專利名稱：桿杠傳動自行車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用省力杠桿原理制造的自行車。
已知目前自行車都是用腳踩腳踏板，轉(zhuǎn)動腳踏臂帶動大鏈輪，再通過鏈條傳動裝在后車輪軸上的小鏈輪和棘輪機構(gòu)，驅(qū)動后車輪向前滾動，自行車向前行駛。根據(jù)杠桿原理公式重量×重臂＝力×力臂，實質(zhì)上目前自行車的鏈傳動也是根椐杠桿原理制造的，一組杠桿由腳踏臂(力臂)，腳踩腳踏板登力(力)，中軸(支點)，大鏈輪半徑(重臂)，大鏈輪與鏈條緊邊的反作用力(重量)組成；另一組杠桿力臂是小鏈輪半徑，力是大鏈輪轉(zhuǎn)動帶動鏈條拉動小鏈輪轉(zhuǎn)動的拉力，后輪軸可視為帶重量的轉(zhuǎn)動中心，如果把重量、氣候、道路等客觀因素除外，一輛自行車的腳登力大小和速度快慢只和車輪半徑與腳踏臂長度的比例以及傳動比的大小有關(guān)。由于受自行車鏈傳動本身結(jié)構(gòu)(前進(jìn)方式的鏈傳動要求兩鏈輪間鏈條的緊邊要保持水平，兩鏈輪中心距不能過大，這樣傳力損失才最小，故中軸的位置只能固定在目前自行車位置上才最合適)和人的腳登力的限制，所以，目前的自行車不可能把腳踏臂造得更長和把傳動比減得更??；同時，根據(jù)鏈傳動的運動分析可知，鏈條和鏈輪嚙合傳動時，可看成是將鏈條繞在多邊形的鏈輪上，即使主動鏈輪的轉(zhuǎn)速(或角速度ω1)為常數(shù)，瞬時鏈速，從動鏈輪的角速度ω2和相應(yīng)的傳動比都將是周期性變化的。當(dāng)鏈節(jié)進(jìn)入主動鏈輪時，其鉸鏈的位置總是隨著鏈輪的轉(zhuǎn)動而不斷變化的。若主動鏈輪的角速度ω1為常數(shù)時，其節(jié)圓周速度υ1也是常數(shù)。節(jié)圓周速度在水平方向的分速度為υ’＝υ1cosβ，它是瞬時的鏈速，使從動鏈輪轉(zhuǎn)動，另外重直方向的分速度為ω1sinβ，它使鏈條作忽上忽下的運動，所以鏈條的上下運動速度也在變化。由于β角是在最小與最大的鏈速之間變化，由此可知，鏈速υ1是作由小到大，又由大到小的變化，且每轉(zhuǎn)過一個鏈節(jié)要重復(fù)變化一次，即鏈速作周期的變化，因而給鏈傳動帶來運動的不均勻性，并引起附加的動載荷。鏈條節(jié)距越大和鏈輪的齒數(shù)越小(即β角越大)以及角速度越高時，運動的不均勻性和動載荷就越大。此外，鏈傳動工作時緊邊和松邊所受的拉力是不同的。如果不考慮動載荷，則緊邊拉力等于工作拉力、鏈條離心力所產(chǎn)生的離心拉力和鏈條下垂的懸垂拉力之和；松邊也有離心拉力和懸垂拉力之和拉力。由于一般情況下自行車鏈速不是很高，離心拉力不大，可急略不計，由此從鏈傳動查表可知鏈條作用在軸上的力Q可按下列公式取近似值Q＝(1.2～1.3)FN。由于自行車是由人登動在道路上行駛，屬于有沖擊和振動的傳動，Q應(yīng)取大值。式中F是鏈條工作拉力，查表可得計算公式F＝1000P/υ(式中υ-鏈速，P-人的登力)，換算后P＝F.υ/1000＝[(Q/1.3)·V]/1000N，從上式中不難看出，腳登力通過鏈輪鏈條的各種損耗后(公式中的系數(shù))，最后傳動后輪軸上驅(qū)動車輪前進(jìn)的作用力已經(jīng)損失不少，如果減少了這些損失的力，同樣的腳登力作用在后輪軸上的力將大得多。另外，腳登腳踏板是繞中軸轉(zhuǎn)動的，根據(jù)物理學(xué)知道，物體做圓周運動，其線速度方向時刻在改變，假設(shè)力的大小不變，而腳踏板作力點，大小鏈輪接觸鏈條上的作力點也是不變的，根據(jù)力的三要素(力的大小、方向和作用點)中任何一個發(fā)生改變，都會改變力對物體的作用效果，反過來必然影響登力的大小。
