CN109204679A - 一种自行车变速用稳定的传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于自行车领域，尤其涉及一种自行车变速用稳定的传动机构，它包括第一托盘、第一轴孔、第一齿环、第二齿环、第三齿环，其中第一托盘的端面中心处开有贯通的第一轴孔；第一托盘安装在后轮轴上；当从第一档变换到第二档时，安装于第一圆锥座上的若干第一滚轮脱离第一齿牙后与第二齿牙啮合的过程中，滚轮始终是其外圆面受力产生扭矩而发生旋转，从而避免了第一圆锥座连同若干第一滚轮与第二齿牙在即将啮合时两者的侧端面之间发生碰撞冲击而损坏齿牙和滚轮；把第一滚轮与第二齿牙之间可能发生的冲击和滑动摩擦完全转化成第一滚轮的滚动，进而提高了整个传动机构的传动效率，增加了零部件的寿命，降低了维修成本。

Description

一种自行车变速用稳定的传动机构

技术领域

本发明属于自行车领域，尤其涉及一种自行车变速用稳定的传动机构。

背景技术

目前传统的自行车变速传动机构主要由链条、若干前链轮和若干后链轮组合而成；不同直径的若干后链轮安装在后轮轴上，不同直径的若干前链轮安装在脚蹬轴上；通过拨动链条由一个链轮过渡到另一个链轮之上，进而改变与链条啮合的前后链轮之间的传动比，进而达到自行车变速的目的，使得直行车的行进或快或慢；传统的自行车变速过程中，链条由一个链轮过渡到另一个链轮之上时，链条的侧端面与链轮的侧端会不可避免地发生摩擦和冲击，链条和链轮的齿牙因此而受到严重的磨损和损害，降低链条和链轮的寿命，增加链条和链轮的维修更换频次，进而增加了维修更换成本；为了避免在变速过程中链条与链轮的齿牙之间摩擦和冲击，设计一种自行车变速用稳定的传动机构是非常有必要的。本发明设计一种自行车变速用稳定的传动机构解决如上问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种自行车变速用稳定的传动机构，它是采用以下技术方案来实现的。

一种自行车变速用稳定的传动机构，其特征在于：它包括第一托盘、第一轴孔、第一齿环、第一齿牙、第二齿环、第二齿牙、第三齿环、第三齿牙、后轮轴、固定块、支撑块、弧形齿板、底座、弧形T型滑槽、弧形杆槽、弧形活动槽、限位块、弧形T型滑块、底板、第一方形滑孔、梯形滑槽、导块、导槽、支撑板、第二轴孔、梯形滑块、活动块、方形滑杆、齿条、第一复位弹簧、第二复位弹簧、第二齿轮、第二锥齿轮、销轴、第一锥齿轮、第二输出轴、第二减速器、第二输入轴、第二电机轴、减速电机、第一电机轴、第一输入轴、第一减速器、第一齿轮、第一输出轴、螺杆、螺纹套、定位圆环、第一圆锥座、第一轴座、第三轴孔、第一环槽、第一滚轮、第一滚轴、伸缩套、六棱套孔、六棱伸缩杆、第二圆锥座、第二轴座、活动圆槽、旋转圆槽、第二环槽、第二滚轮、第二滚轴、定位圆板、摆杆、连接块、连接销、支耳、脚蹬座、脚蹬轴、脚蹬、第二托盘、第四轴孔、第四齿环、第四齿牙、第五轴孔、不完全齿面、车架，其中第一托盘的端面中心处开有贯通的第一轴孔；第一托盘通过第一轴孔的内圆面与后轮轴的外圆面之间的轴承配合安装在后轮轴上；第一托盘与车轮同轴且与车轮固定连接；第一齿环的一个端面上周向均匀地开有若干第一齿牙；第二齿环的一个端面上周向均匀地开有若干第二齿牙；第三齿环的一个端面上周向均匀地开有若干第三齿牙；第一齿环、第二齿环和第三齿环安装在第一托盘的同一个端面上，且第一齿环的中心轴线、第二齿环的中心轴线、第三齿环的中心轴线和第一托盘的中心轴线重合；第二齿环位于第一齿环的外侧，第三齿环位于第二齿环的外侧；固定块上具有轴孔，固定块通过其上的轴孔的内圆面与后轮轴的外圆面之间的轴承配合安装在后轮轴的轴端；固定块的下端面与车架固定连接；固定块上的一个侧端面上安装有支撑块；支撑块上靠近第一托盘的侧端面上安装有弧形齿板，且弧形齿板的弧心位于自行车的前端。

底座的上端面上开有弧形T型滑槽；弧形T型滑槽的底面上开有弧形杆槽，且弧形杆槽的弧心轴线与弧形T型滑槽的弧心轴线重合；弧形杆槽的底面上开有弧形活动槽，且弧形活动槽的弧度与弧形杆槽的弧度相等；弧形活动槽的弧心轴线与弧形杆槽的弧心轴线重合；弧形活动槽的两个弧面上安装有两个相对的限位块；底座安装在固定块上靠近第一托盘的侧端面上，且底座上的弧形T型滑槽的弧心与弧形齿板的弧心重合；底板的一端的上端面上沿其长度方向开有梯形滑槽；底板的上端面上开有第一方形滑孔，且第一方形滑孔靠近梯形滑槽的一端；弧形T型滑块的上、下端面之间开有贯通的第二方形滑孔；弧形T型滑块安装在底板的下端面上；底板通过弧形T型滑块与弧形T型滑槽的滑动配合安装在底座上；第二方形滑孔与弧形杆槽相对应；第二复位弹簧位于弧形T型滑槽中；第二复位弹簧一端与弧形T型滑块连接，另一端与弧形T型滑槽的内壁连接；减速电机上具有第一电机轴和第二电机轴，且第一电机轴和第二电机轴分布于减速电机的两侧；减速电机安装在底板的上端面上，且减速电机上的第一电机轴和第二电机轴平行于底板的长度方向；第二减速器上具有第二输入轴和第二输出轴，且第二输出轴和第二输入轴分布于第二减速器的两侧；第二减速器安装在地板的上端面上，且第二减速器位于减速电机上的第二电机轴一侧；第二输入轴和第二输出轴平行于底板的长度方向；第二输入轴与第二电机轴连接；第一锥齿轮安装在第二输出轴的轴端；第二齿轮的外圆面上具有两个不完全齿面，且两个不完全齿面沿第二齿轮的外圆面周向均匀分布；第二齿轮的端面中心处开有贯通的第五轴孔；第二齿轮通过销轴安装在底板的上端面上；第二齿轮与弧形齿板相配合；第五轴孔的内圆面与销轴的外圆面之间为键配合；销轴与底板之间的为轴承配合；第二锥齿轮安装在销轴上，且第二锥齿轮位于第二齿轮的上方；第二锥齿轮与第一锥齿轮相啮合；第二锥齿轮与销轴之间为键配合；第一减速器上具有第一输入轴和第一输出轴，且第一输出轴和第一输入轴分布于第一减速器的两侧；第一减速器安装在地板的上端面上，且第一减速器位于减速电机上第一电机轴一侧；第一输入轴和第一输出轴平行于底板的长度方向；第一输入轴与第一电机轴连接；第一齿轮安装在第一输出轴上，且第一齿轮与第一方形滑孔相对应。

导块的一个侧端面上沿其长度方向开有导槽，且导槽与导块的下端面相通；导块安装在底板上，且导块下端面的导槽槽口与第一方形滑孔对接；导块上开有导槽的侧端面与第一齿轮相对；方形滑杆嵌入导槽中，且方形滑杆的下端自上而下地依次穿过第一方形滑孔、第二方形滑孔和弧形杆槽进入弧形活动槽中；活动块位于弧形活动槽中，且活动块的上端面与方形滑杆的下端面固定连接；活动块与两个限位块相配合；齿条安装在方形滑杆的侧端面上，且齿条与第一齿轮相啮合；第一复位弹簧位于导槽的上端；第一复位弹簧的一端与方形滑杆的上端面连接，另一端与导槽的内壁连接；支撑板的侧端面上开有贯通的第二轴孔；支撑板的下端面安装有梯形滑块；支撑板通过梯形滑块与梯形滑槽的滑动配合安装在底板上，且支撑板位于第一减速器上第一输出轴的一侧；螺杆的外圆面上嵌套有螺纹套；螺杆的一端和螺纹套一起穿过支撑板上的第二轴孔；螺杆上穿过第二轴孔的一端与第一输出轴连接；螺纹套的外圆面与第二轴孔的内圆面之间固定连接。

第一圆锥座的端面中心处开有贯通的第三轴孔；第三轴孔的内圆面上周向开有第一环槽；第一圆锥座大圆端边沿处周向均匀地开有若干第一轴座；若干第一滚轮通过相应的第一滚轴分别安装在若干第一轴座上，且若干第一滚轮的中心轴线与第一圆锥座的中心轴线平行；第一圆锥座通过第三轴孔嵌套在螺纹套的外圆面上；定位圆环嵌套在螺纹套的外圆面上，且定位圆环位于第一环槽中；定位圆环的内圆面与螺纹套的外圆面固定连接；若干第一滚轮与第一齿环、第二齿环和第三齿环相配合；伸缩套的端面中心处开有贯通的六棱套孔；伸缩套通过其一端与第一圆锥座的小圆端面固定连接；伸缩套的中心轴线与第一圆锥座的中心轴线重合；螺杆上未与第一输出轴连接的一端位于伸缩套中。

脚蹬座呈圆柱形；脚蹬座的端面中心处具有贯通的轴孔；脚蹬座安装在车架上；脚蹬轴安装在脚蹬座上的轴孔中；脚蹬轴与脚蹬座之间为轴承配合；第二托盘的端面中心处开有第四轴孔；第四齿环的一个端面上沿周向均匀地开有若干第四齿牙；第四齿环安装在第二托盘的端面上，且第四齿环的中心轴线与第二托盘的中心轴线重合；第二托盘安装在脚蹬轴的一端；第四轴孔的内圆面与脚蹬轴的外圆面之间为键配合；两个脚蹬通过脚蹬轴安装在脚蹬座的两端；两个脚蹬与脚蹬轴之间为键配合；脚蹬座的外圆面上安装有两个支耳，且两个支耳呈上下竖直方向分布；第二圆锥座的大圆端面的中心处开有活动圆槽；活动圆槽的端面中心处开有旋转圆槽；旋转圆槽的内圆面上靠近其端面处周向开有第二环槽；第二圆锥座的大圆端面的边沿处周向均匀地开有若干第二轴座；若干第二滚轮通过相应的第二滚轴分别安装在若干第二轴座上；若干第二滚轮的中心轴线与第二圆锥座的中心轴线平行；定位圆板嵌入第二环槽中；摆杆的一端插入旋转圆槽与定位圆板固定连接；摆杆上未插入旋转圆槽的一端安装有连接块；连接块上未与摆杆连接的一端的上下端面之间具有贯通的销孔，连接块上开有销孔的一端通过连接销安装在两个支耳之间；六棱伸缩杆一端与第二圆锥座的小圆端面连接，另一端则插入并滑动于伸缩套内；若干第二滚轮与第四齿环端面上的第四齿牙相配合。

