專利名稱：用特殊超越離合器無上下死點(diǎn)死角多擋變速傳動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種變速傳動(dòng)裝置，特別是涉及一種人力多擋變速 傳動(dòng)裝置，屬于生活用品自行車、人力機(jī)械的傳動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)自行車的結(jié)構(gòu)車架上設(shè)有兩車輪，車輪由鏈條和牙盤傳動(dòng)連 接，牙盤上設(shè)有左右兩個(gè)腳蹬，兩個(gè)腳蹬處于同一平面上。這樣，傳統(tǒng) 車的左右腳蹬在一平面上，當(dāng)垂直于地面時(shí)，用最大力下踩時(shí)，推車輪
旋轉(zhuǎn)使車前進(jìn)的有效力矩n為零。在上下"死點(diǎn)"后有效力矩由o開始
增加，但在一小角度范圍內(nèi)為"死角"，因在這個(gè)小角內(nèi)用了很大力但
有效力矩ri卻很小，即效率很低。
自行車平常行駛平路沒感覺到上下"死點(diǎn)"和"死角"的困惑是因 靠慣性沖過了 "死點(diǎn)"和"死角"，但是這慣性也是用更大力踩換來的 是無形中浪費(fèi)了體能。人們當(dāng)在上坡、逆風(fēng)或長途很累疲憊速度慢時(shí)， 上下"死點(diǎn)""死角"才感覺踩不動(dòng)！只有甩掉"死點(diǎn)""死角"后，就 會(huì)感覺不到這個(gè)困惑，會(huì)很輕松。
生活用自行車3-6擋已夠用，但市場上只見山地車中軸處有3擋， 后軸處有5或6擋，共15、 18擋，但后軸的齒輪有13、 14、 16齒等， 這變速差l、 2個(gè)齒的速差(雖前有3擋但速差太小、使擋級太多造成許 多不良后果。而且生活用自行車換擋范圍并不大，0.8-3即3-6擋就可 以了 ，多擋變速車可0. 6-4，行程1. 5-10m。以15擋算每擋速差只變0. 22， 如換18擋每擋只差0. 18的速差(但變擋并不這樣均勻，不是線性，有 的擋差更小)真正的賽車可這樣，但生活用車也這樣多擋造成
A、 后軸一排齒輪摞很寬厚，結(jié)果每片牙盤卻很薄，壓強(qiáng)大應(yīng)力集 中磨損快，齒變成很尖、齒間的R很大，鏈條的滾子有的磨去傾斜的一 半，廢料回收站有很多這樣的多擋山地車，就是傳動(dòng)件壞了其它都好。
B、 這磨損后很多車很易掉鏈條，但不能用手裝進(jìn)鏈條后幾個(gè)月
不敢換擋， 一換擋就掉鏈條，只有又去找車行修。
c、山地車是國際上公認(rèn)的賽車是高擋車、高價(jià)車。在中國卻把它變 成了民用、生活用低擋、低價(jià)車…當(dāng)然質(zhì)量很差！問題很多？ ！
D、在一般城鎮(zhèn)的大量的生活用自行車擋級不必太多、太密；有3-6 擋就可以了，以免故障多。
有一種歐洲名牌、法國產(chǎn)的，中軸處有一牙包可換3擋，很貴要400 美金，合人民幣3200元，那是一個(gè)游星齒輪變擋器。也可 用3個(gè)圓柱齒輪的換擋機(jī)構(gòu)，
歐洲波蘭產(chǎn)另一名牌沒上下死點(diǎn)可無級變速但是有二把'刀'
在胯下砍來削去；和二套鏈條和飛輪也全都裸露在外；尤其是上下來回
的踩這會(huì)很累，好似在做體操的抬腿腳運(yùn)動(dòng)，如路程較遠(yuǎn)，而腿腳在身 體前上下運(yùn)動(dòng)這一束肌肉要?jiǎng)訋兹f次或更多次。
多擋變速車還是很需要，但都是將傳動(dòng)裝置裸露在外A、上油吧沾
些泥沙阻力增加，并是研磨膏將傳動(dòng)件迅速磨損。B、不上油吧生銹阻
力大也易磨損。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種傳動(dòng)順暢、變速方便、 使用壽命長的用特殊超越離合器無上下死點(diǎn)死角多擋變速傳動(dòng)裝置。 為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供的用特殊超越離合器無上