綜上所述，目前自行車存在著要加長腳踏臂和減少傳動比，受到自行車結(jié)構(gòu)和人腳登力的限制，以及人的腳登力經(jīng)過鏈傳動后有較大損失，沒有得到更好利用，使得人騎登自行車不夠輕快，且速度較慢，特別是上坡或頂風(fēng)時騎行更加困難的缺陷。
為了解決自行車速度慢的問題，出現(xiàn)了在自行車上安裝加快軸、快速器和變速車等，雖然能提高車速，但同時也增加了人的登力，沒有從人登自行車省力上來解決速度問題，即不增加登力而使速度提高，或減少登力也能達(dá)到相相同速度的問題。
本發(fā)明的目的是提供一種可加長力臂的省力杠桿，將腳登力通過杠桿傳動機構(gòu)直接傳動到自行車驅(qū)動軸上，來取代目前自行車的鏈傳動機構(gòu)的杠桿傳動自行車，以提高力的有效利用，使其騎自行車在同等速度下能省力，在不增加力的情況下速度可以變得更快，特別是在上坡或頂風(fēng)騎行時，比目前自行車更省力，速度更快。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，根據(jù)杠桿原理，重物的重量乘以重點到支點的距離(重臂)，一定等于所使用的力乘以力點到支點的距離(力臂)。本發(fā)明的杠桿傳動自行車，就是依據(jù)這一原理，用省力杠桿壓動后車輪軸來取代目前自行車的鏈輪傳動后車輪軸。即在自行車中軸軸承座上焊接換上一根向后伸的基礎(chǔ)圓梁，這根基礎(chǔ)圓梁的后端再分成左右兩根基礎(chǔ)扁梁，兩根基礎(chǔ)扁梁經(jīng)過后車輪軸的中心線，將車輪等距夾在中間，直伸向后車輪的后部，這三段連于一體的基礎(chǔ)梁中心線在一個平面上且互相平行，后車輪軸(重點)用軸承固定在左右兩根基礎(chǔ)扁梁的中部適當(dāng)位置上；在中軸(曲軸)軸承座上固定安裝曲柄杠桿機構(gòu)，曲軸通過本身的軸承頸支承在軸承座上，在兩端偏離曲軸中心線且等距垂直反向?qū)ΨQ固定安裝兩根曲柄臂，其長度(曲軸中心線到腳踏板軸中心線距離)比目前自行車腳踏臂稍長(目前自行車26″為165mm，28″為180mm)，兩根曲柄臂的端頭各裝一根腳踏板軸，其外側(cè)安裝腳踏板，兩根腳踏板軸的里側(cè)分別與左右兩根杠桿的前端(力點)用軸承相聯(lián)，兩根杠桿的后端分別穿過一對固定于左右兩根基礎(chǔ)扁梁后端頭上的特殊支點軸承(支點)，該兩根杠桿既可以在支點(軸承)上分別作上下擺動，又可以作前后滑動。當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)動時，分別連接在兩根腳踏板軸上的杠桿前端頭(力點)也隨之作圓周轉(zhuǎn)動，由于杠桿后端穿過的支點軸承(支點)位置是固定不動的，杠桿的后部就只能在支點上作上下擺動和前后滑動?？梢钥闯龈軛U的運動軌跡始終是力點繞曲軸以曲柄臂為半徑轉(zhuǎn)動形成的一個圓和杠桿在支點上作上下擺動形成的三角形構(gòu)成的一個扇形。