作为本技术的进一步改进，上述第二齿环与第一齿环之间的半径差等于第三齿环与第二齿环之间的半径差。

作为本技术的进一步改进，上述弧形齿板的弧心位于连接销的中心轴线上。

作为本技术的进一步改进，上述弧形T型滑槽的弧度大于弧形齿板的弧度。

作为本技术的进一步改进，上述第一复位弹簧可拉伸可压缩。

作为本技术的进一步改进，上述第二复位弹簧为压缩弹簧。

作为本技术的进一步改进，上述第一齿轮和齿条在自行车不变速时的啮合点位于齿条的中心位置。

作为本技术的进一步改进，上述齿条当向上或向下运动到极限位置时，活动块刚好脱离两个限位块的限制。

作为本技术的进一步改进，上述第二减速器为单向减速器，第二输入轴的正反旋转都会带动第二输出轴始终绕同一个方向旋转。

作为本技术的进一步改进，上述第二齿轮上的不完全齿面在自行车不变速的情况下行驶时不与弧形齿板相啮合；此时，第二齿轮上的两个不完全齿面距离弧形齿板的距离相等。

本发明中第二齿环与第一齿环之间的半径差等于第三齿环与第二齿环之间的半径差的设计目的是，相邻的两个变速档位之间变换，电机的旋转时间是相等的；保证了在换挡变速时，相邻档位之间的第一圆锥座的平稳过渡和换挡的有效性。

本发明中弧形齿板的弧心位于连接销的中心轴线上，弧形T型滑槽的弧度大于弧形齿板的弧度的设计目的是，弧形齿板通过第二齿轮带动底板绕连接销中心轴线的摆动与弧形T型滑块在弧形T型滑槽中的滑动不形成干涉。

本发明中第二减速器为单向减速器，第二输入轴的正反旋转都会带动第二输出轴始终绕同一个方向旋转的设计目的是，自行车的变速时反复的，或者由小变大或者由大变小，随着人来的就是减速电机上的第一电机轴和第二电机轴的往复旋转；如果第二减速器不是单向减速器，那么第二输出轴将进行往复旋转，第二输出轴通过第一锥齿轮和第二锥齿轮带动第二齿轮将进行往复旋转；在弧形齿板的作用下，底板绕连接销中心轴线往复摆动，但是底板是不能向第一托盘的方向摆动的；如果底板向第一托盘的方向摆动，整个机构将被卡死而不能正常运作；根据我们的设计的最终要求，底板只能向远离第一托盘的方向摆动，从而在变速过程中，弧形齿板通过第二齿轮使得第一圆锥座在向下一个档位运动的同时向远离第一托盘的方向摆动；当第一圆锥座连同若干第一滚轮从第一齿环运动到第二齿环的位置时，与第二齿轮的第二齿牙最近的滚轮刚好位于第二齿牙的顶端；然后减速电机停止工作，在第二复位弹簧的作用下，第一滚轮从第二齿牙的顶端落入两个第二齿牙之间的齿槽中并与第二齿牙相啮合；在若干第一滚轮与第二齿牙啮合的过程中，滚轮始终是其外圆面受力产生扭矩而发生旋转，从而避免了第一圆锥座连同若干第一滚轮与第二齿牙在即将啮合时两者的侧端面之间发生碰撞冲击，进而损坏齿牙和滚轮，把第一滚轮与第二齿牙之间可能发生的冲击和滑动摩擦完全转化成第一滚轮的滚动，进而提高了整个传动机构的传动效率。

本发明中第一齿轮和齿条在自行车不变速时的啮合点位于齿条的中心位置；齿条当向上或向下运动到极限位置时，活动块刚好脱离两个限位块的限制的设计目的是，当需要从第一档速度变到第二档速度时，按动自行车上的电机档位开关，减速电机被打开；减速电机通过第一减速器带动第一齿轮和螺杆旋转；螺杆通过轴套和定位圆环带动第一圆锥座从第一齿环向第二齿环缓慢运动；同时，第一齿轮通过齿条和方形滑杆带动活动块快速向上运动，第一复位弹簧被压缩；由于第一齿轮和齿条在自行车不变速时的啮合点位于齿条的中心位置，齿条当向上或向下运动到极限位置时，活动块刚好脱离两个限位块的限制，所以在第二圆锥座到达第二齿环之前，活动块快速地避开两个限位块的限制；第一减速器带动第一齿轮继续旋转，齿条的下端与第一齿轮的啮合结束，滑杆连同活动块不再继续向上运动；与此同时，减速电机通过第二减速器、第一锥齿轮和第二锥齿轮带动第二齿轮旋转；在弧形齿板的作用下，第二齿轮带动底板绕连接销的中心轴线摆动，第二复位弹簧被压缩；使得第一圆锥座带动第一滚轮从第一齿牙的齿槽中到达第二齿牙的顶部；当第二齿轮上的不完全齿面与弧形齿板啮合结束后，在第二复位弹簧的作用下，弧形T型滑块带动底板回摆至初始位置；第一圆锥座连同第一滚轮从第二齿牙的顶部落入第二齿环上的齿槽中；减速电机停止工作；在第一复位弹簧的作用下，齿条通过方形滑杆带动活动块向下运动或向上运动到两个限位块的限位处；由于齿条很短，所以齿条复位时通过电机轴、螺杆和螺纹套对第一圆锥座的影响很小，可以忽略不计；从第一档到第二档的变速结束。

当用脚踩踏脚蹬时，脚蹬通过脚蹬轴和第二托盘带动第四齿环发生旋转；第四齿环通过与之相啮合的若干第二滚轮带动第二圆锥座旋转；第二圆锥座通过六棱伸缩杆和伸缩套带动第一圆锥座旋转；第一圆锥座通过安装于其上的若干第一滚轮带动第一齿轮或者第二齿轮或者第三齿环发生旋转；第一齿环或者第二齿环或者第三齿环带动自行车后轮旋转，自行车开始行驶。

当自行车行驶过程中需要加速时，假设以第一档变第二档为例，把自行车上的档位开关从第一档拨到第二档上；减速电机被接通并运行很短的时间直到自行车从第一档速度变换到第二档速度；在减速电机运行的过程中，脚蹬通过第二托盘带动第四齿环继续旋转；第四齿环通过第二滚轮、第二圆锥座、六棱伸缩杆、伸缩套、第一圆锥座和若干第二滚轮带动第一齿环继续旋转；减速电机通过第一减速器带动第一齿轮和螺杆旋转；第一齿轮通过齿条和方形滑杆带动活动块快速向上运动，使得运动块快速脱离两个限位块的限制，第一复位弹簧被压缩；同时螺杆通过螺纹套带动第一圆锥座沿底板上的梯形滑槽向第二齿环运动；若干第一滚轮逐渐由第一齿环向第二齿环运动，若干第一滚轮逐渐脱离第一齿环上的第一齿牙；伸缩套与六棱伸缩杆相互收缩；与此同时，减速电机通过第二减速器、第一锥齿轮和第二锥齿轮带动第二齿轮旋转；由于第二齿轮上的不完全齿面在自行车不变速的情况下行驶时不与弧形齿板相啮合，此时第二齿轮上的两个不完全齿面距离弧形齿板的距离相等，所以当减速电机通过第一减速器、第一齿轮、齿条和方形滑杆带动活动块向上快速运动的过程中，第二齿轮不与弧形齿条发生相互作用；当齿条通过方形滑杆带动活动块向上运动到极限位置时，齿条的下端开始脱离第一齿轮并不再与第一齿轮发生啮合关系，活动块避开了两个限位块的限制；此时，第二齿轮上的一个不完全齿面才开始与第二齿轮相啮合并发生相互作用；在弧形齿板的作用下，底板绕连接销中心轴线向远离第一托盘的方向摆动的同时沿弧形T型滑槽向远离第一托盘的方向滑动，方形滑杆沿弧形杆槽滑动，第二复位弹簧被压缩；底板通过支撑板、螺纹套、定位圆环带动第一圆锥座绕连接销的中心轴线沿垂直于第一托盘的方向向外摆动；第一圆锥座带动其上的若干第一滚轮与第一齿牙脱离；当第一圆锥座带动其上的若干第一滚轮沿梯形滑槽运动到第二齿环的位置时，第二齿轮上的不完全齿面与弧形齿板的啮合即将结束，此时底板带动第一圆锥座摆动的幅度达到最大；若干第一滚轮到达第二齿环并位于第二齿牙的顶端，第一滚轮的端面与第二齿牙的侧面不发生碰撞和冲击；减速电机继续运作，第二齿轮继续旋转，不完全齿面与弧形齿板分离；第二齿轮与弧形齿板之间不构成传动关系；在第二复位弹簧的恢复力的作用下，弧形T型滑块通过底板和支撑板带动第一圆锥座回摆；第一滚轮从第二齿牙的顶部落入第二齿环上的齿槽中；当第二齿轮旋转到其上的两个不完全齿面分别与弧形齿板的距离相等时，减速电机停止运行，第二齿轮停止旋转；在第一复位弹簧的恢复力的作用下，方形滑杆带动活动块向下运动并回到两个限位块限位处；由于齿条很短，所以齿条的复位通过第一齿轮对第一输出轴的影响很小可以忽略不计；从第一档到第二档的变速成功结束；在整个变速过程中，第一圆锥座通过伸缩套和六棱伸缩杆带动第二圆锥座绕连接销的中心轴线摆动；由于第二圆锥座的摆动幅度很小不会影响第二圆锥座与第四齿环的传动。

