器从动轮，通过第三齿轮和轴就能反向传动到反向转动和滑动的超越离合器从动轮，同理反向转动和滑动的超越离合器从动轮，通过第三齿轮和轴就能正向传动到正向转动和滑动的超越离合器从动轮。因此，不管输入轴正向转动或反向转动，这两个超越离合器从动轮正向转动的就会一直正向转动和滑动，反向转动的就会一直反向转动和滑动。用齿轮(或链条或皮带)传动过程中又很容易改变传动比，如果两个从动轮与第三齿轮，正向转动传动比和反向转动传动比等于1时，就是本技术方案实现的整向功能。正向转动传动比和反向转动传动比不等于1时，就是本技术方案实现的整向变速功能。更为重要的是；在整向变速传动过程中，超越离合器分离以后的两个从动轮及传动轮和传动轴都具有单方向转动和滑动的性质，所以超越离合器分离以后的两个从动轮及传动轮和传动轴(不含行星齿轮)，都可以当作整向变速器的输出轮或输出轴使用。如果将整向变速器的输入轴作为自行车中轴，安装曲柄脚踏，把符合自行车向前行驶需要的整向变速器输出轮或输出轴，用链条或传动轴与自行车驱动链轮或传动轴链接或连接，即能使自行车实现既可以向前蹬也可以向后蹬的整向变速功能。

本技术方案实施过程中可以先分离后反向传动。也可以先反向传动后分离，或单个方向先反向传动后分离，同样能达到整向变速的目的。但是先反向传动后分离，需将两个超越离合器主动轮和从动轮啮合、分离方向设置为相同。

本发明的有益效果：

本发明较好的解决了这样一个问题，自行车不论向前蹬或向后蹬，自行车会一样向前行驶，且能实现自动变速，即自行车向前蹬轻松愉快(相当于起步)，向后蹬快速行驶(相当于快速)，向前蹬、向后蹬的交替运动还可以减少疲劳，既能代步、健身，又增加了趣味性。将是一种理想的代步健身工具。

附图说明

下面结合附图详细说明本发明的实施例

实施例一：

图1为本发明的伞齿轮型整向器示意图

图中：101、输入轴  102、输出链轮  103、正向转动超越离合器伞齿轮  104、棘爪轮a  105、棘轮a  106、反向转动超越离合器伞齿轮  107、棘爪轮b  108、棘轮b  109、传动轴一  110、传动伞齿轮一  111、传动轴二  112、传动伞齿轮二  113、轴承114、轴承室管。

图1a、103正向转动超越离合器伞齿轮内部结构平视图；105棘轮a、与伞齿轮装配在一起为正向转动超越离合器伞齿轮的从动轮，104棘爪轮a为正向转动超越离合器伞齿轮的主动轮安装在101输入轴上。

图1b、106反向转动超越离合器伞齿轮内部结构平视图；108棘轮b与伞齿轮装配在一起为反向转动超越离合器伞齿轮的从动轮，107棘爪轮b为反向转动超越离合器伞齿轮的主动轮安装在101输入轴上。(图中图示的超越离合器，是棘轮棘爪轮式的，只为叙述和图示直观方便，不是对超越离合结构形式的限定。其他形式的超越离合器或具有超越离合作用的器件均可实现一样的功能。棘爪轮棘轮之间两边安有轴承。)

图中：两个装配有超越离合器的伞齿轮103、106的超越离合器啮合分离状态为；在101输入轴正向转动时105棘轮a、104棘爪轮a啮合108、棘轮b、107、棘爪轮b超越分离，在101输入轴反向转动时108、棘轮b、107、棘爪轮b啮合105棘轮a、104棘爪轮a超越分离。

