CN216070382U - 一种基于多片式方形牙盘塔轮的自行车传动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于多片式方形牙盘塔轮的自行车传动装置。包括安装在自行车中轴套上的脚踏驱动组件和安装在自行车后轮中部的后驱动组件，脚踏驱动组件与后驱动组件之间通过链条传动；后驱动组件包括后轴组件和安装在后轴组件侧部的后塔轮组件；后轴组件包括后轴，在后轴的中部安装有花鼓，在花鼓与后轴之间安装有后轴承，在后轴的两端设有外螺纹部且在外螺纹部上设有紧固螺母；后塔轮组件包括方牙盘塔轮以及安装在方牙盘塔轮中部的超越离合器，方牙盘塔轮由多个叠置的正方形牙盘构成；在后塔轮组件的侧部安装有驱动链条在方牙盘塔轮上移位的变速器，在变速器上连接有变速操作线。本实用新型的传动机构降低了骑行疲劳感，提升了骑行乐趣。

Description

一种基于多片式方形牙盘塔轮的自行车传动装置

技术领域

本实用新型属于自行车部件技术领域，尤其涉及一种基于多片式方形牙盘塔轮的自行车传动装置。

背景技术

自行车传动机构是用于将骑行者的骑行力矩转化为自行车前进动力的机构，是自行车的主要机构之一，传动机构设计的优劣直接决定了自行车骑行时的费力程度，对于骑行的舒适度以及骑行的效率具有十分重要的影响。

现有的自行车传动机构一般包括由脚踏驱动组件进行脚踏驱动的前牙盘，脚踏驱动组件及前牙盘安装在自行车车架的中轴上，还包括通过链条与牙盘连接的后塔轮组件，前牙盘通过链条与后塔轮组件传动连接，通过脚踏驱动组件输入脚踏动力时，前牙盘带动后塔轮组件，后塔轮组件带动后轮转动，自行车前进。前述结构的传动机构已经成为了自行车传动机构的常规设计，在此种设计下，假使骑行者在平直的路面上骑行自行车，则双腿的发力是相对均匀地作用在脚踏机构上的，也就是骑行者通过脚踏机构向传动机构相对线性地、持续地输入骑行力矩，在连续踩踏骑行的过程中，由自行车传递给骑行者的阻力导致的疲劳感也是持续稳定变化的，也就是在连续踩踏的情况下，骑行者的腿部不存在休息的“间歇”，疲劳感容易累积。

另一方面，随着技术的发展以及人们生活水平的提高，人们对于自行车的骑行乐趣提出了越来越高的要求，传统结构设计的自行车逐渐难以满足人们的骑行要求，需要进行结构方面的改变以提升骑行乐趣。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种降低骑行疲劳感、提升骑行乐趣的基于多片式方形牙盘塔轮的自行车传动装置。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种基于多片式方形牙盘塔轮的自行车传动装置包括安装在自行车中轴套上的脚踏驱动组件和安装在自行车后轮中部的后驱动组件，脚踏驱动组件与后驱动组件之间通过链条传动；后驱动组件包括后轴组件和安装在后轴组件侧部的后塔轮组件；后轴组件包括后轴，在后轴的中部安装有花鼓，在花鼓与后轴之间安装有后轴承，在后轴的两端设有外螺纹部且在外螺纹部上设有紧固螺母；后塔轮组件包括方牙盘塔轮以及安装在方牙盘塔轮中部的超越离合器，方牙盘塔轮由多个叠置的正方形牙盘构成；在后塔轮组件的侧部安装有驱动链条在后塔轮组件的方牙盘塔轮上移位的变速器，在变速器上连接有变速操作线。

本实用新型的优点和积极效果是：

本实用新型提供了一种结构设计合理的具有方形牙盘的自行车传动装置，与现有的自行车传动装置相比，本实用新型中通过令后驱动组件由后轴组件和后塔轮组件构成，令后驱动组件便于向后车轮上进行安装。通过设置后塔轮组件的方牙盘塔轮由多个叠置的正方形牙盘构成，在骑行的过程中，链条对所在正方形牙盘的驱动力臂发生周期性的变化(力臂的最小值为后轴组件的中心线与该正方形牙盘某条边之间的距离，力臂的最大值为后轴组件的中心线与该正方形牙盘某个角之间的距离)，在力臂最大的位置实现对驱动力的输入，在力臂最小的位置骑行者的腿部获得了间歇式的休息，因此能够避免疲劳感积累，从整体上看，本自行车传动装置在牺牲一定骑行连续性的基础上显著降低了骑行的疲劳感。此外，后塔轮结构的方形的方牙盘塔轮提供了一种与传统正圆形牙盘塔轮结构时的不同骑行体验，提升了骑行者的骑行乐趣。

优选地：后塔轮组件还包括位于内侧的护罩，护罩与方牙盘塔轮固定连接。

优选地：脚踏驱动组件包括前轴组件，在前轴组件的一端安装有圆形的前牙盘且在前牙盘的外侧安装有带有第一踏板的第一脚踏臂，在前轴组件的另一端安装有带有第二踏板的第二脚踏臂。

优选地：在前牙盘的外侧中部设有转接块，第一支臂的内端与转接块固定连接。

优选地：转接块与前牙盘焊接固定，第一支臂的内端与转接块焊接固定。

优选地：前轴组件包括中部带有左右两个凸台的前轴，前轴的两端为方头形状，在凸台的外侧安装有轴承座，在前轴与轴承座之间安装有前轴承，在前轴的两端中心均设有螺纹孔且在螺纹孔内设有紧固螺钉。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图；

图2是图1中前轴组件与第一脚踏臂、第一踏板的结构示意图；

图3是图1中后塔轮组件的主视结构示意图；

图4是图1中后塔轮组件与后轴组件的外部结构示意图；

图5是图1中后塔轮组件与后轴组件的剖视结构示意图。

图中：

1、第一踏板；2、第一脚踏臂；3、前牙盘；4、前轴组件；4-1、端盖；4-2、前轴；4-3、前轴承；4-4、凸台；4-5、轴承座；4-6、紧固螺钉；5、第二脚踏臂；6、第二踏板；7、链条；8、后塔轮组件；8-1、护罩；8-2、方牙盘塔轮；8-3、超越离合器；9、变速操作线；10、后轴组件；10-1、花鼓；10-2、后轴；10-3、后轴承；10-4、紧固螺母；11、变速器。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明。

请参见图1，本实用新型的基于多片式方形牙盘塔轮的自行车传动装置包括安装在自行车中轴套上的脚踏驱动组件和安装在自行车后轮中部的后驱动组件，脚踏驱动组件与后驱动组件之间通过链条7传动。其中，脚踏驱动组件用于接收骑行者的踩踏骑行输入，后驱动组件用于将接收的踩踏骑行输入传递给自行车的后轮，令自行车前进。

请参见图2，可以看出：

脚踏驱动组件包括前轴组件4，在前轴组件4的一端安装有圆形的前牙盘3且在前牙盘3的外侧安装有带有第一踏板1的第一脚踏臂2，在前轴组件4的另一端安装有带有第二踏板6的第二脚踏臂5。骑行者的双脚分别踩踏在第一踏板1和第二踏板6上，通过踩踏动作驱动前牙盘3转动。

本实施例中，前牙盘3包括带有多个镂孔的牙盘本体，在牙盘本体的边缘设有齿牙，在牙盘本体的外侧中部设有转接块，第一支臂2的内端与转接块固定连接。进一步地，转接块与牙盘本体焊接固定，第一支臂2的内端与转接块焊接固定，因此第一支臂2与前牙盘3两者构成了组合体，以整体的方式向前轴组件4的端部进行安装。

本实施例中，前轴组件4包括中部带有左右两个凸台4-4的前轴4-2，前轴4-2的两端为方头形状，在凸台4-4的外侧安装有轴承座4-5，在前轴4-2与轴承座4-5之间安装有前轴承4-3，在前轴4-2的两端中心均设有螺纹孔且在螺纹孔内安装有紧固螺钉4-6。

具体地，在轴承座4-5的外壁上设有外螺纹，在自行车的中轴套的两端内壁上均设有内螺纹，本传动机构向自行车车架上进行组装安装时，将前轴4-2贯穿中轴套之后从两端安装前轴承4-3及轴承座4-5，将两个轴承座4-5与中轴套之间螺纹固定连接，则前轴4-2被安装在中轴套内，由于左右两个凸台4-4的限位作用，前轴4-2只能作转动动作而不能沿着轴向方向平移移动。

在第一支臂2的内端、转接块的中部和前牙盘的中部设有贯穿的方形轴孔，前轴4-2的端部贯穿该方形轴孔并旋入紧固螺钉4-6进行固定安装；在第二支臂5的内端设有贯穿的方形轴孔，前轴4-2的端部贯穿该方形轴孔并旋入紧固螺钉4-6进行固定安装。为了提升外观的整洁度，在第一支臂2和第二支臂5两者的方形轴孔外端扣设安装塑料材质的端盖4-1，将紧固螺钉4-6封装在内部。

请参见图3、图4和图5，可以看出：

后驱动组件包括后轴组件10和安装在后轴组件10侧部的后塔轮组件8，前牙盘3与后塔轮组件8采用链条7传动连接。

后轴组件10包括后轴10-2，在后轴10-2的中部安装有花鼓10-1，在花鼓10-1与后轴10-2之间安装有后轴承10-3，在后轴10-2的两端设有外螺纹部且在外螺纹部上设有紧固螺母10-4。花鼓10-1为现有部件，通过市购获取，对其结构不赘述。安装时，后轴10-2安装在自行车车架的两个后平叉之间，具体地，后轴10-2的端部嵌入后平叉末端的槽口内并采用紧固螺母10-4锁紧固定，因而后轴10-2与前轴4-2不同，后轴10-2是不转动的。后车轮上的辐条与设置在花鼓10-1上的环形连接板连接，连接方式为现有技术，不赘述。

后塔轮组件8包括方牙盘塔轮8-2以及安装在方牙盘塔轮8-2中部的超越离合器8-3，方牙盘塔轮8-2由多个叠置的正方形牙盘构成。后塔轮组件8还包括位于内侧的护罩8-1，护罩8-1与方牙盘塔轮8-2固定连接。

在后塔轮组件8的侧部安装有驱动链条7在后塔轮组件8的方牙盘塔轮8-2上移位的变速器11，在变速器11上连接有变速操作线9。变速操作线9延伸至自行车的车把上并与车把上的变速操作器连接，通过变速操作器牵拉变速操作线9，变速器11产生对链条7的拨动动作，令链条7在方牙盘塔轮8-2上的不同正方形牙盘之间移动调节。变速器11为现有部件，通过市购获取，对其结构不赘述。

如图3和图5中所示，方牙盘塔轮8-2的各正方形牙盘单体加工后叠置组装成为一个整体，相邻的正方形牙盘之间可以采用铆钉进行固定连接。超越离合器8-3安装在方牙盘塔轮8-2的中间位置，后轴10-2从超越离合器8-3的中部穿过，并且后轴10-2与超越离合器8-3的内圈之间键连接，超越离合器8-3的外圈与方牙盘塔轮8-2通过花键连接。

工作原理说明：

本自行车传动装置以图1的方式向自行车的车架上进行安装，骑行时，骑行者脚踏第一踏板1和第二踏板6项前驱动组件输入骑行驱动力；前牙盘3受驱转动，链条7将脚踏驱动效果传递给后塔轮组件8，后塔轮组件8将驱动传递给后轴组件10和后轮；

由图中可知，随着后塔轮组件8的转动，链条7对方牙盘塔轮8-2上相应正方形牙盘的驱动力臂发生周期性的变化，具体地：力臂的最小值为后轴10-2的中心线与该正方形牙盘某条边之间的距离也就是该正方形牙盘的边线长度一半的距离，力臂的最大值为后轴10-2的中心线与该正方形牙盘某个角之间的距离也就是该正方形牙盘的对角线一半的距离；

