CN115503865A - 一种具有椭圆小牙盘驱动系统的自行车 - Google Patents

Abstract

一种具有椭圆小牙盘驱动系统的自行车，包括椭圆小牙盘驱动系统，所述椭圆小牙盘驱动系统包括飞轮、主链条、左脚踏板、左曲柄、主牙盘、付牙盘、主轴、付链条、椭圆小牙盘、中轴、右曲柄、右脚踏板；本发明相比普通自行车，骑行时省力，踩踏轻松，并且在最高点或最低点难发力的区间踩踏变得轻松后，可快速通过难踩踏区域，进而提高踏频，车速进一步提升，同时彻底解决了自行车单纯的采用椭圆牙盘存在的链条抖动、易掉链条、踩踏时忽轻忽重等缺点。

Description

一种具有椭圆小牙盘驱动系统的自行车

技术领域

本发明涉及自行车技术领域，特别是一种具有椭圆小牙盘驱动系统的自行车。

背景技术

现有自行车的驱动装置包括牙盘、链条、飞轮、曲柄、脚踏板等，牙盘是圆形的。驱动自行车行驶时，脚踩脚踏板的力分解为两个力，分力一的方向是脚踏板圆周旋转的切线方向，该力驱动自行车行驶，做功，消耗人体的能量；分力二与曲柄所在的直线方向相一致，该力通过曲柄挤压中轴，该力没有位移，不消耗人体的能量，但该力的存在造成脚踏板在最高点或最低点附近驱动自行车行驶时，踩踏力较大，车速慢，爬坡难。

为解决脚踏板运转至最高点或最低点时踩踏力较大、发力难的问题，有发明人发明了椭圆牙盘自行车，即采用椭圆形牙盘，其他部件与传统自行车无异，其原理是：当脚踏板运转至最高点或最低点时，牙盘用椭圆短轴端的齿驱动自行车行驶，即相当于在难发力的最高点或最低点时，用小直径的牙盘驱动，踩踏轻松，可快速通过难发力区域；当脚踏板运转至水平位时，椭圆牙盘的长轴垂直于地面，牙盘用椭圆长轴端的齿驱动自行车行驱，车速较快，即相当于脚踏板运转至水平位附近时，用大直径的牙盘驱动，行驶较快。但是椭圆牙盘也存在着链条忽松忽紧、易掉链条的问题，并且踩踏时忽轻忽重，给人一种深一脚浅一脚的感觉，骑行不舒适。

因此业界亟需一种能够解决普通自行车当脚踏板处于最高点或最低点时踩踏力较大、发力难的问题，同时又能克服椭圆牙盘缺点的骑行舒适的自行车。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有椭圆小牙盘驱动系统的自行车，可以在骑行自行车时，克服当脚踏板处于最高点或最低点时踩踏力较大、发力难的问题，同时又能克服椭圆牙盘自行车链条忽松忽紧、易掉链条和踩踏时忽轻忽重的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有椭圆小牙盘驱动系统的自行车，包括椭圆小牙盘驱动系统，所述椭圆小牙盘驱动系统包括飞轮、主链条、左脚踏板、左曲柄、主牙盘、付牙盘、主轴、付链条、椭圆小牙盘、中轴、右曲柄、右脚踏板；所述主轴和中轴均安装在自行车车架上；所述左脚踏板安装在左曲柄上，左曲柄安装在以自行车行驶方向为基准的中轴的左侧；所述右脚踏板安装在右曲柄上，右曲柄安装在以自行车行驶方向为基准的中轴的右侧；所述主牙盘和付牙盘均按装在主轴上，付牙盘位于主牙盘的一侧；所述椭圆小牙盘安装在中轴上；所述主链条用于主牙盘向飞轮的传动；所述付链条用于椭圆小牙盘向付牙盘的传动。

上述的具有椭圆小牙盘驱动系统的自行车，所述主轴和中轴的轴线相互平行。

上述的具有椭圆小牙盘驱动系统的自行车，所述左曲柄和右曲柄位于同一平面内。

上述的具有椭圆小牙盘驱动系统的自行车，所述主轴和中轴的轴线之间的距离为：付链条单节长度的整数倍+0.4毫米。

上述的具有椭圆小牙盘驱动系统的自行车，当主轴安装在中轴的上方或下方时，所述椭圆小牙盘的长轴与左曲柄或右曲柄的夹角为0～45°；当主轴安装在中轴的左方或右方时，所述椭圆小牙盘的短轴与左曲柄或右曲柄的夹角为0～45°。

有益效果

本发明具有如下优点：

本发明的具有椭圆小牙盘驱动系统的自行车，优点如下：第一，省力，当脚踏板运转至最高点或最低点时，踩踏比传统自行车轻松、省力，并且在整个踩踏过程中，踩踏力更趋于恒定。第二，车速快，在最高点或最低点难发力的区间踩踏变得轻松后，可快速通过难踩踏区域，进而提高踏频，车速进一步提升。第三，彻底解决了传统自行车单纯地采用椭圆牙盘存在的链条抖动、易掉链条、踩踏时感觉忽轻忽重等缺点。

附图说明

图1是本发明的自行车示意图；

图2是椭圆小牙盘驱动系统示意图；

图中各标号分别表示为：1、椭圆小牙盘驱动系统，2、飞轮，3、主链条，4、左脚踏板，5、左曲柄，6、主牙盘，7、付牙盘，8、主轴，9、付链条，10、椭圆小牙盘，11、中轴，12、右曲柄，13、右脚踏板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明的一种具有椭圆小牙盘驱动系统的自行车，在自行车上安装椭圆小牙盘驱动系统1，所述椭圆小牙盘驱动系统包括飞轮2、主链条3、左脚踏板4、左曲柄5、主牙盘6、付牙盘7、主轴8、付链条9、椭圆小牙盘10、中轴11、右曲柄12、右脚踏板13；所述主轴和中轴均安装在自行车车架上；骑行时，踩踏左脚踏板和右脚踏板，椭圆小牙盘旋转，动力通过付链条传递到付牙盘，付牙盘和主牙盘均固定在主轴上，因此付牙盘和主牙盘同时旋转，最终通过主链条将动力传递到飞轮，继而驱动自行车前行。

本发明的一种具有椭圆小牙盘驱动系统的自行车，以自行车前进的方向作为前方来进行叙述，主轴8安装在中轴11的上方，也可以安装在中轴的下方、前方或后方，不同的安装方位均属于本发明的保护范围。

本发明的一种具有椭圆小牙盘驱动系统的自行车，如图二中所示，付牙盘7和椭圆小牙盘10的安装位置可以互换，自行车骑行效果是相同的。

本发明的一种具有椭圆小牙盘驱动系统的自行车，主牙盘6为适应自行车变速要求，可以设置为直径不同的多片牙盘。

本发明的一种具有椭圆小牙盘驱动系统的自行车的原理分析：见图二，以主轴8安装在中轴11的上方为例进行分析，图中的右脚踏板13在最低点，左脚踏板4在最高点。踩动左侧脚踏板，通过左曲柄5带动中轴11转动，椭圆小牙盘10亦同步转动；椭圆小牙盘通过短轴端的链齿经付链条9带动付牙盘7旋转。由于椭圆小牙盘10短轴的长度小于长轴的长度，用短轴端的链齿带动的付牙盘7旋转的角速度小于用长轴端的链齿带动付牙盘7旋转的角速度，当左脚踏板旋转至最高点时，付牙盘7旋转的角速度小于其他位置的角速度；主牙盘6与付牙盘7旋转的角速度相同，当脚在最高点附近踩踏时，主牙盘6转动的速度较慢，自行车行驶慢，这等同于用小直径的牙盘驱动自行车行驶，即脚在最高点附近踩踏时，骑行轻松、省力。

