[实用新型]变曲率链轮型变速装置

说明书

本实用新型涉及的是一种通过改变驱动轴与变曲率链轮间的配合角度实现变速的变速装置，可广泛适用于自行车、三轮车、残疾人车等人力驱动的车辆或其它相似条件的装置中。

变曲率链轮，例如报道最多的一种是椭圆形链轮，其不同于普通圆形链轮的最大之处就是在同一个链轮中具有长度不等的直径。因而通过改变驱动轴与变曲率链轮间的配合角度，可以由不同的有效驱动半径获得不同的驱动速比，可实现变速。例如驱动曲柄随驱动轴由位于变曲率链轮的短径位置改变到长径位置后，在其它条件不变的情况下，驱动速比将由最大变为最小。另一方面，改变变曲率链轮的长短径之比，也可以改变驱动的速比。中国专利85201007U介绍的就是一种利用改变和调节驱动轴与变曲率链轮配合角度原理的变速装置。其配合角度的改变是通过设置于驱动轴与链轮间的一套棘轮结构实现的，并还设置了一套摩擦子系统和手动控制换档变速用的刹紧系统，因此结构较为复杂。由于需用手参与操作变速，使用中也有不方便之处。另一方面，整体型的链盘由于长短径固定不变，应用范围和对象的局限性也较大，不易使同一套变速装置具有广泛的适用性和更大的变速范围。

本实用新型的目的是提供一种结构较简单，变化和适用范围更大的变曲率链轮型变速装置。

本实用新型变速装置中可与驱动轴紧固联接而与驱动轴能保持同步转动的旋转套之外同样经棘轮结构同轴配合有一个变曲率链轮。此链轮并非为整体型，而是由链盘架与设置于其同一径线方向两端的两链盘块相互联接而成。链盘架与旋转套经所说的棘轮结构同轴配合。联接于链盘架两端的两链盘块至少在远端外缘带有可与驱动链条相啮合的链齿。在此结构形式中，由两链盘块的外周连线共同包围所成的驱动轨迹实际上就是一个等效的变曲率链轮。而这种组合式的非整体型变曲率链轮除方便加工制造和装配外，还在于可具有灵活的变化性和广泛适用性。以在自行车上使用为例，当两链盘块固定联接于链盘架上时，该链轮即为有固定长短径之比的变曲率链轮；而当一个或两个链盘块用螺栓或其它适当联接件以可改变或调节其径向间距的方式联接于链盘架上时，则通过改变其径向间距而改变变曲率链轮长短径之比，既可以进一步扩大变速范围，也可以适应不同车型或使用对象的不同需要，使一套变速装置具有广泛的通用性，甚至还可以通过调节链盘块的联接位置形成偏心变曲率链轮产生的不同娱乐性效果而用于不同的娱乐游戏车辆上。

以下用附图所示的自行车用变速装置为实例说明本实用新型的结构，但本实用新型的范围并非俟限于下述实例。

图1本实用新型的一种变速装置的形式

图2图1所示装置的俯视结构

图3本实用新型的另一种变速装置的形式

图4图3的A－A视图

例1

如图1和图2所示。本例装置中的变曲率链轮4由链盘架2与联接于其同一径线方向两端的两链盘块5构成，链盘块5的远端外缘均带有可与驱动链条相啮合的链齿。链盘架2的中部经普通飞轮型式的棘轮结构3同轴配合于可与驱动轴紧固联接的旋转套1之外，使此二者只能作单向的相对转动。在链盘架2联接链盘块5的径向位置上设有若干对具有不同径向间距的联接孔，链盘块5用螺栓6联接在适当的联接孔位上，改变孔位即可调整变曲率链轮4的长短径之比。为不致影响链轮与驱动链条的啮合，这种轮径的调整变化以按链条链节长度的整倍数进行为宜。在棘轮结构3中的配合接触面间设有适当的弹性摩擦片或环等可加大其相对运动摩擦力形式的止动结构，或采用如例2中的反向棘轮结构14形式的止动结构，保证旋转套1随驱动曲柄13倒转时不致随意换档变速。链盘架2还同轴紧固联接有一可同步转动的从动齿轮9，与之啮合并带有同轴同步转动的螺杆11的止动齿轮8以支承架7联接于车架上，螺杆11上螺旋配合有一可沿螺杆平移的止动块10。当驱动曲柄13带动从动齿轮9倒转时，经止动齿轮8带动螺杆11转动，止动块10即沿螺杆11向右平移。至止动块10抵住支承架7无法继续移动时，即锁住了螺杆11也不再继续转动，并经止动齿轮8和从动齿轮9锁住了链盘架2不再随曲柄13倒转，于是曲柄13带动与驱动轴联接的旋转套1在棘轮结构3允许的旋转方向上与链盘架2作相对转动，改变二者配合角度，完成换档调速过程。整个过程无需用手参与操作。一旦曲柄13继续正向旋转，经同样传动途径螺杆11反向转动，止动块10即离开上述的锁紧位置，并移动至螺杆11另一端部的无螺纹且设有回位弹簧18的等待位置处停止。此时链盘架2即随曲柄13同步正向旋转以调整后的速比驱动车辆前进。

例2

如图3和图4所示。与上例相同，本例中的链盘架2与旋转套1间也经普通飞轮形式的棘轮结构3同轴套接配合。带有链齿的两齿轮型链盘块5均经中心紧固联接的转轴16分别套接于链盘架2同一径线方向两端的轴承孔中。经驱动轴与旋转套1联接并同步转动的驱动曲柄13与和驱动轴同轴设置的低速驱动齿轮12相联接。与此驱动齿轮12相啮合的两从动齿轮15分别与两齿轮型链盘块5联于同一转轴16上。此外，链盘架2与车架轴套17间还设置有一个与棘轮结构3限位方向相反的一套棘轮结构14。当曲柄13正向旋转时，棘轮结构3保持曲柄13与链盘架2处于相对静止的固定位置，两齿轮型链盘块5无法自转，只能随链盘架2转动，以整体型变曲率链轮形式驱动车辆前进。当曲柄13倒转时，反向的棘轮结构14使链盘架2无法倒转而静止，曲柄13却可随旋转套1并带动低速驱动齿轮12同步倒转，曲柄13与链盘架2的配合角度即随之改变，实现变速。与此同时，同步倒转的低速驱动齿轮12带动与之啮合的两从动齿轮15正向旋转，与其同轴的两齿轮型链盘块5也随之正向旋转，可继续带动驱动链条转动，驱动车辆前进，仅驱动速比较低。此种结构的优点在于即使曲柄倒转时，无论是否需要换档变速，都不会使车辆失去驱动力，有利于在某些特殊或紧急情况下保证行车的安全性。并且倒转低速驱动的方式也还更适用于上坡或有较大负重情况下的使用。