[发明专利]曲柄摆动无中轴自行车传动装置

说明书

本发明涉及一种没有中轴的，并且通过曲柄的上下摆动直接传动后轮动的自行车传动装置。

多数自行车的曲柄都是做圆周运动，并通过曲柄的转动传动中轴转动。再通过与中轴上固定连接的大链轮传动后轮上的飞轮，从而传动后轮转动。

本发明的目的是要提供一种无中轴的传动装置。它是通过曲柄的上下摆动直接传动后轮转动的传动装置。

本发明的目的是这样实现的：后轮轴固定安装在车架的后部。在后轮轴的中部垂直固定安装一惰轮轴，惰轮轴上滑动安装一惰轮，并在后轮上在惰轮左右分别滑动安装左右锥齿轮。左右锥齿轮通过惰轮互相反向转动。

这里把单向传动棘轮或单向超越离合器统称为单向器。

左右锥齿轮又分别固定连接一单向器和一曲柄，它们都滑套在后轮轴上。我们把自行车向前运动时后轮的旋转方向定为正向旋转。当左曲柄向下运动时，左锥齿轮正向旋转，左锥齿轮通过惰轮传动右锥齿轮，使右锥齿轮反向旋转，从而使右曲柄向上运动，左单向器正向旋转并通过变速器传动后轮正向旋转，右单向器反向旋转并离合；同样原理，当右曲柄向下运动时，右锥齿轮正向旋转，右锥齿轮通过惰轮传动左锥齿轮，使左锥齿轮反向旋转，从而使左曲柄向上运动，右单向器正向旋转并通过变速器传动后轮正向旋转，左单向器反向旋转并离合。

在曲柄的端部安装一个脚蹬和一个限位轮。当左右曲柄分别向下运动时，限位轮碰到地面时曲柄的转动位置即是左右曲柄的极限位置。限位轮也可起到防倒的作用和限制左右曲柄向下转动的极限角度的作用。

当左曲柄向上运动时，左单向器反向旋转并离合，左锥齿轮反向旋转并通过惰轮传动右锥齿轮正向旋转，右单向器正向旋转，并通过变速器传动后轮正向旋转，右曲柄向下运动。

同样，当右曲柄向上运动时，右单向器反向旋转并离合，右锥齿轮反向旋转并通过惰轮传动左锥齿轮正向旋转，左单向器正向旋转，并通过变速器传动后轮正向旋转，左曲柄向下运动。

单向器正向转动时通过变速器传动后轮正向转动。单向器反向转动时则离合，不传动后轮转动。变速器的变速比可以在几倍至几十倍之间变速，其有关资料可在另一发明专利中查找。

自行车的整体结构如图2所示：(2)是自行车的车架，它的一端与前叉(13)连接，它的另一端固定安装在后轮轴(1)的两端，它的中部安装车座(17)。

自行车的无中轴传动装置的具体结构如图(1)所示：后轮轴(1)的中部垂直固定安装惰轮轴(14)，惰轮轴(14)上滑套一个惰轮(4)，左锥齿轮(9)与右锥齿轮(8)通过惰轮(4)互相反向传动。左锥齿轮(9)，左单向器(10)与左曲柄(11)固定连接在一起，并且都滑动安装在后轮轴(1)的左半部。右锥齿轮(8)，右单向器(5)与右曲柄(7)固定连接在一起，并且都滑动安装在后轮轴(1)的右半部。

左单向器(10)与右单向器(5)互相反向传动。左曲柄(11)与右曲柄(7)互相反向传动。

左单向器(10)与右单向器(5)的外环(15)制造成一个零件。通过外环(15)传动变速器(3)，再通过变速器(3)传动后车轮(6)。外环(15)和变速器(3)的旋转方向永远是正向。

如图(2)所示，脚蹬(16)与限位轮(12)都分别安装在左曲柄(11)和右曲柄(7)的端部。车座(17)安装在车架(2)上。

大多数自行车是通过曲柄的圆周运动传动中轴转动，并通过固定连接在中轴上的大链轮传动后轮轴上的飞轮转动，再通过飞轮传动后轮转动。

本发明的自行车没有中轴。它是通过曲柄的上下摆动直接传动后轮转动，无论曲柄向下运动，还是向上运动，都可以转动后轮向前运动。

如果我们把双脚作用于曲柄上的作用力F分解为垂直于曲柄的作用力H和平行于曲柄的作用力V，如果曲柄作圆周运动时，将曲柄看作为直径方向V，而把圆周的切线方向视为H方向。如果曲柄作上下摆动运动时，作用力V是以后轮轴轴心为圆心，以曲柄方向为V，以垂直于曲柄方向作为H方向，那么我们会发现：只有作用力H作功，而作用力V不作动。

由于我们的双脚只善于上下运动，上下用力，而不善于前后运动，前后用力。因此减少或消除前后用力而以上下用力为主要作用力才更适合人体用力的方便。

当曲柄作圆周运动时，作用力H的方向为所有曲柄为半径的圆的切线方向。因此至少有一半的作用力F是以作用力V为主要，以作用力H辅，尤其是曲柄转至垂直于地面方向时将出现死点。因此将作用力F的分力V消除或大量消除才可达到科学的用力的目的。