当长时间的骑行后，人的腿部肌肉很累，需要蹬自行车更轻松，就需要对自行车变换档位，从高档位换到低档位；假设以第二档变第一档为例，把自行车上的档位开关从第二档拨到第一档上；减速电机被接通并反向运行很短的时间直到自行车从第二档速度变换到第一档速度；在减速电机反向运行的过程中，脚蹬通过第二托盘带动第四齿环继续旋转；第四齿环通过第二滚轮、第二圆锥座、六棱伸缩杆、伸缩套、第一圆锥座和若干第二滚轮带动第二齿环继续旋转，第二齿环带动车轮继续旋转；减速电机通过第一减速器带动第一齿轮和螺杆反向旋转；第一齿轮通过齿条和方形滑杆带动活动块快速向下运动，使得运动块快速脱离两个限位块的限制，第一复位弹簧被拉伸；同时螺杆通过螺纹套带动第一圆锥座沿底板上的梯形滑槽向第一齿环运动；若干第一滚轮逐渐由第二齿环向第一齿环运动，若干第一滚轮逐渐脱离第二齿环上的第二齿牙；伸缩套与六棱伸缩杆相互拉伸；与此同时，减速电机通过第二减速器、第一锥齿轮和第二锥齿轮带动第二齿轮旋转；由于第二齿轮上的不完全齿面在自行车不变速的情况下行驶时不与弧形齿板相啮合，此时第二齿轮上的两个不完全齿面距离弧形齿板的距离相等，所以当减速电机通过第一减速器、第一齿轮、齿条和方形滑杆带动活动块向下快速运动的过程中，第二齿轮不与弧形齿条发生相互作用；当齿条通过方形滑杆带动活动块向下运动到极限位置时，齿条的上端开始脱离第一齿轮并不再与第一齿轮发生啮合关系，活动块避开了两个限位块的限制；此时，第二齿轮上的另一个不完全齿面才开始与第二齿轮相啮合并发生相互作用；由于第二减速器为单向减速器，其上的第二输出轴始终绕一个方向旋转，所以在弧形齿板的作用下，底板绕连接销中心轴线向远离第一托盘的方向摆动的同时沿弧形T型滑槽向远离第一托盘的方向滑动，方形滑杆沿弧形杆槽滑动，第二复位弹簧被压缩；底板通过支撑板、螺纹套、定位圆环带动第一圆锥座绕连接销的中心轴线沿垂直于第一托盘的方向向外摆动；第一圆锥座带动其上的若干第一滚轮与第二齿牙脱离；当第一圆锥座带动其上的若干第一滚轮沿梯形滑槽运动到第一齿环的位置时，第二齿轮上的另一个不完全齿面与弧形齿板的啮合即将结束，此时底板带动第一圆锥座摆动的幅度达到最大；若干第一滚轮到达第一齿环并位于第一齿牙的顶端，第一滚轮的端面与第一齿牙的侧面不发生碰撞和冲击；减速电机继续运作，第二齿轮继续旋转，不完全齿面与弧形齿板分离；第二齿轮与弧形齿板之间不构成传动关系；在第二复位弹簧的恢复力的作用下，弧形T型滑块通过底板和支撑板带动第一圆锥座回摆；第一滚轮从第一齿牙的顶部落入第一齿环上的齿槽中；当第二齿轮旋转到其上的两个不完全齿面分别与弧形齿板的距离相等时，减速电机停止运行，第二齿轮停止旋转；在第一复位弹簧的恢复力的作用下，方形滑杆带动活动块向上运动并回到两个限位块限位处；由于齿条很短，所以齿条的复位通过第一齿轮对第一输出轴的影响很小可以忽略不计；从第二档到第一档的变速成功结束；在整个变速过程中，第一圆锥座通过伸缩套和六棱伸缩杆带动第二圆锥座绕连接销的中心轴线摆动；由于第二圆锥座的摆动幅度很小不会影响第二圆锥座与第四齿环的传动。

相对于传统的自行车变速机构，本发明中当从第一档变换到第二档时，安装于第一圆锥座上的若干第一滚轮脱离第一齿牙后与第二齿牙啮合的过程中，滚轮始终是其外圆面受力产生扭矩而发生旋转，从而避免了第一圆锥座连同若干第一滚轮与第二齿牙在即将啮合时两者的侧端面之间发生碰撞冲击而损坏齿牙和滚轮；把第一滚轮与第二齿牙之间可能发生的冲击和滑动摩擦完全转化成第一滚轮的滚动，进而提高了整个传动机构的传动效率，增加了零部件的寿命，降低了维修成本；本发明结构简单，具有较好的使用效果。

附图说明

图1是变速传动机构示意图。

图2是弧形齿板、第二齿轮、第二锥齿轮、第一锥齿轮、减速器、电机、第二减速器、第一齿轮、螺杆、螺纹套、第一圆锥座、伸缩套、底板及底座配合剖面示意图。

图3是第二圆锥座、第二滚轮、第二滚轴、定位圆板、摆杆、连接块、连接销、支耳、脚蹬座及车架配合剖面示意图。

图4是后轮轴、第一托盘、固定块、底座、方形滑杆、导块、底板及第二复位弹簧配合剖面示意图。

图5是底座、活动块、限位块、方形滑杆、底板、第二复位弹簧、导块及第一复位弹簧配合剖面示意图。

图6是第二齿轮示意图。

图7是第一托盘、第一齿环、第二齿环、第三齿环、第一引导环及第二引导环配合示意图。

图8是第一托盘、第一齿环、第二齿环、第三齿环、第一引导环及第二引导环配合剖面示意图。

图9是支撑板及梯形滑块配合示意图。

图10是底板透视示意图。

图11是导块示意图。

图12是弧形T型滑块、导块、方形滑杆、活动块、限位块及底座配合剖面示意图。

图13是底座透视示意图。

图14是弧形T型滑槽、弧形杆槽、弧形活动槽及限位块相对分布剖面示意图。

图15是弧形T型滑槽、限位块及弧形活动槽相对分布剖面示意图。

图16是限位块及弧形活动槽配合剖面示意图。

图17是第一圆锥座、第一滚轮、第一滚轴、螺纹套、螺杆、定位圆环及伸缩套配合剖面示意图。

图18是第一圆锥座示意图。

图19是第一圆锥座剖面示意图。

图20是伸缩套透视示意图。

图21是第二圆锥座示意图。

图22是第二圆锥座剖面示意图。

图23是第四齿环及第二托盘配合示意图。

图24是第一圆锥座、伸缩套、六棱伸缩杆、第二圆锥座、脚蹬座、第四齿环及脚蹬示意图。

图25是导块、第一复位弹簧、齿条、方形滑杆及齿轮剖面示意图。

图26是弧形T型滑块透视示意图。

图中标号名称：1、第一托盘；2、第一轴孔；3、第一齿环；4、第一齿牙；5、第二齿环；6、第二齿牙；7、第三齿环；8、第三齿牙；9、后轮轴；10、固定块；11、支撑块；12、弧形齿板；13、底座；14、弧形T型滑槽；15、弧形杆槽；16、弧形活动槽；17、限位块；18、弧形T型滑块；19、底板；20、第一方形滑孔；21、梯形滑槽；22、导块；23、导槽；24、支撑板；25、第二轴孔；26、梯形滑块；27、活动块；28、方形滑杆；29、齿条；30、第一复位弹簧；31、第二复位弹簧；32、第二齿轮；33、第二锥齿轮；34、销轴；35、第一锥齿轮；36、第二输出轴；37、第二减速器；38、第二输入轴；39、第二电机轴；40、减速电机；41、第一电机轴；42、第一输入轴；43、第一减速器；44、第一齿轮；45、第一输出轴；46、螺杆；47、螺纹套；48、定位圆环；49、第一圆锥座；50、第一轴座；51、第三轴孔；52、第一环槽；53、第一滚轮；54、第一滚轴；55、伸缩套；56、六棱套孔；57、六棱伸缩杆；58、第二圆锥座；59、第二轴座；60、活动圆槽；61、旋转圆槽；62、第二环槽；63、第二滚轮；64、第二滚轴；65、定位圆板；66、摆杆；67、连接块；68、连接销；69、支耳；70、脚蹬座；71、脚蹬轴；72、脚蹬；73、第二托盘；74、第四轴孔；75、第四齿环；76、第四齿牙；77、第五轴孔；78、不完全齿面；79、车架；80、第二方形滑孔。

具体实施方式

如图1、2、3所示，它包括第一托盘1、第一轴孔2、第一齿环3、第一齿牙4、第二齿环5、第二齿牙6、第三齿环7、第三齿牙8、后轮轴9、固定块10、支撑块11、弧形齿板12、底座13、弧形T型滑槽14、弧形杆槽15、弧形活动槽16、限位块17、弧形T型滑块18、底板19、第一方形滑孔20、梯形滑槽21、导块22、导槽23、支撑板24、第二轴孔25、梯形滑块26、活动块27、方形滑杆28、齿条29、第一复位弹簧30、第二复位弹簧31、第二齿轮32、第二锥齿轮33、销轴34、第一锥齿轮35、第二输出轴36、第二减速器37、第二输入轴38、第二电机轴39、减速电机40、第一电机轴41、第一输入轴42、第一减速器43、第一齿轮44、第一输出轴45、螺杆46、螺纹套47、定位圆环48、第一圆锥座49、第一轴座50、第三轴孔51、第一环槽52、第一滚轮53、第一滚轴54、伸缩套55、六棱套孔56、六棱伸缩杆57、第二圆锥座58、第二轴座59、活动圆槽60、旋转圆槽61、第二环槽62、第二滚轮63、第二滚轴64、定位圆板65、摆杆66、连接块67、连接销68、支耳69、脚蹬座70、脚蹬轴71、脚蹬72、第二托盘73、第四轴孔74、第四齿环75、第四齿牙76、第五轴孔77、不完全齿面78、车架79，其中如图7所示，第一托盘1的端面中心处开有贯通的第一轴孔2；如图1所示，第一托盘1通过第一轴孔2的内圆面与后轮轴9的外圆面之间的轴承配合安装在后轮轴9上；第一托盘1与车轮同轴且与车轮固定连接；如图8所示，第一齿环3的一个端面上周向均匀地开有若干第一齿牙4；第二齿环5的一个端面上周向均匀地开有若干第二齿牙6；第三齿环7的一个端面上周向均匀地开有若干第三齿牙8；第一齿环3、第二齿环5和第三齿环7安装在第一托盘1的同一个端面上，且第一齿环3的中心轴线、第二齿环5的中心轴线、第三齿环7的中心轴线和第一托盘1的中心轴线重合；第二齿环5位于第一齿环3的外侧，第三齿环7位于第二齿环5的外侧；如图1所示，固定块10上具有轴孔，固定块10通过其上的轴孔的内圆面与后轮轴9的外圆面之间的轴承配合安装在后轮轴9的轴端；固定块10的下端面与车架79固定连接；固定块10上的一个侧端面上安装有支撑块11；支撑块11上靠近第一托盘1的侧端面上安装有弧形齿板12，且弧形齿板12的弧心位于自行车的前端。

