專利名稱：橢圓形鏈輪自行車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自行車，具體地說，是一種橢圓形鏈輪自行車。
現(xiàn)行自行車均采用圓形鏈輪，經(jīng)過鏈條的傳動(dòng)使飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)自行車的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但是就進(jìn)一步提高自行車尤其是賽車的運(yùn)行效率和速度而言，圓形鏈輪自行車普遍地存在一定的不足。從力學(xué)角度分析，圓形鏈輪所受到的鏈條作用的阻力力臂為恒力臂，而人們蹬踩自行車的作用力臂為變力臂。當(dāng)腳蹬和曲柄位于鏈輪頂部或底部附近時(shí)，通過腳蹬和曲柄作用到鏈輪上的力臂和轉(zhuǎn)動(dòng)力矩較小。因此在這個(gè)部位蹬踩自行車較為費(fèi)力，其功效較低，這在上坡時(shí)尤為明顯。實(shí)際上人們大多當(dāng)腳蹬位于頂部或底部時(shí)是不用力蹬踩的，而讓腳蹬和曲柄依慣性轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度。這樣無論如何對(duì)應(yīng)于曲柄方向附近位置的鏈輪齒牙就成為鏈輪的低效過渡區(qū)域，而除此以外的尤其是與曲柄垂直方向附近相對(duì)應(yīng)的鏈輪齒牙則構(gòu)成鏈輪的高效工作區(qū)域。高效工作區(qū)域的齒牙數(shù)目及其受力力矩決定了自行車運(yùn)行的速度和效率。圓形鏈輪的齒牙均勻分布在鏈輪的外緣，采用圓形鏈輪無法有效地增加在一個(gè)周期運(yùn)動(dòng)中高效工作區(qū)域的齒牙數(shù)目及工作時(shí)間而減少低效過渡區(qū)域的齒牙數(shù)目及過渡時(shí)間從而提高自行車的運(yùn)行效率和速度。現(xiàn)行變速自行車是靠增設(shè)不同直徑的飛輪變速輪和鏈輪以改變飛輪對(duì)于鏈輪的轉(zhuǎn)速比來實(shí)現(xiàn)變速。不增設(shè)變速輪無法實(shí)現(xiàn)自行車的變速。由于采用圓形鏈輪，上述不足之處依然存在。另外，由于變速系統(tǒng)本身增加了阻力，這種不足更加顯著。鑒于上述原因，自行車尤其是賽車性能的進(jìn)一步提高受到了限制。
本發(fā)明的目的，旨在提供一種橢圓形鏈輪自行車，從結(jié)構(gòu)上對(duì)現(xiàn)行自行車予以改進(jìn)，以期相對(duì)省力、提高自行車的運(yùn)行效率和速度，提高賽車的比賽成績(jī)。
本發(fā)明是一種橢圓形鏈輪自行車。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的自行車包括車架、車把、鞍座、前輪、后輪、腳蹬、曲柄、鏈輪、鏈條、飛輪等，本第一實(shí)用新型的橢圓形鏈輪省力快速自行車，其鏈輪為橢圓形鏈輪，通過鏈條實(shí)現(xiàn)橢圓形鏈輪與飛輪的傳動(dòng)；為防止橢圓形鏈輪非圓周運(yùn)動(dòng)引起的鏈條松緊不一甚至脫鏈，在橢圓形鏈輪和飛輪鏈條回路上設(shè)置調(diào)鏈輪，選擇設(shè)計(jì)參數(shù)，可使不均勻的橢圓形鏈輪、鏈條、飛輪傳動(dòng)系統(tǒng)得到調(diào)整、互補(bǔ)和均衡，使橢圓形鏈輪、鏈條、飛輪和調(diào)鏈輪組成均衡傳動(dòng)系統(tǒng)，確保傳動(dòng)系統(tǒng)正常運(yùn)行。橢圓形鏈輪可固定在曲柄上，調(diào)鏈輪的支架可安裝在后輪軸或車架上。為實(shí)現(xiàn)省力、快速，橢圓形鏈輪的短軸附近位置與曲柄的方向相一致。本第二實(shí)用新型的橢圓形鏈輪省力慢速自行車，其鏈輪為橢圓形鏈輪，同時(shí)在橢圓形鏈輪和飛輪鏈條回路上設(shè)置調(diào)鏈輪；為實(shí)現(xiàn)省力、慢速，橢圓形鏈輪的長(zhǎng)軸附近位置與曲柄的方向相一致。