[发明专利]自行车高效链传动机构无效
申请号: | 91102617.7 | 申请日: | 1991-04-22 |
公开(公告)号: | CN1027627C | 公开(公告)日: | 1995-02-15 |
发明(设计)人: | 罗寿宝 | 申请(专利权)人: | 罗寿宝 |
主分类号: | B62M1/04 | 分类号: | B62M1/04 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 550025 贵*** | 国省代码: | 贵州;52 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 自行车 高效 链传动 机构 | ||
本发明是一种乘者驱动的轮式车辆的传动装置,特别是一种自行车高效链传动机构。
现有技术中的自行车由脚踏作圆周运动,通过链轮、链、飞轮、传动后轮而实现自行车的向前运动。因为人脚产生的作用力F的力点在作圆周运动时,驱动脚踏轴转动的有效力是F的切线分力f,如把F的方向和大小都看成不变,则f的大小在[A,B]区间随着力点的位移而呈正弦函数关系的变化。如设力点的运动路程为S,则F所作的功为:WF=FS,f所作的功为:
W1=fS=SF1/π∫π0Sinxdx=2/πFS≈0.64FS.即效率为:η=(Wf/t)/(Wp/t)≈0.64(t为时间)。也就是说,作圆周运动的脚踏传动效率仅为0.64。这点正如人们在骑自行车慢速上坡时常能体会到的那样:当脚踏作用点的位置处于与A、B二死点的距离越近时,就越用不上力,即对车件向前运动的有效作用力越小;至作用点完全处于死点的位置时,乘者的两腿无论用多大的力,也不能对车件的前行起任何作用。(见图1~3)
本发明的目的在于提供一种自行车高效链传动机构。作往复直线运动的脚踏通过一开式链和与之啮合的链轮-棘轮组,将直线运动转换为单向的转动而带动另一链轮组及一闭式链,将动力传递到后车轮。
本发明的技术解决方案是:由Ⅰ、Ⅱ两级链传动构成传动机构。Ⅰ级链传动部分的主要件由开式链3、脚踏组件1和6、导槽2及链轮-棘轮组件9和10组成。链轮-棘轮组件系外环为链轮的内啮合棘轮,该二组件可传递同一方向的单向转动。链3沿反“S”形走向与件9和10的二链轮啮合,件9和10分别位于链线的内外二侧,链的两端向下分别从导槽2的前后二腔中穿入与脚踏组件6和1连接,脚踏的滚轮可在导槽中作往复直线运动。(见图4、7)导槽2剖面呈“H”形,该“H”的二直边的端头相对内折90度,形成开口的前后二腔。(见图6)链3、链轮-棘轮组件9和10以及导槽上二腔的二纵向中心线位于同一运动平面内。除主要件外,还有绳4、缓冲件5、滑轮7和辅轮8。绳绕过滑轮7,两端向上分别穿入导槽二腔与件6和1连接,起保证链与链轮在车体剧烈跳动时正常啮合的作用。二缓冲件5位于导槽2的下端,分别对二踏脚向下运动至下极限位置时的冲击起缓冲作用。辅轮8与链3啮合,介于件9和件10二链轮之间,起增加件9啮合包角的作用。该辅轮可省略,省略后的开式链走向、连接关系未变。(见图5)Ⅱ级链传动部分的主要件由闭式链14,链轮11、12和15组成。件14与件11、12和15啮合,件11、12和两个主动链轮,分别与Ⅰ级链传动部分的件10和9的棘轮同轴并固定连接,件15为被动链轮,件11、12和15在件14的链环之内。链14、链轮11、12和15位于同一运动平面内。除主要件外,还有辅轮13,与件14啮合,位于链环之外,起增加件12啮合包角的作用。辅轮13和8同轴。(见图4、7)
当二脚踏在外力作用下作交替往复直线运动时,与之连接的链3传动链轮-棘轮组件9和10,进而通过棘轮轴将逆时针转动(即脚踏1和6的向下运动)传动链轮12和11,驱动被动链轮15。由于Ⅱ级传动部分接受的单向运动是连续的,从而实现件15的单向连续运转。
本发明相比现有技术具有如下优点:
1.传动效率高。脚踏作用力通过链作用于链轮,其作用线始终与链轮相切,脚踏的作用力全部为有效作用力,即F=f,效率提高了(FS-2/πFS/(2/πFS)≈0.56倍。
2.结构紧湊、简单,传动可靠。
附图的图面说明:图1~3为现有技术示意图,图4~7为本发明示意图,图8~15为本发明实施例示意图和机械图。依次为下:
图1为现有技术的结构示意图。
图2、图3为图1中脚踏所作圆周运动的作用力分解示意图。
图4为本发明的整体机构示意图。
图5为本发明省略辅轮8的Ⅰ级链传动部分示意图。
图6为本发明的导槽2的横剖面示意图。
图7为本发明的Ⅰ、Ⅱ级链传动部分的展开示意图。其中1和6为脚踏组件,2为导槽,3为Ⅰ级链,4为绳,5为缓冲件,7为滑轮,8和13为辅轮,9和10为链轮-棘轮组件,11、12和15为链轮,14为Ⅱ级链。
图8为本发明实施例的总体机械图。图中标出导槽部件(Ⅰ)、棘轮部件(Ⅱ)和被动轮部件(Ⅲ)。部件(Ⅰ)包括图7中的件1~7,部件(Ⅱ)包括图7中的件8~13,部件(Ⅲ)包括图7中的件14、15。
图9为图8中导槽部件(Ⅰ)和棘轮部件(Ⅱ)的放大剖视图。
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