用橢圓鏈輪進(jìn)行兩檔調(diào)速的自行車的制作方法
【專利摘要】用橢圓鏈輪進(jìn)行兩檔調(diào)速的自行車，是將自行車的鏈輪設(shè)計成橢圓形(保持飛輪為圓形)，通過控制用橢圓形鏈輪長半軸附近區(qū)域的齒牙撥動鏈條帶動飛輪旋轉(zhuǎn)還是用短半軸附近區(qū)域的齒牙撥動鏈條帶動飛輪旋轉(zhuǎn)，獲得不同的傳動速比來推動自行車前進(jìn)。將橢圓形鏈輪與曲柄分離，在橢圓形鏈輪上設(shè)置距橢圓中心相等，均勻分布且位置分別在橢圓長、短半軸方向的4個撥孔，在曲柄面向鏈輪一側(cè)設(shè)置通過鉸鏈固定在曲柄或其延長臂上的棘爪和棘爪復(fù)位彈簧。當(dāng)曲柄正向旋轉(zhuǎn)時，棘爪插入撥孔之內(nèi)帶動鏈輪正向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)曲柄逆向旋轉(zhuǎn)時，棘爪從撥孔滑出，旋轉(zhuǎn)一個角度，在棘爪復(fù)位彈簧復(fù)位力的作用下插入另一個撥孔，以實現(xiàn)換擋操作。
【專利說明】用橢圓鏈輪進(jìn)行兩檔調(diào)速的自行車
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種可以進(jìn)行兩檔調(diào)速的自行車，尤其是用橢圓鏈輪進(jìn)行兩檔調(diào)速的自行車。
[0002]【背景技術(shù)】
[0003]目前，廣泛使用的由車架、前叉、前后車輪、車把、車座構(gòu)成的自行車都是鏈傳動的，它有一個和曲柄焊接在一起的圓形的鏈輪，通過騎車人蹬動曲柄上的腳蹬使曲柄帶動圓形鏈輪繞車架中心軸正向旋轉(zhuǎn)，通過鏈條帶動后車輪軸處的飛輪旋轉(zhuǎn)推動自行車前進(jìn)。由于鏈輪和飛輪都是圓形的，當(dāng)鏈輪和飛輪的直徑確定之后它們的傳動速比是固定的。將大小不同的圓形鏈輪同心的疊放在一起，用不同直徑的鏈輪帶動相同或不同直徑的飛輪(當(dāng)飛輪為大小不同的多個時，也應(yīng)當(dāng)同心的疊放)來獲得不同的傳動速比，這就是現(xiàn)有的調(diào)速自行車。這種調(diào)速自行車結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，且使用過程故障較多。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有的調(diào)速自行車結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，且使用過程故障較多的缺點，本實用新型提供了一種用橢圓形鏈輪進(jìn)行兩檔調(diào)速的自行車。該自行車?yán)脵E圓形鏈輪用長半軸附近區(qū)域的齒牙撥動鏈條可以比用短半軸附近區(qū)域的齒牙撥動鏈條獲得更高的傳動速比這一特點，獲得高低兩種傳動速比。該種用橢圓鏈輪進(jìn)行兩檔調(diào)速的自行車結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、運行可靠。
[0006]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:將自行車的鏈輪設(shè)計成橢圓形(保持飛輪為圓形)，通過控制用橢圓形鏈輪長半軸附近區(qū)域的齒牙撥動鏈條帶動飛輪旋轉(zhuǎn)還是用短半軸附近區(qū)域的齒牙撥動鏈條帶動飛輪旋轉(zhuǎn)，獲得不同的傳動速比來推動自行車前進(jìn)，以此來實現(xiàn)自行車的兩檔調(diào)速。