CN1270908A - 自行车自动无级变速传动机构 - Google Patents

Abstract

一种自行车自动无级变速传动机构,它是用挠性带和两个由两部份组成、工作直径可以变大变小互相配合转换的主从带轮,来代替目前自行车的链条链轮变速传动机构,它具有结构简单、耐冲击、变速比范围大、传动效率高,变速容易、连续平稳、有效可靠、没有噪音使用寿命长,制造成本低,容易维护保养的特点。采用了本发明的自行车,能根据人的登力和道路好坏、顶风大小自动变换车速,使人骑行感觉特别轻松。

Description

自行车自动无级变速传动机构

本发明涉及一种自行车变速传动装置，具体的说是一种带轮自动无级变速传动机构。

目前，在用变速自行车都是链轮链条传动式的，以拨动变速柄通过变速装置把链条拨套在不同齿数大小链轮上，达到变速目的。由于变速车有多个传动比，能根据道路和气侯等条件来选择车速，就比普通单速自行车靠登力来达到上述目的，具有省力和轻快的优越性，所以受到人们的欢迎。

但是，链轮链条变速自行车由于本身的结构存在以下缺陷：1、变速较困难，往往不易一次轻易到位；2、变速时易出现啮合不好和错位响声；3、变速可靠性差，特别是大链轮不变齿的变速车，新车用一段时间后就根本不能变速；4、由于链条链轮没有盒罩，很容易受到雨水、尘土和脏物的侵袭，使其锈蚀，得不到很好润滑，骑起来费劲，还容易脏裤口。

1979年，汽车上开始采用一种V型传动带和工作直径可变的主从动锥形带轮与普通齿轮式变速器配合传递动力的CVT变速传动机构。由于带轮工作直径可连续变化，变速器的传动比变化也是连续的、无级的，因而传递动力平稳，动力性和燃油经济性都远远高于齿轮式变速器。但是，由于电子控制系统的复杂和制造工艺要求较高，目前，CVT(ECVT)在汽车上的普级还有一定困难。然而，这种变速器用于电机动力的无级变速上毕竟具有结构简单、自动调心、传力表面积大、传动效率高、工作可靠、运转平稳、维护简单、价格低廉、使用寿命长的特点，目前，已被广泛采用在运转时需要经常或连续改变速度的机器(如纺织、食品、造纸、印刷、轻工和机床等机器)上。同时，这种无级变速器还具有耐冲击，可在极端恶劣的工作环境中使用的优点。根据带式无级变速器的这些特点，结合自行车的工作条件环境和使用特点，把它用于代替目前自行车上的链条链轮式变速传动机构，将具有无比的优越性。因为自行车是人力蹬动的，力和速度的大小是自行调节的，它不用发动机或变速电动机，因而也不需要控制发动机转速的供油系统(化油器或电喷系统)或变动电动机转速的控制装置(手轮、链轮或电气控制装置)和离合器和齿轮式变速器或增减速器等机构等，而且汽车或电机用来控制带式无级变速的主从动带轮工作直径大小相互变化的电子控制和液压控制系统或输出带轮的自动调压装置都太复杂，成本也高。

本发明针对现有技术中所存在的上述问题提供一种自动车自动无级变速传动机构，其目的在于，使自行车变速机构简化，成本降低，使自行车变速简单、容易、连续、平稳、没有响声，有效可靠。

本发明的目的是这样实现的：提供一种自行车自动无级变速传动机构，它包括中轴和后轮轴、及两轴的支承车架，其特征在于在中轴和后轮轴上各装一个分别由相同相对斜面构成V形槽并可以相对滑动改变工作直径的两部份组成的带轮，两个带轮的两部份之间V形凹槽内套传动带。若使一个带轮的两部份靠紧，斜凹槽最窄，工作直径最大，另一个带轮两部份就会自动相应转换离开，使斜凹槽最宽，工作直径最小。当开始骑行时，若主动轮工作直径最小，从动轮工作直径最大，这时变速器可得到较大传动比，用较小的登力就能克服道路行驶阻力轻松起步，当登动加快车速升高，主动轮工作直径逐渐增大，因传动带长度和两轮轴距都不变，两带轮工作直径大小的变化就是相反的，固从动轮工作直径会相应越来越小，变速器传动比也会减小，车速就加快。所以这种无级变速器能随道路好坏和登力大小自动变速。