本第三實(shí)用新型的橢圓形鏈輪變速自行車，其鏈輪為橢圓形鏈輪，同時(shí)在橢圓形鏈輪和飛輪鏈條回路上設(shè)置調(diào)鏈輪；在橢圓形鏈輪和曲柄之間還設(shè)有換檔器，在換檔時(shí)換檔器可變換曲柄與橢圓形鏈輪長(zhǎng)短軸的角度以實(shí)現(xiàn)自行車的變速。本第四實(shí)用新型的橢圓形鏈輪變速自行車，其鏈輪含有橢圓形鏈輪，同時(shí)在鏈輪和飛輪鏈條回路上設(shè)置調(diào)鏈輪；為實(shí)現(xiàn)變速，飛輪為含有飛輪變速輪組合的飛輪，還相應(yīng)地設(shè)有鏈條撥檔機(jī)構(gòu)，使橢圓形鏈輪、鏈條、飛輪和調(diào)鏈輪組成多級(jí)均衡傳動(dòng)系統(tǒng)。為了進(jìn)一步擴(kuò)大變速范圍，鏈輪也可為含有橢圓形鏈輪的鏈輪組合并設(shè)有相應(yīng)的鏈條撥檔機(jī)構(gòu)。
以下結(jié)合附圖通過非限定性實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。


圖1為本實(shí)用新型的橢圓形鏈輪自行車的示意圖，圖2為橢圓形鏈輪的示意圖。
現(xiàn)參見
圖1、圖2。自行車包括車架[1]、車把[2]、鞍座[3]前輪[4]、后輪[5]、曲柄[6]、腳蹬[7]、鏈輪[8]、鏈條[9]、飛輪[10]等。本第一實(shí)用新型的橢圓形鏈輪省力快速自行車實(shí)施例，鏈輪[8]為橢圓形鏈輪[8]，在橢圓形鏈輪[8]和飛輪[10]鏈條[9]回路上設(shè)置調(diào)鏈輪[11]，選擇設(shè)計(jì)參數(shù)可使橢圓形鏈輪[8]、鏈條[9]、飛輪[10]和調(diào)鏈輪[11]組成均衡傳動(dòng)系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)省力、快速，橢圓形鏈輪[8]的短軸附近部分與曲柄[6]的方向相一致。調(diào)鏈輪[11]的外緣可設(shè)有數(shù)個(gè)齒牙，其齒距與鏈條[9]的節(jié)距相一致。調(diào)鏈輪[11]的支架可安裝在后輪[5]的軸上或安裝在車架[1]上。當(dāng)鏈條[9]通過橢圓形鏈輪[8]、飛輪[10]和調(diào)鏈輪[11]的外齒傳動(dòng)時(shí)，調(diào)鏈輪[11]可隨之自由轉(zhuǎn)動(dòng)。調(diào)鏈輪[11]可單側(cè)恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置在橢圓形鏈輪[8]和飛輪[10]中心連線的下方或上方，也可雙側(cè)恰當(dāng)?shù)赝瑫r(shí)設(shè)置在該中心連線的下方和上方。調(diào)鏈輪[11]可為調(diào)鏈單輪也可為調(diào)鏈雙輪。調(diào)鏈雙輪包括調(diào)鏈主輪[11-1]和調(diào)鏈副輪[11-2]，它們有各自的轉(zhuǎn)軸并且還有一共同的轉(zhuǎn)軸。鏈條[9]通過橢圓形鏈輪[8]經(jīng)調(diào)鏈主輪[11-1]、調(diào)鏈副輪[11-2]、飛輪[10]再回到橢圓形鏈輪[8]構(gòu)成均衡回路。為更好地改善調(diào)鏈性能，調(diào)鏈輪[11]上可附設(shè)彈性元件(圖中未畫出)。本第二實(shí)用新型的橢圓形鏈輪省力慢速自行車實(shí)施例，其結(jié)構(gòu)與第一實(shí)用新型的橢圓形鏈輪省力快速自行車相同，但是，為實(shí)現(xiàn)省力、慢速，橢圓形鏈輪[8]的長(zhǎng)軸附近部分與曲柄[6]的方向相一致。本第三實(shí)用新型的橢圓形鏈輪變速自行車實(shí)施例，其結(jié)構(gòu)與第一、第二實(shí)用新型的橢圓形鏈輪自行車相同，但是為實(shí)現(xiàn)變速，在橢圓形鏈輪[8]和曲柄[6]之間還設(shè)有換檔器[12]。