用腳踏動曲柄上的腳蹬使自行車前進(jìn)，只有當(dāng)一只曲柄在中心軸的前方，且和中心軸正上方成45?135°角時，撥動鏈條的鏈輪齒牙區(qū)段才是鏈輪的主要出力段(鏈輪才有較大的力傳給鏈條)。也就是說在我們踏動腳蹬使曲柄帶動鏈輪正向旋轉(zhuǎn)一周的過程，也只有曲柄轉(zhuǎn)過90°角時的那兩段撥動鏈條的鏈輪的齒牙區(qū)段是主要出力段。因此，對于橢圓形鏈輪的自行車可以采用讓橢圓形鏈輪的短半軸附近的齒牙區(qū)域做主要的出力段或是選取橢圓形鏈輪的長半軸附近的齒牙區(qū)域做主要出力段的方法，來獲得高低兩個不同的傳動速比。當(dāng)曲柄在橢圓鏈輪短半軸方向帶動鏈輪旋轉(zhuǎn)時，橢圓形鏈輪長半軸附近的齒牙區(qū)域為主要出力段，此時獲得較大的傳動速比。當(dāng)曲柄在橢圓鏈輪長半軸方向帶動鏈輪旋轉(zhuǎn)時，橢圓形鏈輪短半軸附近的齒牙區(qū)域為主要出力段，此時獲得較小的傳動速比。為了達(dá)到按要求調(diào)整自行車傳動速比的目的，將橢圓形鏈輪與曲柄分離設(shè)置，使橢圓形鏈輪和曲柄可以分別繞中心軸旋轉(zhuǎn)。在橢圓形鏈輪每個長、短半軸方向各設(shè)置一個撥孔，使各撥孔對于橢圓形鏈輪的中心旋轉(zhuǎn)對稱分布。在曲柄面向橢圓形鏈輪一側(cè)設(shè)置一個通過鉸鏈固定在曲柄上的棘爪和一端用螺栓固定在曲柄上的棘爪復(fù)位彈簧。棘爪到中心軸的距離與撥孔到鏈輪中心的距離相等，以便能使棘爪插入撥孔之內(nèi)。當(dāng)曲柄正向旋轉(zhuǎn)時，插入撥孔的棘爪前端面和撥孔的前端面貼合帶動橢圓形鏈輪正向旋轉(zhuǎn)，并推動自行車前進(jìn)。當(dāng)曲柄逆向旋轉(zhuǎn)時，插入撥孔的棘爪將旋轉(zhuǎn)一個角度迫使棘爪復(fù)位彈簧變形并從撥孔滑出沿橢圓形鏈輪表面滑動，隨后在棘爪復(fù)位彈簧復(fù)位力的作用下插入另一個撥孔，以實現(xiàn)換擋操作。撥孔的前端面是一個和橢圓形鏈輪表面垂直的平面。棘爪的前端面為橢圓形鏈輪正向旋轉(zhuǎn)，棘爪插入撥孔時能和撥孔前端面貼合的平面。為了保證當(dāng)曲柄逆向旋轉(zhuǎn)時插入撥孔的棘爪能順利地從撥孔滑出，棘爪的后端面加工成坡形或弧形。為了增加曲柄用棘爪撥動橢圓形鏈輪的平穩(wěn)性和可靠性，可以在曲柄中心軸孔的另一端設(shè)置的曲柄延長臂，并在曲柄延長臂面向橢圓形鏈輪一側(cè)設(shè)置一個通過鉸鏈固定在曲柄延長臂上的棘爪和一端用螺栓固定在曲柄延長臂上的棘爪復(fù)位彈簧。在曲柄延長臂上設(shè)置的棘爪、鉸鏈、棘爪復(fù)位彈簧和螺栓，應(yīng)當(dāng)和在曲柄上設(shè)置的棘爪、鉸鏈、棘爪復(fù)位彈簧和螺栓對于曲柄軸孔中心線成軸對稱。當(dāng)曲柄上帶有延長臂時，正向踏動曲柄時，將有兩個棘爪撥動橢圓形鏈輪上的兩個撥孔使橢圓形鏈輪正向旋轉(zhuǎn)。
[0007]本實用新型的有益效果是，這種用橢圓形鏈輪實現(xiàn)了兩檔調(diào)速的新型自行車，正向蹬動腳蹬使曲柄帶動橢圓形鏈輪正向旋轉(zhuǎn)時自行車向前行駛，當(dāng)逆向蹬動腳蹬使曲柄帶動橢圓形鏈輪逆向旋轉(zhuǎn)90°角時則可以進(jìn)行換擋調(diào)速。它結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，造價低廉，使用方便可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0009]圖1是本實用新型用橢圓鏈輪進(jìn)行兩檔調(diào)速的自行車的整體構(gòu)造圖。
[0010]圖2是第一實施例，曲柄不帶延長臂時，圖1的A-A剖視放大圖。
[0011]圖3是第二實施例，靠近橢圓形鏈輪的曲柄帶有延長臂時，圖1的A-A剖視放大圖。
[0012]圖4是圖2、圖3當(dāng)曲柄正向旋轉(zhuǎn)，棘爪撥動橢圓形鏈輪時，B-B剖面轉(zhuǎn)向放大圖。
[0013]圖5是圖2、圖3當(dāng)曲柄逆向旋轉(zhuǎn)，棘爪脫出橢圓形鏈輪撥孔時，B-B剖面轉(zhuǎn)向放大圖。
[0014]圖中:1.前叉，2.車輪，3.車把，4.車架，5.車座，6.飛輪，7.鏈條，8.橢圓形鏈輪，9.腳瞪，10.中心軸，11.撥孔，Ila.撥孔前端面，12.曲柄，13.軸擋，14.棘爪，14a.棘爪前端面，14.棘爪后端面，15.鉸鏈，16.棘爪復(fù)位彈簧，17.螺栓，18.曲柄延長臂。
【具體實施方式】
[0015]圖中，分離設(shè)置的橢圓形鏈輪⑶和曲柄(12)能分別繞中心軸(10)旋轉(zhuǎn)。在橢圓形鏈輪(8)上均勻分布4個切斷了橢圓形鏈輪(8)長、短半軸，且距橢圓中心相等的撥孔(11)。棘爪(14)通過鉸鏈(15)固定在曲柄(12)上或者曲柄延長臂(18)面向橢圓形鏈輪(8)的一側(cè)，棘爪復(fù)位彈簧(16) —端用螺栓(17)固定在曲柄(12)或者曲柄延長臂(18)上。棘爪(14)到中心軸(10)的距離與撥孔(11)到橢圓形鏈輪⑶中心的距離相等，以便能使棘爪(14)插入撥孔(11)之內(nèi)。當(dāng)曲柄(12)正向旋轉(zhuǎn)時，棘爪(14)插入撥孔(11)內(nèi)，且棘爪(14)的前端面(14a)和撥孔(11)的前端面(Ila)貼合，帶動橢圓形鏈輪⑶正向旋轉(zhuǎn)，并推動自行車前進(jìn)。當(dāng)曲柄(12)逆向旋轉(zhuǎn)時，插入撥孔(11)的棘爪(14)旋轉(zhuǎn)一個角度迫使棘爪復(fù)位彈簧(16)變形并從撥孔(11)滑出沿橢圓形鏈輪(8)表面滑動，隨后在棘爪復(fù)位彈簧(16)復(fù)位力的作用下插入另一個撥孔(11)完成換擋。撥孔(11)的前端面(Ila)是一個垂直橢圓形鏈輪(8)表面的平面，棘爪(14)的前端面(14a)為橢圓形鏈輪(8)正向旋轉(zhuǎn)，棘爪(14)插入撥孔(11)時能和撥孔(11)的前端面(Ila)貼合的平面。為了保證當(dāng)曲柄(12)逆向旋轉(zhuǎn)時插入撥孔(11)的棘爪(14)能順利地從撥孔(11)滑出，棘爪(14)的后端面(14b)加工成坡形或弧形。
[0016]在圖2所示實施例中，展示的是曲柄(12)沒有延長臂的用橢圓鏈輪進(jìn)行兩檔調(diào)速的自行車。圖2是該新型自行車橢圓形鏈輪(8)和曲柄(12)的配合情況，圖4、圖5分別為圖2B-B剖面在橢圓形鏈輪(8)正向旋轉(zhuǎn)時和橢圓形鏈輪(8)逆向旋轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)向放大的工作原理圖。棘爪(14)通過鉸鏈(15)固定在曲柄(12)靠近橢圓形鏈輪(8)的一側(cè)，棘爪復(fù)位彈簧(16) —端用螺栓(17)固定在曲柄(12)上。當(dāng)曲柄(12)正向旋轉(zhuǎn)時，棘爪(14)插入一個撥孔(11)內(nèi)，且棘爪(14)的前端面(14a)和撥孔(11)的前端面(Ila)貼合，帶動橢圓形鏈輪⑶正向旋轉(zhuǎn)，并推動自行車前進(jìn)。當(dāng)曲柄(12)逆向旋轉(zhuǎn)時，插入撥孔(11)的棘爪(14)旋轉(zhuǎn)一個角度迫使棘爪復(fù)位彈簧(16)變形，并從撥孔(11)滑出沿橢圓形鏈輪
(8)表面滑動，隨后在棘爪復(fù)位彈簧(16)的復(fù)位力作用下插入另一個撥孔(11)完成換擋。