伞齿轮型垂直轴外啮合整向器工作过程；101输入轴正向转动时，103正向转动超越离合器伞齿轮的105棘轮a、104棘爪轮a啮合，103正向转动超越离合器伞齿轮伞正向转动，与110传动伞齿轮一、112传动伞齿轮二垂直啮合，110传动伞齿轮一、112传动伞齿轮二同时也和106反向转动啮合的超越离合器伞齿轮垂直啮合，所以，这时110传动伞齿轮一右转(正转)，112传动伞齿轮二左转(反转)，106反向转动超越离合器伞齿轮的107棘爪轮b、108棘轮b此时是分离状态，106反向转动超越离合器伞齿轮滑动反转。101输入轴反向转动时，106反向转动超越离合器伞齿轮的108棘轮b、107棘爪轮b啮合，106反向转动超越离合器伞齿轮反向转动，与110传动伞齿轮一、112传动伞齿轮二垂直啮合，110传动伞齿轮一、112传动伞齿轮二同时也和103正向转动超越离合器伞齿轮垂直啮合，所以，这时110传动伞齿轮一右转(正转)，112传动伞齿轮二左转(反转)，103正向转动超越离合器伞齿轮104、棘爪轮a105、棘轮a此时是分离状态，103正向转动超越离合器伞齿轮滑动正转。

从以上工作过程可以看出；伞齿轮型垂直轴外啮合整向器是利用超越离合器的单向离合功能从101输入轴上分离出；一个只能正向转动和正向滑动的103伞齿轮，和一个只能反向转动和反向滑动的106伞齿轮。再将103伞齿轮和106伞齿轮齿面相对相互垂直啮合于110传动伞齿轮一、112传动伞齿轮二。也可以理解为103伞齿轮、106伞齿轮，通过齿面相对相互垂直啮合于110传动伞齿轮一、112传动伞齿轮二，将各自轴向改变90°使两个伞齿轮实现了齿轮外啮合传动方式。因为齿轮外啮合传动，两齿轮转动方向相反。所以103伞齿轮正向转动时，106伞齿轮反向转动，106伞齿轮反向转动时，103伞齿轮正向转动。由于110传动伞齿轮一、112传动伞齿轮二与103伞齿轮、106伞齿轮相互垂直啮合，所以110传动伞齿轮一、112传动伞齿轮二，在103伞齿轮正向转动106伞齿轮反向转动时，在103伞齿轮、106伞齿轮的垂直方向，110传动伞齿轮一(右转)正向转动，112传动伞齿轮二(左转)反向转动。又由于109传动轴一110传动伞齿轮一，111传动轴二112传动伞齿轮二，是分别安装在一起的，109传动轴一也一样正向转动，111传动轴二也一样反向转动(如果仅是为了103伞齿轮、106伞齿轮反向传动，110传动伞齿轮一、112传动伞齿轮二内安装轴承，109传动轴一、111传动轴二变成轴承轴，109传动轴一、111传动轴二，固定不转动。)。从伞齿轮型垂直轴外啮合整向器工作过程和原理可以看出；伞齿轮型垂直轴外啮合整向器具有整向特性，即101输入轴无论是正向转动或是反向转动，通过超越离合器单向离后以后的103伞齿轮  106伞齿轮  109传动轴一  110伞齿轮一  111传动轴二  112伞齿轮二，都单方向转动保持不变，且103伞齿轮与106伞齿轮的转动方向相反，110伞齿轮与112伞齿轮的转动方向相反。变化的仅是两个超越离合器主动轮与从动轮的啮合分离的交替变化。这个过程与交流电的全波整流极为相似，两个超越离合器的单向离合作用，和整流二极管的单向导通整流作用一样。所以叫他为整向器。另外在101输入轴不转动时，103伞齿轮  106伞齿轮  109传动轴110伞齿轮  111传动轴  112伞齿轮，将其中某一轮或轴作为主动轮或轴，使其转动(能转动的方向)，其他的轮或轴也都单向转动，且相对方向的轮或轴转动方向相反。所以他还具有多方向变向传动作用。

利用伞齿轮型垂直轴外啮合整向器的整向功能，可以使自行车实现，既可以向前蹬也可以向后蹬自行车一样向前行驶的功能。在自行车不同部位安装整向器，使自行车实现，既可以向前蹬也可以向后蹬自行车一样向前行驶的功能。就需有不同的外壳结构和不同安装形式。但其基本结构和原理不变。

一，整向器安装在自行车中轴部位，101、输入轴即自行车中轴，114轴承室管为中轴管。其他部件安装在壳体内成闭式润滑结构。中轴上安装曲柄脚踏，102链轮用链条与自行车后轮飞轮链接，为链条传动式，如果将111传动轴二，与轴传自行车后传动轴连接，为轴传动式，使自行车实现既可以向前蹬也可以向后蹬自行车一样向前行驶的功能。

二，将整向器安装在自行车后轴一侧，把101输入轴改为管式轴，管式轴内安装轴承，把102链轮安装在管式轴上作为输入链轮，安装在自行车后轴一侧，(即自行车后轴飞轮位置)。把正向转动的103超越离合器伞齿轮与自行车后轴皮连接，102链轮和自行车中轴链轮用链条链接，同样使自行车实现既可以向前蹬也可以向后蹬自行车一样向前行驶的功能。

三，将整向器安装在自行车后轴皮内(将自行车后轴皮直径加大到可以安装整向器)，将103伞齿轮，(103伞齿轮内不安装超越离合器)直接安装在自行车后轴皮内左侧，这样装配合后自行车后轴皮(其作用便成了整向器的只能正向转动和正向滑动的103伞齿轮，及整向器外壳)，把110传动伞齿轮、112传动伞齿轮内安装滚针轴承分别装在109、轴111轴上，109传动轴一111传动轴二改为不转动轴做成一水平轴架，轴架中心设有与自行车后轴安装固定孔，在使110传动伞齿轮、112传动伞齿与103伞齿轮形成垂直啮合的位置，安装固定在自行车后轴上。把101输入轴改为管式轴，输入轴(管式轴)内两端有轴承室安装轴承，轴承内圈安装自行车后轴上。输入轴；由轴皮内、轴皮外两部分组成，输入轴在轴皮内的部分，从左端依次安装；【1】106反向转动超越离合器伞齿轮，107棘爪轮b轮安装固在输入轴上为106反向转动超越离合器伞齿轮主动轮，108棘轮b与106伞齿轮安装在一起为106反向转动超越离合器伞齿轮从动轮。【2】超越离合器(103正向转动伞齿轮内的超越离合器)，104棘爪轮a安装固在输入轴上为超越离合器主动轮，105棘轮a为从动轮与轴皮安装固定，通过轴皮与103伞齿轮组成103正向转动超越离合器伞齿轮。【3】轴承，自行车后轴皮的右边的轴承。外圈安装自行车后轴皮右边的轴承室里，内圈安装在输入轴上。【4】轴皮外部分，把102链轮安装在输入轴右端。作为输入链轮。输入轴的长度；轴皮内，依106反向转动超越离合器伞齿轮与110传动伞齿轮、112传动伞齿形成垂直啮合、正向转动超越离合器、轴皮右边轴承厚度的长度，加上轴皮外，依满足输入链轮工作宽度为长度。自行车后轴皮的内部结构；从自行车后轴皮内左起；103伞齿轮、垂直啮于110伞齿轮、112伞齿轮、垂直啮于输入轴(及管式轴内左端轴承)上的106伞齿轮、超越离合器(103正向转动伞齿轮的超越离合器)、自行车后轴皮右边轴承。外部结构；从自行车后轴左起，自行车后轴、轴承、自行车后轴皮左边轴承室、自行车后轴皮左边、自行车后轴皮右边、自行车后轴皮右边轴承室、轴承、输入轴、输入链轮、输入轴右端轴承室、右端轴承、自行车后轴右边。这样自行车后轴皮既是自行车后轴皮，又是整向器的外壳，这时自行车后轴皮(即整向器的外壳)，只能向前转动和向前滑动。输入链轮102，用链条与自行车中轴链轮链接，使自行车实现既可以向前蹬也可以向后蹬自行车一样向前行驶的功能。

