自行車的凸輪連杆式無級變速器的製作方法

2023-11-11 06:14:27

專利名稱：自行車的凸輪連杆式無級變速器的製作方法
技術領域：
本發明涉及無級變速裝置，更具體地說涉及連杆式的無級變速機構。
無級變速器是一種在輸入軸轉速不變的情況下，其輸出軸的轉速能在一定的範圍內能無級地控制調節，改變的一種裝置。化學工業出版社出版的《機械設計手冊》1982年10月第二版1991年北京第6次印刷的《機械設計手冊》中冊第二版修訂，第171頁所述的「連杆式脈動無級變速機構」，是由連杆機構與超越離合機構組成，通過改變連杆機構的某個機件的長度，使搖杆(即超越離合器外環)得到不同的擺角來達到無級變速的目的，其輸出軸是間歇脈動迴轉，輸出及不穩定，為了減少脈動不均勻性，採用多相(即多個曲柄搖杆-超越離合器交替重疊地帶動一根輸出軸)，以提高輸出的均勻性。這種連杆式脈動無級變速機構受體積重量及輸出方面的影響，很難在自行車上應用。
本發明的目的是改進連杆式脈動無級變速機構，改善其輸出軸的輸出性能，製造出一種體積小、重量輕、結構簡單、造價成本低、適用於自行車應用的無級變速器。
本發明的輸出軸⑨套在輸入軸①上，二軸同一軸心線，有一隻主動凸輪(即凹凸盤)⑥與一隻固定架⑦，在固定架的平面上支承著二隻相同的連杆機構④，在主動凸輪⑥的轉旋帶動和彈簧的回覆作用下，二隻連杆機構④作互相配合的往復擺動，並通過二隻超越離合器②⑿作用於輸出軸⑨上，驅動輸出軸⑨作連續的單向轉旋，整隻裝置呈扁薄形，這種扁薄形的凸輪連杆式無級變速裝置比一般的連杆式無級變速裝置具有更小的體積與重量和均勻連續的輸出，很適合安裝在自行車的中軸或後軸上使用。
與現有連杆式無級變速機構比較，本發明具有以下優點由於凸輪連杆式無級變速器的輸出是連續的均勻輸出，從根本上改變了現有連杆式無級變速機構輸出的不穩定性，因此具有更大的實用性。整隻裝置只有二隻連杆機構，而且只用一隻凸輪帶動擺動，不但其結構明顯簡單，而且具有較高的傳動效率。輸出軸套在輸入軸上，二軸同一軸心線，二隻連杆機構又安排在同一平面上，整隻裝置不但體積小，重量輕，而且具有很薄的形狀。由於整隻裝置結構簡單、容易製造，所以造價成本較低。
圖一是安裝在自行車中軸上的凸輪連杆式無級變速器的平面原理圖;
圖二是沿圖一A-A線的凸輪連杆式無級變速器的剖面原理圖。
下面結合附圖
詳細說明本發明的細節及工作情況。
如圖一、圖二所示，本發明的輸入軸①套在自行車中軸⑩上，輸入軸①與自行車中軸⑩之間有棘輪機構(圖中沒有棘輪機構表示出)，自行車中軸⑩可以自由逆轉，順轉時由於棘輪機構的作用而帶動輸入軸①一起轉動。輸出軸⑨套在輸入軸①上，二軸同一軸心線。主動凸輪(即凹凸盤)⑥與輸入軸①固定連接。從動輪(自行車中軸鏈輪)③與輸出軸⑨固定連接，與輸出軸⑨固定連接的還有二隻超越離合器(圖一中只能見到一隻)⑿。在主動凸輪⑥與從動鏈輪③之間有一隻延伸與自行車中接頭⑧固定連接的固定架⑦。在固定架⑦的平面上，有二隻支承連杆機構④的支承架⑤。支承架⑤在固定架⑦上能左右轉動。二隻支承架⑤上支承著二隻相同的連杆機構④，連杆機構④支承在支承架⑤上既能左右滑動，又能隨支承架⑤的轉動而擺動。二隻連杆機構④與二隻超越離合器的外環②用繩⑾連接。
在主動凸輪的轉旋帶動和彈簧的回覆作用下，二隻連杆機構及與其用繩連接的二隻超越離合器外環，就作互相配合的往復擺動(圖中沒有彈簧表示出)驅動輸出軸作連續的單向轉旋。