換檔器[12]包括內(nèi)圈和外圈，其間有換檔棘輪機(jī)構(gòu)，內(nèi)圈與曲柄[6]軸相連，外圈與橢圓形鏈輪[8]中心孔相連。當(dāng)曲柄[6]正轉(zhuǎn)時(shí)可帶動(dòng)換檔器[12]內(nèi)圈和外圈以及橢圓形鏈輪[8]正向跟轉(zhuǎn)；當(dāng)曲柄[6]慢速反轉(zhuǎn)時(shí)，可使內(nèi)圈、外圈及橢圓形鏈輪[8]保持正向跟轉(zhuǎn)；當(dāng)曲柄[6]迅速反轉(zhuǎn)或者當(dāng)曲柄[6]反轉(zhuǎn)而外圈及橢圓形鏈輪[8]被制動(dòng)(制動(dòng)裝置未畫出)時(shí)，可使內(nèi)圈對(duì)于外圈有一個(gè)反轉(zhuǎn)角并進(jìn)而定位，這樣可變換曲柄[6]與橢圓形鏈輪[8]長(zhǎng)短軸的角度實(shí)現(xiàn)換檔變速。本第四實(shí)用新型的橢圓形鏈輪變速自行車實(shí)施例，其鏈輪[8]含有橢圓形鏈輪[8]，同時(shí)在鏈輪[8]和飛輪[10]鏈條[9]回路上設(shè)置調(diào)鏈輪[11]，調(diào)鏈輪[11]及其設(shè)置方法與第一實(shí)用新型的橢圓形鏈輪快速自行車相同。為實(shí)現(xiàn)變速，飛輪[10]為含有飛輪變速輪組合的飛輪[10]，還相應(yīng)地設(shè)有鏈條[9]撥檔機(jī)構(gòu)，使橢圓形鏈輪[8]、鏈條[9]、飛輪[10]、調(diào)鏈輪[11]組成多級(jí)均衡傳動(dòng)系統(tǒng)。為了進(jìn)一步擴(kuò)大變速范圍，鏈輪[8]也可為含有橢圓形鏈輪[8]的鏈輪組合并設(shè)有相應(yīng)的撥檔機(jī)構(gòu)。鏈輪組合可以由若干大小不同的橢圓形鏈輪[8]組成，也可以由橢圓形鏈輪[8]和大小不同的圓形鏈輪(圖中未畫出)組成。當(dāng)作為快速車時(shí)，相對(duì)應(yīng)的橢圓形鏈輪[8]的短軸附近位置與曲柄[6]的方向相一致。調(diào)鏈輪[11]可為下設(shè)的帶有彈性元件的雙輪組合，也可再增設(shè)一個(gè)上調(diào)鏈輪組合(圖中未畫出)。本實(shí)用新型的橢圓形鏈輪[8]，它包括中心孔、外緣齒牙等，其中間可以鏤空，齒孔中心距與鏈條的節(jié)距一致(當(dāng)然也可以省略掉部分齒牙)，其外緣齒孔中心用線為橢圓形，當(dāng)然也可以為由圓弧、光滑曲線、折線甚至部分直線構(gòu)成的近似橢圓形。當(dāng)橢圓形鏈輪[8]的長(zhǎng)軸附近部分為圓弧形時(shí)可以減緩相應(yīng)的曲率半徑變化，減緩快速運(yùn)行時(shí)橢圓形鏈輪[8]對(duì)鏈條[9]和飛輪[10]的峰值沖擊。
下面再進(jìn)一步簡(jiǎn)要說明本實(shí)用新型的運(yùn)行和優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型中的橢圓形鏈輪[8]、鏈條[9]、飛輪[10]和調(diào)鏈輪[11]傳動(dòng)系統(tǒng)，可使不均勻的橢圓形鏈輪[8]、鏈條[9]、飛輪[10]傳動(dòng)系統(tǒng)得到調(diào)整、互補(bǔ)和均衡，可確保傳動(dòng)系統(tǒng)正常運(yùn)行，防止鏈條松緊失度和脫鏈。對(duì)于橢圓形鏈輪省力快速自行車，由于低效過渡區(qū)域的齒牙數(shù)目較少、過渡時(shí)間較短并且所受到的鏈條[9]阻力力臂較小，因此可較為省力；由于高效工作區(qū)域的齒牙明顯增多、工作時(shí)間較長(zhǎng)并且所受到的鏈條[9]阻力力臂較大，而此時(shí)正是蹬力向下的區(qū)域，因此可以增加功率和效率，提高速度，在速度相同時(shí)可降低蹬踩頻率。對(duì)于橢圓形鏈輪省力慢速自行車，由于高效工作區(qū)域的齒牙數(shù)目較少，工作時(shí)間較短且鏈條[9]阻力力臂較小，故功率較低，速度較慢，可較為省力(在過渡區(qū)域是不用力蹬踩的)。