CN104386201A - 摩擦轮传动的无级变速自行车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种摩擦轮传动的无级变速自行车，包括了车架、手把、调速手柄、前轮、脚踏、前飞轮、链条、后飞轮、回转方向改变装置、转轴、摩擦轮传动装置、调速装置、后轮、后轮轴；所述回转方向改变装置包括两个相互啮合的锥齿轮，其中一个锥齿轮与后飞轮同步连接，另一个锥齿轮与转轴连接，进而实现转轴的转动输入；所述摩擦轮传动装置包括安装在后轴上的摩擦盘、弹簧和调节螺母，以及和转轴同步转动的摩擦轮；所述转轴一端设有花键，花键位置上滑动连接有摩擦轮，所述摩擦轮与摩擦盘垂直紧密接触。本发明在任何路况下，都能实现平稳变速，变速幅度大，变速平稳；同时可以通过改装已有的自行车，使制作简单，成本低，经济合理，适用性强。

Description

摩擦轮传动的无级变速自行车
技术领域
本发明涉及一种交通工具，尤其涉及一种摩擦轮传动的无级变速自行车。
背景技术
自行车被发明及使用到现在已有550多年的历史,根据不同使用者的需要,可分为单级、多级和无级变速自行车。目前市场上的无极变速自行车主要是指1999年发明的The Ride纽芬奇无级变速星传动装置自行车,该产品是在自行车后轴处设置一个变速盒,里面放置两片轻薄的金属圆盘作为动力输入和输出装置,大胆取消了以往自行车的链条变速挡设置,变速装置完全依靠与自行车把手一体的模糊调节装置,通过调节CVP无级变速盒内一组小球接触动力输入转盘和输入转盘的弧度半径,来形成传动比的差异,从而带来整体的无极变速；此款自行车设计方案复杂,制作成本极高,虽然投入生产,但是给全面推广带来了困难。
链传动自行车虽然目前主宰了自行车行业的大部分市场,但因其变速基本是固定死的，而且只有那么的三四级可调，且在经常进行变挡调速时，链条容易失效，噪音大；也有很多自行车只有一个档位，也即不能进行调速，因此在自行车爬坡的时候就会很吃力，能换挡的自行车爬坡时也不能进行平稳的换挡。
在技术上有较大的革新的空间；目前国际最新研究成果主要是2011年1月匈牙利一名发明家发明的多级变速无链自行车，这种自行车的发明灵感来自于剪草机,当反复猛拉着剪草机的启动器时候会有一种强烈的牵引力,而这或许也适用于自行车；于是这种新型自行车的动力是由装在后轮的滚轴和与脚踏相连接的拉绳提供；这种自行车已授权给匈牙利的一家老牌自行车厂家生产,但是买到这样一款自行车成本极高,购买一辆大约需要人民币两万元。
发明内容
本发明为了解决以往自行车有级变速的变速范围受限制，无级变速的结构复杂、成本高等问题；提供了一种在任何路况下，都能实现平稳变速，变速幅度大，变速平稳；同时可以通过改装已有的自行车，使制作简单，成本低，经济合理，适用性强的摩擦轮传动的无级变速自行车。
本发明的技术方案：一种摩擦轮传动的无级变速自行车，包括了车架、手把、调速手柄、前轮、脚踏、前飞轮、链条、后飞轮、回转方向改变装置、转轴、摩擦轮传动装置、调速装置、后轮、后轮轴； 
所述回转方向改变装置包括两个相互啮合的锥齿轮，其中一个锥齿轮与后飞轮同步连接，另一个锥齿轮与转轴连接，进而实现转轴的转动输入；
所述摩擦轮传动装置包括安装在后轴上的摩擦盘、弹簧和调节螺母，以及和转轴同步转动的摩擦轮；所述转轴一端设有花键，花键位置上滑动连接有摩擦轮，所述摩擦轮与摩擦盘垂直紧密接触，靠弹簧控制摩擦盘和摩擦轮之间的挤压力，进而影响摩擦力大小；
所述调速装置包括深沟球轴承、卡环、绕线螺母、双向钢丝绳、调速螺杆、卡轮；所述卡轮通过深沟球轴承与摩擦轮过渡连接，其上设有一调速螺杆；所述调速螺杆上离前轮较近端设有一饶了两根双向钢丝绳的绕线螺母，另外一端绕在调速手柄上。
本发明中的绕线螺母为事先设置在调速螺杆上的丝杠螺母，调速手柄通过钢丝绳带动绕线螺母在设定好的位置旋转，从而带动调速螺杆横向移动，调速螺杆通过卡轮带动摩擦轮在转轴的花键上滑移，由于靠深沟球轴承过渡连接，从而使卡轮在平动过程中不受摩擦轮转动的影响，从而有效改变摩擦轮与摩擦盘中心的相对半径，从而实现自行车的无级变速。
本发明采用简易的调节螺母和弹簧来实现摩擦轮和摩擦盘之间产生摩擦力，同时通过调速手柄配合调速螺杆调节摩擦轮与摩擦盘的相对位置来调节两者之间的摩擦力大小，从而实现无级变速，其在任何路况下，都能实现平稳变速，变速幅度大，变速平稳；同时可以通过改装已有的自行车，使制作简单，成本低，经济合理，适用性强。
优选地，所述调速手柄上设有带有绕钢丝绳凹型槽的旋转机构，两根双向钢丝绳的一端绕在旋转机构的凹型槽内。
该种结构方便钢丝绳上端与调速手柄的缠绕连接，从而便于调速手柄进行旋转调速。
优选地，所述绕线螺母为自带有凹型槽的螺母，两根双向钢丝绳的另一端绕在绕线螺母的凹型槽内。
该种结构方便钢丝绳下端与绕线螺母的缠绕连接，从而便于调速手柄通过钢丝绳带动绕线螺母在设置好的位置旋转。
优选地，旋转弹簧一端上的调节螺母来调节弹簧对摩擦盘的压力从而控制摩擦盘与摩擦轮之间的摩擦力。
该种结构方便使用者随时通过旋转调节螺母来调节弹簧对摩擦盘的压力。
优选地，变速是采用调节螺母转动和调速螺杆移动的方式实现。
该种方式使得本发明的无极调速简单方便，可以在普通的自行车上进行改装，降低成本。
优选地，卡轮与摩擦轮之间采用深沟球轴承过渡连接。
这种方式使卡轮在平动过程中或不工作过程中都不受摩擦轮转动的影响。
优选的摩擦盘上设有加强筋。
这种结构使得摩擦盘在单边受力的时候改善受力条件。
优选地，所述摩擦轮为橡胶轮，两根双向钢丝绳分别为第一双向钢丝绳和第二双向钢丝绳。
该种结构使得摩擦轮与摩擦盘之间的摩擦有一定的缓冲作用，防止刚性摩擦对部件造成的损坏。
两个锥齿轮分别为第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与后飞轮同步连接，所述第二锥齿轮连接在转轴的一端。
本发明采用简易的调节螺母和弹簧来实现摩擦轮和摩擦盘之间产生摩擦力，同时通过调速手柄配合调速螺杆调节摩擦轮与摩擦盘的相对位置来调节两者之间的摩擦力大小，从而实现无级变速，其在任何路况下，都能实现平稳变速，变速幅度大，变速平稳；同时可以通过改装已有的自行车，使制作简单，成本低，经济合理，适用性强。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中摩擦轮传动装置的结构示意图；
图3为发明中调速装置的结构示意图。
图4为本发明的动力输入部分的示意图。
图1中 1、车架，2、把手，3、调速手柄，4、前轮，5、脚踏，6、前飞轮，7、链条，8、后飞轮，9、回转方向改变装置，10、转轴，11、无级变速装置，12、无级变速调速装置，13、后轮。
图2中111、摩擦盘，112、摩擦轮， 113、调节螺母，114、弹簧，14、后轮轴。
图3中121、深沟球轴承，122、卡环（1），123、绕线螺母, 124、第一钢丝绳，125、第二钢丝绳，126、调速螺杆，127、卡轮，128、卡环（2）。
图4中91、第一锥齿轮，92、第二锥齿轮。
具体实施方式
    下面结合附图和具体使用原理对本发明作进一步详细的说明，但并不是对本发明保护范围的限制。
本发明的摩擦轮传动的无级变速自行车，包括图1中的车架1、把手2、调速手柄3、前轮4、脚踏5、前飞轮6、链条7、后飞轮8、转轴10、后轮13，图2中的摩擦盘111、摩擦轮112、调节螺母113、弹簧114、深沟球轴承、后轮轴14，图3中的121、卡环（1）122、绕线螺母123、第一钢丝绳124、第二钢丝绳125、调速螺杆126、卡轮127、卡环（2）128，图4中的第一锥齿轮91、第二锥齿轮92、
