一种分体式自行车轮毂棘轮及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种自行车轮毂棘轮及其制备方法，尤其是一种分体式自行车轮毂棘轮及其制备方法。

背景技术

自行车有变速车或非变速车型，它们所采用的花鼓结构也不相同，通常变速车花毂中的棘轮结构设有棘轮筒，用于安装变速链轮。

至今为止变速自行车的棘轮设计均采用整体设计，也就是棘轮中的棘轮筒与棘轮齿设计为一整体工件见图1和图2。这种设计给棘轮在制造和使用中带来诸多问题:1、加工工艺复杂，制造成本高；2、棘轮同轴度精度等级提高，所需设备投资较大；3、在轮毂生产中，变动棘轮规格时，棘轮体不能作更换；4、因棘轮筒部和棘轮齿部在轮毂中遭受到的力大小不同，对于采用铝质材料的棘轮来讲，虽然棘轮重量减轻，但在使用中棘轮齿部易受棘爪冲击而受损；对于铁质材料棘轮来讲，在使用中棘轮齿部虽然不易出现受损现象，但在制造中，其生产工艺复杂，制造成本较高，而且棘轮重量较重，不利于车辆轻便化。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于：提供一种分体式自行车轮毂棘轮，既能保证棘齿不受损，又能简化生产工艺，降低生产成本，提高棘轮同轴度精度等级，同时还能减轻棘轮重量，在生产中可变换不同规格的棘轮体。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：为了使棘轮的齿部与筒部具有不相同强度，并简化其生产工艺，棘轮设计采用分体结构，其包含棘轮筒与棘轮齿盘座二个部分。

为了使棘轮筒能与棘轮齿盘座、自行车链轮、轴承和轴挡四者相互连接，所述棘轮筒的设计为筒式结构，其外壳上设有与自行车链轮配合连接的N个纵向凹槽，内腔设置为：一端设有与棘轮齿盘座相连接的内螺纹孔，另一端设有安装轴挡的安装空腔，中间为与轴承相连接的连接部。

为了使棘轮齿盘座与棘轮筒相连接，并能与棘轮与棘爪相配合转动，所述棘轮齿盘座的结构设计是：一个金属构件，其一端设有与棘轮筒相连接的外螺纹，另一端设有与棘轮棘爪相配合转动的轮齿，二端之间设有一个与轮毂壳体相配合连接的圆柱凸部，其中心设有一个与车轴相配合的轴孔。