四，如果把自行车后轴皮内整向器的输入链轮换成齿轮，作为整向器的输入齿轮。把自行车中轴链轮去掉，在自行车曲柄上安装曲柄连杆，在自行车鞍座下方鞍座管至自行车中轴和车架后轮叉之间，安装一根上下约400mm长的杠杆，上端用轴承和轴安装在鞍座下方鞍座管上，下端用轴承和轴与曲柄连杆安装，这时自行车中轴及曲柄脚踏，向前转动或向后转动的旋转运动通过曲柄连杆，使安装的鞍座管和曲柄连杆上的杠杆作前后运动。杠杆前后运动的距离由自行车曲柄连杆至自行车中轴的半径决定。在前后运动的杠杆的下端(杠杆与曲柄连杆安装轴以上)安装一根前端能与杠杆一起前后运动且能在杠杆上下调节的齿条，后边与自行车后轴皮整向器的输入齿轮啮合，长度为；杠杆前后运动最大幅度时还能与输入齿轮啮合不掉下来的长度。自行车中轴及曲柄脚踏，向前转动或向后转动时齿条作前后运动，由于齿条与输入齿轮啮合，输入齿轮及输入轴随齿条前后往复运动也正向转动和反向转动。输入轴正向转动和反向转动时，整向器向前转动的超越离合器伞齿轮就一直向前转动。因为安装时向前转动的超越离合器伞齿轮已和自行车轴皮固定在一起，所以超越离合器伞齿轮向前转动自行车轴皮一起转动。自行车后轴皮和后轮辐条及轮胎一起向前转动即自行车向前行驶。同时在前后往复运动的杠杆上安装调节齿条的装置，使齿条在杠杆上可以上下调节，也就是调节齿条前后运动幅度，齿条前后运动幅度的改变也就改变了输入齿轮及轴转速，当然也也就改变了自行车的前进速度。伞齿轮型垂直轴外啮合整向器，在自行车上这样装配后，自行车就能实现既可以向前蹬也可以向后蹬又能无机变速的功能。

实施例二：

图2为本发明的伞齿轮型整向变速器示意图

图2a、203正向转动超越离合器伞齿轮内部结构平视图

图2b、206反向转动超越离合器伞齿轮内部结构平视图

图中：201、输入轴 202、输出链轮 203、正向转动超越离合器伞齿轮 204、传动伞齿轮一 205、传动伞齿轮二 206、反向转动超越离合器伞齿轮 207、轴承 208、传动伞齿轮轴一 209、传动伞齿轮轴二 210、传动伞齿轮三 211、传动伞齿轮四 212、棘轮a 213、棘爪轮a 214、棘轮b 215、棘爪轮b 216、轴承室管。图中204传动伞齿轮一、205传动伞齿轮二分别固定安装在208传动伞齿轮轴一上，转动时一起转动。210传动伞齿轮三211伞齿轮四分别固定安装在209传动伞齿轮轴二上，转动时一起转动。

图2a、203正向转动超越离合器伞齿轮内部结构平视图；212棘轮a、与伞齿轮装配在一起为正向转动超越离合器伞齿轮的从动轮，213棘爪轮a为正向转动超越离合器伞齿轮的主动轮安装在201输入轴上。

图2b、206反向转动超越离合器伞齿轮内部结构平视图；214棘轮b与伞齿轮装配在一起为反向转动超越离合器伞齿轮的从动轮，215棘爪轮b为反向转动超越离合器伞齿轮的主动轮安装在201输入轴上。(图中图示的超越离合器，是棘轮棘爪轮式的，只为叙述和图示直观方便，不是对超越离合结构形式的限定。其他形式的超越离合器或具有超越离合作用的器件均可实现一样的功能。棘爪轮棘轮之间两边安有轴承。)图中：两个装配有超越离合器的伞齿轮的超越离合器啮合分离状态为；在201输入轴正向转动时212棘轮a、213棘爪轮a啮合214棘轮b、215棘爪轮b超越分离，在201输入轴反向转动时214棘轮b、215棘爪轮b啮合，212棘轮a、213棘爪轮a超越分离。