在车架1的后叉上安装了后飞轮8，后飞轮8与以往自行车的飞轮一样，是单向飞轮，内有棘轮机构，从而实现自行车的前进倒退自如；后飞轮8与第一锥齿轮91连接，为同轴转动；第一锥齿轮91与第二锥齿轮92啮合；第二锥齿轮92与转轴10连接；转轴10与摩擦轮112连接，摩擦轮112与转轴10连接的地方通过花键与键槽的形式连接，目的在于摩擦轮能在转轴上作轴向移动；摩擦轮112与摩擦盘111紧密接触，而摩擦盘111与后轮13同步安装在后轮轴14上，且在摩擦盘111上套有一弹簧114，通过调节顶在弹簧114另一端的调节螺母113，控制摩擦盘111与摩擦轮112的压力，进而控制好运动过程中所需要的摩擦力；摩擦轮112上连接了卡轮127，摩擦轮112与卡轮127连接的地方通过深沟球轴承121过渡连接，目的在于使摩擦轮112在转动过程中卡轮127没有从动转动；深沟球轴承121分别用卡环（1）122、卡环（2）128限位；同时卡轮127与调速螺杆126连接；将第一钢丝绳124、第二钢丝绳125的一端绕在调速螺杆的绕线螺母123上，其中绕线螺母123的位置是已经限定好了，两根钢丝绳的另一端绕在调速手柄3上的旋转机构。
    本发明的调速原理，当向一个方向旋转调速手柄3的旋转机构，第一钢丝绳124或第二钢丝绳125其中一根受到拉力，使得绕线螺母123受到钢丝绳的拉力而在设定好的位置旋转，在此采用绕线螺母123转动调速螺杆126移动的方式，调速螺杆126移动带动摩擦轮112在转轴10的花键上滑移，目的是改变摩擦轮112与摩擦盘111中心的相对半径，从而实现自行车的无级变速；若向另外一个方向旋转调速手柄3机构，则是另一根钢丝绳受到拉力，使得绕线螺母123向反方向旋转，摩擦轮112则向反方向移动，速度大小也随反方向作无级变速。
相对于传统自行车来说，本摩擦轮传动的无级变速自行车的发明，具有变速幅度大、变速平稳、适用性强；与现有的无极变速自行车相比，本发明可以通过改装以往传统的自行车，成本大大降低，并且工艺简单，易受到顾客的青睐。

Claims (8)

1.一种摩擦轮传动的无级变速自行车，包括了车架、手把、调速手柄、前轮、脚踏、前飞轮、链条、后飞轮、回转方向改变装置、转轴、摩擦轮传动装置、调速装置、后轮、后轮轴； 
所述回转方向改变装置包括两个相互啮合的锥齿轮，其中一个锥齿轮与后飞轮同步连接，另一个锥齿轮与转轴连接，进而实现转轴的转动输入；
所述摩擦轮传动装置包括安装在后轴上的摩擦盘、弹簧和调节螺母，以及和转轴同步转动的摩擦轮；所述转轴一端设有花键，花键位置上滑动连接有摩擦轮，所述摩擦轮与摩擦盘垂直紧密接触，靠弹簧控制摩擦盘和摩擦轮之间的挤压力，进而影响摩擦力大小；
所述调速装置包括深沟球轴承、卡环、绕线螺母、双向钢丝绳、调速螺杆、卡轮；所述卡轮通过深沟球轴承与摩擦轮过渡连接，其上设有一调速螺杆；所述调速螺杆上离前轮较近端设有一饶了两根双向钢丝绳的绕线螺母，另外一端绕在调速手柄上。
2.根据权利要求1所述的一种摩擦轮传动的无级变速自行车，其特征在于：所述调速手柄上设有带有绕钢丝绳凹型槽的旋转机构，两根双向钢丝绳的一端绕在旋转机构的凹型槽内。
3.根据权利要求1所述的一种摩擦轮传动的无级变速自行车，其特征在于：所述绕线螺母为自带有凹型槽的螺母，两根双向钢丝绳的另一端绕在绕线螺母的凹型槽内。
4.根据权利要求1所述的一种摩擦轮传动的无级变速自行车，其特征在于：所述旋转弹簧一端上的调节螺母来调节弹簧对摩擦盘的压力从而控制摩擦盘与摩擦轮之间的摩擦力。
5.根据权利要求1所述的一种摩擦轮传动的无级变速自行车，其特征在于：变速是采用调节螺母转动和调速螺杆移动的方式实现。
6.根据权利要求1所述的一种摩擦轮传动的无级变速自行车，其特征在于：所述卡轮与摩擦轮之间采用深沟球轴承过渡连接。
7.根据权利要求1所述的一种摩擦轮传动的无级变速自行车，其特征在于：所述摩擦盘上设有加强筋。
8.根据权利要求1所述的一种摩擦轮传动的无级变速自行车，其特征在于：所述摩擦轮为橡胶轮，两根双向钢丝绳分别为第一双向钢丝绳和第二双向钢丝绳。
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