連杆機構在支承架上能左右滑動，只要同時控制二隻連杆機構在二隻支承架上的相對位置，也就是同時控制二隻連杆機構的擺動幅度，等於控制了二隻超越離合器外環的擺動角度，最終控制了輸出軸的轉旋速度(圖中沒有控制機構表示出)。連杆機構在支承架上是能夠無級滑動移動的，所以就能無級地控制輸出軸的轉旋速度。
從圖一中可以看出，主動凸輪的廓線由a、b兩段組成，a段比b段長，連杆在a段起有效作用，在b段起回復作用。二連杆的二隻滾子安排在恰當的位置;即在主動凸輪轉旋時，一隻連杆的滾子即將進入b段時，另一隻連杆的滾子已經進入了a段，此時二隻連杆都在a段工作，不使輸出軸在二連杆交替時有停頓的脈動。隨著主動凸輪的繼續轉旋，二隻連杆就這樣互相配合交替循環地作往復擺動，並通過二隻超越離合器帶動輸出軸連續轉旋。因為a段廓線是一條在主動凸輪均速轉旋時通過連杆機構和超越離合器能使變速後的輸出軸均速轉旋的曲線，所以只要主動凸輪均速轉動，變速後的輸出軸就也能連續均速轉動。
從圖一中可以進一步看出，凹凸五次的主動凸輪轉一轉，每隻連杆就往復五次，二隻共往復十次。如果連杆機構調至最大的實際有效擺幅為超越離合器外環園周的四分之一，這時凹凸五次的主動輪轉一轉，二隻連杆機構的擺幅總長度是超越離合器外環園周的10× 1/4 ，即輸入軸轉一轉，輸出軸最多能轉二轉半，也就是自行車的中軸轉一轉，中軸鏈輪能轉二轉半。這已經能夠滿足現有絕大多數型號的自行車最快轉速的要求。本發明的輸入軸轉一轉，其輸出軸的最小轉速可調至零轉。
權利要求
1.連杆式無級變速機構是通過改變連杆機構的某個機件的長度，使超越離合器的外環得到不同的擺角來達到輸出軸無級變速的目的，本發明的特徵是，自行車的凸輪連杆式無級變速器的輸入軸①與輸出軸⑨在同一軸心線上，有一隻主動凸輪(即凹凸盤)⑥與一隻固定架⑦，在固定架⑦的平面上支承著二隻相同的連杆機構④，在主動凸輪⑥轉旋帶動和彈簧的回覆作用下，二隻連杆機構④作互相配合的往復擺動，並通過二隻超越離合器作用於輸出軸⑨上，驅動輸出軸作連續的單向轉旋，整隻裝置呈扁薄形。
2.根據權利要求1的自行車的凸輪連杆式無級變速器，其特徵在於主動凸輪⑥的凹凸廓線由a、b二段組成，a段廓線是一條在主動凸輪均速轉動時通過連杆機構和超越離合器能使變速後的輸出軸均速轉旋的曲線。
3.根據權利要求1的自行車的凸輪連杆式無級變速器，其特徵在於只要主動凸輪⑥連續均速轉動，經無級變速後的輸出軸也能連續均速的轉動。
4.根據權利要求1的自行車的凸連杆式無級變速器，其特徵在於，當主動凸輪⑥轉動時，其中一隻連杆機構即將進入b段工作時，另一隻連杆機構已經進入了a段工作，此時二隻連杆機構都在a段工作。
5.根據權利要求1的自行車的凸連杆式無級變速器，其特徵在於在自行車的中軸或者後軸上都可安裝使用。
全文摘要
本發明為自行車提供了一種結構簡單的凸輪連杆式無級變速器。該裝置的特點是輸入軸與輸出軸在同一軸心線上，在主動凸輪(即凹凸盤)的旋轉帶動和彈簧的回覆作用下，使安置在一個平面上的二隻連杆機構及與其連接的二隻超越離合器外環作互相配合的往復擺動，並驅動輸出軸作連續的單向轉旋。只要同時無級地控制二隻連杆機構的擺動幅度，就能無級地控制輸出軸的轉速。只要輸入軸均速輸入，經無級變速後的輸出軸也能均速輸出。
文檔編號B62M23/00GK1088170SQ92102000
公開日1994年6月22日 申請日期1992年3月26日 優先權日1992年3月26日
發明者周國華 申請人:周國華