[实用新型]自行车用周期变速中轴装置

说明书

本实用新型涉及一种自行车用周期变速中轴装置，属于人力或动力驱动的双轮或三轮车重要零部件。

自行车靠骑车人用脚蹬转脚蹬带动中轴，再借助中轴上的轮盘通过链条传动使后轮转动而前进。摩托车则用汽缸中燃烧燃料所产生的爆发力推动活塞带动曲轴旋转而使摩托车前进，二者实际上都是曲柄连杆机构。

本实用新型做出之前，自行车或摩托车的中轴装置均为直杆式，这种直杆式中轴结构不仅限定了车的速比，而且给骑行过程造成“死角”，费力或费油。以自行车为例，如果脚蹬上所受的力为固定值P，则链条上的张力，也就是使后轮转动的力T将按正弦曲线变化，由于自行车有二个脚蹬，通常只是一个脚蹬施力，而当二个脚蹬同时垂直于地面时，自行车失去动力，靠惯性前进。在上下死点区，不管骑车人如何使劲，链条上的张力也不会有明显增大，造成骑行费力，在上坡时往往被迫推行。摩托车当活塞在上下死点时输出扭矩也是零，也是靠惯性前进。

本实用新型的目的就是提供一种自行车用周期变速中轴装置，它以周期变速为依据，以增大惯性为手段，使自行车或摩托车易于越过“死角”。

本实用新型的自行车用周期变速中轴装置如附图所示。

图1 自行车中轴装置组装图

本实用新型的自行车用周期变速中轴装置主要由主动轴（即脚蹬中轴）（1），一对增速齿轮（2），一对偏心圆柱齿轮（3）等构成。它是在中轴管（6）内穿有一中轴（1），并在中轴（1）的适当位置上并排套有增速齿轮组（2）和偏心圆柱齿轮组（3）中的各一个齿轮，其中套在中轴（1）上的增速齿轮组（2）中的那个齿轮与中轴（1）同心布置，并用键锲紧；而偏心圆柱齿轮组（3）中的那个齿轮与中轴偏心布置，偏心距为e且二者加设轴套（7）以保证齿轮与中轴可做相对转动。增速齿轮组（2）和偏心圆柱齿轮组（3）中的另一个齿轮均套在带动轴（4）上，并统一用一个键固牢。在这种装置中，主动轴（1）以增速速比0.5带动轴（4）旋转，然后通过偏心圆柱齿轮组（3）带动链轮（5），再借助链条带动后轮上的飞轮使自行车后轮转动前进。由于偏心e的作用，当中轴（1）恒速转动时，链轮（5）的转速则在中轴（1）每半转中作一个周期变化，其速比从i₁变为i₂，又变回到i₁：

i₁＝ (R＋e)/(R－e) ＞1 i₂＝ (R－e)/(R＋e) ＜1

在i₁时为减速传动，i₂时为增速传动。通过脚蹬位置与偏心位置的恰当配置，可以使在上下死点附近为减速传动，速比大于1，而在其它角度内速比小于1为增速传动，扩大了脚蹬施力有效作用角度范围，增强超越死点时的惯量。选择恰当的参数可得到速比在0.66～1.5中间变动，省力幅度可达1／3。

本实用新型的自行车用周期变速中轴装置可用于新制自行车，也可用于改装旧自行车，只需更换中轴管即可。如果在中轴装置空间内配置多对不同偏心值的偏心齿轮组，则可得到变速效果。