CN105292373B - 自行车传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自行车传动机构，包括第一踏板轴、中间轴、以及第二踏板轴，第一踏板轴上固定连接有第一偏心齿轮，中间轴上设置有第二偏心齿轮和第三偏心齿轮，所述第二踏板轴上设置有第四偏心齿轮，所述第一偏心齿轮和第二偏心齿轮啮合，所述第三偏心齿轮和第四偏心齿轮啮合。本发明利用偏心齿轮变速传动的原理，当与第一踏板轴连接的踏板在做功高效区内转动时，第一偏心齿轮驱动第二偏心齿轮加速运动，同时第三偏心齿轮驱动第四偏心齿轮加速运动，从而能使与第二踏板轴连接的踏板快速的经过做功低效区和做功无效区，能显著提高踏板的作用效率。

Description

自行车传动机构

技术领域

本发明涉及一种变速机构，特别涉及一种自行车的变速机构。

背景技术

人们在骑自行车的过程中，假设脚踩踏板的力F1都是垂直向下的，那么将力分解到垂直于踏板力F3和与切向于踏板的力F2，则只有切向于踏板的力F2在做功，我们将切向力定义为有效，踏板受力分析图如说明书附图1；并且从图1中可知，切向于踏板的力F2在踏板从由0-90°转动时(在0°时踏板位于最高位)，力是从小变大，切向于踏板的力F2在踏板从由90-180°转动时，力是从大变小，在踏板从由180-360°转动时，踏板做功无效。参考说明书附图2，而踏板在0-180°转动时，踏板做功有一个相对的高效区A和一个相对的低效区B，同时踏板在180-360°转动时，踏板做功无效(图中无效区C)。

现有技术中的自行车两踏板(踏板A和踏板B)都是连接在同一根轴上，两踏板绕轴心转动的速度相同，位置始终现对于轴心对称，使得踏板A在高效区起始点转动至高效区终止点时，踏板B必然在无效区转动，而不能使踏板B从低效区起始点经无效区C转动至低效区终止点；踏板在低效区和无效区的停留时间较长，因此现有技术中自行车踏板的做功效率较差。

并且现有技术中自行车的变速机构具有多个变速链轮和驱动链条在不同链轮之间变换的机构，变速机构较复杂，制造成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种自行车传动机构，其目的之一是解决现有自行车的踏板做功效率较差的技术问题，其目的之二是解决现有自行车变速机构结构复杂的技术问题。

本发明自行车传动机构，包括第一踏板轴、与第一踏板轴平行布置的中间轴、以及与第一踏板轴同轴布置的第二踏板轴，所述第一踏板轴上固定连接有第一偏心齿轮，所述中间轴上设置有第二偏心齿轮和第三偏心齿轮，所述第二踏板轴上设置有第四偏心齿轮，所述第一偏心齿轮和第二偏心齿轮啮合，所述第三偏心齿轮和第四偏心齿轮啮合。

进一步，所述的自行车传动机构还包括变速机构，所述变速机构包括设置在输出轴上并与其转动配合的长轴套；

所述变速机构还包括设置在长轴套上并与其转动配合的左短轴套、设置在长轴套的第一反向单向轴承、设置在左短轴套上的第二反向单向轴承、固定套在第一反向单向轴承和第二反向单向轴承上的第一套筒、固定在左短轴套上的第一偏心光面轮、套在第一偏心光面轮上的第一传动环、以及第五偏心齿轮，所述第五偏心齿轮的一侧端面上设置有沿径向延伸的导向槽，第五偏心齿轮的另一侧端面上设置有套在第一传动环外且直径大于第一传动环的圆形凹槽，所述第一传动环上设置有与第五偏心齿轮连接的销；所述第一套筒上固定连接有与第五偏心齿轮上导向槽滑动配合、且长度小于导向槽的键；

所述变速机构还包括设置在长轴套上并与其转动配合的右短轴套、设置在长轴套右端的第三反向单向轴承、设置在右短轴套上的第四反向单向轴承、固定套在第三反向单向轴承和第四反向单向轴承上的第二套筒、固定在右短轴套上的第二偏心光面轮、套在第二偏心光面轮上的第二传动环、以及第六偏心齿轮，所述第六偏心齿轮的一侧端面上设置有沿径向延伸的导向槽，第六偏心齿轮的另一侧端面上设置有套在第二传动环外且直径大于第二传动环的圆形凹槽，所述第二传动环上设置有与第六偏心齿轮连接的销；所述第二套筒上固定连接有与第六偏心齿轮上导向槽滑动配合、且长度小于导向槽的键；

