專利名稱:自行車變速裝置的制作方法
本實用新型涉及一種自行車變速裝置。
自行車傳動裝置多襲用雙曲柄機構(gòu)，這種機構(gòu)工作效率低，它是按正弦函數(shù)由0至1循環(huán)，其平均工效低于0.5。隨著技術(shù)進步，發(fā)明了內(nèi)變速和外變速機構(gòu)。內(nèi)變速機構(gòu)受到空間的限制，速比級數(shù)少，又沿用行星齒輪傳動，模數(shù)小，強度低不耐用，更無法用于載重車。外變速機構(gòu)除中速外均是將鏈條強迫歪斜使用，使鏈條受力不均勻，容易傷損，故鏈條、鏈輪磨損大。無論是內(nèi)、外變速機構(gòu)都只是在速比級數(shù)上進行選擇，仍然工效低。近幾年來，發(fā)明了以雙踏板代替雙曲柄機構(gòu)，打破了騎行自行車時雙腳作圓周運動的慣例，完全避開了低工效區(qū)工作，提高了工效?！矃⒁姟禤opular Science》VO1.204，NO.1，P52，1974年〕。但由于后輪仍采用兩個小鏈輪；無變速裝置，不能向高速發(fā)展。
本實用新型的任務(wù)是突破曲柄工效受正弦函數(shù)0至1循環(huán)的約束，將0.5的平均工效加以提高，提供一種雙直形踏板無級變速裝置，使雙踏板全放置于小擺角的高工效區(qū)，既達到省力又獲得高速度。
為了完成上述任務(wù)，本實用新型提出的具體解決方案如下本實用新型提出的雙直形踏板無級變速裝置，如圖1所示。它是將車架上下管尾端向下加長。將雙直形踏板〔17〕安裝其上。另將兩段鋼絲繩〔6〕接上兩個聯(lián)接限位器〔9〕，再在兩個聯(lián)接限位器的另兩端接上兩根鏈條〔1〕，再在兩根鏈條的尾端接兩個聯(lián)接器〔5〕，在兩個聯(lián)接器的另兩端接上一根鋼絲繩〔6〕便成為傳動裝置兼作聯(lián)動裝置和限位裝置。將中段鋼絲繩裝于滑輪〔11〕上使其上兩根鏈條隨車架下管向下包住后軸左右兩個小鏈輪，其雙鏈條向上面便是聯(lián)接器上的鋼絲繩經(jīng)雙滑輪〔8〕后向下將鋼絲繩兩端固定于左右雙直形踏板上的雙螺絲軸〔3〕中段的螺絲聯(lián)動座〔2〕上。操縱緊固在車架上管的支架〔14〕上的搖手柄使與搖手柄成一體的大錐齒輪〔15〕，帶動支架上的小錐齒輪〔13〕轉(zhuǎn)動；再經(jīng)支架上的三個小圓柱齒輪〔12〕帶動聯(lián)接其上的雙軟軸〔7〕作同步同方向旋轉(zhuǎn)。踩動雙直形踏板〔17〕向下作功，拉動螺絲聯(lián)動座〔2〕使其上鋼絲繩經(jīng)滑輪使力轉(zhuǎn)換方向，經(jīng)聯(lián)接限位器〔9〕帶動鏈條向上作功。由于鏈條包住了小鏈輪，因而強迫后輪旋轉(zhuǎn)前進。由于中段又有鋼絲繩和雙滑輪〔8〕使力轉(zhuǎn)換方向，將一邊鏈條〔1〕經(jīng)后軸上的小鏈輪使另一直形踏板〔17〕向上復(fù)位，便一上一下交替作功。要求變換速比時，只需操縱搖手柄使支架上的錐齒輪組和圓柱齒輪組轉(zhuǎn)動，使雙軟軸〔7〕作同步同向回轉(zhuǎn)，其雙軟軸尾端的錐齒輪〔4〕轉(zhuǎn)動螺旋軸〔3〕旋轉(zhuǎn)，使其螺絲聯(lián)動座〔2〕產(chǎn)生位移，便可調(diào)節(jié)力臂的距離，達到無級變速。
這種裝置以轉(zhuǎn)動螺旋軸調(diào)整力臂來達到變速，減少了復(fù)雜的齒輪變速裝置，踏板放置在更小的擺角下工作，使得作用力及各聯(lián)桿均在高工效區(qū)工作，當然工效高。雖然增加了控制變速用的齒輪裝置，但由于負荷低又是間歇使用，可用金屬壓鑄方法成型，因而成本也低。
