專利名稱：可用于腳踏車的無級變速機構的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于搖桿傳動機構，是關于簡單無級變速傳動的構思和設計?？捎糜谀_踏車和其他類似的無級調(diào)速或無級變力傳動的簡單機械設備。
簡單機械的變速機構的種類繁多，其多數(shù)都是采取改變主動輪和被動輪的速比，對于腳踏車應有一個簡單價廉的變速器，以適應各種路面及載荷。并腳踏動作適合人的上下往復用力的動作習慣，避開現(xiàn)有腳踏車圓周腳踏運動力距零點。
為解決上述問題，中國專利公告號(CN2099075U)提出的杠桿式可伸縮腳踏，直接與后軸蕊間采用無回齒輪連結驅動，結構緊湊，腳踏動作適用人的自然習慣，無力距零點，傳遞效率高，具有無級變速特性，但杠桿伸縮腳踏實施伸縮操縱，很不方便。而且腳踏伸縮范圍內(nèi)，腳蹬位置各不相同，不可能全部都用力舒適，在必要時車子無法倒推。
公告號CN2124864U，由腳踏杠桿和隨擺杠桿組成無級變速機構，用于腳踏車上需通過傳動軸和兩組(七個)傘形齒輪驅動，具有無極變速性能和倒車功能，操作也方便，但傘形齒輪使車子成本增高，而且傳動過程長，車架彈性在傳動過程中積累，損失一定的效率。
本實用新型的目的是提供一種結構簡單、有較大的變速范圍和承載力力效高的無級變速傳動機構，還應具有能倒正改變輸出旋向的功能，以適應價格底的簡單機械設備。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的用往復搖擺的搖桿，通過一個可沿搖桿移動的鉸接件驅動連桿往復運動，連桿的一端與鉸接件鉸接，另一端鉸接超越離合器。搖桿以同樣的角速度擺動時，鉸接件沿搖桿移到不同位置，其和連桿會有不同的線速度，超越離合器就有不同的轉速；鉸接件在連桿上是無極位移定位，固此該機構輸出的速度能無極變化。搖桿桿向可是直的，也可以成超越離合器的漸開線形狀，搖桿截面形狀用方、圓、扁等皆可。該無極變速傳動機構應該是兩套相同對稱組合實施，兩套交替驅動，可使輸出旋轉作用力連續(xù)高效，無力距零點。
超越離合器是能改變離合方向－－輸出旋轉能倒正的，超越離合器外面是桶形的外圈，外圈內(nèi)壁是兩圈齒向相反的鋸形牙，外圈通過軸承支撐在棘爪架上，棘爪架上也是厚壁的管桶，有兩圈與鋸形牙對應的棘爪，每一棘爪中間有一小孔，用小輪裝在棘爪架上，棘爪架的內(nèi)外圓分別凸露著棘爪的兩端，棘爪外端與鋸形齒嚙合，每一圈棘爪的內(nèi)端都可與棘爪架內(nèi)部的一套圈作用，受作用的一圈棘爪外端與對應的鋸形齒脫開；另一圈不與套圈作用，其外端就與鋸形齒嚙合，外圈與棘爪架就能相互傳遞該棘爪作用方向的扭力，兩周鋸形齒(及對應的棘爪)作用方向相反，超越離合器有倒或正兩種旋向的輸出。
本機構具有公告號CN2124864U全部功能，其結構是對CN2124864U的簡化；具有力效高。可無級變速輸出旋轉方向可變換的功能，并且有較大的變速范圍和承載能力，沒有齒輪等其他精密構件，結構簡單，制造容易，用于腳踏車特別是三輪車，車子可倒推和倒騎。
實用新型的具體結構由以下實施例和附圖給示。
圖1、搖桿的傳動原理圖；圖2、兩種形狀搖桿的鉸接件構圖圖3、超越離合器結構圖(用于腳踏三輪車時)圖4、超越離合器截面圖圖5、搖桿無級變速機構在腳踏三輪車上實施圖
以下結合附圖祥細說明依據(jù)本實用新型提示的具休機構施于腳踏三輪車的細節(jié)及動作情況。
該無級變速機構包括由一個搖桿(1)、一連桿(2)、一個超越離合器(3)、搖桿(1)與連桿(2)的鉸接件(4)組成，
圖1中示。
圖1中的搖桿(1)與其下端的軸是一體，軸是管軸，搖桿(1)朝著連桿(2)的一側開有拉筋線槽，滑套(44)與其兩端的鎖片(41)、(42)都套穿在搖桿(1)上，兩鎖片背著連桿(2)的端由拉簧(6)相互拉著，圖2中，兩鎖片(41)、(42)因中間與滑套(44)端面作用，及拉簧(6)的拉力，鎖片朝著連桿的端向外分開，此分開端各連一根拉筋線，拉筋線順在拉筋線槽內(nèi)，兩鎖片(41)、(42)的拉筋線都相向而引，遠搖桿管軸的鎖片(41)，其拉筋線直接引向搖桿的管軸，由管軸端的小滑輪(71)引到管軸孔內(nèi)，近軸的鎖片(42)的拉筋線引向搖桿的遠軸端，經(jīng)搖桿遠軸端的小滑輪(5)返回引到搖桿管軸，由管軸端的小滑輪(72)引入管軸孔內(nèi)，兩拉筋線由管軸孔的另一端引出，由操縱桿控制。
搖桿截面和形狀也可以是“P”形，搖桿狀如角鐵，如圖(2)，“P”形搖桿(21)，其上套有鉸接件是半封閉的滑套(22)，狀如“U”形，開口處裝一滑輪(23)，滑套(22)內(nèi)設兩偏心鎖塊(24)、(25)，兩偏心鎖塊(24)(25)之間用拉簧向中間拉緊，與滑輪(23)夾住“P”搖桿，使“U”形滑套(22)在“P”形搖桿(21)上定位，偏心鎖塊的偏心端各連一根拉筋線，拉筋線順在“P”形搖桿的凹缺處，近搖桿管軸的偏心鎖塊(25)的拉筋線直接引到管軸端，由管軸端的小滑輪(71)引入管軸孔內(nèi)，遠搖桿軸的鎖塊(24)拉筋線引向遠軸搖桿端，經(jīng)小滑輪(5)返回到管軸端的小滑輪(72)導入孔內(nèi)，兩拉筋線從管軸孔另一端引到操縱裝置。
圖5示、本無級變速傳動機構用到腳踏三輪車上實施圖，其連桿(2)采用鏈條，鏈條規(guī)格可比自行車大些，踏板(10)與搖桿(1)做成一體或固定在一起，兩側各一套，分別通過滑套(44)與鏈條聯(lián)結，兩側鏈條向后繞掛著車子兩側超越離合器上的鏈輪。鏈條繞鏈輪后返回向前，用一段軟繩索在中間把兩側鏈條聯(lián)結起來，軟繩索繞掛在兩滑輪(8)上。
踏動一側踏板(10)帶動搖桿(1)，通過滑套(44)向前拉動鏈條(2)鏈條(2)拉動該側鏈輪及超越離合器(3)正轉，再通過軟繩索經(jīng)滑輪(8)拉動對側鏈條、鏈輪及超越離合器反轉。同時對側搖桿受拉踏板抬起，同理踏動對側，兩側交替可連續(xù)驅動。
超越離合器的結構如圖(3)(4)所示，外圈(31)可與聯(lián)桿(2)鉸接，在連桿(2)為鏈條時，外圈(31)外圓有鏈輪對應，外圈(31)內(nèi)有兩圈齒向相反的鋸形牙，外圈(31)通過軸承裝在棘爪架(33)上，棘爪架(33)是厚壁管，棘爪架(33)通過軸承裝在支撐軸(37)上，支承軸(37)是空心軸管，固定在車架上(定軸，不轉動)，棘爪架(33)可在其上自由旋轉，棘架(33)上裝有兩圈棘爪(32)，每個棘爪中間都有一小孔，經(jīng)小軸(34)裝在棘爪架(33)上，棘爪(32)兩端凸露出棘爪架(33)的內(nèi)外圓，棘爪(32)由拉簧作用外端可與外圈(31)的兩圈鋸形牙嚙合，棘爪架(33)孔內(nèi)有一套圈架(36)，套圈架(36)的兩端有肩臺和卡簧，使得套圈架(36)上的套圈(35)只可以相對套圈架(36)轉動，但不能相對套圈架軸向移動，套圈架徑向穿有一銷軸(38)，銷軸(38)穿過支承軸管(37)的徑向透、軸向長的銷槽(39)內(nèi)，使得套圈架(36)在空心軸管(37)上不能轉動，但可軸向移動。套圈(35)隨套圈架(36)軸向移動，能和任一圈棘爪的內(nèi)端相抵觸，而與另一圈棘爪的內(nèi)端離開，使一圈棘爪的外端脫開對應的鋸形牙，而另一圈與外圈(31)的鋸形牙嚙合，使超越離合器(3)輸出的旋轉方向可倒正改變。此超越離合器(3)用于腳踏車是兩側各一，對稱安裝，兩側超越離合器(3)內(nèi)的銷軸(38)用一拉桿相連結，用操縱裝置控制此拉桿軸向移動，可帶動兩側超越離合器(3)內(nèi)的套圈架(36)套圈35軸向移動，控制兩側超越離合器(3)同時正轉(或倒轉)。
超越離合器(3)內(nèi)的每圈鋸形牙數(shù)與對應的一圈棘爪個數(shù)應沒有公約數(shù)，使棘爪與鋸形牙相對轉動時嚙合的機率增加，本設計參考為鋸形牙數(shù)21牙，棘爪4個。
權利要求1.一種無級調(diào)速傳動機構包括搖桿(1)、連桿(2)、超越離合器(3)，其特征在于搖桿(1)與連桿(2)是通過鉸接件(4)聯(lián)結，通過操縱機構可使該鉸接件(4)沿搖桿(1)移動，在無操縱作用時，鉸接件(4)能在搖桿(1)上自鎖定位。