下死點(diǎn)死角多擋變速傳動(dòng)裝置，中軸有二個(gè)芯軸和套軸，套軸套在芯 軸之外，左腳蹬固定在套軸左端，左主動(dòng)齒輪固定在套軸的右端，與左 從動(dòng)輪嚙合傳動(dòng)，右腳蹬和右主動(dòng)橢圓齒輪固定在芯軸的右端，右主動(dòng) 齒輪與右從動(dòng)輪嚙合傳動(dòng)，左、右主動(dòng)齒輪和左、右從動(dòng)輪是橢圓齒輪 或橢圓滾子輪，左、右主動(dòng)齒輪和左、右從動(dòng)輪是正圓偏心齒輪或正圓 偏心滾子輪；在從動(dòng)軸上固定設(shè)有多擋變速盤碟狀牙盤、左從動(dòng)輪和右 從動(dòng)輪，所述的多擋變速盤碟狀牙盤的徑向表面設(shè)有同心的多個(gè)齒圈， 與變速輪對應(yīng)嚙合傳動(dòng)，變速輪連接有傳動(dòng)軸和拔擋裝置。
所述的左從動(dòng)輪的齒為滾子的左從動(dòng)滾子輪，所述的右從動(dòng)輪的齒 為滾子的右從動(dòng)滾子輪，所述的變速輪的齒為滾子的變速滾子輪。
采用上述技術(shù)方案的用特殊超越離合器無上下死點(diǎn)死角多擋變速傳 動(dòng)裝置，左腳蹬帶動(dòng)左主動(dòng)輪和左從動(dòng)滾子輪轉(zhuǎn)動(dòng)，右腳蹬帶動(dòng)右主動(dòng) 輪和右從動(dòng)滾子輪轉(zhuǎn)動(dòng)，左從動(dòng)滾子輪和右從動(dòng)滾子輪它同軸帶動(dòng)多擋 變速盤碟狀牙盤轉(zhuǎn)動(dòng)，多擋變速盤碟狀牙盤帶動(dòng)變速輪轉(zhuǎn)動(dòng)，變速輪帶 動(dòng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從力學(xué)上看用力下踩的左腳到下"死角"時(shí)，離下死點(diǎn) 還有一個(gè)小角度此裝置使右腳蹬已超越過了上"死點(diǎn)"和"死角"右腳 即可接力下踩產(chǎn)生有效力矩，即躲過了 "死點(diǎn)""死角"的困惑即使車 前進(jìn)的有效力矩是連續(xù)的。
左腳用力下踩到下"死角"還未到下"死點(diǎn)"，右腳即可接力下踩， 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使左腳登減速放慢，而且轉(zhuǎn)向后方，原在身體前方用力下踩的 這束肌肉，在后方得到了放松休息。實(shí)際是下踩一用力后就放松休息， 即工作是脈沖狀態(tài)即如電子節(jié)能燈一樣。
從工作過程看在上下"死角"內(nèi)，用力下踩的左腳有一定的慣性 還在下踩，超過上"死點(diǎn)"的右腳已可下踩，是二腳的合力，左腳的有 效力矩逐漸減小，但此時(shí)的左腳登下踩在減速故有效力矩減的慢而少， 而在上的右胸登在加速有效力矩增加的快而多，故此點(diǎn)波形弧形向上
的，過了二交點(diǎn)才又下降。暫定這"死角"為30-35度左右。此角設(shè)計(jì)
的原則過小、利用了效率不高的時(shí)段。過大也丟掉了一些有效力矩的時(shí)段，效率也降低，可用0.618。
用數(shù)學(xué)計(jì)算來看傳統(tǒng)車的波形腳下踩力P在Y軸上，轉(zhuǎn)角e在水
平X軸上。左腳從上"死點(diǎn)"開始有效力矩為0，轉(zhuǎn)角增加有效力矩也 增加，到90度時(shí)增到最大，后又減小，到180度時(shí)減為O是正玄波。本 實(shí)用新型沒有上下"死點(diǎn)"在30度時(shí)就開始增加，正弦波的30度查表 是0.5，經(jīng)計(jì)算改進(jìn)型比老原始車可省20%的力，即可說提高了 20。％ 的效率。