[0017]在圖3所示實施例中，展示的是在靠近橢圓形鏈輪(8)的曲柄(12)中心軸孔的另一端設(shè)置曲柄延長臂(18)的用橢圓鏈輪進(jìn)行兩檔調(diào)速的自行車。圖3是該新型自行車橢圓形鏈輪(8)和曲柄(12)的配合情況，圖4、圖5分別為圖3B-B剖面在橢圓形鏈輪(8)正向旋轉(zhuǎn)時和橢圓形鏈輪⑶逆向旋轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)向放大的工作原理圖。在曲柄延長臂(18)面向橢圓形鏈輪(8) —側(cè)設(shè)置一個通過鉸鏈(15)固定在曲柄延長臂(18)上的棘爪(14)和一端用螺栓(17)固定在曲柄延長臂(18)上的棘爪復(fù)位彈簧(16)。在曲柄延長臂(18)上設(shè)置的棘爪(14)、鉸鏈(15)、棘爪復(fù)位彈簧(16)和螺栓(17)和在曲柄(12)上設(shè)置的棘爪(14)、鉸鏈(15)、棘爪復(fù)位彈簧(16)和螺栓(17)對于曲柄(12)軸孔中心線成軸對稱。在此種情況下，當(dāng)曲柄(12)正向旋轉(zhuǎn)時，設(shè)置在曲柄(12)和曲柄延長臂(18)上的兩個棘爪
(14)分別插入兩個撥孔(11)內(nèi)，且棘爪(14)的前端面(14a)和撥孔(11)的前端面(Ila)貼合，帶動橢圓形鏈輪(8)正向旋轉(zhuǎn)，并推動自行車前進(jìn)。當(dāng)曲柄(12)逆向旋轉(zhuǎn)時，插入撥孔(11)的兩個棘爪(14)均旋轉(zhuǎn)一個角度迫使各自棘爪復(fù)位彈簧(16)變形，并從各自配合的撥孔(11)滑出沿橢圓形鏈輪(8)表面滑動，隨后在各自棘爪復(fù)位彈簧(16)的復(fù)位力作用下插入另一對撥孔(11)完成換擋。
【權(quán)利要求】
1.用橢圓鏈輪進(jìn)行兩檔調(diào)速的自行車由前叉(I)、車輪(2)、車把(3)、車架(4)、車座(5)、飛輪(6)、鏈條(7)和鏈輪構(gòu)成，其特征是:橢圓形鏈輪(8)和曲柄(12)能分別繞中心軸(10)旋轉(zhuǎn)，在橢圓形鏈輪(8)每個長、短半軸方向各設(shè)置一個撥孔(11)，使各撥孔(11)對于橢圓形鏈輪⑶的中心旋轉(zhuǎn)對稱分布，棘爪(14)通過鉸鏈(15)固定在曲柄(12)面向橢圓形鏈輪(8)的一側(cè)，棘爪復(fù)位彈簧(16) —端用螺栓(17)固定在曲柄(12)上，棘爪(14)到中心軸(10)的距離與撥孔(11)到橢圓形鏈輪⑶中心的距離相等，撥孔(11)的前端面(Ila)是一個垂直橢圓形鏈輪⑶表面的平面，棘爪(14)的前端面(14a)為棘爪(14)插入撥孔(11)時能和撥孔(11)的前端面(Ila)貼合的平面，棘爪(14)的后端面(14b)加工成坡形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用橢圓鏈輪進(jìn)行兩檔調(diào)速的自行車，其特征是:在靠近橢圓形鏈輪(8)的曲柄(12)中心軸孔的另一端設(shè)置曲柄延長臂(18)，在曲柄延長臂(18)面向橢圓形鏈輪(8) —側(cè)設(shè)置一個通過鉸鏈(15)固定在曲柄延長臂(18)上的棘爪(14)和一端用螺栓(17)固定在曲柄延長臂(18)上的棘爪復(fù)位彈簧(16)，在曲柄延長臂(18)上設(shè)置的棘爪(14)、鉸鏈(15)、棘爪復(fù)位彈簧(16)和螺栓(17)和在曲柄(12)上設(shè)置的棘爪(14)、鉸鏈(15)、棘爪復(fù)位彈簧(16)和螺栓(17)對于曲柄(12)軸孔中心線成軸對稱。
【文檔編號】B62M9/08GK203528744SQ201320652449
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】潘昊楠 申請人:潘昊楠