工作过程：

203伞齿轮，是一个利用超越离合器的单向离合功能，从201输入轴上分离出的只能正向转动和正向滑动的伞齿轮。206伞齿轮，是一个利用超越离合器的单向离合功能，从201输入轴上分离出的只能反向转动和反向滑动的伞齿轮。203伞齿轮、206伞齿轮相互垂直啮合于两个同轴安装的四个伞齿轮。203伞齿轮与204、211伞齿轮垂直啮合，206伞齿轮与205、210伞齿轮垂直啮合。203伞齿轮、206伞齿轮平行安装在201输入轴上。由于206伞齿轮与205、210伞齿轮啮合传动比大于203伞齿轮与204、211伞齿轮啮合传动比。又由于203伞齿轮、206伞齿轮与204、211伞齿轮、205、210伞齿轮齿面相对相互垂直啮合，也可以理解为203伞齿轮、206伞齿轮通过204、211伞齿轮、205、210伞齿轮垂直啮合，实现了齿轮外啮合反向变速传动。齿轮外啮合传动，两齿轮转向相反。因此当201输入轴正向转动时，203伞齿轮正转、204、211伞齿轮、208传动伞齿轮轴一右转(正转)，205、210伞齿轮、209传动伞齿轮轴二左转(反转)，、206伞齿轮反向降速滑动反转。当201输入轴反向转动时，206伞齿轮反向转动、204、211伞齿轮、208传动伞齿轮轴一右转(正转)，205、210伞齿轮、209传动伞齿轮轴二左转(反转)，203伞齿轮正向增速滑动正转。如果把203伞齿轮和202链轮安装在一起作为输出轮，当201输入轴正向转动时，203伞齿轮和202链轮是正向低(慢)速，当201输入轴反向转动时，203伞齿轮和202链轮是正向高(快)速。

安装使用方法；把伞齿轮型垂直轴外啮合整向变速器安装在自行车中轴位置。216轴承室管即自行车中轴管，201输入轴为自行车中轴，两端安装曲柄脚踏。(把整向变速器的整向、变速、传动部件安装在一壳体内成闭式润滑结构)把202链轮用链条与自行车后轴飞轮链接。或用208传动伞齿轮轴一或209传动伞齿轮轴二，与自行车轴传动式传动轴连接。就可使自行车实现既可以向前蹬也可以向后蹬，向前蹬一个速度(慢速)，向后蹬一个速度(快速)的整向变速功能。

当然；把伞齿轮型垂直轴外啮合整向变速器，201输入轴改为管式轴。202输出链轮安装的201管式输入轴上，成为整向变速器的输入链轮，201管式输入轴内安装轴承，用轴承安装在自行车后轴上。将203伞齿轮(向前转动的)与自行车轴皮连接。如果将整向变速器安装自行车轴皮里面，(202输入链轮需安装在轴皮外一侧，同时将208传动伞齿轮轴一和209传动伞齿轮轴二，改为管式轴，管式轴内用滚针轴承安装在与自行车后轴固定安装的相应的轴上)。整向变速器其他部件根据不同的安装位置采用不同的壳体进行安装固定。输入轴上的输入链轮，用链条与自行车中轴链轮链接。也可以把整向变速器输入链轮和中轴链轮变改为伞形齿轮，用传动轴传动。便可使自行车实现既可以向前蹬也可以向后蹬、向前蹬一个速度(慢速)，向前蹬一个速度(快速)的整向变速功能。

实施例三：

图3为本发明的行星齿轮形整向变速器示意图

图3a306反向转动超离合器与齿圈的结构平视图

图3b306齿圈内部结构平视图

图中：301、输入轴 302、链轮 303、正向转动超离合器太阳齿轮 304、行星齿轮架 305、(四个)行星齿轮 306、反向转动超离合器齿圈 307、轴承室管 308、棘轮a 309、棘爪轮a 310、棘轮b 311、棘爪轮b 312、行星齿轮轴。

图3a306反向转动超离合器与齿圈的结构平视图，308棘轮在306齿圈左侧安装在一起为反向转动超离合器的从动轮，309棘爪轮a为反向转动超离合器主动轮安装在301输入轴上。

图3b306齿圈内部的304行星齿轮(四个)、304行星齿轮架、312、行星齿轮轴、303正向转动超离合器太阳齿轮内部结构平视图，图3b中303正向转动超离合器太阳齿轮的超离合器310棘轮与太阳齿轮安装在一起为正向转动超离合器从动轮，311棘爪轮为正向转动超离合器的主动轮安装在301输入轴上。303太阳齿轮与305四个行星齿轮外啮合、305四个行星齿轮与306齿圈内啮合。304行星齿轮架为行星齿轮架固定方式。(即行星齿轮架固定，齿圈和太阳齿轮转动方式。也即是太阳齿轮主动正向转动时，齿圈减速反向转动，齿圈主动反向转动时，太阳齿轮增速正向转动。)。工作过程；

由于303太阳齿轮和306齿圈是各自安装的超越离合器的从动轮，两个超越离合器的主动轮都各自安装在301输入轴上。两个超越离合器，啮合分离状态为；在301输入轴正向转动时310棘轮a、311棘爪轮a啮合 308棘轮b、309棘爪轮b超越分离，在301输入轴反向转动时308棘轮b、309棘爪轮b啮合，310棘轮a、311棘爪轮a超越分离。因此303太阳齿轮，在此结构中，只能正向转动和正向滑动。306齿圈，也只能反向转动和反向滑动。又由于行星齿轮结构，行星齿轮架固定方式时，306齿圈与303太阳轮齿轮转动方向相反，这是因为306齿圈与305(四个)行星齿轮内啮合，两齿轮转动方向相同，305(四个)行星齿轮与303太阳轮齿轮外啮合转动方向相反。所以303太阳齿轮(为输出轮)在301输入轴正向转动时；303太阳轮齿轮正向转动，301输入轴反向转动时，303太阳齿轮增速(1×太阳轮齿轮与齿圈的齿数比)正向转动。也就实现了行星齿轮形整向变速器的整向变速器功能。

安装使用方法；把行星齿轮形整向变速器安装在自行车中轴位置。307轴承室管即自行车中轴管，301输入轴为自行车中轴，两端安装曲柄脚踏。把302链轮安装303太阳齿轮右侧作为输出链轮，除输出链轮以外其他部件装配在壳体内成闭式润滑，304行星齿轮架与壳固定。302链轮有链条和自行车后轴飞轮链接。便可使自行车实现既可以向前蹬也可以向后蹬、向前蹬一个速度(慢速)，向前蹬一个速度(快速)的整向变速功能。

当然；把行星齿轮形整向变速器，301输入轴改为管式轴。302输出链轮安装的301管式输入轴上，成为整向变速器的输入链轮，301管式输入轴内安装轴承，用轴承安装在自行车后轴上。将303太阳齿轮与自行车轴皮连接。如果将整向变速器安装自行车轴皮里面，302输入链轮需安装在轴皮外一侧，整向变速器其他部件根据不同的安装位置采用不同的壳体进行安装固定。输入轴上的输入链轮，用链条与自行车中轴链轮链接。也可以把中轴链轮，整向变速器输入链轮改为伞形齿轮用传动轴传动。同样使自行车实现既可以向前蹬也可以向后蹬、向前蹬一个速度(慢速)，向前蹬一个速度(快速)的整向变速功能。