当该正方形牙盘的尖端移动到顶部时力臂最大，力矩等于力臂与驱动力之间的乘积，因此在自行车所需驱动力矩不变的情况下，较大的力矩只需要较小的驱动力，因而骑行者在这个位置进行踩踏动作的输入时，可以输入相对较小的踩踏力，起到一定的省力效果；当后塔轮组件8转动到图1中所示的位置时，骑行者可以短暂地停止踩踏力的输入，此时在惯性的作用下(或者骑行者维持较小的踩踏力)，后塔轮组件8继续转动且转动45°后其下一个尖端移动到顶部，在这个短暂的踩踏间隙，骑行者腿部的疲劳感得到短暂缓解(即避免了疲劳感的累积)，之后骑行者再次发力踩踏，如此实现连续式的骑行(指自行车连续前进，骑行者的骑行操作损失了一定的连续性)；变速器11的一个作用是调节链条7在方牙盘塔轮8-2上的位置，另一个作用是对链条7进行张紧，避免链条7在骑行的过程中与方牙盘塔轮8-2分离，避免掉链子的问题。

Claims (6)

1.一种基于多片式方形牙盘塔轮的自行车传动装置，包括安装在自行车中轴套上的脚踏驱动组件和安装在自行车后轮中部的后驱动组件，脚踏驱动组件与后驱动组件之间通过链条(7)传动；其特征是：后驱动组件包括后轴组件(10)和安装在后轴组件(10)侧部的后塔轮组件(8)；后轴组件(10)包括后轴(10-2)，在后轴(10-2)的中部安装有花鼓(10-1)，在花鼓(10-1)与后轴(10-2)之间安装有后轴承(10-3)，在后轴(10-2)的两端设有外螺纹部且在外螺纹部上设有紧固螺母(10-4)；后塔轮组件(8)包括方牙盘塔轮(8-2)以及安装在方牙盘塔轮(8-2)中部的超越离合器(8-3)，方牙盘塔轮(8-2)由多个叠置的正方形牙盘构成；在后塔轮组件(8)的侧部安装有驱动链条(7)在后塔轮组件(8)的方牙盘塔轮(8-2)上移位的变速器(11)，在变速器(11)上连接有变速操作线(9)。

2.如权利要求1所述的基于多片式方形牙盘塔轮的自行车传动装置，其特征是：后塔轮组件(8)还包括位于内侧的护罩(8-1)，护罩(8-1)与方牙盘塔轮(8-2)固定连接。

3.如权利要求2所述的基于多片式方形牙盘塔轮的自行车传动装置，其特征是：脚踏驱动组件包括前轴组件(4)，在前轴组件(4)的一端安装有圆形的前牙盘(3)且在前牙盘(3)的外侧安装有带有第一踏板(1)的第一脚踏臂(2)，在前轴组件(4)的另一端安装有带有第二踏板(6)的第二脚踏臂(5)。

4.如权利要求3所述的基于多片式方形牙盘塔轮的自行车传动装置，其特征是：在前牙盘(3)的外侧中部设有转接块，第一脚踏臂(2)的内端与转接块固定连接。

5.如权利要求4所述的基于多片式方形牙盘塔轮的自行车传动装置，其特征是：转接块与前牙盘(3)焊接固定，第一脚踏臂(2)的内端与转接块焊接固定。

6.如权利要求5所述的基于多片式方形牙盘塔轮的自行车传动装置，其特征是：前轴组件(4)包括中部带有左右两个凸台(4-4)的前轴(4-2)，前轴(4-2)的两端为方头形状，在凸台(4-4)的外侧安装有轴承座(4-5)，在前轴(4-2)与轴承座(4-5)之间安装有前轴承(4-3)，在前轴(4-2)的两端中心均设有螺纹孔且在螺纹孔内设有紧固螺钉(4-6)。

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