为了使棘轮齿部能承受棘爪的巨大冲击力不受损，所述轮齿可设计为异形齿或设计为N个均布凹形槽口齿,也可设计为多正边形齿。

为了使棘轮轻型化和降低成本，所述棘轮筒材质可为铝合金型材，也可为金属合金材质。

为了保持棘轮强度，所述的棘轮齿盘座材质为金属合金材料。

按上述要求所描述一种分体式自行车轮毂棘轮的制备方法，其特征在于，主要包括下列步骤：

a、棘轮筒制作：

挤制成型：将铝材以挤制成型的方式制造横截面呈外观设有N个纵向凹槽的筒式铝型材棒；

切割下料：将筒式铝合金型材棒切割成原材筒块；

数控机床加工：将原材筒块一端加工出内螺纹孔，中间加工成安装轴承的连接部，另一端加工成安装轴挡的空腔，使其成型为棘轮筒；

电镀处理：对棘轮筒进行电镀处理，使其表面形成一层金属膜；

研磨处理，对镀膜棘轮筒内腔进行研磨处理，使其内腔精度达到使用等级；

b、棘轮齿盘座制作：

选材下料：将制成棘轮齿盘座的圆柱金属棒料，切割成块料；

冷锻处理：将块料冷锻成型，使其成型为棘轮齿盘胚料；

热处理：将胚料进行淬火回火处理，提高胚料料硬度，降低机加工过程热胀及加工后冷缩的尺寸误差；

数控机床加工：将成型胚料的凸部加工出圆柱型凸部、一端加工出轮齿、另一端加工出外螺纹、中心孔加工出轴孔，使其成型为棘轮齿盘座；

表面处理：对棘轮筒进行电镀处理，使其表面形成一层金属膜。

c、组装：

使用时，将棘轮筒1与棘轮齿盘座2相连接，即可组装成棘轮。

本发明的有益效果：由于采用分体式设计，使得棘轮筒和棘轮齿盘座在生产制造过程中，简化了生产工艺，降低生产成本，并且在同等生产装备情况下，使得棘轮同轴度的精度等级得以提高，2、由于棘轮体中的棘轮筒采用了铝质材料，使得棘轮重量和成本减轻，而棘轮体中的棘轮齿盘座仍为铁质材料，使得棘轮强度不变，3、由于棘轮体是由棘轮筒和棘轮齿盘座组成，这样在轮毂的生产过程中，变换棘轮齿盘座就可得到不同规格的中棘轮体，使棘轮具有可替换性，同时也降低了生产成本。

附图说明

图1为整体式自行车轮毂棘轮使用在轮毂中的结构示意图；

图2为一种整体式自行车轮毂棘轮的结构示意图；

图3为本发明一种分体式自行车轮毂棘轮使用在轮毂中的结构示意图；

图4为本发明中的一种分体式自行车轮毂棘轮分体结构的立体示意图；

图5为本发明中的另一种分体式自行车轮毂棘轮分体结构的立体示意图。

附图标记说明：棘轮筒1，棘轮齿盘座2，外壳11，纵向凹槽11-1，内腔12，内螺纹孔12-1，连接部12-2，安装空腔12-3，外螺纹21，轮齿22，圆柱凸部23，轴孔24，轮齿22，正六角形齿22-1，凹形槽口齿22-2。

实施方式

首先请参照图3至图4，本发明所提供的一种分体式自行车轮毂棘轮结构，采用分体设计，由棘轮筒1与棘轮齿盘座2二个部分组成，棘轮筒1的材质采用铝合金材料，也可为金属合金材质；棘轮齿盘座2的材质采用金属合金材料。

棘轮筒1的设计为筒式结构，其外壳11上设有与自行车链轮配合连接的N个纵向凹槽11-1，内腔12中设置为：一端设有与棘轮齿盘座2相连接的内螺纹孔12-1，中间设有与轴承相连接的连接部12-2，另一端设有安装轴挡的安装空腔12-3。

棘轮齿盘座2的结构设计为一个金属构件，其一端设有与棘轮筒1相连接的外螺纹21，另一端设有与棘爪相配合转动的轮齿22，二端之间设有一个与轮毂壳体相配合连接的圆柱凸部23，其中心设有一个与车轴相配合的轴孔24，所述轮齿22设计为正六角形齿22-1。

图5为本发明的另一种分体式自行车轮毂棘轮结构，轮齿22设计为N个均布凹形槽口齿22-2。

上述描述一种分体式自行车轮毂棘轮的制备方法，主要包括下列步骤：

a、棘轮筒1制作：

挤制成型：将铝材以挤制成型的方式制造横截面呈外观设有N个纵向凹槽的筒式铝型材棒；

切割下料：将筒式铝合金型材棒切割成原材筒块；

数控机床加工：将原材筒块一端加工出内螺纹孔12-1，中间加工成安装轴承的连接部12-2，另一端加工成安装轴挡的空腔12-3，使其成型为棘轮筒1；

电镀处理：对棘轮筒1进行电镀处理，使其表面形成一层金属膜；

研磨处理，对镀膜棘轮筒1内腔进行研磨处理，使其内腔精度达到使用等级。

b、棘轮齿盘座2制作：

选材下料：将制成棘轮齿盘座2的圆柱金属棒料，切割成块料；

冷锻处理：将块料冷锻成型，使其成型为棘轮齿盘2胚料；

热处理：将胚料进行淬火回火处理，提高胚料料硬度，降低机加工过程热胀及加工后冷缩的尺寸误差；

数控机床加工：将成型胚料的凸部加工出圆柱型凸部23、一端加工出轮齿22、另一端加工出外螺纹21、中心孔加工出轴孔24，使其成型为棘轮齿盘座2；

表面处理：对棘轮筒进行电镀处理，使其表面形成一层金属膜；

c、组装：

使用时，将棘轮筒1与棘轮齿盘座2相连接，即可组装成棘轮。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的权利要求可限定的范围之内。