所述变速机构还包括设置在中间轴上的第五正向单向轴承、固定套在第五正向单向轴承上的第三套筒、固定在中间轴上的第三偏心光面轮、套在第三偏心光面轮上的第三传动环、以及与第五偏心齿轮啮合的第七偏心齿轮，所述第七偏心齿轮的一侧端面上设置有沿径向延伸的导向槽，第七偏心齿轮的另一侧端面上设置有套在第三传动环外且直径大于第三传动环的圆形凹槽，所述第三传动环上设置有与第七偏心齿轮连接的销；所述第三套筒上固定连接有与第七偏心齿轮上导向槽滑动配合、且长度小于导向槽的键；

所述变速机构还包括设置在中间轴上的第六正向单向轴承、固定套在第六正向单向轴承上的第四套筒、固定在中间轴上的第四偏心光面轮、套在第四偏心光面轮上的第四传动环、以及与第六偏心齿轮啮合的第八偏心齿轮，所述第八偏心齿轮的一侧端面上设置有沿径向延伸的导向槽，第八偏心齿轮的另一侧端面上设置有套在第四传动环外且直径大于第四传动环的圆形凹槽，所述第四传动环上设置有与第八偏心齿轮连接的销；所述第四套筒上固定连接有与第八偏心齿轮上导向槽滑动配合、且长度小于导向槽的键；

所述变速机构还包括固定在左短轴套的第一链轮和固定在右短轴套上的第三链轮；

所述变速机构还包括分别通过反向单向轴承固定在中间轴上的第四链轮和第六链轮，所述第一链轮和第四链轮通过链条传动连接，所述第三链轮和第六链轮通过链条传动连接。

进一步，所述变速机构还包括固定在长轴套第二链轮和通过反向单向轴承固定在中间轴上的第五链轮，所述第二链轮和第五链轮通过链条传动连接。

本发明的有益效果：

1、本发明自行车传动机构，其利用偏心齿轮变速传动的原理，通过第一偏心齿轮和第二偏心齿轮啮合，所述第三偏心齿轮和第四偏心齿轮啮合，当与第一踏板轴连接的踏板A在做功高效区内转动时，第一偏心齿轮驱动第二偏心齿轮加速运动，同时第三偏心齿轮驱动第四偏心齿轮加速运动，从而能使与第二踏板轴连接的踏板B快速的经过做功低效区和做功无效区，并且通过合理的设置第一偏心齿轮、第二偏心齿轮、第三偏心齿轮和第四偏心齿轮的传动比，还能达到使踏板A在高效区起始点转动至高效区终止点时，踏板B刚好从做功低效区起始点经做功无效区转动至做功低效区终止点，从而能显著提高踏板的作用效率。

2、本发明自行车传动机构，在正向行驶时，第一踏板轴的动力经第一偏心齿轮、第二偏心齿轮传递给中间轴，第二踏板轴的动力经第四偏心齿轮、第三偏心齿轮传递给中间轴，然后中间轴将动力分别经第五正向单向轴承、第六正向单向轴承传递给第七偏心齿轮和第八偏心齿轮，第七偏心齿轮和第八偏心齿轮分别将动力传递给第五偏心齿轮和低六偏心齿轮，第五偏心齿轮和低六偏心齿轮将动力经键传递给第一套筒和第二套筒，第一套筒和第二套筒将动力分别传递给第二反向单向轴承和第四反向单向轴承，第二反向单向轴承和第四反向单向轴承将动力传递给长轴套输出；

在反踩踏板时，动力第一踏板轴的动力经第一偏心齿轮、第二偏心齿轮传递给中间轴，第二踏板轴的动力经第四偏心齿轮、第三偏心齿轮传递给中间轴，第五正向单向轴承、第六正向单向轴承不转动，中间轴的动力分别经第三偏心光面轮和第四偏心光面轮传递给第三传动环和第四传动环，第三传动环和第四传动环带动销做偏心移动，销再拉动第七偏心齿轮和第八偏心齿轮在键的导向下做偏心移动，实现第其偏心齿轮和第八偏心齿轮的偏心调整；

