一种高刚性一体式飞轮制造技术

本实用新型专利技术提供了一种高刚性一体式飞轮，包括齿圈以及用于固定相邻齿圈的多个环形的支撑部，支撑部包括辐板以及均布在辐板上的筒筋；相邻的支撑部之间，第一辐板与下一级支撑部的筒筋其中一端搭接形成第一搭接点，第一筒筋的其中一端与第一辐板的内侧搭接，第一筒筋的另一端与第二辐板外侧搭接固定形成第二搭接点；第一齿圈固定在第一搭接点，第三齿圈固定在第二搭接点上；第一辐板为环形板状结构，第一辐板远离第一齿圈的内侧具有呈连续环形的环筋；第一筒筋上沿径向设置有至少一层第二齿圈；第二齿圈与第一筒筋的固定点为第三搭接点。本实用新型专利技术的一种高刚性一体式飞轮，具有高刚度、轻质量且工艺性好的优点。

A high rigidity integrated flywheel

The utility model provides a high rigidity integrated flywheel, including a tooth ring and a plurality of ring supporting parts for fixed adjacent gear rings. The support part includes a spokes plate and a tube rib on the spoke plate. Between the adjacent supporting parts, one end of the first spoke plate is overlapped with one end of the lower support section to form a first joint. One end of the first rib is overlapped with the inside of the first spoke plate, the other end of the first cylinder is lapped to the outside of the second spoke plate and fixed to form a second joint. The first tooth ring is fixed on the first joint, and the third ring is fixed on the second lap point; the first spoke plate is a circular plate structure and the first spoke plate is far from the inside of the first tooth ring. There is a ring ring with continuous ring, and at least one layer of second gear rings along the radial direction, and the fixed point of the second tooth ring and the first cylinder is third. The utility model relates to a high rigidity integral flywheel, which has the advantages of high rigidity, light weight and good manufacturability.