這種裝置的工效可以通過下面計算進一步加以說明。
(1)、該裝置踏板放置在55°內(nèi)擺動，起點在上死點向前50°，終點在下死點向前65°，每隔5°為一計算點，按正弦函數(shù)計算其平均工效如下η1＝(0.766＋0.8192＋0.866＋0.9063＋0.9397＋0.9659＋0.9848＋0.9962＋1＋0.9962＋0.9848＋0.659＋0.9397＋0.9063)／14＝0.931
(2)、該裝置踏板擺動拉動鋼絲繩時產(chǎn)生夾角，對力的轉(zhuǎn)換也可按正弦函數(shù)計算工效。暫以從高速向低速分五檔位速比并在每一弧線內(nèi)分五等分量取角度計算平均工效η2其踏板擺動拉動鋼絲繩產(chǎn)生夾角效率變化如表1和圖2所示。由表1可知，其最高工效在三檔中速，最低工效在五檔低速，雖五檔低速用得較少，平均值但仍將五檔加入計算為η2＝(0.9383＋0.979＋0.9915＋0.9353＋0.77)÷5＝0.923(3)、考慮上下滑輪工效為η3＝η4＝0.98(4)、考慮多個小鏈輪工效為η5＝0.98因此，實際工效η＝η1×η2×η3×η4×η5＝0.931×0.923×0.98×0.98×0.98＝0.809所以，實際工效為曲軸平均工效0.5的162％。
附圖簡要說明圖1是雙直形踏板無級變速裝置示意圖。
圖2是雙直形踏板擺動拉動鋼絲繩產(chǎn)生角度效率分析圖。
圖3是上管控制變速裝置示意圖圖4是螺旋軸變換力臂裝置示意圖。
其中1－鏈條，2－螺絲聯(lián)動座，3－螺絲軸，4－錐齒輪，5－聯(lián)接器，6－鋼絲繩，7－雙軟軸，8－雙滑輪，9－聯(lián)接限位器，10－滑輪座，11－滑輪，12－小園柱齒輪，13－小錐齒輪，14－支架，15－大錐齒輪，16－搖手柄，17－雙直形踏板。
權(quán)利要求
一種自行車的變速裝置，包括聯(lián)接器、鋼絲繩、鏈條、小鏈輪、雙滑輪、聯(lián)接限位器、滑輪座、滑輪、雙直形踏板，其特征在于還有用來調(diào)節(jié)力臂距離達到變速的螺旋軸和螺絲聯(lián)動座浮固定在雙直形踏板上，螺絲聯(lián)動座套在螺旋軸上，有一個支架固定在車架上管上，在支架上裝有大錐齒輪、小錐齒輪和三個小圓柱齒輪，有用來轉(zhuǎn)動螺旋軸旋轉(zhuǎn)的錐齒輪和作同步同向回轉(zhuǎn)的雙軟軸，其雙軟軸的上端接在三個小圓柱齒輪的兩側(cè)齒輪上，其下端接雙直形踏板上的錐齒輪，有用來操縱大小錐齒輪組和圓柱齒輪組轉(zhuǎn)動使雙軟軸同步方向旋轉(zhuǎn)的搖手柄，其搖手柄與大錐齒輪聯(lián)成一體。
專利摘要
自行車變速裝置是專門用于自行車的齒輪變速機構(gòu)。以突破曲柄工效受正弦函數(shù)0至1循環(huán)的約束，提供一種雙直形踏板用螺旋軸調(diào)整力臂距離的無級變速裝置。這裝置是以避開低工效區(qū)工作放在高工效區(qū)工作的方法，在增效減耗的雙重作用下，提高工效達到省力和高速運行。
文檔編號F16H37/00GK86203577SQ86203577
公開日1987年6月10日 申請日期1985年10月18日
發(fā)明者賀迪泉 申請人:賀迪泉導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan