CN110576934A - 一种具有增速前链轮的自行车传动机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有增速前链轮的自行车传动机构，包括同轴分布的被动链轮、驱动盘和行星齿轮，以及与所述驱动盘可转动地相连接的定齿轮，所述定齿轮位于所述被动链轮与所述驱动盘之间。本发明在脚踏板转动一周时，自行车的前链轮能够完成超过一周的转动，实现了前链轮的增速效果,从而提高了自行车传动机构的最大传动比。

Description

一种具有增速前链轮的自行车传动机构
【技术领域】
本发明涉及自行车传动机构的技术领域，特别是涉及一种具有增速前链轮的自行车传动机构。
【背景技术】
链传动是自行车传动机构的主要形式，具有结构轻便、易于维护的优点，而且传动稳定，冲击振动小。随着自行车链传动技术的发展，变速链传动自行车在复杂地形场合中的应用优势得到普遍认可，如山地自行车和公路自行车，均采用不同传动配比的链轮组合，来满足不同的应用。
目前市场上的变速自行车，为了增加最大传动比，通常是将后链轮中的最小链轮的轮径尽可能做小，或将前链轮中最大链轮的轮径尽可能做大的技术方式来实现，由于脚踏板传动轴距离地面的高度不能过高，而链轮的轮径追求小外径时，齿数过少会使运动不均匀性加剧，所以在固定外形尺寸的条件下，自行车的最大传动比是有限的，现在需要对自行车链传动进行更深入的研究，寻求最大传动比新的突破。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种具有增速前链轮的自行车传动机构，在脚踏板转动一周时，自行车的前链轮能够完成超过一周的转动，实现了前链轮增速，从而提高了自行车传动机构的最大传动比。
为实现上述目的，本发明提出了一种具有增速前链轮的自行车传动机构，包括自行车前链轮、后链轮和链条，所述链条啮合连接在所述前链轮和后链轮之间，其特征在于：所述前链轮包括同轴分布的被动链轮、驱动盘和定齿轮，以及与所述驱动盘可转动地相连接的行星齿轮，所述定齿轮位于所述被动链轮与所述驱动盘之间；所述被动链轮包括第一轮盘、位于第一轮盘一侧端面上的内齿圈和位于轮盘边沿且沿圆周分布的第一轮齿，所述内齿圈的内圆周面上设置有内轮齿，所述第一轮盘的中心还设置有第一通孔；所述定齿轮包括具有第二轮齿的第二轮盘、位于第二轮盘一侧端面上的第一转动支撑轴，所述第一转动支撑轴的中心设置有花键孔；所述驱动盘包括第三轮盘、位于第三轮盘中心处的间隔台阶和位于所述第三轮盘一侧端面上的第二转动支撑轴，且所述第二转动支撑轴靠近所述第三轮盘的外沿；所述被动链轮的第一通孔可转动地套装在所述定齿轮的第一转动支撑轴上；所述行星齿轮可转动地套装在所述驱动盘的第二转动支撑轴上；在自行车架的脚踏板转轴支撑杆处设置有花键轴，所述定齿轮的花键孔与所述花键轴过盈配合连接，使所述定齿轮固定在自行车架上，所述驱动盘固定在脚踏板转轴上并与脚踏板连杆同步转动；所述行星齿轮同时与所述内齿圈的内轮齿和定齿轮的第二轮齿啮合连接。
作为优选，所述行星齿轮具有多个，且各个所述行星齿轮沿所述驱动盘的轴心呈圆周等角度分布。
作为优选，所述被动链轮的第一轮盘上还设置有加强筋和减重孔。
作为优选，所述定齿轮的第一转动支撑轴的外端和内端分别设置有弹性卡圈槽和限位台阶。
作为优选，所述第二转动支撑轴上设置有弹性卡圈，对行星齿轮起限位作用。
作为优选，所述第一通孔与所述第一转动支撑轴之间设置有轴承。
本发明的有益效果：本发明通过脚踏板连杆驱动驱动盘同步转动，由驱动盘带动行星齿轮作圆周运动,并由行星齿轮驱动被动链轮转动，通过齿轮传动比计算可知，当使用者用脚蹬一周脚踏板时，被动链轮的转动圈数将超过一周，且行星齿轮的轮径越小，被动链轮的转动圈数越大(小于两周)，比普通的自行车前链轮提高了驱动转速，使得传动机构的最大传动比具有显著的提高。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明中自行车前链轮的正视透视图；
图2是本发明中自行车前链轮的正面立体图；
图3是本发明中自行车前链轮的背面立体图；
图4是本发明中被动链轮的结构示意图；
图5是本发明中定齿轮的结构示意图；
图6是本发明中驱动盘的结构示意图；
图7是实施例中自行车架的结构示意图；
图8是图7中的A部放大图；
图9是传动机构在自行车中的实际应用示意图。
图中：1-被动链轮、2-定齿轮、3-驱动盘、4-行星齿轮、5-脚踏板连杆、6-自行车架、7-链条、8-后链轮、101-第一轮盘、102-内齿圈、103-第一轮齿、104-第一通孔、105-内轮齿、106-加强筋、201-第二轮齿、202-第一转动支撑轴、203-花键孔、204-弹性卡圈槽、205-限位台阶、301-第三轮盘、302-第二转动支撑轴、303-间隔台阶、601-花键轴。
【具体实施方式】
实施例一、
参阅图1-图9，本发明一种具有增速前链轮的自行车传动机构，包括前链轮、后链轮8和链条7，所述链条啮合连接在所述前链轮和后链轮之间，其特征在于：所述前链轮包括同轴分布的被动链轮1、驱动盘3和定齿轮2，以及与所述驱动盘可转动地相连接的行星齿轮4，所述定齿轮在轴向上位于所述被动链轮与所述驱动盘之间；所述被动链轮包括第一轮盘101、位于第一轮盘一侧端面上的内齿圈102和位于轮盘边沿且沿圆周分布的第一轮齿103，所述内齿圈的内圆周面上设置有内轮齿105，所述第一轮盘的中心还设置有第一通孔104；所述定齿轮包括具有第二轮齿201的第二轮盘、位于第二轮盘一侧端面上的第一转动支撑轴202，所述第一转动支撑轴的中心设置有花键孔203；所述驱动盘包括第三轮盘301、位于第三轮盘中心处的间隔台阶303和位于所述第三轮盘一侧端面上的第二转动支撑轴302，且所述第二转动支撑轴靠近所述第三轮盘的外沿；所述被动链轮的第一通孔可转动地套装在所述定齿轮的第一转动支撑轴上；所述行星齿轮可转动地套装在所述驱动盘的第二转动支撑轴上；在自行车架的脚踏板转轴支撑杆处设置有花键轴601，所述定齿轮2的花键孔203与所述花键轴601过盈配合连接，使所述定齿轮固定在自行车架上，所述驱动盘固定在脚踏板转轴上并与脚踏板连杆同步转动；所述行星齿轮同时与所述内齿圈的内轮齿和定齿轮的第二轮齿啮合连接。
所述被动链轮的第一轮盘上还设置有加强筋106和减重孔。
所述定齿轮的第一转动支撑轴的外端和内端分别设置有弹性卡圈槽204和限位台阶205，所述弹性卡圈槽内嵌入弹性卡圈后，可对被动链轮的轴向进行限位。所述第二转动支撑轴302上设置有弹性卡圈，对行星齿轮起限位作用。
实施例二、
在实施例一的基础上，所述行星齿轮具有多个，且各个所述行星齿轮沿所述驱动盘的轴心呈圆周等角度分布，用以提高前链轮的传动稳定性。
实施例三、
在实施例一的基础上，所述第一通孔与第一转动支撑轴之间还设置有轴承。
本发明通过脚踏板连杆带动驱动盘同步转动，由驱动盘带动行星齿轮作圆周运动，由于行星齿轮与定齿轮上固定不可动的第二轮齿啮合连接，并且行星齿轮还与被动链轮的内轮齿啮合连接，所以前链轮中，驱动盘与被动链轮的转速比通过公式可计算得知，计算过程如下：
设：n1为被动链轮的转速，n2为定齿轮的转速(转速为0)，n3为驱动盘的转速(即脚踏板连杆的转速)，n4为行星齿轮自转的转速，Z1为被动链轮的内轮齿的齿数、Z2为定齿轮的第二轮齿的齿数、Z4为行星齿轮的齿数，则根据周转轮系传动比公式有公式一：
化简得到公式二：
由于轮径与齿数具有关系如公式三：
d＝mZ
其中，d为齿轮的节圆直径，m为齿轮的模数，Z为齿轮的齿数；
对于相互啮合的齿轮，其模数相同，所以齿数与节圆直径呈正比。对于公式二，由于定齿轮的节圆直径不可能大于被动链轮的内轮齿的节圆直径，所以Z2小于Z1，又由于Z2越大，被动链轮与驱动盘的转速比越大，因此可见，行星齿轮的节圆直径越小，则前链轮的增速效果越好，为了提高增速效果，行星齿轮的节圆直径应尽可能小，但是同时需要考虑到传动的稳定性，可以设置多个沿圆周均布的行星齿轮来提高传动的稳定性。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种具有增速前链轮的自行车传动机构，包括前链轮、后链轮和链条，所述链条啮合连接在所述前链轮和后链轮之间，其特征在于：所述前链轮包括同轴分布的被动链轮、驱动盘和定齿轮，以及与所述驱动盘可转动地相连接的行星齿轮，所述定齿轮位于所述被动链轮与所述驱动盘之间；所述被动链轮包括第一轮盘、位于第一轮盘一侧端面上的内齿圈和位于轮盘边沿且沿圆周分布的第一轮齿，所述内齿圈的内圆周面上设置有内轮齿，所述第一轮盘的中心还设置有第一通孔；所述定齿轮包括具有第二轮齿的第二轮盘、位于第二轮盘一侧端面上的第一转动支撑轴，所述第一转动支撑轴的中心设置有花键孔；所述驱动盘包括第三轮盘、位于第三轮盘中心处的间隔台阶和位于所述第三轮盘一侧端面上的第二转动支撑轴，且所述第二转动支撑轴靠近所述第三轮盘的外沿；所述被动链轮的第一通孔可转动地套装在所述定齿轮的第一转动支撑轴上；所述行星齿轮可转动地套装在所述驱动盘的第二转动支撑轴上；在自行车架的脚踏板转轴支撑杆处设置有花键轴，所述定齿轮的花键孔与所述花键轴过盈配合连接，使所述定齿轮固定在自行车架上，所述驱动盘固定在脚踏板转轴上并与脚踏板连杆同步转动；所述行星齿轮同时与所述内齿圈的内轮齿和定齿轮的第二轮齿啮合连接。
2.如权利要求1所述的具有增速前链轮的自行车传动机构，其特征在于：所述行星齿轮具有多个，且各个所述行星齿轮沿所述驱动盘的轴心呈圆周等角度分布。
3.如权利要求1所述的具有增速前链轮的自行车传动机构，其特征在于：所述被动链轮的第一轮盘上还设置有加强筋和减重孔。
4.如权利要求1所述的具有增速前链轮的自行车传动机构，其特征在于：所述定齿轮的第一转动支撑轴的外端和内端分别设置有弹性卡圈槽和限位台阶。
5.如权利要求1所述的具有增速前链轮的自行车传动机构，其特征在于：所述第二转动支撑轴上设置有弹性卡圈，对行星齿轮起限位作用。
6.如权利要求1所述的具有增速前链轮的自行车传动机构，其特征在于：第一通孔与所述第一转动支撑轴之间设置有轴承。
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