实施例四：

图4为本发明安装在自行车中轴两边齿轮和链条式的整向变速器示意图

图4a406反向转动超越离合器齿轮内部结构图

图4b403正向转动超越离合器链轮内部结构图

图4c是齿轮不变转动方向的三齿轮传动示意图

图中401、自行车中轴 402、输出链轮 403正向转动超越离合器链轮 404、传动齿轮 405、传动轴 406、反向转动超越离合器齿轮 407传动链轮 408、轴承 409、棘轮a 410、棘爪轮a411、棘轮b 412、棘爪轮b

图4a406反向转动超越离合器齿轮内部结构图。409棘轮a与406齿轮安装在一起为超越离合器从动轮，410棘爪轮a为超越离合器主动轮安装在自行车中轴上。

图4b403正向转动超越离合器链轮内部结构图。411棘轮b与403链轮安装在一起为超越离合器从动轮，412棘爪轮b为超越离合器主动轮安装在自行车中轴上。

图4c是齿轮不变转动方向三齿轮传动示意图，图中413、正向转动超越离合器齿轮c 414、棘轮c 415、棘爪轮c 416传动齿轮一c 417、传动齿轮二c。用图4c结构安装在图4b的位置同样实现整向变速器的整向变速功能。)(图中图示的超越离合器，是棘轮棘爪轮式的，只为叙述和图示直观方便，不是对超越离合结构形式的限定。其他形式的超越离合器或具有超越离合作用的器件均可实现一样的功能。棘爪轮棘轮之间两边安有轴承。)。两个超越离合器，啮合分离状态为；在401自行车中轴正向转动时411棘轮b、412棘爪轮b啮合409棘轮a、410棘爪轮a超越分离，在自行车中轴反向转动时，409棘轮a、410棘爪轮啮合a411棘轮b、412棘爪轮b超越分离。这时403链轮只能正向转动和正向滑动。406齿轮只能反向转动和反向滑动。由于403链轮与407传动链轮用链条链接，406齿轮与404传动齿轮啮合，设计安装时406齿轮与404传动齿轮啮合的传动比大于403链轮与407传动链轮链条内啮合传动比。又由于407传动链轮、404传动齿轮、402输出链轮都是安装固定在405传动轴上。所以，自行车中轴(向前)正向转动时；403链轮与407传动链(即传动轴)正向转动，自行车中轴(向后)反向转动时；406齿轮反向转动与404传动齿轮啮合，404传动齿轮即传动轴(由于406齿轮与404传动齿轮啮合的传动比大于403链轮与407传动链轮链条内啮合传动比)。相对于自行车中轴正向转动时快速正向转动。把402输出链轮用链条与自行车后轴飞轮链接就实现了既可以向前蹬也可以向后蹬、向前蹬一个速度(慢速)，向前蹬一个速度(快速)的整向变速功能。