把曲柄臂繞曲軸轉(zhuǎn)動的圓心和杠桿支點中心用直線連接起來(也就是基礎(chǔ)圓梁和左右基礎(chǔ)扁梁)與杠桿本身就形成一個三角形，無論曲柄臂轉(zhuǎn)到什么位置，在這個三角形內(nèi)作平行于曲柄臂的平行線，相切的三角形其對應(yīng)的三個角始終是相等的，根據(jù)相似三角形定義可知這兩個三個形是相似三角形，相似三角形對應(yīng)邊必然減比例。這就是說當(dāng)以這兩個相似三角形的頂角為支點，以兩條共同邊的其中一條短邊為中心線(左右兩根基礎(chǔ)扁梁及其延伸至曲軸兩端左右曲柄臂的直線)，在中心線上以曲軸為圓心，曲柄臂為半徑轉(zhuǎn)動到曲柄臂垂直于杠桿時，杠桿就成了這個轉(zhuǎn)動圓的切線，那么平行于曲柄臂的切線也必然垂直于杠桿，如以后車輪軸為圓心，從圓心到杠桿的相交垂點為半徑作的圓，杠桿也是該圓的切線。所以不管曲柄臂轉(zhuǎn)到什么位置，以后車輪軸為圓心，從圓心到垂點距離為半徑也會相應(yīng)平行一致轉(zhuǎn)動到相似圓的對應(yīng)位置。根據(jù)這一理論，從后車輪軸左右兩端各固定安裝一根平行于左右曲柄臂的長短大小相同方向相反的左右后車輪軸臂，左右后車輪軸臂加上其上的壓動滾輪的長度等于剛好接觸到左右杠桿的垂點，使杠桿上下擺動時始終壓在后車輪軸臂的壓動滾輪上。當(dāng)曲軸向前轉(zhuǎn)動時，曲柄臂就帶動杠桿力點隨之轉(zhuǎn)動，杠桿就壓動后車輪軸臂向前轉(zhuǎn)動，從而帶動后車輪軸轉(zhuǎn)動，就像人騎自行車兩腳登動腳踏板一樣，傳動后車輪轉(zhuǎn)動，自行車向前行駛。
為了提高車速，在后車輪軸的右扁支撐斜梁和右基礎(chǔ)扁梁上安裝小變速器，后車輪軸上的常嚙主動齒輪和變速器的主動軸上的常嚙從動齒輪，是永久嚙合的，常嚙從動齒輪花鍵副軸上分別套一、二檔主動齒輪，一二檔從動齒輪和后車輪軸導(dǎo)軸(一體)用軸承活套于后車輪軸上；為了縮小齒輪尺寸，減輕重量，把目前裝于小鏈輪上的棘輪機構(gòu)，從小鏈輪內(nèi)移出，把內(nèi)棘輪改為外棘輪，制在后車輪軸套軸上，與一二檔從動齒輪同為一剛體，棘爪裝于后車輪中央支承套軸內(nèi)，在其上安裝輻條和后車輪，使棘輪齒與棘爪很好配合。前進(jìn)時，通過棘爪的作用使車輪向前轉(zhuǎn)動，自行車向前行駛；當(dāng)人需要歇腳減速和休息或下坡不登腳踏板時，自行車在慣性的作用下，車輪即超越齒輪和車輪軸轉(zhuǎn)動，此時，棘爪就不起作用而在棘輪背上不斷滑過，自行車照常行駛。
本發(fā)明寫明了杠桿傳動自行車的結(jié)構(gòu)特點，為了便于與目前鏈輪傳動自行車比較，假設(shè)它的腳踏臂轉(zhuǎn)動軌跡和小鏈輪是兩個圓，以兩個大小圓的圓心(中軸和后車輪中心線上)連線為中心線，用一條直線相切這兩圓并相交于中心線，分別把大小圓的切點與圓心相連，就形成在一個三角形內(nèi)，有同一頂角，兩條底邊平行且垂直于同一邊的兩個直角三角形，這兩個直角三角形的兩條底邊就分別是腳踏臂長度和小鏈輪的半徑，根據(jù)相似三角形的定義可知這兩個直角三角形是相似直角三角形。這與前面證明的杠桿軌跡形成的相似大小兩個直角三角形是一樣的，根據(jù)相似三角形對應(yīng)邊成此例的定義，以相同直徑車輪為例，假設(shè)本發(fā)明的曲柄臂與目前自行車的腳踏臂長度相等，那么后車輪軸臂就必然和小鏈輪半徑相等，目前自行車腳踏臂長度與小鏈輪半徑之比也必然等于杠桿力臂與重臂之比(相似直角三角形斜邊之比)，其省力是一樣的(力臂大于重臂幾倍，則省力幾倍)。若傳動比也相等(i＝小鏈輪齒數(shù)/大鏈輪齒數(shù)＝小齒輪齒數(shù)/大齒輪齒數(shù))，其車速也應(yīng)該相同。本發(fā)明的優(yōu)點及積極效果在于①力是通過杠桿直接傳遞到齒輪上的(杠桿省力，齒輪增速)，如前所述杠桿齒輪傳動比鏈條鏈輪傳動效率高，力的損耗小，故杠桿齒輪傳動比鏈條鏈輪傳動省力；②本發(fā)明當(dāng)力作用曲柄臂向前轉(zhuǎn)動時，力點隨之轉(zhuǎn)動，杠桿(力臂)不斷變長，杠桿作用在后車輪軸臂(重點)上的力也使后車輪軸臂和后車輪軸隨之轉(zhuǎn)動，重臂也隨之變長，由于是一個三角形中的兩個相似三角形的相同變化，力臂和重臂的長短變化始終是成比例的(比值不變)，因曲柄臂與后車輪軸臂是平行的轉(zhuǎn)動其方向和速度是一致的，故作用在力點和重點的力的方向、速度和角度變化始終是一致的，力點上作用力大外變化與后車輪軸臂(重點)所增加的作用力的大小變化也是一致的；而鏈傳動時大小鏈輪上力的作用點和方向是始終不變的，當(dāng)腳踏臂轉(zhuǎn)動時，雖力的作用點沒有變，但力的方向和作用力角度都在不斷改變，反過來必然影響登力的大小，因此，在相同登力，相同腳踏臂和曲柄臂情況下，鏈輪傳遞的最大力也不會超過杠桿傳動的作用力，故本發(fā)明比目前自行車鏈傳動傳遞的力要大；③本發(fā)明不受鏈傳動的限制，可適當(dāng)加長曲柄臂(腳踏臂)，增加了杠桿的力臂，縮短了與車輪半徑的比例，故可以省力。由于本發(fā)明比目前自行車能省力，就可以制造成兩速或多速自行車，第一速(一檔)與目前自行車傳動比(多數(shù)26″車傳動比為0.33)相同，由于省力騎起來就比較輕快，特別是上坡或頂風(fēng)騎行時，沒有目前自行車那樣費勁，而且車速還快；第二速傳動比更小，在較好路面上換上第二檔騎行，其速度更快。
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步祥細(xì)的說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的杠桿傳動自行車主視示意圖和本發(fā)明關(guān)鍵部位俯視示意圖。
圖2是圖1中本發(fā)明的關(guān)鍵部位主視圖和其中兩個部位的局部左視剖視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的杠桿傳動三輪車主視示意圖和本發(fā)明關(guān)鍵部位俯視示意圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的杠桿傳動電動自行車的主視示意圖和本發(fā)明關(guān)鍵部位俯視示意圖。
實施例1杠桿傳動自行車(無鍵自行車)圖1所描述的26″杠桿傳動自行車包括固定結(jié)構(gòu)和運動結(jié)構(gòu)兩部份。固定結(jié)構(gòu)由前叉(1)、圓橫梁(2)(比目前自行車加長30mm)、前圓斜梁(3)、后圓斜梁(9)、曲軸(中軸)軸承座(7)(將目前自行車中軸軸承座位置向上向前各移15mm)，基礎(chǔ)圓梁(10)前端焊接在前后圓斜梁(3)(9)交匯處曲軸軸承座(7)上，后端分開焊接左右兩根基礎(chǔ)扁梁(12)、這三根基礎(chǔ)梁的中心線要平行且在同一平面上，左右兩根基礎(chǔ)扁梁(12)將后車輪(30)夾在中間，并延伸通過后車輪軸(26)向上折彎后直伸向后車輪(30)的后邊，其端頭裝軸承固定架(27)的部位(杠桿(11)穿過支點軸承(29)的中點)彎曲度等于一個壓動滾輪(支點軸承(29)接觸面直徑，在左右兩根基礎(chǔ)扁梁(12)的后端頭部位上左右兩側(cè)各固定安裝一個軸承固定架(27)，在左右軸承固定架(27)上各裝上與自行車前進(jìn)方向一致能自由轉(zhuǎn)動的軸承架(28)，左右軸承架(28)內(nèi)各裝一對各有兩個軸線平行形狀完全相同、凹面相對并與杠桿(11)的接觸表面形狀一致，可以轉(zhuǎn)動和作滑動配合的支點軸承(29)(杠桿支點)，這左右兩個軸承架(28)的轉(zhuǎn)軸中心線到后車輪軸(26)中心線的距離可由設(shè)計的杠桿省力倍數(shù)除曲軸(8)中心線到后車輪軸(26)中心線的距離求得，左右兩根后車輪扁支撐斜梁(13)上端焊接于自行車車座下面圓橫梁(2)與后圓斜梁(9)的交匯處，下端與左右兩根基礎(chǔ)扁梁(12)在后車輪軸(26)處連為一體共同支承后車輪軸(26)。
運動部份結(jié)構(gòu)是左右兩根曲柄臂(6)(也是腳踏臂，本例設(shè)曲柄臂長180mm)，分別固定安裝在曲軸(8)的左右兩端方向相反的同一平面上，左右兩根曲柄臂(6)的端頭等距離外側(cè)分別安裝腳踏板軸(5)，兩根腳踏板軸(5)上內(nèi)側(cè)分別裝軸承安裝左右兩根杠桿(11)的前端頭(力點)，外側(cè)用軸承安裝左右腳踏板(4)，左右兩根杠桿(11)的后端分別穿過左右一對支點軸承(29)，后車輪軸(26)分別用軸承固定在左右兩根基礎(chǔ)扁梁(12)中心線上，后車輪軸(26)左右兩端分別安裝一根同樣大小在同一平面上方向相反的后車輪軸臂(14)，左右兩根后車輪軸臂(14)上外側(cè)同等距離相同位置分別裝上與支點軸承(29)完全相同的左右兩個壓動滾輪(支點軸承29)，兩個壓動滾輪(支點軸承29)的中心到后車輪軸(26)中心線的距離要等于曲軸(8)中心線到支點軸承(29)中心的距離除以支點軸承(29)到后車輪軸(26)中心線的距離所得的商，再去除曲軸(8)中心線到腳踏板軸(5)中心線(曲柄臂長)的距離所得的商數(shù)，使左右兩根杠桿(11)始終壓在左右后車輪軸臂(14)上的兩個壓動滾輪(支點軸承29)上；后車輪右扁支撐斜梁(13)上固定有變速器殼，變速器殼內(nèi)在后車輪軸(26)的右邊固定常嚙主動齒輪(19)，與之配合的常嚙從動齒輪和花鍵副軸(15)，花鍵副軸(15)上套有能夠滑動的一、二檔主動齒輪(16、17)，一檔主動齒輪(16)平時靠彈簧(18)的壓力始終和一檔從動齒輪(20)嚙合，一、二檔從動齒輪(20)(21)是與后車輪軸套軸(22)和外棘輪(24)做為一體的，后車輪軸(26)從中穿過，用軸承調(diào)節(jié)定位，后車輪軸套軸(22)和外棘輪(24)外再裝后車輪中央支承套軸(25)和棘爪(23)，后車輪中央支承套軸(25)上安裝輻條和后車輪(30)。[注所有轉(zhuǎn)動聯(lián)接都選用標(biāo)準(zhǔn)滾動軸承。]當(dāng)人騎車用力向下蹬動右腳踏板(4)時，右曲柄臂(6)向下轉(zhuǎn)動，作用力將右杠桿(11)的力點向下壓，隨著右腳踏板(4)和右曲柄臂(6)一起繞曲軸(8)轉(zhuǎn)動，右杠桿(11)的后端由于是穿過固定的右支點軸承(29)的，故右杠桿(11)后端只能在右支點軸承(29)上隨右杠桿(11)的前端運動作上下擺動和前后滑動，從而壓動右后車車軸臂(14)和后車輪軸(26)在固定位置上一起轉(zhuǎn)動。當(dāng)后車輪軸(26)轉(zhuǎn)動時，就帶動固定其上的常嚙主動齒輪(19)轉(zhuǎn)動，再傳動用軸承定位在變速器殼體上的常嚙從動齒輪和花鍵副軸(15)轉(zhuǎn)動，并帶動花鍵副軸(15)上的一、二檔主動齒輪(16、17)轉(zhuǎn)動，由于一檔主動齒輪(16)和一檔從動齒輪(20)是嚙合的，二檔主動齒輪(17)與二檔從動齒輪(21)是脫離的，所以此時只有一檔主動齒輪(16)傳力給一檔從動齒輪(20)，帶動后車輪軸套軸(22)和外棘輪(24)轉(zhuǎn)動，通過棘爪(23)的作用，再傳動后車輪中央支承套軸(25)和輻條車圈與后車輪(30)一起向前轉(zhuǎn)動。當(dāng)右腳踏板(4)登到最低位置時，右杠桿(11)也到最下邊位置，左腳踏板(4)已轉(zhuǎn)到最上邊位置，此時左后車輪軸臂(14)正處左杠桿(11)的前進(jìn)方向壓力之下，當(dāng)?shù)艅幼竽_踏板(4)時，后車輪(30)就會繼續(xù)向前轉(zhuǎn)動，從而推動自行車不斷向前行駛。
當(dāng)需要增加車速換檔時，用撥叉撥動一二檔主動齒輪(16、17)向左滑動，彈簧(18)受壓一檔主動齒輪(16)與一檔從動齒輪(20)脫離，二檔主動齒輪(17)與二檔從動齒輪(21)嚙合，傳動后車輪軸套軸(22)、外棘輪(24)、棘爪(23)和后車輪中央支承套軸(25)、后車輪(30)一起快速轉(zhuǎn)動，自行車也快速行駛。
實施例2、杠桿傳動三輪車圖3所描述的杠桿傳動三輪車(貨運)基本結(jié)構(gòu)與目前三輪車沒有多大差別，只是把裝在中軸(8)上的大鏈輪(31)和大鏈輪軸承座(33)向后移靠近小鏈輪(35)，在中軸(曲軸)軸承座(7)上改裝本發(fā)明的曲柄杠桿機構(gòu)，使左右杠桿(11)直接壓動左右大鏈輪臂(32)，再由大鏈輪(31)通過鏈條(34)傳動小鏈輪(35)和棘輪機構(gòu)(36)轉(zhuǎn)動，由棘輪機構(gòu)(36)，帶動后車輪軸(26)和后車輪(30)向前轉(zhuǎn)動。由于在大小兩個鏈輪(31)、(35)的中心距大大縮短了，就使鏈條(34)緊邊下垂減少很多，松邊也不再拖地，可有效提高傳動效率，減少鏈條下垂的懸垂拉力損失和大的沖擊、打滑、振動損失，特別是當(dāng)速度快點時，由于傳動不平穩(wěn)，抖動更大，可減少力的更多損失，同時還可適當(dāng)升高前移曲軸軸承座(7)的位置，增加曲柄臂(腳踏臂)(6)的長度到200mm，以加大力矩，再適當(dāng)升高車座，使其更省力。