参照上述分析步骤，可得出曲柄与地平面平行时，主牙盘6旋转的角速度大于其他位置的角速度，本发明自行车的行驶速度大于传统自行车。

本发明的自行车与单纯使用椭圆牙盘的自行车更省力和解决链条大幅度忽松忽紧缺点的原理分析：

普通椭圆牙盘一般是正负2～4齿，以正负2齿为多。以正负2齿为例解释该名词：以椭圆牙盘的半短轴为半径制做圆形牙盘，其齿数比椭圆牙盘的齿数少2个齿，即负2齿；以椭圆半长轴为半径制做牙盘，其齿数比椭圆牙盘的齿数多2个齿，即正2齿。普通椭圆牙盘为了保证速度，牙盘较大，当采用正负4齿的椭圆大牙盘时，链条已经大幅度地忽松忽紧及抖动，导致无法继续增大正负齿数，省力效果受到限制。本发明采用椭圆小牙盘10后，主牙盘6的转动角速度不恒定，形成了虚拟的椭圆牙盘，其虚拟正负齿数＝椭圆小牙盘的正负齿数÷椭圆小牙盘齿数×主牙盘的齿数。以椭圆小牙盘是24齿、且正负齿数为2齿、并且主牙盘为56齿为例进行计算，主牙盘的虚拟正负齿数＝2÷24×56＝4.7齿，大于56齿椭圆牙盘的最大正负齿数即4齿，因此本发明省力效果优于使用椭圆牙盘的自行车。

同样是正负2齿的椭圆牙盘，齿数少的椭圆小牙盘10，链条松紧度变化量小，如24齿的椭圆小牙盘，链条松紧度变化量是0.3mm；齿数多的椭圆大牙盘，链条变化量大，如56齿的椭圆牙盘，链条松紧度变化量在8mm左右。使用椭圆小牙盘后，能够有效降低链条忽松忽紧的现象，如24齿的椭圆小牙盘，0.3mm的链条松紧度变化量，骑行者感觉不到链条长度的变化，骑行舒适，发力均匀，解决了传统自行车采用椭圆大牙盘时链条大幅度的忽松忽紧及抖动问题。

Claims (5)

1.一种具有椭圆小牙盘驱动系统的自行车，其特征在于：包括椭圆小牙盘驱动系统(1)，所述椭圆小牙盘驱动系统包括飞轮(2)、主链条(3)、左脚踏板(4)、左曲柄(5)、主牙盘(6)、付牙盘(7)、主轴(8)、付链条(9)、椭圆小牙盘(10)、中轴(11)、右曲柄(12)、右脚踏板(13)；所述主轴(8)和中轴(11)均安装在自行车车架上；所述左脚踏板安装在左曲柄上，左曲柄安装在以自行车行驶方向为基准的中轴的左侧；所述右脚踏板安装在右曲柄上，右曲柄安装在以自行车行驶方向为基准的中轴的右侧；所述主牙盘和付牙盘均按装在主轴上，付牙盘位于主牙盘的一侧；所述椭圆小牙盘安装在中轴上；所述主链条用于主牙盘向飞轮的传动；所述付链条用于椭圆小牙盘向付牙盘的传动。

2.根据权利要求1所述的一种具有椭圆小牙盘驱动系统的自行车，其特征在于：所述主轴(8)和中轴(11)的轴线相互平行。

3.根据权利要求2所述的一种具有椭圆小牙盘驱动系统的自行车，其特征在于：所述左曲柄(5)和右曲柄(12)位于同一平面内。

4.根据权利要求3所述的一种具有椭圆小牙盘驱动系统的自行车，其特征在于：所述主轴(8)和中轴(11)的轴线之间的距离为：付链条(9)单节长度的整数倍+0.4毫米。

5.根据权利要求4所述的一种具有椭圆小牙盘驱动系统的自行车，其特征在于：当主轴(8)安装在中轴(11)的上方或下方时，所述椭圆小牙盘(10)的长轴与左曲柄(5)或右曲柄(12)的夹角为0～45°；当主轴(8)安装在中轴(11)的左方或右方时，所述椭圆小牙盘(10)的短轴与左曲柄(5)或右曲柄(12)的夹角为0～45°。

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