直規跡鏈條傳動腳踏器的製作方法

2023-12-09 07:33:11 2

專利名稱:直規跡鏈條傳動腳踏器的製作方法
本實用新型屬於一種自行車傳動裝置。
自行車從誕生近200年以來，其傳動部分一直沿用傳統的鏈輪鏈條式結構。但該種結構在傳遞動力時不可能有效地將作用力全部轉化為驅動力矩，無功消耗較大。對此，可通過附圖(1)加以說明附圖(1)是表示普通自行車傳動裝置的示意圖，右邊的園環表示自行車後輪，其中心部位是後飛輪，左邊的園表示驅動鏈輪，左右園之間的虛線表示鏈條。O為驅動鏈輪的軸心，A、B、C分別表示腳踏在最高、最低、水平時的位置。P表示腳踏在某一時刻的位置。F表示施加到腳踏上的作用力，Ft及Fn分別表示F的切向分量和法向分量，(或稱切向分力或法向分力)。OP為驅動半徑，用R表示，由於A、B、C、P共弧，所以有OA＝OB＝OC＝OP＝R。θ為F與R之間的夾角，根據有關力學定義， Ft＝Fsinθ；Fn＝Fcosθ。如果驅動力矩用M表示，則M＝FtR＝FRsinθ，在θ接近於零或π的情況下，M也接近於零。而只有在θ＝π／2時 M＝FR，力矩在此刻呈現最大值。這造成了自行車不能連續不斷地將人體施加的力全部轉化為驅動力矩。
本實用新型的目的在於拋棄傳統的鏈輪鏈條式結構，徹底消除法向分力Fn的產生，達到將作用力F全部轉化為驅動力矩的目的。(在此忽略機械摩擦力的存在)下面參照附圖對本實用新型的結構作詳細說明附圖(2)是本實用新型即直軌跡鏈條傳動腳踏器的結構原理示意圖。
附圖(3)、附圖(4)是齒條導軌組合1的結構示意圖。
附圖(5)為圓柱齒輪2的結構圖。
附圖(6)是裝有本實用新型的自行車外形示意圖。
在附圖(2)中，左邊的園表示圓柱齒輪2，1表示與2相嚙合的齒條導軌組合，3表示與轉軸固定為一體的鏈齒輪，該鏈齒輪與圓柱齒輪2共轉軸，圓柱齒輪2具有內部單向嚙合的性能，其內部結構與普通自行車後飛輪的內部結構完全相同而且嚙合方向與後飛輪完全一致；可以視為將後飛輪「平移」到2的位置。這樣，當齒條導軌組合1向下運行時，圓柱齒輪2便處於內嚙合狀態並驅動轉軸沿逆時針方向旋轉，如↑所示。反之，當齒條導軌組合1向上運行時，圓柱齒輪2沿順時針方向旋轉，其內部嚙合脫離，圓柱齒輪2與轉軸之間處於「滑動」狀態，所以，當圓柱齒輪2作順時針方向旋轉時，對轉軸不產生力矩作用；不影響轉軸原有的轉動狀態。
須指明齒條導軌組合1及圓柱齒輪2是左右對稱成偶配置，兩齒條組合交替上下運行，與其相嚙合的兩個圓柱齒輪2也交替與共有的轉軸嚙合。所以，該轉軸受到一個連續交替的逆時針力矩的作用，使固定在其上的鏈輪3同向旋轉，從而使車輪27作同向旋轉。
在齒輪2與其齒條嚙合的部位是齒輪2的受力部位，在該部位齒輪2所受到的外力，永沿切線方向。
在附圖(3)中，11為齒條架，10為自行車鏈條，9為調整卡，9與11下端的缺口供鏈條10嵌入並用兩個螺釘8及其配套的平墊圈彈簧墊圈、螺母分別將鏈條10的兩端穿連固定。螺釘6旋套螺母7後穿入齒條架11上端的通孔28內並旋入調整卡9上端的帶內螺紋的孔29內，旋動螺釘6將鏈條10拉緊，然後以螺母7順絲旋緊將9、10固定。
在附圖(4)中13為橫斷面呈三角形的齒條導軌，17為導軌槽，17供13插入並與之滑動配合，18為腳踏，15是導軌槽架，15焊接在自行車前斜梁16的下部，19為插入穿孔30並旋入絲孔31的兩個螺釘，用以將導軌槽17嵌入導軌槽架15後固定之用。齒條導軌13與齒條架11(在圖3中)的6個孔分別對應重合，與此同時腳踏18的3個孔也與上述部件的下3個孔重合，然後用帶螺母的螺釘——穿入旋套螺母從而將腳踏18、齒條導軌13、齒條架11緊固為整體結構的齒條導軌組合。齒條導軌13的下端插入固定在導軌槽架15上的導軌槽17的三角槽內，以能順利的上下滑動即可，13與17之間的間隙應掌握在0.05mm以內為宜。