左從動(dòng)輪的齒為滾子的左從動(dòng)滾子輪，所述的右從動(dòng)輪的齒為滾子 的右從動(dòng)滾子輪、變速輪的齒為滾子的變速滾子輪。用滾子輪把齒輪 變成滾子的滾子齒輪，可稱為滾子輪(也可用鏈條的滾子組件)使滑動(dòng)磨 擦變?yōu)闈L動(dòng)磨擦，磨擦小即減磨長壽，又是沖壓件生產(chǎn)效率高、可產(chǎn) 量大、成本低、裝配簡易快捷、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。
綜上所述，本實(shí)用新型是一種傳動(dòng)順暢、變速方便、使用壽命長的 用特殊超越離合器無上下"死點(diǎn)死角"在關(guān)鍵時(shí)刻的刁難與困惑，可省 力20%或說提高有效力矩1120%的多擋變速傳動(dòng)裝置。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實(shí)用新型俯視圖3是橢圓齒結(jié)構(gòu)示意圖4是正圓偏心齒輪結(jié)構(gòu)示意圖5是多擋變速盤碟狀牙盤結(jié)構(gòu)示意圖6是多擋變速盤碟狀牙盤結(jié)構(gòu)側(cè)視圖7是拔擋裝置結(jié)構(gòu)示意圖8a是轉(zhuǎn)角45°與有效力矩的矢量關(guān)系圖8b是轉(zhuǎn)角30°與有效力矩的矢量關(guān)系圖8c是轉(zhuǎn)角15°與有效力矩的矢量關(guān)系圖； 圖9a是傳統(tǒng)車工作正弦波做功圖9b是無上下"死點(diǎn)死角"波紋系數(shù)減小有效輸出功率增大20%
圖10c上下踩工作分折圖pl、 3、 5是上抬腿腳所用力，p2、 4、 6 是下踩用力耗功
圖10a是功率因素達(dá)0.9以上的節(jié)能燈的耗功
圖10b是新設(shè)計(jì)無上下"死點(diǎn)死角"車，工作也似脈沖式也是節(jié)能
車；
圖11是輕型自行車的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見
圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7和
圖11,在從動(dòng)軸5 上固定設(shè)有多擋變速盤碟狀牙盤3、左從動(dòng)滾子輪4和右從動(dòng)滾子輪6，
多擋變速盤碟狀牙盤3的徑向表面設(shè)有同心的多個(gè)齒圈11。與傳動(dòng)軸1 連接且連接有拔擋裝置12的變速輪2與多擋變速盤碟狀牙盤3的齒圈 11對應(yīng)嚙合傳動(dòng)。中軸是二個(gè)，見圖2: —是心軸14、 二是套軸13， 套軸13裝在芯軸14外，芯軸14安裝有右主動(dòng)輪9和右腳蹬10，套軸 13安裝有左主動(dòng)輪7和左腳蹬8，左主動(dòng)輪7設(shè)有左腳蹬8并與左從動(dòng) 滾子輪4嚙合傳動(dòng)，右主動(dòng)輪9設(shè)有右腳蹬10并與右從動(dòng)滾子輪6嚙 合傳動(dòng)，左主動(dòng)輪7和右主動(dòng)輪9為橢圓齒輪，左從動(dòng)滾子輪4和右從 動(dòng)滾子輪6為橢圓滾子輪。
左主動(dòng)輪7和右主動(dòng)輪9還可以設(shè)計(jì)為正圓偏心齒輪，左從動(dòng)輪和 右從動(dòng)輪還可以設(shè)計(jì)為正圓偏心滾子輪。
參見
圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖7，左腳蹬5帶動(dòng)橢圓 左主動(dòng)輪7 (還可是正圓偏心齒輪)帶動(dòng)橢圓左從動(dòng)滾子輪4轉(zhuǎn)動(dòng)，它同 軸同轉(zhuǎn)有多擋變速盤碟狀牙盤3和橢圓右從動(dòng)滾子輪6,與橢圓右主動(dòng) 輪9是橢圓右從動(dòng)滾子輪6,帶動(dòng)右腳蹬IO先減速后加速超越，右腳蹬 10與防雨水和泥沙擋環(huán)15和橢圓右主動(dòng)輪9三個(gè)緊配合為一體，過了 上"死角"而多擋變速盤碟狀牙盤3帶動(dòng)變速輪2傳動(dòng)給傳動(dòng)軸1，由 于左腳蹬8和右腳蹬10的中心線不會(huì)處于同一直線上，是特殊超越離 合器橢圓或正圓偏心齒輪使它們是差動(dòng)的，從力學(xué)上看用力下踩的左腳 到下"死角"時(shí)，離下死點(diǎn)還有一個(gè)小角度此裝置使右腳蹬10已超越 過了上"死點(diǎn)"和"死角"右腳即可接力下踩產(chǎn)生有效力矩，即躲過了 "死點(diǎn)""死角"的困惑即使車前進(jìn)的有效力矩是連續(xù)的。
所述的左從動(dòng)輪4是齒為滾子的左從動(dòng)滾子輪4，所述的右從動(dòng)輪6 的齒為滾子的右從動(dòng)滾子輪6、變速輪2的齒為滾子的變速滾子輪。把 齒輪變成鏈條滾子的滾子齒輪，使滑動(dòng)磨擦變?yōu)闈L動(dòng)磨擦，磨擦小即減 磨長壽，又是沖壓件(并多處采用沖壓件)生產(chǎn)效率高、可產(chǎn)量大、成 本低、裝配簡易快捷、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。變速輪2也可是滾子輪，這變速輪2
可是錐形也可是圓柱形。而滾子可是腰鼓形也可是圓筒形。 多擋機(jī)構(gòu)-
(1) 、換擋機(jī)構(gòu)參見圖5、圖6和見圖7，多擋變速盤碟狀牙盤3 有大小多個(gè)齒圈11可沖壓加工效率高成本很低，多擋變速盤碟狀牙盤3 的齒有多有少， 一圈只有幾處可齒對齒。
(2) 、擋位控制器方案有2: a、控位條上有多個(gè)圓凹槽上有圓蛋子 加彈黃頂住限位，b、控位條上有直槽，用直梢，可靠的控位，換擋手 柄、換擋桿，有一空程，故開始它先將直梢拔出后，換擋桿才到位來撥 動(dòng)撥盤，到新的擋位時(shí)直銷就彈入直槽內(nèi)，定位可靠?？厣覘U、元寶凸 輪、推控釘、換擋手柄、換擋桿平常被推控釘將它頂在中心位置，當(dāng) 換擋將手柄、推向上高速擋位時(shí)，元寶凸輪將控梢桿推向左故將定位銷、 拉出同時(shí)推控釘也到了頭，再繼續(xù)撥動(dòng)手柄時(shí)推控釘3就會(huì)推撥盤轉(zhuǎn)動(dòng) 而撥盤就拉動(dòng)鋼絲繩、(或拉鋼絲)，使拖動(dòng)座前后移動(dòng)而換擋位。
(3)、傳動(dòng)軸1可伸縮傳扭桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有三個(gè)方案a、可用花鍵.b、 可用條形鍵或月牙鍵.c、用龍口鳳舌，加工簡單、裝配快捷、成本低廉。 外傳動(dòng)桿、加內(nèi)傳動(dòng)桿它包裹龍口鳳舌即保持潤滑油、防塵埃污穢又增 其強(qiáng)度、剛性、防止龍口、鳳舌扭曲變形。
參見圖8、圖9和
圖10，用數(shù)學(xué)計(jì)算來看見圖8、 9a、 b:傳統(tǒng)車有 效力矩n與轉(zhuǎn)角0的工作波形見圖9a,腳下踩力P在Y軸上，轉(zhuǎn)角0 在水平X軸上。左腳從上"死點(diǎn)"開始有效力矩ri為0,轉(zhuǎn)角增加有效 力矩n也增加，到90度時(shí)增到最大，后又減小，到180度時(shí)減為O這是 正弦波。本實(shí)用新型沒有上下"死點(diǎn)"在30度時(shí)就開始增加，正弦波 的30度查表是0.5，經(jīng)計(jì)算改進(jìn)型比老原始車可省20%的力，即可說 提高了 20%的il效率。
即是正弦波，如按市電電壓正弦波來看從圖9b上看到新設(shè)計(jì)的傳 動(dòng)既無零點(diǎn)其波紋系數(shù)也減小即是電壓增高，這里即示這輸出有效功率
n增大！
