專利名稱：多功能傳動(dòng)自行車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于自行車的傳動(dòng)裝置，特別是涉及自行車的自動(dòng)變速的傳動(dòng)裝置。
在現(xiàn)有技術(shù)中的自行車傳動(dòng)裝置中，前鏈輪一般為圓形、長圓形和近似橢圓形，上述形狀的前鏈輪均存在各種不足之處，如圓形鏈輪設(shè)有發(fā)揮腳踏力有效位置作用，運(yùn)動(dòng)速度最低；長圓形鏈輪雖發(fā)揮了腳踏力的有效位置上的作用，但增加了一定的阻力，并對鏈條產(chǎn)生了沖擊；近似橢圓形鏈輪與長圓形鏈輪相同在腳踏力無效位置上均增大了阻力臂，騎行時(shí)會(huì)感到費(fèi)力，也不能平穩(wěn)地過渡到有效位置。因此，現(xiàn)有技術(shù)中的前鏈輪存在的問題有首先是傳動(dòng)功能不全，即增速省力與保速重載、頂風(fēng)、爬坡省力不能同時(shí)共現(xiàn)；其次是設(shè)計(jì)不合理，載重性能差。
現(xiàn)有技術(shù)中的自行車傳動(dòng)裝置中，變速系統(tǒng)一般為手動(dòng)，搭輪式有級(jí)變速，由于受到最小齒數(shù)的限制(一般為14齒)，最高速比一般為4左右，并在運(yùn)行中需頻繁地手動(dòng)變動(dòng)。
本實(shí)用新型的目的是要克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)提出一種增速省力的多功能傳動(dòng)自行車前鏈輪組合和高速比的自動(dòng)變速裝置。
為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，本實(shí)用新型提出了一種新型的菱形圓鏈輪和單級(jí)或雙級(jí)齒輪傳動(dòng)高速自動(dòng)變速裝置。
本實(shí)用新型的多功能傳動(dòng)自行車前鏈輪組合是由圓鏈輪、增速省力鏈輪和重載省力鏈輪組合而成，其中增速省力鏈輪可選用菱形圓輪、近似橢圓形輪或長圓形輪，重載省力鏈輪可選用菱形圓輪或近似橢圓形輪。根據(jù)排列組合；可產(chǎn)生如下六種組合(均為固定式組合)a、大菱形圓輪＋圓形輪＋小菱形圓輪；b、大菱形圓輪＋圓形輪＋小近似橢圓形輪；c、大近似橢圓形輪＋圓形輪＋小菱形圓輪；d、大近似橢圓形輪＋圓形輪＋小近似橢圓形輪；e、大長圓形輪＋圓形輪＋小菱形圓輪；f、大長圓形輪＋圓形輪＋小近似橢圓形輪。
其中a、c、d三種組合為最佳組合。
本實(shí)用新型的多功能傳動(dòng)自行車前鏈輪組合還提出一種可調(diào)的組合輪系。將其中的圓輪的齒數(shù)定為偶數(shù)。并延中心分作兩個(gè)半圓輪，將其拉長變?yōu)殚L圓形輪，拉長的距離為節(jié)距的整數(shù)倍。
因此，本實(shí)用新型的多功能傳動(dòng)自行車具有以下四種功能1、普通自行車的傳動(dòng)功能適用于一般情況下使用；2、增速省力、變頻、變速傳動(dòng)功能適用于長途省力行駛，當(dāng)腳蹬子均速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，自行車產(chǎn)生變頻變速運(yùn)動(dòng)；3、重載、頂風(fēng)、爬坡省力變頻、變速功能適用于重載、頂風(fēng)、爬坡時(shí)，在不減速的前提下，能達(dá)到省力的效果；4、高速自動(dòng)變速功能在自行車運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到某一“臨界速度”時(shí)，自行車速比自動(dòng)增大，由原來的單級(jí)傳動(dòng)變?yōu)閮杉?jí)或多級(jí)傳動(dòng)，使自行車在高速比的情況下運(yùn)行，在自行車的速度低于“臨界速度”時(shí)，又變?yōu)樵瓉淼膯渭?jí)傳動(dòng)，適用于在郊區(qū)高速行駛。
為了具體說明本實(shí)用新型的多功能傳動(dòng)自行車參照附圖結(jié)合實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。附圖有


圖1為本實(shí)用新型的多功能傳動(dòng)自行車的組合前鏈輪和自動(dòng)變速裝置的示意圖；圖2為腳踏力在圓鏈輪上產(chǎn)生的有效力矩的位置圖；圖3為菱形圓輪的技術(shù)特性及腳踏力在其上產(chǎn)生的有效力矩位置圖；圖4－a、b分別為固定前鏈輪組合的正視和側(cè)視圖；圖5－a、b分別為可調(diào)組合前鏈輪的正視和側(cè)視圖；圖6－a、b分別表示單級(jí)齒輪傳動(dòng)自動(dòng)變速裝置的正視和剖視圖；圖7為雙級(jí)齒輪傳動(dòng)自動(dòng)變速器和剖面圖。
在
圖1中1為前鏈輪組合；2為高速自動(dòng)變速裝置；3為鏈條；4為張緊輪。
在圖2中α1為腳蹬子在這個(gè)位置時(shí)產(chǎn)生的有效力矩；α2為腳蹬子在這個(gè)位置時(shí)腳踏力不產(chǎn)生有效力矩，這個(gè)位置稱為腳踏力的無效位置或“死角”位置；α3為腳蹬子處在這個(gè)位置時(shí)腳踏力產(chǎn)生最大的有效力矩。
在圖3中
分別為連接以O(shè)為圓心的圓弧
和以O(shè)1為圓心的圓弧
的直線段；α2對應(yīng)于腳踏力的無效位置，使鏈輪在運(yùn)動(dòng)中能夠從腳踏力的無效位置平穩(wěn)過渡到有效位置，因此不感覺費(fèi)力；α3對應(yīng)于腳踏力的最大有效位置。
線為節(jié)距的整數(shù)倍，各圓弧段
、
為整齒數(shù)的殘圓輪?？傹X數(shù)為2X
弧齒數(shù)＋2X
弧齒數(shù)＋4X
線節(jié)距數(shù)。
在圖4中41為普通圓形鏈輪，又叫基本圓輪；42表示增速省力異形輪，條件是其短軸等于基本圓輪的半徑；43表示重載省力異形輪；條件是其長軸近似等于基本圓輪的半徑。
在圖5中51為半圓輪，合并時(shí)為基本圓輪，拉開時(shí)為長圓輪；52為重載輪，可以是菱形圓輪或近似橢圓形輪；53為滑塊；54為凸輪；55為彈簧；56為軸套；57為中軸；58為腳蹬子的曲柄?；緢A輪是由兩個(gè)相等的半圓輪組成的，完成一般功能；增速省力輪是由拉開中心距的兩個(gè)半圓輪組成的，圖中設(shè)計(jì)為兩檔，以滿足不同的增速要求；重載輪是固定在腳蹬子曲柄上的固定輪，完成頂風(fēng)、爬坡功能。
在圖6中61為外殼；62為離心離合器；63為飛輪；64為內(nèi)套；65為后軸；66為高速齒輪；67為低速齒輪；68為高速飛輪；69為滑澗裝置；70為扭簧；4為張緊輪。
圖6中所示為單級(jí)齒輪傳動(dòng)高速自動(dòng)變速裝置，自行車鏈條帶動(dòng)飛輪63正轉(zhuǎn)，并通過飛輪63將動(dòng)力傳給內(nèi)套64，內(nèi)套64連接后車輪，使車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)套64與離心離合器62的內(nèi)爪固定連接；自行車鏈條同時(shí)還帶動(dòng)高速飛輪68反向轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過高速飛輪68帶動(dòng)齒輪66、67轉(zhuǎn)動(dòng)，高速齒輪66與離合器62的外套固定聯(lián)接。