【技术实现步骤摘要】
一种高刚性一体式飞轮
本技术涉及一种自行车变速部件，尤其涉及一种高刚性一体式飞轮。
技术介绍
随着社会的进步，现今各种交通工具对于轻量化、高强度的要求越来越高。目前自行车通常是通过材料轻量化与结构轻量化来进行减重，并且轻量化是以强度与刚度有足够的保障为前提，特别是对于运动型自行车来说，其对变速链轮的强度与刚度有更高的要求。而变速链轮为自行车中最重要的零部件之一，其基本的性能需求是在质量一定的情况下，强度与刚度越高越好。变速链轮为多层齿圈结构，通常有两种典型结构形式，一种是以SHIMANO公司为代表的冲压齿圈通过铆接叠装在一起形成变速链轮，另一种是以SRAM公司为代表采用锥形空心体做支撑结构的一体式飞轮。前一种产品往往刚度与强度较小，承载能力较弱，并且质量较重，但加工工艺性相对较好；后一种为锥形空心体结构，且通常多数齿圈是由一块材料加工而成，因而具有较高的强度与刚度，但该种设计中，每层齿圈必对应有一个与回转轴线同轴的圆筒，这种结构在相临两层齿圈的齿数相差较小时工艺性很差，不利于加工出减重孔与正负齿，同时质量也较大，此外，如申请号为200910004713.4的专利所示，因产品减重需要，在齿的对应部位将筒筋与辐板一起开出了大量的减重槽，形成了所谓的桥接部，该桥接部实际已为一种杆状的悬臂梁，其强度与刚性均因减重槽的开出而大大降低。
技术实现思路
本技术旨在解决上述所提及的技术问题，提供一种高刚度、轻质量且工艺性好的一体式飞轮。本技术是通过以下的技术方案实现的：一种高刚性一体式飞轮，包括多个大小不同的、用于接纳链条且将由该链条传来的周向力传至自行车后轮轮毂的齿圈以及用于固定相邻齿圈的环形的支撑部，该链条可以通过变速机构从一个齿圈换至另一个齿圈；支撑部包括由辐板和筒筋组成的第一级支撑部、第二级支撑部…以此类推；第一级支撑部包括第一辐板以及分布在第一辐板上的若干个第一筒筋，第二级支撑部包括第二辐板以及若干个均布在第二辐板上的第二筒筋，以此类推；相邻的支撑部之间，第一辐板与下一级支撑部的筒筋其中一端搭接形成第一搭接点，第一筒筋的一端与第一辐板的内侧搭接，第一筒筋的另一端与第二辐板外侧搭接固定形成第二搭接点；第一齿圈固定在第一搭接点上，第三齿圈固定在第二搭接点上；第一辐板为环形板状结构，第一辐板远离第一齿圈的内侧具有呈连续环形的环筋；第一筒筋上沿径向设置有至少一层第二齿圈，辐板上设置有第一减重孔。优选的，支撑部的外径与相应齿圈的内径相同，任意两个支撑部形状相似；由此通过所有支撑部的辐板与筒筋顺序搭接构成多级阶梯状的锥形构件，相应齿圈固定在锥形构件上形成飞轮或飞轮的其中一部分。优选的，相邻的第一辐板与第二辐板之间通过第一筒筋构成支撑，两个相邻的第一筒筋、位于上侧的第一辐板以及位于下侧的第二辐板构成排污孔。优选的，排污孔的数量m与所搭接的第三齿圈(6a)的齿数Z的关系为Z－(0.5*Z+1)≤m≤Z+(0.5*Z+1)，m、Z均为整数。优选的，筒筋垂直搭接在辐板上。优选的，第二齿圈位于第一齿圈与第三齿圈之间，且第三齿圈、第二齿圈以及第一齿圈的直径关系依次变大形成锥塔形多层变速齿圈。优选的，第二齿圈与第一筒筋的固定点为第三搭接点，当位于同一个第一筒筋上的第二齿圈具有两个以上时，第二齿圈之间的直径关系应当符合锥塔形多层变速齿圈，多个第三搭接点均匀的分布在第一筒筋上。优选的，第二齿圈与第一筒筋的固定点为第三搭接点，当位于同一个第一筒筋上的第二齿圈为一个时，第三搭接点设置在第一筒筋的中心区域。优选的，第二齿圈与第一筒筋的固定点为第三搭接点，以第一级支撑部上的多个第一筒筋处于同一水平面上的第三搭接点依次连接形成限定区域，第二齿圈位于相邻的第三搭接点之间的部分背离限定区域向外凹进形成第一减重槽。优选的，环筋上设置有第二减重槽。优选的，辐板上设置有第一减重孔，第一减重孔为圆形、腰形、方形的一种或圆形、腰形、方形的任意组合。优选的，辐板、筒筋以及齿圈是由一块整体材料加工而成。有益效果是：与现有技术相比，本技术的高刚性一体式飞轮通过在环形的辐板上设置完整的环筋使得在周向上的刚度和抗扭变形能力较断开的形式要高出很多，使得齿圈传递过来的扭力更好的均匀的被分散，因此在同等的质量下，飞轮可承受更高的扭转力矩，相应的在负荷不变的情况下其抗扭强度、刚度以及使用寿命相对现有技术均有较大提高；同时本技术的高刚性一体式飞轮通过在筒筋上设置至少一层第二齿圈，节省了一层支撑部，可适当的增加筒筋的直径而不会增加整体的质量，起到了简化结构并且减轻质量的作用，使得抗扭强度能力增强、刚度提高以及使用寿命增加，并且在加工时，尤其在相临齿圈的齿数相差较少进行加工时，辐板之间的距离随着筒筋的高度增加而增加，从而有效的增大了加工刀具可腾挪的空间增大，进而可以更加灵活的选择加工的刀具直径最终使得工艺性更佳，加工质量更好。附图说明以下结合附图对本技术的具体实施方式作进一步的详细说明，其中：图1为支撑部与齿圈关系局部示意图；图2为飞轮的其中一段三维示意图。具体实施方式本实施方式中的部件，如第一级支撑部1和第二级支撑部1a、第一辐板2和第二辐板2a、第一筒筋3和第二筒筋3a以及第一齿圈6和第三齿圈6a等，其形态、结构以及尺寸相同或相似，在重复构件相应拓展时应具有代表性。如图1所示，一种高刚性一体式飞轮，包括多个大小不同的、用于接纳链条且将由该链条传来的周向力传至自行车后轮轮毂的齿圈以及用于固定齿圈的环形的支撑部，该链条可以通过变速机构从一个齿圈换至另一个齿圈；支撑部包括由辐板和筒筋组成的第一级支撑部1、第二级支撑部1a…以此类推；第一级支撑部1包括第一辐板2以及分布在第一辐板2上的若干个第一筒筋3，第二级支撑部1a包括第二辐板2a以及若干个均布在第二辐板2a上的第二筒筋3a，以此类推；相邻的支撑部之间，第一辐板2与下一级支撑部的筒筋其中一端搭接形成第一搭接点4，第一筒筋3的一端与第一辐板2的内侧搭接，第一筒筋3的另一端与第二辐板2a外侧搭接固定形成第二搭接点4a；第一齿圈6固定在第一搭接点4上，第三齿圈6a固定在第二搭接点4a上；辐板根据材质的特性不同可为0.5～2.5mm厚的环形板材，过薄影响强度以及后续的加工工序如开减重孔或者减重槽，过厚一来使得材料成本浪费，加工刀具磨损相对较快，并且使得飞轮的体积增大；第一辐板2远离第一齿圈6的内侧具有呈连续环形的环筋5；链条传来的周向力通过第一齿圈6形成扭力作用到第一搭接点4，进而传递到第一辐板2上，由于第一辐板2是一块整板，传递的力矩被均匀的分散，因此在周向上的刚度和抗扭变形能力较断开的形式要高出很多，使得在同等的质量下，飞轮所具有的抗扭强度、刚度以及使用寿命寿命大大提高。同时，第一筒筋3上沿径向设置有至少一层第二齿圈7，考虑到飞轮整体的形态、尺寸以及重量因素，在第一筒筋3上增加的第二齿圈7数量以一到四层为佳，数量太多，会影响支撑强度与加工的工艺性；第二齿圈7与第一筒筋3的固定点为第三搭接点10；为了方便描述以及理解，虽然第二齿圈7并没有对应于支撑部，本段及以下仍然假设一个支撑构件，该支撑构件即为第一级支撑部1、第二级支撑部1a或类似的结构，该支撑构件是在未采用本设计方案时每一层齿圈所必须的支撑与固定结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高刚性一体式飞轮，包括多个大小不同的、用于接纳链条且将由该链条传来的周向力传至自行车后轮轮毂的齿圈以及用于固定相邻齿圈的环形的支撑部，该链条可以通过变速机构从一个齿圈换至另一个齿圈；其特征在于：所述支撑部包括由辐板和筒筋组成的第一级支撑部(1)、第二级支撑部(1a)…以此类推；所述第一级支撑部(1)包括第一辐板(2)以及分布在所述第一辐板(2)上的若干个第一筒筋(3)，所述第二级支撑部(1a)包括第二辐板(2a)以及若干个均布在所述第二辐板(2a)上的第二筒筋(3a)，以此类推；相邻的支撑部之间，所述第一辐板(2)与下一级支撑部的筒筋其中一端搭接形成第一搭接点(4)，所述第一筒筋(3)的一端与所述第一辐板(2)的内侧搭接，所述第一筒筋(3)的另一端与所述第二辐板(2a)外侧搭接固定形成第二搭接点(4a)；第一齿圈(6)固定在所述第一搭接点(4)上，第三齿圈(6a)固定在所述第二搭接点(4a)上；所述第一辐板(2)为环形板状结构，所述第一辐板(2)远离所述第一齿圈(6)的内侧具有呈连续环形的环筋(5)；所述第一筒筋(3)上沿径向设置有至少一层第二齿圈(7)。

【技术特征摘要】
1.一种高刚性一体式飞轮，包括多个大小不同的、用于接纳链条且将由该链条传来的周向力传至自行车后轮轮毂的齿圈以及用于固定相邻齿圈的环形的支撑部，该链条可以通过变速机构从一个齿圈换至另一个齿圈；其特征在于：所述支撑部包括由辐板和筒筋组成的第一级支撑部(1)、第二级支撑部(1a)…以此类推；所述第一级支撑部(1)包括第一辐板(2)以及分布在所述第一辐板(2)上的若干个第一筒筋(3)，所述第二级支撑部(1a)包括第二辐板(2a)以及若干个均布在所述第二辐板(2a)上的第二筒筋(3a)，以此类推；相邻的支撑部之间，所述第一辐板(2)与下一级支撑部的筒筋其中一端搭接形成第一搭接点(4)，所述第一筒筋(3)的一端与所述第一辐板(2)的内侧搭接，所述第一筒筋(3)的另一端与所述第二辐板(2a)外侧搭接固定形成第二搭接点(4a)；第一齿圈(6)固定在所述第一搭接点(4)上，第三齿圈(6a)固定在所述第二搭接点(4a)上；所述第一辐板(2)为环形板状结构，所述第一辐板(2)远离所述第一齿圈(6)的内侧具有呈连续环形的环筋(5)；所述第一筒筋(3)上沿径向设置有至少一层第二齿圈(7)。2.根据权利要求1所述的高刚性一体式飞轮，其特征在于：所述支撑部的外径与相应齿圈的内径相同，任意两个支撑部形状相似；由此通过所有支撑部的辐板与筒筋顺序搭接构成多级阶梯状的锥形构件(9)，相应齿圈固定在所述锥形构件(9)上形成飞轮或飞轮的其中一部分。3.根据权利要求1或2所述的高刚性一体式飞轮，其特征在于：相邻的所述第一辐板(2)与所述第二辐板(2a)之间通过第一筒筋(3)构成支撑，两个相邻的第一筒筋(3)、位于上侧的所述第一辐板(2)以及位于下侧的所述第二辐板(2a)构成排污孔(8)。4.根据权利要求3所述的高刚性一体式飞轮，其特征在于：所述排污孔(8)的数量m与所搭接的第三齿圈(6a)的齿数Z的关系为Z－(0.5*Z+1)≤m≤Z+(0.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑潇然，谢涛，欧吉洲，王浪，申桂林，
申请(专利权)人：湖南耐特材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43