齒條導軌13上端的「底邊」平面的凹陷部分25中嵌入卷簧12，將卷簧蓋14蓋妥並用螺釘20穿入14的孔後緊旋於絲孔32中。卷簧12可採用留聲機發條以保足夠的「回卷」彈力將齒條導軌組合自動提升回位。
在附圖(5)中，33所表示的正是在圖(2)中所指的內單向嚙合圓柱齒輪2，在此採用通用的自行車後鏈輪。在組裝時該鏈輪的外齒必須嵌入圖(3)中的鏈條10中，該兩鏈輪的內嚙合方向是一致的，都需保持在鏈條10向下運動時進入內嚙合，並與其轉軸共轉動的狀態，反之嚙合脫離，33的外齒與其轉軸可以反向旋轉互不相干。為確保在長期使用中鏈輪33不至於從轉軸26上旋脫，故左鏈輪33與其轉軸26的配合絲扣應為反絲扣，即左旋絲扣。右鏈輪33與其轉軸26的配合絲扣應為正絲扣。3是鏈輪，由螺釘24將其固定於轉軸26上，為了牢固，螺釘24可增到3個，分別以120°角相間排列固定，該螺釘的型號以M6×10為宜，16為自行車前斜梁。
在附圖(6)中，4是固定在後轉軸上的鏈輪，5代表傳動鏈條，16是前斜梁，18是腳踏，33是圖(5)中的左鏈輪33，與齒條組合的鏈條10嚙合。卷簧12與齒條導軌13的上端固定相連，23是卷架，通過帶螺母的螺釘22與卷簧總成21固定在自行車橫梁的後部。
為了保證本實用新型與傳統鏈輪鏈條式結構具有等同的轉速比，鏈條10的運行部分應與普通自行車驅動齒輪的半周齒數相同，即24個鏈節，鏈輪33採用12型20齒的鏈輪(飛輪)，鏈輪(3)12個齒(圖(5)所示)後鏈輪(4)19個齒，其齒距與鏈條節距均為12.7mm。
在不計其他阻力的情況下，本實用新型與傳統的鏈輪鏈條式結構相比，具有省力、省功、宜加速等優點。
另外，在雙腳的運動的方式上，本實用新型有所改進，使用傳統的鏈輪鏈條式結構時，雙腳運動的方向必須相反，或說雙腳的運動周期位相差是個恆值「π」。但使用本實用新型時，雙腳運動周期的位相差則可以是任何值，可以是「0」；也可以是「π」，根據需要隨心所欲。當位相差是「0」時，雙腳同時齊下，身體立起，可獲得最大的加速力。
本實用新型的後鏈輪4及腳踏18均採用固定式結構，較傳統自行車的相應部件成本降低。
本實用新型不僅適用於自行車，而且也適用於供遊覽用的腳踏船。為了美觀和保護齒條導軌組合等部件，也可外加防塵罩。
權利要求
1.直軌跡鏈條傳動腳踏器屬於一種自行車傳動裝置，其特徵在於，有兩個內單向嚙合的圓柱齒輪及兩個與其相嚙合的齒條導軌組合及與圓柱齒輪共軸的鏈輪、傳動鏈條、後軸鏈輪組成。
2.如權利要求
1所述的直軌跡鏈條傳動腳踏器，其特徵在於，所述的內單向嚙合齒輪用鏈輪代替，所述的齒條用鏈條代替。
3.如權利要求
1所述的直軌跡鏈條傳動腳踏器，其特徵在於，其中的齒條導軌組合包括鏈條、齒條架、齒條導軌、導軌槽、導軌槽架及腳踏。
專利摘要
直軌跡鏈條傳動腳踏器屬於一種自行車傳動裝置。該裝置由兩個對稱的齒條導軌組合及兩個與其嚙合的並具有內單向嚙合性能的圓柱齒輪、與兩圓柱齒輪共軸的鏈輪、鏈條及後鏈輪等部件組成。齒條導軌組合中的齒條可由自行車鏈條拉緊固定代替，圓柱齒輪可由普通自行車的後飛輪代替。本裝置在動力傳遞中無法向分力存在，力矩效果佳。踏動時雙腳位相差可為任意值。本裝置還適用於遊覽腳踏船。
文檔編號B62M9/00GK86200825SQ86200825
公開日1987年3月18日 申請日期1986年2月5日
發明者張景明 申請人:張景明導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan