[发明专利]无链条自行车传动系统

说明书

本发明公开了一种无链条自行车传动系统，包括驱动轴、前面齿盘和后面齿盘，所述前面齿盘包括嵌齿盘及设置于嵌齿盘端面的至少一个同心齿环；所述后面齿盘包括嵌齿盘及设置于嵌齿盘端面的至少一个同心齿环；所述驱动轴的前端设置有前球形齿与设置于前面齿盘上的同心齿环择一啮合，所述驱动轴的后端设置有后球形齿与设置于后面齿盘上的同心齿环择一啮合，还包括用于控制改变所述后球形齿与后面齿盘啮合状态的控制组件及用于调整所述后球形齿在所述驱动轴上相对位置的调节组件。本发明通过对前面齿盘、驱动轴及后面齿盘的优化，降低了传动系统中的摩擦力，提高了传动效率，同时简化了传动系统的结构，降低了生产成本，提高了普适性。

技术领域

本发明涉及自行车传动技术领域，具体涉及一种无链条自行车传动系统。

背景技术

自行车我们日常生活中非常常见的代步工具，常见的自行车其传动系统都是采用链条及链盘啮合进行动力传递，传统的链条和链盘传动系统在啮合部位存在非常大的摩擦力，将脚部踩踏力转化为自行车驱动力的效率较为低下。为此有人专门深入研究进而设计出了无链条传动系统应用于自行车上，大大减小了摩擦力并且也提高了动力转化效率。2018年德国Eurobike展会上，展出了一辆无链条自行车Cdriven，虽然减少了多个摩擦点，使得传动效率达到99％，但是该自行车换挡变速较为困难，制造不易，且价格昂贵，难以适应竞争激烈的市场，至今都没有实现批量生产，因此高传动效率无链条自行车成为了现实中的空中楼阁。

因此，为解决以上问题，需要一种无链条自行车传动系统，能够解决传统无链条自行车换挡变速难、设计难、生产难、保养维修难等一系列技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供无链条自行车传动系统，能够解决传统无链条自行车换挡变速难、设计难、生产难、保养维修难等一系列技术问题。

本发明的无链条自行车传动系统，包括驱动轴、前面齿盘和后面齿盘，所述前面齿盘包括嵌齿盘及设置于嵌齿盘端面的至少一个同心齿环；所述后面齿盘包括嵌齿盘及设置于嵌齿盘端面的至少一个同心齿环；所述驱动轴的前端设置有前球形齿与设置于前面齿盘上的同心齿环择一啮合，所述驱动轴的后端设置有后球形齿与设置于后面齿盘上的同心齿环择一啮合，还包括用于控制改变所述后球形齿与后面齿盘啮合状态的控制组件及用于调整所述后球形齿在所述驱动轴上相对位置的调节组件，前球形齿数量和后球形齿数量可根据实际参数比例设置，本申请方案中前球形齿数量略低于后球形齿数量(一般地，前保持架安装前球形齿横截面的周向半径稍小于后保持架安装后球形齿横截面的周向半径，这样的设置可以缩短自行车两曲柄之间的距离，增加骑行舒适度)；本发明的球形齿为滚珠，安装在保持架上滚珠的优点在于可以万向转动最大限度地减小摩擦力(类似于万向球结构),相比Cdriven的采用的齿轮结构，滚珠类似结构的优点是在传动的过程中可以完全随着副齿传动最大摩擦的方向滚动且受力均匀，而Cdriven采用的齿轮结构，其“轮齿”——轴承或是滚柱(圆柱)只能沿着其轴向转动，这势必使得该齿轮结构没有最大限度减少不利摩擦，而这种摩擦也会减少其使用寿命。本方案中采用的滚珠可以是陶瓷等其他光滑坚硬耐磨的材料，比如陶瓷、合金、坚硬的人造石等，在使用时可以大幅度提高动力转化效率，运行可靠，降低了生产成本。

进一步，所述前球形齿为滚珠通过前保持架设置于所述驱动轴前端，所述前球形齿的数量不少于一个，所述后球形齿为滚珠通过后保持架设置于驱动轴后端通过调节组件可调整所述后保持架与所述驱动轴的相对位置，所述后球形齿的数量不少于一个。

进一步，所述驱动轴包括同心设置的中心轴及空套轴，所述空套轴可绕中心轴单自由度转动，所述前保持架固定设置于所述空套轴前端，所述后保持架套设于所述空套轴后端有可沿所述空套轴轴向移动且所述后保持架与所述中心轴之间设置有第一复位弹簧，所述第一复位弹簧作用于中心轴与后保持架之间为后保持架提供回复力，所述后保持架可被驱动地沿所述中心轴轴向运动，后保持架受外部驱动沿中心轴轴向运动满足换挡需求。本方案采用的中心轴是轻质合金材料，比如铝合金、钛合金等；本方案采用的空套轴可以是合金，碳纤维，塑料或其他复合材料；本方案的保持架可以是合金，碳纤维，塑料或其他复合材料。