同时在反踩踏板时，中间轴的动力还经第四链轮和第六链轮分别传递给第一链轮和第三链轮，第一链轮和第三链轮带动左短轴套和右短轴套转动，左短轴套和右短轴套分别带动其上的第一偏心光面轮和第二偏心光面轮转动，第一偏心光面轮和第二偏心光面轮转动分别带动第一传动环和第二传动环转动，第一传动环和第二传动环分别带动其上的销左偏心移动，销再拉动第五偏心轮和第六偏心轮做轴向移动，实现第五偏心轮和第六偏心轮的偏心调整；

通过改变第五偏心轮、第六偏心轮、第七偏心轮和第八偏心轮的偏心距，再正向踩踏板时，即可输出不同的转速转矩，变速通过反踩踏板实现，变速简单方便。

3、本发明自行车传动机构，在反踩踏板时，中间轴的动力还经第五链轮传递给第二链轮，第二链轮再驱动长轴套转动，长轴套将动力输出，实现了在反踩踏板时也能输出动力，能避免在上坡变速时自行车倒退问题。

附图说明

图1为踏板受力分析图；

图2为做功效率区分析图；

图3为本实施例自行车传动机构的立体结构示意图；

图4为图3在隐藏了部分零件后的立体结构示意图；

图5为图4在隐藏了部分零件后的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

如图所示，本实施例自行车传动机构，包括第一踏板轴1、与第一踏板轴平行布置的中间轴2、以及与第一踏板轴同轴布置的第二踏板轴3，所述第一踏板轴上固定连接有第一偏心齿轮4，所述中间轴上设置有第二偏心齿轮5和第三偏心齿轮6，所述第二踏板轴上设置有第四偏心齿轮7，所述第一偏心齿轮和第二偏心齿轮啮合，所述第三偏心齿轮和第四偏心齿轮啮合。

本实施例自行车传动机构，其利用偏心齿轮变速传动的原理，通过第一偏心齿轮和第二偏心齿轮啮合，所述第三偏心齿轮和第四偏心齿轮啮合，当与第一踏板轴连接的踏板A在做功高效区内转动时，第一偏心齿轮驱动第二偏心齿轮加速运动，同时第三偏心齿轮驱动第四偏心齿轮加速运动，从而能使与第二踏板轴连接的踏板B快速的经过做功低效区和做功无效区，并且通过合理的设置第一偏心齿轮、第二偏心齿轮、第三偏心齿轮和第四偏心齿轮的传动比，还能达到使踏板A在高效区起始点转动至高效区终止点时，踏板B刚好从做功低效区起始点经做功无效区转动至做功低效区终止点，从而能显著提高踏板的作用效率。

作为对本实施例的改进，本自行车传动机构还包括变速机构，所述变速机构包括设置在输出轴上并与其转动配合的长轴套8；

所述变速机构还包括设置在长轴套上并与其转动配合的左短轴套9、设置在长轴套的第一反向单向轴承10、设置在左短轴套上的第二反向单向轴承11、固定套在第一反向单向轴承和第二反向单向轴承上的第一套筒12、固定在左短轴套上的第一偏心光面轮13、套在第一偏心光面轮上的第一传动环14、以及第五偏心齿轮15，所述第五偏心齿轮的一侧端面上设置有沿径向延伸的导向槽，第五偏心齿轮的另一侧端面上设置有套在第一传动环外且直径大于第一传动环的圆形凹槽，所述第一传动环上设置有与第五偏心齿轮连接的销；所述第一套筒上固定连接有与第五偏心齿轮上导向槽滑动配合、且长度小于导向槽的键16；

所述变速机构还包括设置在长轴套上并与其转动配合的右短轴套17、设置在长轴套右端的第三反向单向轴承18、设置在右短轴套上的第四反向单向轴承19、固定套在第三反向单向轴承和第四反向单向轴承上的第二套筒20、固定在右短轴套上的第二偏心光面轮21、套在第二偏心光面轮上的第二传动环22、以及第六偏心齿轮23，所述第六偏心齿轮的一侧端面上设置有沿径向延伸的导向槽，第六偏心齿轮的另一侧端面上设置有套在第二传动环外且直径大于第二传动环的圆形凹槽，所述第二传动环上设置有与第六偏心齿轮连接的销24；所述第二套筒上固定连接有与第六偏心齿轮上导向槽滑动配合、且长度小于导向槽的键25；

所述变速机构还包括设置在中间轴上的第五正向单向轴承26、固定套在第五正向单向轴承上的第三套筒27、固定在中间轴上的第三偏心光面轮28、套在第三偏心光面轮上的第三传动环29、以及与第五偏心齿轮啮合的第七偏心齿轮30，所述第七偏心齿轮的一侧端面上设置有沿径向延伸的导向槽，第七偏心齿轮的另一侧端面上设置有套在第三传动环外且直径大于第三传动环的圆形凹槽，所述第三传动环上设置有与第七偏心齿轮连接的销31；所述第三套筒上固定连接有与第七偏心齿轮上导向槽滑动配合、且长度小于导向槽的键32；

所述变速机构还包括设置在中间轴上的第六正向单向轴承33、固定套在第六正向单向轴承上的第四套筒34、固定在中间轴上的第四偏心光面轮35、套在第四偏心光面轮上的第四传动环36、以及与第六偏心齿轮啮合的第八偏心齿轮37，所述第八偏心齿轮的一侧端面上设置有沿径向延伸的导向槽，第八偏心齿轮的另一侧端面上设置有套在第四传动环外且直径大于第四传动环的圆形凹槽，所述第四传动环上设置有与第八偏心齿轮连接的销38；所述第四套筒上固定连接有与第八偏心齿轮上导向槽滑动配合、且长度小于导向槽的键39；

所述变速机构还包括固定在左短轴套的第一链轮40、固定在长轴套第二链轮41和固定在右短轴套上的第三链轮42；

所述变速机构还包括分别通过反向单向轴承固定在中间轴上的第四链轮43、第五链轮44和第六链轮45，所述第一链轮和第四链轮通过链条传动连接，所述第二链轮和第五链轮通过链条传动连接，所述第三链轮和第六链轮通过链条传动连接。

本实施例自行车传动机构，在正向行驶时，第一踏板轴的动力经第一偏心齿轮、第二偏心齿轮传递给中间轴，第二踏板轴的动力经第四偏心齿轮、第三偏心齿轮传递给中间轴，然后中间轴将动力分别经第五正向单向轴承、第六正向单向轴承传递给第七偏心齿轮和第八偏心齿轮，第七偏心齿轮和第八偏心齿轮分别将动力传递给第五偏心齿轮和低六偏心齿轮，第五偏心齿轮和低六偏心齿轮将动力经键传递给第一套筒和第二套筒，第一套筒和第二套筒将动力分别传递给第二反向单向轴承和第四反向单向轴承，第二反向单向轴承和第四反向单向轴承将动力传递给长轴套输出；

在反踩踏板时，动力第一踏板轴的动力经第一偏心齿轮、第二偏心齿轮传递给中间轴，第二踏板轴的动力经第四偏心齿轮、第三偏心齿轮传递给中间轴，第五正向单向轴承、第六正向单向轴承不转动，中间轴的动力分别经第三偏心光面轮和第四偏心光面轮传递给第三传动环和第四传动环，第三传动环和第四传动环带动销做偏心移动，销再拉动第七偏心齿轮和第八偏心齿轮在键的导向下做偏心移动，实现第其偏心齿轮和第八偏心齿轮的偏心调整；

同时在反踩踏板时，中间轴的动力还经第四链轮和第六链轮分别传递给第一链轮和第三链轮，第一链轮和第三链轮带动左短轴套和右短轴套转动，左短轴套和右短轴套分别带动其上的第一偏心光面轮和第二偏心光面轮转动，第一偏心光面轮和第二偏心光面轮转动分别带动第一传动环和第二传动环转动，第一传动环和第二传动环分别带动其上的销左偏心移动，销再拉动第五偏心轮和第六偏心轮做轴向移动，实现第五偏心轮和第六偏心轮的偏心调整；

通过改变第五偏心轮、第六偏心轮、第七偏心轮和第八偏心轮的偏心距，再正向踩踏板时，即可输出不同的转速转矩，变速通过反踩踏板实现，变速简单方便。

并且本自行车传动机构在反踩踏板时，中间轴的动力还经第五链轮传递给第二链轮，第二链轮再驱动长轴套转动，长轴套将动力输出，实现了在反踩踏板时也能输出动力，能避免在上坡变速时自行车倒退问题。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种自行车传动机构，其特征在于：包括第一踏板轴、与第一踏板轴平行布置的中间轴、以及与第一踏板轴同轴布置的第二踏板轴，所述第一踏板轴上固定连接有第一偏心齿轮，所述中间轴上设置有第二偏心齿轮和第三偏心齿轮，所述第二踏板轴上设置有第四偏心齿轮，所述第一偏心齿轮和第二偏心齿轮啮合，所述第三偏心齿轮和第四偏心齿轮啮合；

还包括变速机构，所述变速机构包括设置在输出轴上并与其转动配合的长轴套；

所述变速机构还包括设置在长轴套上并与其转动配合的左短轴套、设置在长轴套的第一反向单向轴承、设置在左短轴套上的第二反向单向轴承、固定套在第一反向单向轴承和第二反向单向轴承上的第一套筒、固定在左短轴套上的第一偏心光面轮、套在第一偏心光面轮上的第一传动环、以及第五偏心齿轮，所述第五偏心齿轮的一侧端面上设置有沿径向延伸的导向槽，第五偏心齿轮的另一侧端面上设置有套在第一传动环外且直径大于第一传动环的圆形凹槽，所述第一传动环上设置有与第五偏心齿轮连接的销；所述第一套筒上固定连接有与第五偏心齿轮上导向槽滑动配合、且长度小于导向槽的键；

所述变速机构还包括设置在长轴套上并与其转动配合的右短轴套、设置在长轴套右端的第三反向单向轴承、设置在右短轴套上的第四反向单向轴承、固定套在第三反向单向轴承和第四反向单向轴承上的第二套筒、固定在右短轴套上的第二偏心光面轮、套在第二偏心光面轮上的第二传动环、以及第六偏心齿轮，所述第六偏心齿轮的一侧端面上设置有沿径向延伸的导向槽，第六偏心齿轮的另一侧端面上设置有套在第二传动环外且直径大于第二传动环的圆形凹槽，所述第二传动环上设置有与第六偏心齿轮连接的销；所述第二套筒上固定连接有与第六偏心齿轮上导向槽滑动配合、且长度小于导向槽的键；

所述变速机构还包括设置在中间轴上的第五正向单向轴承、固定套在第五正向单向轴承上的第三套筒、固定在中间轴上的第三偏心光面轮、套在第三偏心光面轮上的第三传动环、以及与第五偏心齿轮啮合的第七偏心齿轮，所述第七偏心齿轮的一侧端面上设置有沿径向延伸的导向槽，第七偏心齿轮的另一侧端面上设置有套在第三传动环外且直径大于第三传动环的圆形凹槽，所述第三传动环上设置有与第七偏心齿轮连接的销；所述第三套筒上固定连接有与第七偏心齿轮上导向槽滑动配合、且长度小于导向槽的键；

所述变速机构还包括设置在中间轴上的第六正向单向轴承、固定套在第六正向单向轴承上的第四套筒、固定在中间轴上的第四偏心光面轮、套在第四偏心光面轮上的第四传动环、以及与第六偏心齿轮啮合的第八偏心齿轮，所述第八偏心齿轮的一侧端面上设置有沿径向延伸的导向槽，第八偏心齿轮的另一侧端面上设置有套在第四传动环外且直径大于第四传动环的圆形凹槽，所述第四传动环上设置有与第八偏心齿轮连接的销；所述第四套筒上固定连接有与第八偏心齿轮上导向槽滑动配合、且长度小于导向槽的键；

所述变速机构还包括固定在左短轴套的第一链轮和固定在右短轴套上的第三链轮；

所述变速机构还包括分别通过反向单向轴承固定在中间轴上的第四链轮和第六链轮，所述第一链轮和第四链轮通过链条传动连接，所述第三链轮和第六链轮通过链条传动连接。

2.根据权利要求1所述的自行车传动机构，其特征在于：所述变速机构还包括固定在长轴套第二链轮和通过反向单向轴承固定在中间轴上的第五链轮，所述第二链轮和第五链轮通过链条传动连接。