显然，上述几个实施例也就是仅仅说明了在自行车的某一个部位安装某一结构型整向变速器使自行车实现整向变速功能所作的例举，并非是对技术方案实施方式的限定，这是因为仅仅是和伞齿轮型整向变速器，行星齿轮型整向变速器，就可以安装在自行车中轴位置、自行车后轴两侧、自行车后轮轴皮里边、自行车前轮轴外侧、前轮轴皮里边、安装在自行车车把上用手向前转动和向后转动、用链条传动、用传动轴传动、伞齿轮型整向器安装在后轮轴皮里边输入轴上安装上齿轮用齿条传动，均可使自行车实现整向变速的功能，虽然他们技术原理结构不能变化，但是外壳结构，安装形式，每个另部件尺寸大小均得有很大的变化或变动。另外，整向变速器在机械制造，电动工具，功率转换也有广泛用途。对于所属令域的技术人员利用本机术方案还可以做出其它很多不同形式的变动和变化。这里无法对所有的实施方法、用途、和实施方式予以穷举。因此由本技术方案的必备技术条件所引伸出的显而易见的变动和变化仍处在本方明创的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种能使自行车既能向前蹬又能向后蹬的整向变速器，其特征在于：在一输入轴上安装两个超越离合器，两个超越离合器主动轮安装在输入轴上，安装时让两个超越离合器的主动轮和从动轮啮合分离方向相反，利用超越离合器的单向离合作用，将这两个超越离合器的从动轮，从输入轴上分离成一个只能在输入轴正向转动时啮合正向转动、输入轴反向转动时分离滑动，另一个只能在输入轴反向转动时啮合反向转动、输入轴正向转动时分离滑动的两个从动轮，再把这两个平行安装在输入轴上的超越离合器从动轮，安装上齿轮，通过第三齿轮和轴采用相交轴或平行轴方式使这两个从动轮，实现齿轮外啮合的反向传动，把超越离合器单向分离后的两个从动轮以及使这两个从动轮实现齿轮外啮合反向传动的轮和轴变为单方向转动的轮和轴，作为整向变速器的输出轮或输出轴。

2.根据权利要求1所述的一种能使自行车既能向前蹬又能向后蹬的整向变速器，其特征在于：105棘轮a、与103伞齿轮装配在一起为正向转动超越离合器伞齿轮的从动轮，104棘爪轮a为正向转动超越离合器伞齿轮的主动轮安装在101输入轴上，108棘轮b与106伞齿轮装配在一起为反向转动超越离合器伞齿轮的从动轮，107棘爪轮b为反向转动超越离合器伞齿轮的主动轮安装在101输入轴上，103伞齿轮、106伞齿轮齿面相对相互垂直啮合于110传动伞齿轮一、112传动伞齿轮二。

3.根据权利要求1所述的一种能使自行车既能向前蹬又能向后蹬的整向变速器，其特征在于：212棘轮a、与203伞齿轮装配在一起为正向转动超越离合器伞齿轮的从动轮，213棘爪轮a为正向转动超越离合器伞齿轮的主动轮安装在201输入轴上，214棘轮b与206伞齿轮装配在一起为反向转动超越离合器伞齿轮的从动轮，215棘爪轮b为反向转动超越离合器伞齿轮的主动轮安装在201输入轴上，203伞齿轮与204、211伞齿轮垂直啮合，206伞齿轮与205、210伞齿轮垂直啮合，204、205伞齿轮与208传动轴一同轴固定，210、211伞齿轮209传动轴二同轴固定。

4.根据权利要求1所述的一种能使自行车既能向前蹬又能向后蹬的整向变速器，其特征在于：308棘轮在306齿圈左侧与306齿圈安装在一起为反向转动超离合器的从动轮，309棘爪轮a为反向转动超离合器的主动轮安装在301输入轴上，310棘轮与太阳齿轮安装在一起为正向转动超离合器从动轮，311棘爪轮为正向转动超离合器的主动轮安装在301输入轴上，303太阳齿轮与305四个行星齿轮外啮合、305四个行星齿轮与306齿圈内啮合，304行星齿轮架为行星齿轮架固定方式。

5.根据权利要求1所述的一种能使自行车既能向前蹬又能向后蹬的整向变速器，其特征在于：409棘轮a与406齿轮安装在一起为反向转动超越离合器从动轮，410棘爪轮a为反向转动超越离合器主动轮安装在自行车中轴上；411棘轮b与403链轮安装在一起为正向转动超越离合器从动轮，412棘爪轮b为正向转动超越离合器主动轮安装在自行车中轴上，如果正向转动超越离合器，用齿轮传动把图4B改为图4c，414棘轮c413齿轮安装在一起为正向转动超越离合器从动轮，415棘爪轮c为正向转动超越离合器主动轮安装在自行车中轴上，417齿轮安装在405传动轴二上，413齿轮与416齿轮外啮合416齿轮与417齿轮外啮合。

Images