如图13所示，底座13的上端面上开有弧形T型滑槽14；如图15所示，弧形T型滑槽14的底面上开有弧形杆槽15，且弧形杆槽15的弧心轴线与弧形T型滑槽14的弧心轴线重合；如图14所示，弧形杆槽15的底面上开有弧形活动槽16，且弧形活动槽16的弧度与弧形杆槽15的弧度相等；弧形活动槽16的弧心轴线与弧形杆槽15的弧心轴线重合；如图16所示，弧形活动槽16的两个弧面上安装有两个相对的限位块17；如图1、5所示，底座13安装在固定块10上靠近第一托盘1的侧端面上，且底座13上的弧形T型滑槽14的弧心与弧形齿板12的弧心重合；如图10所示，底板19的一端的上端面上沿其长度方向开有梯形滑槽21；底板19的上端面上开有第一方形滑孔20，且第一方形滑孔20靠近梯形滑槽21的一端；如图26所示，弧形T型滑块18的上、下端面之间开有贯通的第二方形滑孔80；如图12所示，弧形T型滑块18安装在底板19的下端面上；如图2所示，底板19通过弧形T型滑块18与弧形T型滑槽14的滑动配合安装在底座13上；如图5所示，第二方形滑孔80与弧形杆槽15相对应；第二复位弹簧31位于弧形T型滑槽14中；第二复位弹簧31一端与弧形T型滑块18连接，另一端与弧形T型滑槽14的内壁连接；如图2所示，减速电机40上具有第一电机轴41和第二电机轴39，且第一电机轴41和第二电机轴39分布于减速电机40的两侧；减速电机40安装在底板19的上端面上，且减速电机40上的第一电机轴41和第二电机轴39平行于底板19的长度方向；第二减速器37上具有第二输入轴38和第二输出轴36，且第二输出轴36和第二输入轴38分布于第二减速器37的两侧；第二减速器37安装在地板的上端面上，且第二减速器37位于减速电机40上的第二电机轴39一侧；第二输入轴38和第二输出轴36平行于底板19的长度方向；第二输入轴38与第二电机轴39连接；第一锥齿轮35安装在第二输出轴36的轴端；如图6所示，第二齿轮32的外圆面上具有两个不完全齿面78，且两个不完全齿面78沿第二齿轮32的外圆面周向均匀分布；第二齿轮32的端面中心处开有贯通的第五轴孔77；如图2所示，第二齿轮32通过销轴34安装在底板19的上端面上；第二齿轮32与弧形齿板12相配合；第五轴孔77的内圆面与销轴34的外圆面之间为键配合；销轴34与底板19之间的为轴承配合；第二锥齿轮33安装在销轴34上，且第二锥齿轮33位于第二齿轮32的上方；第二锥齿轮33与第一锥齿轮35相啮合；第二锥齿轮33与销轴34之间为键配合；第一减速器43上具有第一输入轴42和第一输出轴45，且第一输出轴45和第一输入轴42分布于第一减速器43的两侧；第一减速器43安装在地板的上端面上，且第一减速器43位于减速电机40上第一电机轴41一侧；第一输入轴42和第一输出轴45平行于底板19的长度方向；第一输入轴42与第一电机轴41连接；如图5所示，第一齿轮44安装在第一输出轴45上，且第一齿轮44与第一方形滑孔20相对应。

如图11所示，导块22的一个侧端面上沿其长度方向开有导槽23，且导槽23与导块22的下端面相通；如图4所示，导块22安装在底板19上，且导块22下端面的导槽23槽口与第一方形滑孔20对接；如图25所示，导块22上开有导槽23的侧端面与第一齿轮44相对；如图5所示，方形滑杆28嵌入导槽23中，且方形滑杆28的下端自上而下地依次穿过第一方形滑孔20、第二方形滑孔80和弧形杆槽15进入弧形活动槽16中；如图12所示，活动块27位于弧形活动槽16中，且活动块27的上端面与方形滑杆28的下端面固定连接；活动块27与两个限位块17相配合；如图25所示，齿条29安装在方形滑杆28的侧端面上，且齿条29与第一齿轮44相啮合；如图5所示，第一复位弹簧30位于导槽23的上端；第一复位弹簧30的一端与方形滑杆28的上端面连接，另一端与导槽23的内壁连接；如图9所示，支撑板24的侧端面上开有贯通的第二轴孔25；支撑板24的下端面安装有梯形滑块26；如图2所示，支撑板24通过梯形滑块26与梯形滑槽21的滑动配合安装在底板19上，且支撑板24位于第一减速器43上第一输出轴45的一侧；如图2、17所示，螺杆46的外圆面上嵌套有螺纹套47；螺杆46的一端和螺纹套47一起穿过支撑板24上的第二轴孔25；螺杆46上穿过第二轴孔25的一端与第一输出轴45连接；螺纹套47的外圆面与第二轴孔25的内圆面之间固定连接。

如图18所示，第一圆锥座49的端面中心处开有贯通的第三轴孔51；如图19所示，第三轴孔51的内圆面上周向开有第一环槽52；第一圆锥座49大圆端边沿处周向均匀地开有若干第一轴座50；如图17所示，若干第一滚轮53通过相应的第一滚轴54分别安装在若干第一轴座50上，且若干第一滚轮53的中心轴线与第一圆锥座49的中心轴线平行；第一圆锥座49通过第三轴孔51嵌套在螺纹套47的外圆面上；定位圆环48嵌套在螺纹套47的外圆面上，且定位圆环48位于第一环槽52中；定位圆环48的内圆面与螺纹套47的外圆面固定连接；如图4、5所示，若干第一滚轮53与第一齿环3、第二齿环5和第三齿环7相配合；如图20所示，伸缩套55的端面中心处开有贯通的六棱套孔56；如图17所示，伸缩套55通过其一端与第一圆锥座49的小圆端面固定连接；伸缩套55的中心轴线与第一圆锥座49的中心轴线重合；螺杆46上未与第一输出轴45连接的一端位于伸缩套55中。

如图3所示，脚蹬座70呈圆柱形；脚蹬座70的端面中心处具有贯通的轴孔；脚蹬座70安装在车架79上；脚蹬轴71安装在脚蹬座70上的轴孔中；脚蹬轴71与脚蹬座70之间为轴承配合；如图23所示，第二托盘73的端面中心处开有第四轴孔74；第四齿环75的一个端面上沿周向均匀地开有若干第四齿牙76；第四齿环75安装在第二托盘73的端面上，且第四齿环75的中心轴线与第二托盘73的中心轴线重合；如图24所示，第二托盘73安装在脚蹬轴71的一端；第四轴孔74的内圆面与脚蹬轴71的外圆面之间为键配合；两个脚蹬72通过脚蹬轴71安装在脚蹬座70的两端；两个脚蹬72与脚蹬轴71之间为键配合；如图3所示，脚蹬座70的外圆面上安装有两个支耳69，且两个支耳69呈上下竖直方向分布；如图21所示，第二圆锥座58的大圆端面的中心处开有活动圆槽60；如图22所示，活动圆槽60的端面中心处开有旋转圆槽61；旋转圆槽61的内圆面上靠近其端面处周向开有第二环槽62；第二圆锥座58的大圆端面的边沿处周向均匀地开有若干第二轴座59；如图3所示，若干第二滚轮63通过相应的第二滚轴64分别安装在若干第二轴座59上；若干第二滚轮63的中心轴线与第二圆锥座58的中心轴线平行；定位圆板65嵌入第二环槽62中；摆杆66的一端插入旋转圆槽61与定位圆板65固定连接；摆杆66上未插入旋转圆槽61的一端安装有连接块67；连接块67上未与摆杆66连接的一端的上下端面之间具有贯通的销孔，连接块67上开有销孔的一端通过连接销68安装在两个支耳69之间；如图1所示，六棱伸缩杆57一端与第二圆锥座58的小圆端面连接，另一端则插入并滑动于伸缩套55内；如图5所示，若干第二滚轮63与第四齿环75端面上的第四齿牙76相配合。

如图7所示，上述第二齿环5与第一齿环3之间的半径差等于第三齿环7与第二齿环5之间的半径差。

如图1所示，上述弧形齿板12的弧心位于连接销68的中心轴线上。

如图4所示，上述弧形T型滑槽14的弧度大于弧形齿板12的弧度。

如图5所示，上述第一复位弹簧30可拉伸可压缩。

如图5所示，上述第二复位弹簧31为压缩弹簧。

如图25所示，上述第一齿轮44和齿条29在自行车不变速时的啮合点位于齿条29的中心位置。

如图5所示，上述齿条29当向上或向下运动到极限位置时，活动块27刚好脱离两个限位块17的限制。

如图2所示，上述第二减速器37为单向减速器，第二输入轴38的正反旋转都会带动第二输出轴36始终绕同一个方向旋转。

如图4所示，上述第二齿轮32上的不完全齿面78在自行车不变速的情况下行驶时不与弧形齿板12相啮合；此时，第二齿轮32上的两个不完全齿面78距离弧形齿板12的距离相等。

本发明中第二齿环5与第一齿环3之间的半径差等于第三齿环7与第二齿环5之间的半径差的设计目的是，相邻的两个变速档位之间变换，电机的旋转时间是相等的；保证了在换挡变速时，相邻档位之间的第一圆锥座49的平稳过渡和换挡的有效性。

本发明中弧形齿板12的弧心位于连接销68的中心轴线上，弧形T型滑槽14的弧度大于弧形齿板12的弧度的设计目的是，弧形齿板12通过第二齿轮32带动底板19绕连接销68中心轴线的摆动与弧形T型滑块18在弧形T型滑槽14中的滑动不形成干涉。

本发明中第二减速器37为单向减速器，第二输入轴38的正反旋转都会带动第二输出轴36始终绕同一个方向旋转的设计目的是，自行车的变速时反复的，或者由小变大或者由大变小，随着人来的就是减速电机40上的第一电机轴41和第二电机轴39的往复旋转；如果第二减速器37不是单向减速器，那么第二输出轴36将进行往复旋转，第二输出轴36通过第一锥齿轮35和第二锥齿轮33带动第二齿轮32将进行往复旋转；在弧形齿板12的作用下，底板19绕连接销68中心轴线往复摆动，但是底板19是不能向第一托盘1的方向摆动的；如果底板19向第一托盘1的方向摆动，整个机构将被卡死而不能正常运作；根据我们的设计的最终要求，底板19只能向远离第一托盘1的方向摆动，从而在变速过程中，弧形齿板12通过第二齿轮32使得第一圆锥座49在向下一个档位运动的同时向远离第一托盘1的方向摆动；当第一圆锥座49连同若干第一滚轮53从第一齿环3运动到第二齿环5的位置时，与第二齿轮32的第二齿牙6最近的滚轮刚好位于第二齿牙6的顶端；然后减速电机40停止工作，在第二复位弹簧31的作用下，第一滚轮53从第二齿牙6的顶端落入两个第二齿牙6之间的齿槽中并与第二齿牙6相啮合；在若干第一滚轮53与第二齿牙6啮合的过程中，滚轮始终是其外圆面受力产生扭矩而发生旋转，从而避免了第一圆锥座49连同若干第一滚轮53与第二齿牙6在即将啮合时两者的侧端面之间发生碰撞冲击，进而损坏齿牙和滚轮，把第一滚轮53与第二齿牙6之间可能发生的冲击和滑动摩擦完全转化成第一滚轮53的滚动，进而提高了整个传动机构的传动效率。

本发明中第一齿轮44和齿条29在自行车不变速时的啮合点位于齿条29的中心位置；齿条29当向上或向下运动到极限位置时，活动块27刚好脱离两个限位块17的限制的设计目的是，当需要从第一档速度变到第二档速度时，按动自行车上的电机档位开关，减速电机40被打开；减速电机40通过第一减速器43带动第一齿轮44和螺杆46旋转；螺杆46通过轴套和定位圆环48带动第一圆锥座49从第一齿环3向第二齿环5缓慢运动；同时，第一齿轮44通过齿条29和方形滑杆28带动活动块27快速向上运动，第一复位弹簧30被压缩；由于第一齿轮44和齿条29在自行车不变速时的啮合点位于齿条29的中心位置，齿条29当向上或向下运动到极限位置时，活动块27刚好脱离两个限位块17的限制，所以在第二圆锥座58到达第二齿环5之前，活动块27快速地避开两个限位块17的限制；第一减速器43带动第一齿轮44继续旋转，齿条29的下端与第一齿轮44的啮合结束，滑杆连同活动块27不再继续向上运动；与此同时，减速电机40通过第二减速器37、第一锥齿轮35和第二锥齿轮33带动第二齿轮32旋转；在弧形齿板12的作用下，第二齿轮32带动底板19绕连接销68的中心轴线摆动，第二复位弹簧31被压缩；使得第一圆锥座49带动第一滚轮53从第一齿牙4的齿槽中到达第二齿牙6的顶部；当第二齿轮32上的不完全齿面78与弧形齿板12啮合结束后，在第二复位弹簧31的作用下，弧形T型滑块18带动底板19回摆至初始位置；第一圆锥座49连同第一滚轮53从第二齿牙6的顶部落入第二齿环5上的齿槽中；减速电机40停止工作；在第一复位弹簧30的作用下，齿条29通过方形滑杆28带动活动块27向下运动或向上运动到两个限位块17的限位处；由于齿条29很短，所以齿条29复位时通过电机轴、螺杆46和螺纹套47对第一圆锥座49的影响很小，可以忽略不计；从第一档到第二档的变速结束。

具体实施方式：当用脚踩踏脚蹬72时，脚蹬72通过脚蹬轴71和第二托盘73带动第四齿环75发生旋转；第四齿环75通过与之相啮合的若干第二滚轮63带动第二圆锥座58旋转；第二圆锥座58通过六棱伸缩杆57和伸缩套55带动第一圆锥座49旋转；第一圆锥座49通过安装于其上的若干第一滚轮53带动第一齿轮44或者第二齿轮32或者第三齿环7发生旋转；第一齿环3或者第二齿环5或者第三齿环7带动自行车后轮旋转，自行车开始行驶。

当自行车行驶过程中需要加速时，假设以第一档变第二档为例，把自行车上的档位开关从第一档拨到第二档上；减速电机40被接通并运行很短的时间直到自行车从第一档速度变换到第二档速度；在减速电机40运行的过程中，脚蹬72通过第二托盘73带动第四齿环75继续旋转；第四齿环75通过第二滚轮63、第二圆锥座58、六棱伸缩杆57、伸缩套55、第一圆锥座49和若干第二滚轮63带动第一齿环3继续旋转；减速电机40通过第一减速器43带动第一齿轮44和螺杆46旋转；第一齿轮44通过齿条29和方形滑杆28带动活动块27快速向上运动，使得运动块快速脱离两个限位块17的限制，第一复位弹簧30被压缩；同时螺杆46通过螺纹套47带动第一圆锥座49沿底板19上的梯形滑槽21向第二齿环5运动；若干第一滚轮53逐渐由第一齿环3向第二齿环5运动，若干第一滚轮53逐渐脱离第一齿环3上的第一齿牙4；伸缩套55与六棱伸缩杆57相互收缩；与此同时，减速电机40通过第二减速器37、第一锥齿轮35和第二锥齿轮33带动第二齿轮32旋转；由于第二齿轮32上的不完全齿面78在自行车不变速的情况下行驶时不与弧形齿板12相啮合，此时第二齿轮32上的两个不完全齿面78距离弧形齿板12的距离相等，所以当减速电机40通过第一减速器43、第一齿轮44、齿条29和方形滑杆28带动活动块27向上快速运动的过程中，第二齿轮32不与弧形齿条29发生相互作用；当齿条29通过方形滑杆28带动活动块27向上运动到极限位置时，齿条29的下端开始脱离第一齿轮44并不再与第一齿轮44发生啮合关系，活动块27避开了两个限位块17的限制；此时，第二齿轮32上的一个不完全齿面78才开始与第二齿轮32相啮合并发生相互作用；在弧形齿板12的作用下，底板19绕连接销68中心轴线向远离第一托盘1的方向摆动的同时沿弧形T型滑槽14向远离第一托盘1的方向滑动，方形滑杆28沿弧形杆槽15滑动，第二复位弹簧31被压缩；底板19通过支撑板24、螺纹套47、定位圆环48带动第一圆锥座49绕连接销68的中心轴线沿垂直于第一托盘1的方向向外摆动；第一圆锥座49带动其上的若干第一滚轮53与第一齿牙4脱离；当第一圆锥座49带动其上的若干第一滚轮53沿梯形滑槽21运动到第二齿环5的位置时，第二齿轮32上的不完全齿面78与弧形齿板12的啮合即将结束，此时底板19带动第一圆锥座49摆动的幅度达到最大；若干第一滚轮53到达第二齿环5并位于第二齿牙6的顶端，第一滚轮53的端面与第二齿牙6的侧面不发生碰撞和冲击；减速电机40继续运作，第二齿轮32继续旋转，不完全齿面78与弧形齿板12分离；第二齿轮32与弧形齿板12之间不构成传动关系；在第二复位弹簧31的恢复力的作用下，弧形T型滑块18通过底板19和支撑板24带动第一圆锥座49回摆；第一滚轮53从第二齿牙6的顶部落入第二齿环5上的齿槽中；当第二齿轮32旋转到其上的两个不完全齿面78分别与弧形齿板12的距离相等时，减速电机40停止运行，第二齿轮32停止旋转；在第一复位弹簧30的恢复力的作用下，方形滑杆28带动活动块27向下运动并回到两个限位块17限位处；由于齿条29很短，所以齿条29的复位通过第一齿轮44对第一输出轴45的影响很小可以忽略不计；从第一档到第二档的变速成功结束；在整个变速过程中，第一圆锥座49通过伸缩套55和六棱伸缩杆57带动第二圆锥座58绕连接销68的中心轴线摆动；由于第二圆锥座58的摆动幅度很小不会影响第二圆锥座58与第四齿环75的传动。

当长时间的骑行后，人的腿部肌肉很累，需要蹬自行车更轻松，就需要对自行车变换档位，从高档位换到低档位；假设以第二档变第一档为例，把自行车上的档位开关从第二档拨到第一档上；减速电机40被接通并反向运行很短的时间直到自行车从第二档速度变换到第一档速度；在减速电机40反向运行的过程中，脚蹬72通过第二托盘73带动第四齿环75继续旋转；第四齿环75通过第二滚轮63、第二圆锥座58、六棱伸缩杆57、伸缩套55、第一圆锥座49和若干第二滚轮63带动第二齿环5继续旋转，第二齿环5带动车轮继续旋转；减速电机40通过第一减速器43带动第一齿轮44和螺杆46反向旋转；第一齿轮44通过齿条29和方形滑杆28带动活动块27快速向下运动，使得运动块快速脱离两个限位块17的限制，第一复位弹簧30被拉伸；同时螺杆46通过螺纹套47带动第一圆锥座49沿底板19上的梯形滑槽21向第一齿环3运动；若干第一滚轮53逐渐由第二齿环5向第一齿环3运动，若干第一滚轮53逐渐脱离第二齿环5上的第二齿牙6；伸缩套55与六棱伸缩杆57相互拉伸；与此同时，减速电机40通过第二减速器37、第一锥齿轮35和第二锥齿轮33带动第二齿轮32旋转；由于第二齿轮32上的不完全齿面78在自行车不变速的情况下行驶时不与弧形齿板12相啮合，此时第二齿轮32上的两个不完全齿面78距离弧形齿板12的距离相等，所以当减速电机40通过第一减速器43、第一齿轮44、齿条29和方形滑杆28带动活动块27向下快速运动的过程中，第二齿轮32不与弧形齿条29发生相互作用；当齿条29通过方形滑杆28带动活动块27向下运动到极限位置时，齿条29的上端开始脱离第一齿轮44并不再与第一齿轮44发生啮合关系，活动块27避开了两个限位块17的限制；此时，第二齿轮32上的另一个不完全齿面78才开始与第二齿轮32相啮合并发生相互作用；由于第二减速器37为单向减速器，其上的第二输出轴36始终绕一个方向旋转，所以在弧形齿板12的作用下，底板19绕连接销68中心轴线向远离第一托盘1的方向摆动的同时沿弧形T型滑槽14向远离第一托盘1的方向滑动，方形滑杆28沿弧形杆槽15滑动，第二复位弹簧31被压缩；底板19通过支撑板24、螺纹套47、定位圆环48带动第一圆锥座49绕连接销68的中心轴线沿垂直于第一托盘1的方向向外摆动；第一圆锥座49带动其上的若干第一滚轮53与第二齿牙6脱离；当第一圆锥座49带动其上的若干第一滚轮53沿梯形滑槽21运动到第一齿环3的位置时，第二齿轮32上的另一个不完全齿面78与弧形齿板12的啮合即将结束，此时底板19带动第一圆锥座49摆动的幅度达到最大；若干第一滚轮53到达第一齿环3并位于第一齿牙4的顶端，第一滚轮53的端面与第一齿牙4的侧面不发生碰撞和冲击；减速电机40继续运作，第二齿轮32继续旋转，不完全齿面78与弧形齿板12分离；第二齿轮32与弧形齿板12之间不构成传动关系；在第二复位弹簧31的恢复力的作用下，弧形T型滑块18通过底板19和支撑板24带动第一圆锥座49回摆；第一滚轮53从第一齿牙4的顶部落入第一齿环3上的齿槽中；当第二齿轮32旋转到其上的两个不完全齿面78分别与弧形齿板12的距离相等时，减速电机40停止运行，第二齿轮32停止旋转；在第一复位弹簧30的恢复力的作用下，方形滑杆28带动活动块27向上运动并回到两个限位块17限位处；由于齿条29很短，所以齿条29的复位通过第一齿轮44对第一输出轴45的影响很小可以忽略不计；从第二档到第一档的变速成功结束；在整个变速过程中，第一圆锥座49通过伸缩套55和六棱伸缩杆57带动第二圆锥座58绕连接销68的中心轴线摆动；由于第二圆锥座58的摆动幅度很小不会影响第二圆锥座58与第四齿环75的传动。

综上所述，本发明的有益效果：当从第一档变换到第二档时，安装于第一圆锥座49上的若干第一滚轮53脱离第一齿牙4后与第二齿牙6啮合的过程中，滚轮始终是其外圆面受力产生扭矩而发生旋转，从而避免了第一圆锥座49连同若干第一滚轮53与第二齿牙6在即将啮合时两者的侧端面之间发生碰撞冲击而损坏齿牙和滚轮；把第一滚轮53与第二齿牙6之间可能发生的冲击和滑动摩擦完全转化成第一滚轮53的滚动，进而提高了整个传动机构的传动效率，增加了零部件的寿命，降低了维修成本。

Claims (3)

1.一种自行车变速用稳定的传动机构，其特征在于：它包括第一托盘、第一轴孔、第一齿环、第一齿牙、第二齿环、第二齿牙、第三齿环、第三齿牙、后轮轴、固定块、支撑块、弧形齿板、底座、弧形T型滑槽、弧形杆槽、弧形活动槽、限位块、弧形T型滑块、底板、第一方形滑孔、梯形滑槽、导块、导槽、支撑板、第二轴孔、梯形滑块、活动块、方形滑杆、齿条、第一复位弹簧、第二复位弹簧、第二齿轮、第二锥齿轮、销轴、第一锥齿轮、第二输出轴、第二减速器、第二输入轴、第二电机轴、减速电机、第一电机轴、第一输入轴、第一减速器、第一齿轮、第一输出轴、螺杆、螺纹套、定位圆环、第一圆锥座、第一轴座、第三轴孔、第一环槽、第一滚轮、第一滚轴、伸缩套、六棱套孔、六棱伸缩杆、第二圆锥座、第二轴座、活动圆槽、旋转圆槽、第二环槽、第二滚轮、第二滚轴、定位圆板、摆杆、连接块、连接销、支耳、脚蹬座、脚蹬轴、脚蹬、第二托盘、第四轴孔、第四齿环、第四齿牙、第五轴孔、不完全齿面、车架，其中第一托盘的端面中心处开有贯通的第一轴孔；第一托盘通过第一轴孔的内圆面与后轮轴的外圆面之间的轴承配合安装在后轮轴上；第一托盘与车轮同轴且与车轮固定连接；第一齿环的一个端面上周向均匀地开有若干第一齿牙；第二齿环的一个端面上周向均匀地开有若干第二齿牙；第三齿环的一个端面上周向均匀地开有若干第三齿牙；第一齿环、第二齿环和第三齿环安装在第一托盘的同一个端面上，且第一齿环的中心轴线、第二齿环的中心轴线、第三齿环的中心轴线和第一托盘的中心轴线重合；第二齿环位于第一齿环的外侧，第三齿环位于第二齿环的外侧；固定块上具有轴孔，固定块通过其上的轴孔的内圆面与后轮轴的外圆面之间的轴承配合安装在后轮轴的轴端；固定块的下端面与车架固定连接；固定块上的一个侧端面上安装有支撑块；支撑块上靠近第一托盘的侧端面上安装有弧形齿板，且弧形齿板的弧心位于自行车的前端；底座的上端面上开有弧形T型滑槽；弧形T型滑槽的底面上开有弧形杆槽，且弧形杆槽的弧心轴线与弧形T型滑槽的弧心轴线重合；弧形杆槽的底面上开有弧形活动槽，且弧形活动槽的弧度与弧形杆槽的弧度相等；弧形活动槽的弧心轴线与弧形杆槽的弧心轴线重合；弧形活动槽的两个弧面上安装有两个相对的限位块；底座安装在固定块上靠近第一托盘的侧端面上，且底座上的弧形T型滑槽的弧心与弧形齿板的弧心重合；底板的一端的上端面上沿其长度方向开有梯形滑槽；底板的上端面上开有第一方形滑孔，且第一方形滑孔靠近梯形滑槽的一端；弧形T型滑块的上、下端面之间开有贯通的第二方形滑孔；弧形T型滑块安装在底板的下端面上；底板通过弧形T型滑块与弧形T型滑槽的滑动配合安装在底座上；第二方形滑孔与弧形杆槽相对应；第二复位弹簧位于弧形T型滑槽中；第二复位弹簧一端与弧形T型滑块连接，另一端与弧形T型滑槽的内壁连接；减速电机上具有第一电机轴和第二电机轴，且第一电机轴和第二电机轴分布于减速电机的两侧；减速电机安装在底板的上端面上，且减速电机上的第一电机轴和第二电机轴平行于底板的长度方向；第二减速器上具有第二输入轴和第二输出轴，且第二输出轴和第二输入轴分布于第二减速器的两侧；第二减速器安装在地板的上端面上，且第二减速器位于减速电机上的第二电机轴一侧；第二输入轴和第二输出轴平行于底板的长度方向；第二输入轴与第二电机轴连接；第一锥齿轮安装在第二输出轴的轴端；第二齿轮的外圆面上具有两个不完全齿面，且两个不完全齿面沿第二齿轮的外圆面周向均匀分布；第二齿轮的端面中心处开有贯通的第五轴孔；第二齿轮通过销轴安装在底板的上端面上；第二齿轮与弧形齿板相配合；第五轴孔的内圆面与销轴的外圆面之间为键配合；销轴与底板之间的为轴承配合；第二锥齿轮安装在销轴上，且第二锥齿轮位于第二齿轮的上方；第二锥齿轮与第一锥齿轮相啮合；第二锥齿轮与销轴之间为键配合；第一减速器上具有第一输入轴和第一输出轴，且第一输出轴和第一输入轴分布于第一减速器的两侧；第一减速器安装在地板的上端面上，且第一减速器位于减速电机上第一电机轴一侧；第一输入轴和第一输出轴平行于底板的长度方向；第一输入轴与第一电机轴连接；第一齿轮安装在第一输出轴上，且第一齿轮与第一方形滑孔相对应；导块的一个侧端面上沿其长度方向开有导槽，且导槽与导块的下端面相通；导块安装在底板上，且导块下端面的导槽槽口与第一方形滑孔对接；导块上开有导槽的侧端面与第一齿轮相对；方形滑杆嵌入导槽中，且方形滑杆的下端自上而下地依次穿过第一方形滑孔、第二方形滑孔和弧形杆槽进入弧形活动槽中；活动块位于弧形活动槽中，且活动块的上端面与方形滑杆的下端面固定连接；活动块与两个限位块相配合；齿条安装在方形滑杆的侧端面上，且齿条与第一齿轮相啮合；第一复位弹簧位于导槽的上端；第一复位弹簧的一端与方形滑杆的上端面连接，另一端与导槽的内壁连接；支撑板的侧端面上开有贯通的第二轴孔；支撑板的下端面安装有梯形滑块；支撑板通过梯形滑块与梯形滑槽的滑动配合安装在底板上，且支撑板位于第一减速器上第一输出轴的一侧；螺杆的外圆面上嵌套有螺纹套；螺杆的一端和螺纹套一起穿过支撑板上的第二轴孔；螺杆上穿过第二轴孔的一端与第一输出轴连接；螺纹套的外圆面与第二轴孔的内圆面之间固定连接；第一圆锥座的端面中心处开有贯通的第三轴孔；第三轴孔的内圆面上周向开有第一环槽；第一圆锥座大圆端边沿处周向均匀地开有若干第一轴座；若干第一滚轮通过相应的第一滚轴分别安装在若干第一轴座上，且若干第一滚轮的中心轴线与第一圆锥座的中心轴线平行；第一圆锥座通过第三轴孔嵌套在螺纹套的外圆面上；定位圆环嵌套在螺纹套的外圆面上，且定位圆环位于第一环槽中；定位圆环的内圆面与螺纹套的外圆面固定连接；若干第一滚轮与第一齿环、第二齿环和第三齿环相配合；伸缩套的端面中心处开有贯通的六棱套孔；伸缩套通过其一端与第一圆锥座的小圆端面固定连接；伸缩套的中心轴线与第一圆锥座的中心轴线重合；螺杆上未与第一输出轴连接的一端位于伸缩套中；脚蹬座呈圆柱形；脚蹬座的端面中心处具有贯通的轴孔；脚蹬座安装在车架上；脚蹬轴安装在脚蹬座上的轴孔中；脚蹬轴与脚蹬座之间为轴承配合；第二托盘的端面中心处开有第四轴孔；第四齿环的一个端面上沿周向均匀地开有若干第四齿牙；第四齿环安装在第二托盘的端面上，且第四齿环的中心轴线与第二托盘的中心轴线重合；第二托盘安装在脚蹬轴的一端；第四轴孔的内圆面与脚蹬轴的外圆面之间为键配合；两个脚蹬通过脚蹬轴安装在脚蹬座的两端；两个脚蹬与脚蹬轴之间为键配合；脚蹬座的外圆面上安装有两个支耳，且两个支耳呈上下竖直方向分布；第二圆锥座的大圆端面的中心处开有活动圆槽；活动圆槽的端面中心处开有旋转圆槽；旋转圆槽的内圆面上靠近其端面处周向开有第二环槽；第二圆锥座的大圆端面的边沿处周向均匀地开有若干第二轴座；若干第二滚轮通过相应的第二滚轴分别安装在若干第二轴座上；若干第二滚轮的中心轴线与第二圆锥座的中心轴线平行；定位圆板嵌入第二环槽中；摆杆的一端插入旋转圆槽与定位圆板固定连接；摆杆上未插入旋转圆槽的一端安装有连接块；连接块上未与摆杆连接的一端的上下端面之间具有贯通的销孔，连接块上开有销孔的一端通过连接销安装在两个支耳之间；六棱伸缩杆一端与第二圆锥座的小圆端面连接，另一端则插入并滑动于伸缩套内；若干第二滚轮与第四齿环端面上的第四齿牙相配合；

所述第二齿环与第一齿环之间的半径差等于第三齿环与第二齿环之间的半径差；所述弧形齿板的弧心位于连接销的中心轴线上。

2.一种自行车变速用稳定的传动机构，其特征在于：它包括第一托盘、第一轴孔、第一齿环、第一齿牙、第二齿环、第二齿牙、第三齿环、第三齿牙、后轮轴、固定块、支撑块、弧形齿板、底座、弧形T型滑槽、弧形杆槽、弧形活动槽、限位块、弧形T型滑块、底板、第一方形滑孔、梯形滑槽、导块、导槽、支撑板、第二轴孔、梯形滑块、活动块、方形滑杆、齿条、第一复位弹簧、第二复位弹簧、第二齿轮、第二锥齿轮、销轴、第一锥齿轮、第二输出轴、第二减速器、第二输入轴、第二电机轴、减速电机、第一电机轴、第一输入轴、第一减速器、第一齿轮、第一输出轴、螺杆、螺纹套、定位圆环、第一圆锥座、第一轴座、第三轴孔、第一环槽、第一滚轮、第一滚轴、伸缩套、六棱套孔、六棱伸缩杆、第二圆锥座、第二轴座、活动圆槽、旋转圆槽、第二环槽、第二滚轮、第二滚轴、定位圆板、摆杆、连接块、连接销、支耳、脚蹬座、脚蹬轴、脚蹬、第二托盘、第四轴孔、第四齿环、第四齿牙、第五轴孔、不完全齿面、车架，其中第一托盘的端面中心处开有贯通的第一轴孔；第一托盘通过第一轴孔的内圆面与后轮轴的外圆面之间的轴承配合安装在后轮轴上；第一托盘与车轮同轴且与车轮固定连接；第一齿环的一个端面上周向均匀地开有若干第一齿牙；第二齿环的一个端面上周向均匀地开有若干第二齿牙；第三齿环的一个端面上周向均匀地开有若干第三齿牙；第一齿环、第二齿环和第三齿环安装在第一托盘的同一个端面上，且第一齿环的中心轴线、第二齿环的中心轴线、第三齿环的中心轴线和第一托盘的中心轴线重合；第二齿环位于第一齿环的外侧，第三齿环位于第二齿环的外侧；固定块上具有轴孔，固定块通过其上的轴孔的内圆面与后轮轴的外圆面之间的轴承配合安装在后轮轴的轴端；固定块的下端面与车架固定连接；固定块上的一个侧端面上安装有支撑块；支撑块上靠近第一托盘的侧端面上安装有弧形齿板，且弧形齿板的弧心位于自行车的前端；底座的上端面上开有弧形T型滑槽；弧形T型滑槽的底面上开有弧形杆槽，且弧形杆槽的弧心轴线与弧形T型滑槽的弧心轴线重合；弧形杆槽的底面上开有弧形活动槽，且弧形活动槽的弧度与弧形杆槽的弧度相等；弧形活动槽的弧心轴线与弧形杆槽的弧心轴线重合；弧形活动槽的两个弧面上安装有两个相对的限位块；底座安装在固定块上靠近第一托盘的侧端面上，且底座上的弧形T型滑槽的弧心与弧形齿板的弧心重合；底板的一端的上端面上沿其长度方向开有梯形滑槽；底板的上端面上开有第一方形滑孔，且第一方形滑孔靠近梯形滑槽的一端；弧形T型滑块的上、下端面之间开有贯通的第二方形滑孔；弧形T型滑块安装在底板的下端面上；底板通过弧形T型滑块与弧形T型滑槽的滑动配合安装在底座上；第二方形滑孔与弧形杆槽相对应；第二复位弹簧位于弧形T型滑槽中；第二复位弹簧一端与弧形T型滑块连接，另一端与弧形T型滑槽的内壁连接；减速电机上具有第一电机轴和第二电机轴，且第一电机轴和第二电机轴分布于减速电机的两侧；减速电机安装在底板的上端面上，且减速电机上的第一电机轴和第二电机轴平行于底板的长度方向；第二减速器上具有第二输入轴和第二输出轴，且第二输出轴和第二输入轴分布于第二减速器的两侧；第二减速器安装在地板的上端面上，且第二减速器位于减速电机上的第二电机轴一侧；第二输入轴和第二输出轴平行于底板的长度方向；第二输入轴与第二电机轴连接；第一锥齿轮安装在第二输出轴的轴端；第二齿轮的外圆面上具有两个不完全齿面，且两个不完全齿面沿第二齿轮的外圆面周向均匀分布；第二齿轮的端面中心处开有贯通的第五轴孔；第二齿轮通过销轴安装在底板的上端面上；第二齿轮与弧形齿板相配合；第五轴孔的内圆面与销轴的外圆面之间为键配合；销轴与底板之间的为轴承配合；第二锥齿轮安装在销轴上，且第二锥齿轮位于第二齿轮的上方；第二锥齿轮与第一锥齿轮相啮合；第二锥齿轮与销轴之间为键配合；第一减速器上具有第一输入轴和第一输出轴，且第一输出轴和第一输入轴分布于第一减速器的两侧；第一减速器安装在地板的上端面上，且第一减速器位于减速电机上第一电机轴一侧；第一输入轴和第一输出轴平行于底板的长度方向；第一输入轴与第一电机轴连接；第一齿轮安装在第一输出轴上，且第一齿轮与第一方形滑孔相对应；导块的一个侧端面上沿其长度方向开有导槽，且导槽与导块的下端面相通；导块安装在底板上，且导块下端面的导槽槽口与第一方形滑孔对接；导块上开有导槽的侧端面与第一齿轮相对；方形滑杆嵌入导槽中，且方形滑杆的下端自上而下地依次穿过第一方形滑孔、第二方形滑孔和弧形杆槽进入弧形活动槽中；活动块位于弧形活动槽中，且活动块的上端面与方形滑杆的下端面固定连接；活动块与两个限位块相配合；齿条安装在方形滑杆的侧端面上，且齿条与第一齿轮相啮合；第一复位弹簧位于导槽的上端；第一复位弹簧的一端与方形滑杆的上端面连接，另一端与导槽的内壁连接；支撑板的侧端面上开有贯通的第二轴孔；支撑板的下端面安装有梯形滑块；支撑板通过梯形滑块与梯形滑槽的滑动配合安装在底板上，且支撑板位于第一减速器上第一输出轴的一侧；螺杆的外圆面上嵌套有螺纹套；螺杆的一端和螺纹套一起穿过支撑板上的第二轴孔；螺杆上穿过第二轴孔的一端与第一输出轴连接；螺纹套的外圆面与第二轴孔的内圆面之间固定连接；第一圆锥座的端面中心处开有贯通的第三轴孔；第三轴孔的内圆面上周向开有第一环槽；第一圆锥座大圆端边沿处周向均匀地开有若干第一轴座；若干第一滚轮通过相应的第一滚轴分别安装在若干第一轴座上，且若干第一滚轮的中心轴线与第一圆锥座的中心轴线平行；第一圆锥座通过第三轴孔嵌套在螺纹套的外圆面上；定位圆环嵌套在螺纹套的外圆面上，且定位圆环位于第一环槽中；定位圆环的内圆面与螺纹套的外圆面固定连接；若干第一滚轮与第一齿环、第二齿环和第三齿环相配合；伸缩套的端面中心处开有贯通的六棱套孔；伸缩套通过其一端与第一圆锥座的小圆端面固定连接；伸缩套的中心轴线与第一圆锥座的中心轴线重合；螺杆上未与第一输出轴连接的一端位于伸缩套中；脚蹬座呈圆柱形；脚蹬座的端面中心处具有贯通的轴孔；脚蹬座安装在车架上；脚蹬轴安装在脚蹬座上的轴孔中；脚蹬轴与脚蹬座之间为轴承配合；第二托盘的端面中心处开有第四轴孔；第四齿环的一个端面上沿周向均匀地开有若干第四齿牙；第四齿环安装在第二托盘的端面上，且第四齿环的中心轴线与第二托盘的中心轴线重合；第二托盘安装在脚蹬轴的一端；第四轴孔的内圆面与脚蹬轴的外圆面之间为键配合；两个脚蹬通过脚蹬轴安装在脚蹬座的两端；两个脚蹬与脚蹬轴之间为键配合；脚蹬座的外圆面上安装有两个支耳，且两个支耳呈上下竖直方向分布；第二圆锥座的大圆端面的中心处开有活动圆槽；活动圆槽的端面中心处开有旋转圆槽；旋转圆槽的内圆面上靠近其端面处周向开有第二环槽；第二圆锥座的大圆端面的边沿处周向均匀地开有若干第二轴座；若干第二滚轮通过相应的第二滚轴分别安装在若干第二轴座上；若干第二滚轮的中心轴线与第二圆锥座的中心轴线平行；定位圆板嵌入第二环槽中；摆杆的一端插入旋转圆槽与定位圆板固定连接；摆杆上未插入旋转圆槽的一端安装有连接块；连接块上未与摆杆连接的一端的上下端面之间具有贯通的销孔，连接块上开有销孔的一端通过连接销安装在两个支耳之间；六棱伸缩杆一端与第二圆锥座的小圆端面连接，另一端则插入并滑动于伸缩套内；若干第二滚轮与第四齿环端面上的第四齿牙相配合；

所述第二齿环与第一齿环之间的半径差等于第三齿环与第二齿环之间的半径差；所述弧形T型滑槽的弧度大于弧形齿板的弧度。

3.一种自行车变速用稳定的传动机构，其特征在于：它包括第一托盘、第一轴孔、第一齿环、第一齿牙、第二齿环、第二齿牙、第三齿环、第三齿牙、后轮轴、固定块、支撑块、弧形齿板、底座、弧形T型滑槽、弧形杆槽、弧形活动槽、限位块、弧形T型滑块、底板、第一方形滑孔、梯形滑槽、导块、导槽、支撑板、第二轴孔、梯形滑块、活动块、方形滑杆、齿条、第一复位弹簧、第二复位弹簧、第二齿轮、第二锥齿轮、销轴、第一锥齿轮、第二输出轴、第二减速器、第二输入轴、第二电机轴、减速电机、第一电机轴、第一输入轴、第一减速器、第一齿轮、第一输出轴、螺杆、螺纹套、定位圆环、第一圆锥座、第一轴座、第三轴孔、第一环槽、第一滚轮、第一滚轴、伸缩套、六棱套孔、六棱伸缩杆、第二圆锥座、第二轴座、活动圆槽、旋转圆槽、第二环槽、第二滚轮、第二滚轴、定位圆板、摆杆、连接块、连接销、支耳、脚蹬座、脚蹬轴、脚蹬、第二托盘、第四轴孔、第四齿环、第四齿牙、第五轴孔、不完全齿面、车架，其中第一托盘的端面中心处开有贯通的第一轴孔；第一托盘通过第一轴孔的内圆面与后轮轴的外圆面之间的轴承配合安装在后轮轴上；第一托盘与车轮同轴且与车轮固定连接；第一齿环的一个端面上周向均匀地开有若干第一齿牙；第二齿环的一个端面上周向均匀地开有若干第二齿牙；第三齿环的一个端面上周向均匀地开有若干第三齿牙；第一齿环、第二齿环和第三齿环安装在第一托盘的同一个端面上，且第一齿环的中心轴线、第二齿环的中心轴线、第三齿环的中心轴线和第一托盘的中心轴线重合；第二齿环位于第一齿环的外侧，第三齿环位于第二齿环的外侧；固定块上具有轴孔，固定块通过其上的轴孔的内圆面与后轮轴的外圆面之间的轴承配合安装在后轮轴的轴端；固定块的下端面与车架固定连接；固定块上的一个侧端面上安装有支撑块；支撑块上靠近第一托盘的侧端面上安装有弧形齿板，且弧形齿板的弧心位于自行车的前端；底座的上端面上开有弧形T型滑槽；弧形T型滑槽的底面上开有弧形杆槽，且弧形杆槽的弧心轴线与弧形T型滑槽的弧心轴线重合；弧形杆槽的底面上开有弧形活动槽，且弧形活动槽的弧度与弧形杆槽的弧度相等；弧形活动槽的弧心轴线与弧形杆槽的弧心轴线重合；弧形活动槽的两个弧面上安装有两个相对的限位块；底座安装在固定块上靠近第一托盘的侧端面上，且底座上的弧形T型滑槽的弧心与弧形齿板的弧心重合；底板的一端的上端面上沿其长度方向开有梯形滑槽；底板的上端面上开有第一方形滑孔，且第一方形滑孔靠近梯形滑槽的一端；弧形T型滑块的上、下端面之间开有贯通的第二方形滑孔；弧形T型滑块安装在底板的下端面上；底板通过弧形T型滑块与弧形T型滑槽的滑动配合安装在底座上；第二方形滑孔与弧形杆槽相对应；第二复位弹簧位于弧形T型滑槽中；第二复位弹簧一端与弧形T型滑块连接，另一端与弧形T型滑槽的内壁连接；减速电机上具有第一电机轴和第二电机轴，且第一电机轴和第二电机轴分布于减速电机的两侧；减速电机安装在底板的上端面上，且减速电机上的第一电机轴和第二电机轴平行于底板的长度方向；第二减速器上具有第二输入轴和第二输出轴，且第二输出轴和第二输入轴分布于第二减速器的两侧；第二减速器安装在地板的上端面上，且第二减速器位于减速电机上的第二电机轴一侧；第二输入轴和第二输出轴平行于底板的长度方向；第二输入轴与第二电机轴连接；第一锥齿轮安装在第二输出轴的轴端；第二齿轮的外圆面上具有两个不完全齿面，且两个不完全齿面沿第二齿轮的外圆面周向均匀分布；第二齿轮的端面中心处开有贯通的第五轴孔；第二齿轮通过销轴安装在底板的上端面上；第二齿轮与弧形齿板相配合；第五轴孔的内圆面与销轴的外圆面之间为键配合；销轴与底板之间的为轴承配合；第二锥齿轮安装在销轴上，且第二锥齿轮位于第二齿轮的上方；第二锥齿轮与第一锥齿轮相啮合；第二锥齿轮与销轴之间为键配合；第一减速器上具有第一输入轴和第一输出轴，且第一输出轴和第一输入轴分布于第一减速器的两侧；第一减速器安装在地板的上端面上，且第一减速器位于减速电机上第一电机轴一侧；第一输入轴和第一输出轴平行于底板的长度方向；第一输入轴与第一电机轴连接；第一齿轮安装在第一输出轴上，且第一齿轮与第一方形滑孔相对应；导块的一个侧端面上沿其长度方向开有导槽，且导槽与导块的下端面相通；导块安装在底板上，且导块下端面的导槽槽口与第一方形滑孔对接；导块上开有导槽的侧端面与第一齿轮相对；方形滑杆嵌入导槽中，且方形滑杆的下端自上而下地依次穿过第一方形滑孔、第二方形滑孔和弧形杆槽进入弧形活动槽中；活动块位于弧形活动槽中，且活动块的上端面与方形滑杆的下端面固定连接；活动块与两个限位块相配合；齿条安装在方形滑杆的侧端面上，且齿条与第一齿轮相啮合；第一复位弹簧位于导槽的上端；第一复位弹簧的一端与方形滑杆的上端面连接，另一端与导槽的内壁连接；支撑板的侧端面上开有贯通的第二轴孔；支撑板的下端面安装有梯形滑块；支撑板通过梯形滑块与梯形滑槽的滑动配合安装在底板上，且支撑板位于第一减速器上第一输出轴的一侧；螺杆的外圆面上嵌套有螺纹套；螺杆的一端和螺纹套一起穿过支撑板上的第二轴孔；螺杆上穿过第二轴孔的一端与第一输出轴连接；螺纹套的外圆面与第二轴孔的内圆面之间固定连接；第一圆锥座的端面中心处开有贯通的第三轴孔；第三轴孔的内圆面上周向开有第一环槽；第一圆锥座大圆端边沿处周向均匀地开有若干第一轴座；若干第一滚轮通过相应的第一滚轴分别安装在若干第一轴座上，且若干第一滚轮的中心轴线与第一圆锥座的中心轴线平行；第一圆锥座通过第三轴孔嵌套在螺纹套的外圆面上；定位圆环嵌套在螺纹套的外圆面上，且定位圆环位于第一环槽中；定位圆环的内圆面与螺纹套的外圆面固定连接；若干第一滚轮与第一齿环、第二齿环和第三齿环相配合；伸缩套的端面中心处开有贯通的六棱套孔；伸缩套通过其一端与第一圆锥座的小圆端面固定连接；伸缩套的中心轴线与第一圆锥座的中心轴线重合；螺杆上未与第一输出轴连接的一端位于伸缩套中；脚蹬座呈圆柱形；脚蹬座的端面中心处具有贯通的轴孔；脚蹬座安装在车架上；脚蹬轴安装在脚蹬座上的轴孔中；脚蹬轴与脚蹬座之间为轴承配合；第二托盘的端面中心处开有第四轴孔；第四齿环的一个端面上沿周向均匀地开有若干第四齿牙；第四齿环安装在第二托盘的端面上，且第四齿环的中心轴线与第二托盘的中心轴线重合；第二托盘安装在脚蹬轴的一端；第四轴孔的内圆面与脚蹬轴的外圆面之间为键配合；两个脚蹬通过脚蹬轴安装在脚蹬座的两端；两个脚蹬与脚蹬轴之间为键配合；脚蹬座的外圆面上安装有两个支耳，且两个支耳呈上下竖直方向分布；第二圆锥座的大圆端面的中心处开有活动圆槽；活动圆槽的端面中心处开有旋转圆槽；旋转圆槽的内圆面上靠近其端面处周向开有第二环槽；第二圆锥座的大圆端面的边沿处周向均匀地开有若干第二轴座；若干第二滚轮通过相应的第二滚轴分别安装在若干第二轴座上；若干第二滚轮的中心轴线与第二圆锥座的中心轴线平行；定位圆板嵌入第二环槽中；摆杆的一端插入旋转圆槽与定位圆板固定连接；摆杆上未插入旋转圆槽的一端安装有连接块；连接块上未与摆杆连接的一端的上下端面之间具有贯通的销孔，连接块上开有销孔的一端通过连接销安装在两个支耳之间；六棱伸缩杆一端与第二圆锥座的小圆端面连接，另一端则插入并滑动于伸缩套内；若干第二滚轮与第四齿环端面上的第四齿牙相配合；

所述第二齿环与第一齿环之间的半径差等于第三齿环与第二齿环之间的半径差；所述第一齿轮和齿条在自行车不变速时的啮合点位于齿条的中心位置。