實施例3杠直傳動電動自行車圖4所描述的是26″杠桿傳動電動自行車，是將其目前自行車的鏈傳動裝置全部取消，將圓橫梁(2)適當(dāng)升高一點，前后車輪(30)輪距加長一點，從自行車三角架中央向后車輪軸(26)方向直伸左右兩根基礎(chǔ)扁梁(12)，在左右兩根基礎(chǔ)扁梁(12)的前端位于三角架中間部位焊接曲軸軸承座(7)，安裝曲軸(8)，在曲軸(8)的中間部位用輻條支撐齒圈(39)，左右兩根基礎(chǔ)扁梁(12)將齒圈夾在中間，在曲軸(8)的兩端的同一平面上方向相反各安裝一根完全相同的左右曲柄臂(6)，齒圈(39)的半徑與前后車輪(30)的半徑一樣長，以增加力臂長度，在重量和重臂不變的情況下，以減少電動機的馬力，在自行車的圓橫梁(2)與前叉(1)的內(nèi)側(cè)安裝電動機(41)，電動機(41)轉(zhuǎn)子上的小齒輪(40)與大齒圈(39)是常嚙的，兩根曲柄臂(6)的端頭相同位置有銷，用來安裝軸承和左右杠桿(11)的力點，在曲軸軸承座(7)的下邊固定有擱腳板(38)和蓄電池(37)，其它結(jié)構(gòu)與本發(fā)明的實施例1相同。
當(dāng)人騎上自行車啟動電動機(41)后，電動機小嚙輪(40)就傳動齒圈(39)轉(zhuǎn)動，齒圈(39)帶動曲軸(8)和左右曲柄臂(6)轉(zhuǎn)動，再帶動左右杠桿(11)的力點轉(zhuǎn)動，使左右杠桿(11)的下端不斷在左右支點軸承(29)上上下擺動和前后滑動，從而壓動左右后車輪軸臂(14)和后車輪軸(26)及棘輪機構(gòu)(36)一起轉(zhuǎn)動，驅(qū)動后車輪向前轉(zhuǎn)動，自行車向前行駛。由于電動機轉(zhuǎn)速較高，自行車的速度又不能太快，所以通過齒圈減速后無需再用變速器來提高車速就能達(dá)到比自行車快得多的速度，變更速度主要通過控制電動機(41)的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明改裝的杠桿傳動電動自行車(也可改為其它機動自行車)，其傳動效率比目前的助動車直接用動力靠摩擦傳動外輪胎或其它傳遞方式效率高，功的損失小。
權(quán)利要求
1.根據(jù)省力杠桿原理制造的杠桿傳動自行車，是用杠桿作傳動機構(gòu)來代替目前自行車普遍采用的鏈傳動機構(gòu)的一種新式傳動自行車，本發(fā)明與目前自行車相比較，除傳動機構(gòu)不同外，其它結(jié)構(gòu)和型式基本沒有差別，其特征在于前端焊接在曲軸軸承座(7)上的基礎(chǔ)圓梁(10)，其后部分成左右兩根基礎(chǔ)扁梁(12)將后車輪(30)夾在中間，后車輪軸(26)兩邊用軸承定位在左右兩根基礎(chǔ)扁梁(12)上，并能在其上自由轉(zhuǎn)動，后車輪軸(26)伸出左右兩根基礎(chǔ)扁梁(12)的左右兩端同一平面上方向相反各固定安裝一根后車輪軸臂(14)，在左右后車輪軸臂(14)端頭的外側(cè)相同距離上各裝有一個相同的壓動滾輪(支點軸承29)，兩個壓動滾輪(支點軸承29)的中心到后車輪軸(26)中心線的距離要等于曲軸(8)的中心線到支點軸承(29)的中心距離除以支點軸承(29)到后車輪軸(26)的中心線距離所得的商，再去除曲軸(8)的中心線到腳踏板軸(5)的中心線(曲柄臂有效長度)距離所得的商，左右兩根基礎(chǔ)扁梁(12)從后車輪軸(26)延伸后的端部的相同位置上的外側(cè)各固定安裝一個相同的軸承固定架(27)，在左右軸承固定架(27)上各裝上與車前進(jìn)方向一致能自由轉(zhuǎn)動的軸承架(28)，這兩個軸承架(28)的轉(zhuǎn)軸中心線到后車輪軸(26)中心線的距離可由設(shè)計的杠桿省力倍數(shù)除曲軸(8)中心線到后