對(duì)于采用換檔器[12]的變速自行車，由于可以改變工作狀態(tài)故可實(shí)現(xiàn)快慢變速。對(duì)于含有橢圓形鏈輪[8]和飛輪[10]變速輪的變速自行車，顯然可以十分方便地實(shí)施變速并可明顯提高現(xiàn)行圓形鏈輪變速車的行程、性能和速度，不但適用于一般消費(fèi)者，而且還可以提高賽車的比賽成績(jī)。本橢圓形鏈輪[8]、鏈條[9]、飛輪[10]和調(diào)鏈輪[11]傳動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)然也可替代腳踏三輪車、腳踏船等的傳動(dòng)系統(tǒng)。
權(quán)利要求1.一種橢圓形鏈輪自行車，它包括車架[1]、車把[2]、鞍座[3]、前輪[4]、后輪[5]、曲柄[6]、腳蹬[7]、鏈輪[8]、鏈條[9]、飛輪[10]等，其特征在于鏈輪[8]含有橢圓形鏈輪[8]，在橢圓形鏈輪[8]和飛輪[10]鏈條[9]回路上設(shè)置調(diào)鏈輪[11]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橢圓形鏈輪自行車，其特征在于橢圓形鏈輪[8]的短軸附近位置與曲柄[6]的方向相一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橢圓形鏈輪自行車，其特征在于橢圓形鏈輪[8]的長(zhǎng)軸附近位置與曲柄[6]的方向相一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橢圓形鏈輪自行車，其特征在于在橢圓形鏈輪[8]和曲柄[6]之間還設(shè)有換檔器[12]。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橢圓形鏈輪自行車，其特征在于飛輪[10]為含有飛輪變速輪組合的飛輪[10]，還相應(yīng)地設(shè)有鏈條[9]撥擋機(jī)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的橢圓形鏈輪自行車，其特征在于鏈輪[8]為含有橢圓形鏈輪[8]的鏈論組合，還相應(yīng)地設(shè)有鏈條[9]撥擋機(jī)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的橢圓形鏈輪[8]，其特征在于橢圓形鏈輪[8]含外緣齒孔中心周線為由圓弧、光滑曲線、折線甚至部分直線構(gòu)成的近似橢圓形的橢圓形鏈輪[8]。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的橢圓形鏈輪自行車換檔器[12]，其特征在于換檔器[12]由內(nèi)圈、外圈和其間的棘輪機(jī)構(gòu)組成，內(nèi)圈與曲柄[6]軸相連，外圈與橢圓形鏈輪[8]中心孔相連。
專利摘要一種橢圓形鏈輪自行車,它包括車架[1]、車把[2]、鞍座[3]、前輪[4]、后輪[5]、曲柄[6]、腳蹬[7]、鏈輪[8]、鏈條[9]、飛輪[10]等,其特征在于鏈輪[8]為橢圓形鏈輪[8]并設(shè)有調(diào)鏈輪[11]構(gòu)成均衡傳動(dòng)系統(tǒng),還可含有變速系統(tǒng)。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、行程增大、省力、快速、高效等優(yōu)點(diǎn),不但適用于一般消費(fèi)者,而且還可望普遍地提高賽車比賽成績(jī)。
文檔編號(hào)B62M9/00GK2279308SQ9620102
公開日1998年4月22日 申請(qǐng)日期1996年1月2日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月2日
發(fā)明者吳邊, 吳植理 申請(qǐng)人:吳植理