在自行車運(yùn)動(dòng)速度低于臨界速度時(shí)，動(dòng)力從鏈條帶動(dòng)飛輪63傳給內(nèi)套64，高速飛輪68、高速齒輪66和離合器62只是空轉(zhuǎn)，沒有動(dòng)力；在速度大于臨界速度時(shí)，離合器62接通，飛輪63便空轉(zhuǎn)，動(dòng)力從鏈長傳給反向轉(zhuǎn)動(dòng)的高速飛輪68，帶動(dòng)高速齒輪66，通過離合器62將動(dòng)力傳給內(nèi)套64。這種變速器的速比可以設(shè)計(jì)為i＝1.5－2，具體比例可根據(jù)需要而定。
自動(dòng)變速裝置的關(guān)鍵部件是離心離合器，它可以采用“爪”式離心離合器或“塊”式離心離合器。
在圖7中71為外殼；72為離心離合器；73為飛輪；74為內(nèi)套；75為后軸；76為一級(jí)增速齒輪；77為二級(jí)高速齒輪；78為二級(jí)低速齒輪；79為滑潤裝置；4為張緊輪。
圖7所示的雙級(jí)齒輪傳動(dòng)自動(dòng)變速裝置也可以采用上述的兩種離心離合器；在臨界速度以下時(shí)鏈條將動(dòng)力通過飛輪73傳給一級(jí)增速齒輪76的低速輪，在一級(jí)增速齒輪76的低速輪上同樣裝有單向的棘輪、棘爪機(jī)構(gòu)，同飛輪73一樣齒輪76再將動(dòng)力傳給內(nèi)套74，內(nèi)套74與車輪固定聯(lián)接，帶動(dòng)車輪運(yùn)動(dòng)，其它輪便空轉(zhuǎn)；在臨界速度以上時(shí)，動(dòng)力傳給一級(jí)增速齒輪76后，將動(dòng)力傳給二級(jí)增速齒輪，再通過離心離合器72將動(dòng)力傳給內(nèi)套74，帶動(dòng)車輪運(yùn)動(dòng)。雙級(jí)增速齒輪傳動(dòng)的速比可設(shè)計(jì)為i＝1.5－2。圖中的張緊輪4，當(dāng)此變速器用于一般自行車上時(shí)，可不需要安裝，滑潤可采用釋油，通過油杯注入。
本實(shí)用新型的高速自動(dòng)變速裝置，其中的離心離合器可接通一級(jí)或兩級(jí)齒輪傳動(dòng)，使傳動(dòng)變?yōu)閮杉?jí)或多級(jí)傳動(dòng)，總速比可提高0.5－1.0倍。在自行車速度低于臨界速度時(shí)，離心力不足以維持離心離合器，離合器便自動(dòng)打開，使自行車回到原來單級(jí)傳動(dòng)的狀態(tài)，在離心離合器上裝有手動(dòng)“開關(guān)”，在為需要自動(dòng)變速時(shí)，關(guān)上“開關(guān)”即可。同時(shí)，在離合器上還裝有“臨界速度”調(diào)節(jié)裝置，它可控制離合器開合所需的離心力的大小，從而調(diào)節(jié)了臨界速度的大小。自動(dòng)變速裝置中的滑潤裝置可降低磨擦損耗，由于變速系統(tǒng)是在運(yùn)動(dòng)中自動(dòng)變速的，所以沒有系統(tǒng)的靜磨擦，也就是說是在動(dòng)磨擦的基礎(chǔ)上變速的，因此盡管速比增加很多，也不會(huì)感覺很費(fèi)力。除采用自動(dòng)變速外，也可以采用手動(dòng)高速變速。具體實(shí)施例如下前鏈輪采用固定組合，后自動(dòng)變速裝置采用單級(jí)齒輪傳動(dòng)高速自動(dòng)變速；前鏈輪組合中的基本輪Z＝48齒，增速輪選用菱形圓輪Z＝58齒，重載輪選用菱形圓輪Z＝42齒，自動(dòng)變速器的飛輪Z＝18齒，高速飛輪Z＝18齒，一級(jí)增速齒輪速比i＝1.8。
普通或一般情況下速比i＝48／18＝2.667省力增速的情況下速比i＝58／18＝3.222，增速20.83％重載增速的情況下速比i＝42／18＝2.333，減速12.5％
使用自動(dòng)變速器后最高速比i＝48／18×1.8＝4.8，增速80％；使用自動(dòng)變速器和增速省力輪速比i＝58／18×1.8＝5.8，增速117.5％；如果普通自行車的車速為17公里／小時(shí)，在使用增速省力輪后車速可達(dá)20.54公里／小時(shí)，如果結(jié)合自動(dòng)變速裝置，自行車車速可達(dá)37公里／小時(shí)。
由此可見本實(shí)用新型的多功能傳動(dòng)自行車的傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)組合合理，可自動(dòng)變速也可手動(dòng)變速，可單級(jí)傳動(dòng)或多級(jí)傳動(dòng)，鏈條傳動(dòng)或齒輪傳動(dòng)，速比可根據(jù)要求設(shè)計(jì)，既可適用于一般使用，也適用于重載、高速騎之用，省力省時(shí)，高效方便。
權(quán)利要求1.一種多功能傳動(dòng)自行車，它重要由前鏈輪、鏈條、變速裝置構(gòu)成傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述前鏈輪為一種組合，包括基本圓輪，增速省力鏈輪和重載省力鏈輪，所述增速省力鏈輪可采用菱形圓輪、近似橢圓形輪或長圓形輪，所述重載省力鏈輪可采用菱形圓輪或近似橢圓形輪；所述變速裝置主要包括離心離合器、飛輪、內(nèi)套、后軸、高速、齒輪、低速齒輪、高速飛輪、滑潤裝置和張緊輪。
2.如權(quán)利要求1所述的自行車，其特征在于所述前鏈輪組合可以為固定式或可調(diào)式，其中可調(diào)式前輪組合包括兩個(gè)拉開距離的半圓輪、重載省力輪和凸輪，所述重載省力輪可采用菱形圓輪或近似橢圓形輪。
3.如權(quán)利要求1所述的自行車，其特征在于所述變速裝置可以為手動(dòng)、單級(jí)或雙級(jí)高速自動(dòng)變速，所述雙級(jí)自動(dòng)變速裝置主要包括離心離合器、飛輪、內(nèi)套、后軸、一級(jí)增速齒輪，二級(jí)高速齒輪、二級(jí)低速齒輪和滑潤裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的自行車，其特征在于所述離心離合器可以采用爪式離心離合器或塊式離心離合器。
5.如權(quán)利要求1所述的自行車，其特征在于所述前鏈輪組合可以有以下幾種組合a)大菱形圓輪＋圓形輪＋小菱形圓輪；b)大菱形圓輪＋圓形輪＋小近似橢圓形輪；c)大近似橢圓形輪＋圓形輪＋小菱形圓輪；d)大近似橢圓形輪＋圓形輪＋小近似橢圓形輪；e)大長圓形輪＋圓形輪＋小菱形圓輪；f)大長圓形輪＋圓形輪＋小近似橢圓形輪。
專利摘要本實(shí)用新型屬于自行車的傳動(dòng)裝置，它包括前鏈輪組合，鏈條的變速裝置，前鏈輪組合可為固定式或可調(diào)式，其結(jié)合包括基本圓輪，增速省力鏈輪和重載省力鏈輪，增速鏈輪可采用菱形圓輪，近似橢圓形輪或長圓形輪，重載省力鏈輪可采用菱形圓輪或近似橢圓形輪。其變速裝置可為手動(dòng)、單級(jí)或雙級(jí)高速自動(dòng)變速裝置，主要包括離心離合器、飛輪、內(nèi)套、后軸、高速齒輪、低速齒輪、高速飛輪和滑潤裝置。本實(shí)用新型的自行車結(jié)構(gòu)合理，高效省力。
文檔編號(hào)B62M9/04GK2160609SQ93210160
公開日1994年4月6日 申請日期1993年4月22日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月22日
發(fā)明者侯玉龍 申請人:侯玉龍