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自行車變速齒輪

自行車變速齒輪

 
自行車變速齒輪
用途名稱: 自行車變速齒輪
主要鋼種: 熱軋SS400等鋼種
成品加工方式: 鋼片→沖片→壓齒→滲碳→研磨→表面處理→組裝→成品

自行車變速齒輪—省力爬坡的關鍵

隨著生活品質的提升,自行車已不只是交通工具,也成了時下休閒運動的器材,除了比性能、備配與價格之外,就連生產頂級轎車的德國賓士及BMW,也在2005年各推出數款高檔的休閒自行車,加入這場兩輪大戰的「跨級」大賽。我國素來有「自行車王國」之美譽,在業界不斷投資研發下,使我國自行車產業在製造技術與創新設計上,一直能立於國際上的領先地位,很難想像產量不及大陸十分之一的我國自行車產業,產值卻與大陸相當的事實。而能保持我國自行車產業競爭優勢的主要原因,除了設計上的不斷創新外,另一項為在核心製造技術上的掌握,其中屬自行車關鍵零組件之一的變速器即是其中重要的一環。

自行車歷經約兩百多年的演變,用途由傳統的交通工具擴展至競賽、運動、休閒功能,不斷地推陳出新、配備也不斷的升級;其中多段變速已成為現今自行車在運動、休閒等功能不可或缺的配備,良好的變速器可因應騎乘環境的不同而變換適當的轉速比,進而達到省力與舒適的目的。

常用的自行車變速器一般可分為兩大類,一種為移動式外變速器,另一種為行星齒輪式內變速器。移動式外變速器由於構造簡單加工容易,所以市場佔有率高達90%以上,它是由前踏板之齒盤(如相片1)與後輪軸之飛輪(如相片2)搭配而成,藉著前、後變速撥桿改變前、後鏈輪之間的齒數比,以達到不同的轉速比。自行車變速器的檔位設計,是為了克服地形起伏變化而設計的,在上坡時應提早變至低速檔,以減輕踩踏負荷,避免踏不動造成摔倒。下坡時則採用高速檔,以免檔位過輕,轉速跟不上車速,造成踏空而失控。另外應特別注意,前後變速齒輪檔位的搭配,不可使用齒盤的最大齒輪搭配飛輪的最大齒輪,或是齒盤的最小齒輪搭配飛輪中最小的1或2齒輪,以避免鏈條傳動歪斜的角度過大,造成鏈條與齒輪間發生不正常的磨耗,而降低齒輪與鏈條的使用壽命。

齒盤與飛輪一般採用厚度1.75mm至3.2mm的中低碳薄鋼片經沖片、壓齒、滲碳、研磨、電鍍或染黑處理、組裝而成,對鋼片主要品質特性要求有下列三大項:

    • 精準的厚度:一般飛輪係由7至9片齒輪組成,其積厚差要求須在0.10mm以內,以確保組裝的精度與變換時運轉的間隙要求。
    • 適當與穩定的化學成份: 為使具備良好的衝剪與壓齒成形性,鋼料不宜過硬,但為確保良好滲碳性能,以獲得良好的耐磨性,碳含量設計不宜低於0.10%,且變異須控制在很小的範圍。
    • 精緻的表面品質: 由於齒輪製品的表面品質要求嚴格,且均採連續加工方式,只能於製程中採取抽樣檢查,故供料品質需穩定符合一般外露(GE)水準。

本公司自二階擴建後,即充分供應製造自行車各類用途所需的熱、冷軋薄鋼片,初期以冷軋1/4硬質中低碳鋼(SPCC-4D)取代進口日料,且因本公司熱軋在厚度精度與表面品質不斷的精進,進而逐漸取代冷軋鋼料,大幅提升業者的成本競爭力。本公司並自86年熱軋專業酸洗線投產後,開發高表面品級的亮面酸洗鋼料,協助業者省去電鍍前的研磨處理,進一步降低製造成本,另開發完成符合高衝擊韌性要求的越野車飛輪用低碳高錳鋼料,使自行車變速器成為少數能根留台灣生產的核心零件,其貢獻不言可喻。

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