車輪軸(26)中心線的距離求得，左右軸承架(28)內(nèi)各裝一對各有兩個軸線平行形狀完全相同、凹面相對并與杠桿(11)的接觸表面形狀一致、可以轉(zhuǎn)動和作滑動配合的支點軸承(29)，在曲軸軸承座(7)上安裝曲軸(8)，曲軸(8)的兩端同一平面上方向相反各安裝一根相同的曲柄臂(6)，在左右曲柄臂(6)的外側(cè)端頭各裝一根相同的腳踏板軸(5)，在左右腳踏板軸(5)里側(cè)各用軸承定位左右杠桿(11)的力點，在左右兩根腳踏板軸(5)上杠桿(11)力點的外側(cè)各安裝腳踏板(4)，左右兩根杠桿(11)的后部各穿過對應(yīng)的左右一對支點軸承(29)的中間，左右杠桿(11)的力點隨曲軸(8)轉(zhuǎn)動時，左右兩根杠桿(11)以左右兩組支點軸承(29)為支點，就會上下往復(fù)擺動和前后往復(fù)滑動，其左右兩根杠桿(11)的中后段始終壓在左右兩個壓動滾輪(支點軸承29)(重點)上，組成杠桿傳動機構(gòu)。將上述杠桿傳動機構(gòu)中左右曲柄臂(6)從一對，對稱增加到2-4對，同時相應(yīng)增加曲軸(8)左右曲拐、左右杠桿(11)，以及后車輪軸(26)的曲拐和后車輪軸臂(14)及壓動滾輪(支點軸承29)的對數(shù)，再相應(yīng)增加左右軸承架(28)和支點軸承(29)到2-4副，構(gòu)成一套可均勻傳遞較大動力的杠桿傳動機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的杠桿傳動機構(gòu)，制造的杠桿傳動三輪車。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的杠桿傳動自行車，取消左右腳踏板(4)，在曲軸(8)上安裝大齒圈(39)和與之配合的動力裝置，改制的杠桿傳動機動自行車。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均勻傳遞較大動力的杠桿傳動機構(gòu)，制造的杠桿傳動雙人腳踏微型汽車(無機動汽車)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求3、4所述杠桿傳動機構(gòu)，加大齒圈(39)的直徑，把曲軸(8)由水平放置改為立置，把左右杠桿(11)、左右曲柄臂(6)、左右后車輪軸臂(改為齒輪軸臂)(14)及左右支點軸承(29)，全將左右平放位置改為上下立置位置固定于前后車橋上，將杠桿(11)驅(qū)動的后車輪軸(26)改為主動齒輪軸，直接驅(qū)動變速器齒輪，匹配高轉(zhuǎn)速小動力機器，制造的杠桿傳動省動力汽車。
全文摘要
本發(fā)明是根據(jù)杠桿原理制造的杠桿傳動機構(gòu)用來代替目前自行車的鏈傳動機構(gòu)的杠桿傳動自行車，其傳動效率比鏈傳動高，力的損失小，還可適當(dāng)加長腳踏臂，在同等條件下騎行，比目前自行車速度快。特別是上坡或頂風(fēng)騎行時，比目前自行車省力、速度快。還可加裝變速器，使在好的路面上騎行速度更快。
文檔編號B62M15/00GK1143587SQ9610114
公開日1997年2月26日 申請日期1996年2月13日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月13日
發(fā)明者黃昌友 申請人:黃昌友