左腳用力下踩到下"死角"還未到下"死點(diǎn)"，右腳即可接力下踩， 這特殊超越離合器使左腳登減速放慢，而且轉(zhuǎn)向后方，原在身體前方用 力下踩的這束肌肉，在后方得到了放松休息。實(shí)際是下踩一用力后就放 松休息，即工作是脈沖狀態(tài)即如電子節(jié)能燈一樣，節(jié)能燈是將工頻市電 整流、慮波、升壓、逆變成脈沖這樣的工作使功率因素達(dá)0.9以上故是 節(jié)能燈見
圖10的a。而本傳動(dòng)不是歐洲上下踩如
圖10的c，而是
圖10 的b，類似左a。故是節(jié)能車。
從工作過程看圖9b:在上下"死角"內(nèi)，用力下踩的左腳有一定的 慣性還在下踩，超過上"死點(diǎn)"的右腳已可下踩，是二腳的合力，左腳 的有效力矩逐漸減小，但此時(shí)的左腳登下踩在減速故有效力矩減的慢而 少，而在上方的右腳登在加速有效力矩增加的快而多，故此點(diǎn)波形弧形 向上的，過了二交點(diǎn)才又下降。
暫定這"死角"為30-35度左右。此角設(shè)計(jì)的原則過小、利用了
效率不高的時(shí)段。過大也丟掉了一些有效力矩的時(shí)段，效率也降低，可 用0.618。
權(quán)利要求1、一種用特殊超越離合器無上下死點(diǎn)死角多擋變速傳動(dòng)裝置，其特征是中軸有二個(gè)芯軸(14)和套軸(13)，套軸(13)套在芯軸(14)之外，左腳蹬(8)固定在套軸(13)左端，左主動(dòng)齒輪(7)固定在套軸(13)的右端，與左從動(dòng)輪嚙合傳動(dòng)，右腳蹬(10)和右主動(dòng)橢圓齒輪(9)固定在芯軸(14)的右端，右主動(dòng)齒輪(9)與右從動(dòng)輪嚙合傳動(dòng)，左、右主動(dòng)齒輪(7、9)和左、右從動(dòng)輪是橢圓齒輪或橢圓滾子輪，左、右主動(dòng)齒輪(7、9)和左、右從動(dòng)輪是正圓偏心齒輪或正圓偏心滾子輪；在從動(dòng)軸(5)上固定設(shè)有多擋變速盤碟狀牙盤(3)、左從動(dòng)輪和右從動(dòng)輪，所述的多擋變速盤碟狀牙盤(3)的徑向表面設(shè)有同心的多個(gè)齒圈(11)，與變速輪(2)對應(yīng)嚙合傳動(dòng)，變速輪(2)連接有傳動(dòng)軸(1)和拔擋裝置(12)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用特殊超越離合器無上下死點(diǎn)死角多 擋變速傳動(dòng)裝置，其特征是所述的左從動(dòng)輪的齒為滾子的左從動(dòng)滾 子輪(4)，所述的右從動(dòng)輪的齒為滾子的右從動(dòng)滾子輪(6)，所述的變 速輪(2)的齒為滾子的變速滾子輪。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用特殊超越離合器無上下死點(diǎn)死角，可省力20％或說提高有效力矩η20％傳動(dòng)順暢、變速方便、使用壽命長的多擋變速傳動(dòng)裝置在從動(dòng)軸上固定設(shè)有多擋變速盤碟狀牙盤、左從動(dòng)輪和右從動(dòng)輪，多擋變速盤碟狀牙盤的徑向設(shè)有同心的多個(gè)齒圈，與傳動(dòng)軸連接且連接有拔擋裝置的變速輪與多擋變速盤碟狀牙盤的齒圈對應(yīng)嚙合傳動(dòng)，套軸同套軸裝在芯軸上，芯軸安裝有右主動(dòng)輪和右腳蹬，套軸安裝有左主動(dòng)輪和左腳蹬，左主動(dòng)輪與左從動(dòng)輪嚙合傳動(dòng)，右主動(dòng)輪與右從動(dòng)輪嚙合傳動(dòng)，左主動(dòng)輪、左從動(dòng)輪、右主動(dòng)輪、右從動(dòng)輪為橢圓齒輪或正圓偏心齒輪。是一種傳動(dòng)順暢、變速方便、使用壽命長的用特殊超越離合器無上下死點(diǎn)死角多擋變速傳動(dòng)裝置。
文檔編號B62M23/00GK201186733SQ20072006380
公開日2009年1月28日 申請日期2007年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者陳叔斌 申請人:陳叔斌