2.根據(jù)權利要求1所述的機構，其特征在于搖桿(1)的截面為橢圓，其向連桿(2)方向的側面有順搖桿的凹槽，鉸接件(4)是可穿套在搖桿(1)上的滑套(44)和滑套(44)兩端的兩鎖片(41)(42)，兩鎖片(41)(42)背連桿(2)方向的端由拉簧(6)相互拉著，由于拉簧(6)的作用，兩鎖片(41)(42)朝連桿方向的端趨于分開翹起，此翹起端連著拉筋線，兩鎖片(41)(42)的拉筋線相向而引順在搖桿(1)的凹槽內(nèi)，遠搖桿(1)軸的鎖片(41)，其拉筋線直接引到搖桿(1)的軸端，經(jīng)軸端滑輪71引給操縱機構近搖桿(1)軸的鎖片(42)，其拉筋線向遠搖桿(1)軸的一端引去，經(jīng)搖桿(1)此端的小滑輪(5)返回到搖桿(1)的軸端，由軸端的滑輪(72)引到操縱機構。
3.根據(jù)權利要求1，2所述的機構，其特征在于橢圓截面的搖桿(1)，可用“P”形截面的搖桿(21)代替，滑套(44)由半封閉“U”形滑套(22)代替，“U”形滑套(22)開口內(nèi)裝一滑輪(23)，“U”形滑套(22)套在“P”形截面的搖桿(21)上，滑輪(23)可沿“P”搖桿(21)滾動，該“U”形滑套(22)內(nèi)裝兩偏心鎖塊(24)(25)，兩偏心鎖塊(24)(25)之間用拉簧相互拉緊，偏心鎖塊的偏心端各聯(lián)一拉筋線，拉筋線經(jīng)過滑輪(5)(71)(72)聯(lián)結操縱裝置。
4.根據(jù)權利要求1所述的機構，其特征在于連桿(2)是鏈條超越離合器對應聯(lián)結用鏈輪。
5.根據(jù)權利要求1所述的機構，其特征在于連桿(2)可以是軟繩鎖超越離合器對應用槽輪聯(lián)結。
6.根據(jù)權利要求1所述的機構，其特征在于超越離合器應為可控倒正的雙向超越離合。
7.根據(jù)權利要求1、6所述的機構，其特征在于其是由下述零件構成。a、外圈(31)是一短管，其內(nèi)圈有兩圈齒向相反的棘輪鋸形牙，其外圈與連桿(2)鉸接承擔輸入力距，也可鉸接被動件輸出力距；b、棘爪(32)是與兩圈棘輪鋸形牙對應作用的兩圈特制棘爪，此棘爪中間有孔，用小軸裝在棘爪架(33)上，其下有彈簧驅使其與鋸形牙嚙合；c、棘爪架(33)厚壁管，棘爪(32)裝在其上，與外圈(31)分別承擔輸出和輸入力距；d、棘輪軸承(30)由兩槽滾珠與檔組成，支承外圈(31)在棘爪架(33)上轉動。e、套圈(35)外圓呈鼓形，能與棘爪(32)抵觸，使棘爪只能單圈與鋸形牙作用；f、套圈架(36)其外圓一端有盲臺，一端裝卡簧，中間徑向裝有銷軸(38)，套圈(35)裝在其上，套圈(35)只能相對其轉動，不能相對其軸向移動，此套圈架(36)與套圈(35)一起能軸向移動轉換對兩圈棘爪(32)的抵觸作用；g、中心軸管(37)通過軸承(40)架著棘爪架(36)，是超越離合器(3)的支承軸，該中心軸管(37)上開有徑向透，軸向長的銷槽(39)，套圈架(36)上的銷軸(38)穿過此銷槽(39)；h、銷軸(38)徑向穿在套圈架(36)上穿過軸管(37)的透徑銷槽(39)裝在軸管(37)的拉桿上。
8.根據(jù)權利要求1或2，4或5、6所述的機構，其特征在于由搖桿(1)、連桿(2)、超越離合器(3)及鉸接件(4)組成的無級傳動機構是對應兩套，相互對稱聯(lián)結實施，兩套交替輸出動力。
專利摘要本實用新型屬于搖桿傳動機構，是關于簡單無級變速傳動的構思和設計，包括搖桿(1)、連桿(2)、超越離合器(3)和聯(lián)結連桿(2)與搖桿(1)的鉸接件(4)，鉸接件(4)可沿搖桿(1)移動，使搖桿(1)通過鉸接件(4)驅動連桿(2)的傳動速比可無級改變，超越離合器(3)相對有無級變化的轉速。超越離合器是雙向超越離合，正反轉可控。操縱簡便，結構簡單，制造容易，用于腳踏車，其載重量大，腳踏力效高，特別適合爬坡和農(nóng)田行駛，是理想的農(nóng)家運輸工具。本機構也可用于其它簡單傳動機械設備。
文檔編號B62M1/24GK2166072SQ9321700
公開日1994年5月25日 申請日期1993年6月30日 優(yōu)先權日1993年6月30日
發(fā)明者王積正 申請人:王積正