所述自行车自动无级变速传动机构，是在后轮壳一侧固定棘爪，棘齿与带轮有外花键轴套的内侧部份造成为一体，花键轴套上装有内花键的带轮另一部份，使带轮两部份斜凹槽相对，外侧用弹簧压紧，工作直径最大；在装后轴带轮的同侧中轴上有个台阶，台阶外侧活套向外伸出外花键轴套带轮的一部份，另一部份有内花键的带轮套装在带轮的外花键轴套上，使带轮两部份斜凹槽相对，活套在中轴上的带轮部份外侧还有一凸块或凹槽，同侧的中轴曲柄上有个对应的前窄后宽的斜面凹槽或凸块。也可在带轮的两边和中轴上各做一对相同的互相配合同时压动的凸块使两部分主动带轮同时转动和相对轴向移动，曲柄上斜面凸块的斜面将带轮外侧的凸块或凹槽靠住。还可在中轴上加工个圆柱凸轮，再在套在中轴的带轮轴套上对应位置也加工相同的凸轮斜口，转动中轴就能挤压斜口推动带轮作轴向移动。传动带(可采用V形带，宽三角带，梯形带，金属带等)紧套两带轮凹槽中的大小工作直径上。由于后带轮弹簧弹力作用把传动带拉紧，把中轴带轮两部份挤开，使工作直径最小。当登动脚登，曲柄斜面凸块就会推动外侧部份的带轮与另一部份带轮压紧挠性带一起转动，传动另一带轮和后轮轴转动；当加大登力使转速变快，曲柄斜面凸块就会继续将外侧那部份带轮向里压，压的力到克服后轮轴带轮弹簧的弹力的时，后轮轴两部份带轮就被伸开，使工作直径变小，与此同时中轴两部份带轮被压得靠拢，工作直径变大，车速就会提高，为了使车速提高一定速度时能省力。可以在后轮轴上外侧部份带轮的外侧(也可把棘轮装在后轮壳花键上后在另一部份带轮的内侧)周围加两个以上对称杠杆离心块，离心块下段有一支点固定在轮壳上有外花键那部份带轮的伸出外侧部份带轮的花键轴套端头上，外侧部份带轮有连接离心块杠杆下端的轴，离心块下段和下端各有一相同长形口，支点轴和外侧部份带轮的轴分别套于长形口内，离心块能随带轮一块移动，同时又能以支点为轴心作轴向转动，还能在支点轴和外侧部份带轮轴作上上下滑动)。当登动脚蹬离心块的离心力会越来越大，当后轮轴上带轮转速达到一定值时，就会向外甩出拉动外侧部份带轮克服弹簧弹力向外移动，使带轮工作直径变小，当离心块甩到与后轮轴垂直和带轮外侧面平行即离心力最大时，后轮带轮工作直径最小，达到自行车最高车速。当减速时，离心块在重力的作用下向一侧偏倒，直到停止时，上方的离心块会沿支点轴和外侧部份带轮轴向下滑落到花链轴上的凹槽内，当上陡坡，顶大风需要较大的力骑行时，此时脚登力会克服后轮带轮弹簧的弹力而使带轮向外移动，使传动比变小，更难登动，有了离心块滑落到花键轴凹槽内的装置，当带轮外移力推动杠杆下端向外移动时，花键轴的凹槽边就会顶住杠杆下端，阻止其外移，保持最大传动比，使其能上坡或顶风骑行。加装了离心块装置可使压紧从动带轮弹簧的弹力减小，快速骑行更轻松省力。也可把离心块杠杆的端头用铰链固定在后轴外侧带轮的外边，离心块杠杆的下段有一长口支点支撑轴装在长口上，杠杆长口能在轴上滑动，停车时离心块在重力和弹力的作用下向外偏倒，使带轮处于工作直径最大位置，起步上坡或顶风时，由于车速慢，离心块不起作用，此时传动带需要很大的拉力才能克服费力杠杆的撑力和弹簧弹力把两部份带轮张开，因而能保证较大扭矩，使起步、上坡或顶风骑行轻松。当速度加快，离心块会在离心力的作用下甩起，由省力杠杆把外侧带轮向外拨，使工作直径变小，速度更快，且省力。

所述的自行车自动无级变速传动机构，是在中轴的一侧的花键轴上分别套装带内花键的两部份带轮或外侧部分固定在中轴上，另一部份用花键装在中轴上能够滑动，用弹簧压紧，使其工作直径最大，弹力的大小能保证在一般路面高速骑行时不被压缩为宜。在后轮轴棘轮花键套轴上装带内花键的与上述相同两部份带轮或内侧部份与棘轮一体，另一部分在棘轮花键轴上能滑动，用比中轴带轮弹簧弹力稍小的弹簧压紧，在两轴带轮的凹槽内紧套挠性带，由于弹簧弹力的作用平常情况下始终保持中轴带轮工作直最大，后轴带轮工作直径最小。当上坡或顶风骑行阻力使车减速，登力加到一定程度挠性带拉力就克服中轴带轮弹簧的弹力而使两部份带轮变宽，工作直径变小，由于挠性带变松和后轴带轮弹簧的压力就使后轴两部份带轮变窄，工作直径变大，传动比增大，与其速度相适应，就不用费很大的力登车了，当行驶正常登力减小时，中轴带轮会在弹簧弹力的作用下恢复最大工作直径保持小传动比。还可以用另一种方法制造，即将带轮两部份相互用花键穿过，活套于主动轴(中轴)上，两边伸出的花键套轴头上各有圈凸轮与主动轴上两边轴凸轮配套对应，两边用弹簧分别将带轮两部份压紧；从动轴(后轮轴)上带轮两部份的结构与上述从动带轮一样，也用稍小于压紧主动带轮弹簧弹力的弹簧压紧。工作时，主动轴上两边的凸轮顶压着带轮两部份花键轴套凸轮，使带轮随主动轴一起转动。当起步或顶风、上坡时，从动车轮阻力增大，需增加动力才能前进，在动力超过压在主动带轮上弹簧的弹力时，就分别压着两边花键轴套凸轮向中间靠拢，与花键轴套凸轮一体的带轮两部份就会向相反方向滑动离开，使主动带轮工作直径变小，传动带变松，与此同时从动带轮两部份在弹簧弹力作用下，会自动靠拢，使工作直径变大，把传动带绷紧，传动比增大，克服后车轮阻力使车继续前进。当道路和气候正常不用那样大动力时，主动带轮弹簧又会将主动带轮两部份压紧靠拢，恢复到工作直径最大，使传动比最小，保持快速行驶。

所述自行车自动无级变速传动机构，是在主动带轮和从动带轮上加机械或液压互动装置，压动带轮两部份协调一致自动调心同时逐步靠紧和逐步松开。最简单的是把主从动内侧带轮做成平面，固定在中轴和后轮轴棘轮上，外侧带轮做成圆锥去尖的圆台形，使平面和圆台相对，传动带采用不对称的与带轮平面和斜面一致的一半三角带或梯形带，在中轴和后轮轴支撑架中间有个杠杆支点，支点上装一平衡杠杆1力点与中轴外侧带轮相连，带轮外侧压螺旋弹簧或膜片弹簧，重点与后轴外侧带轮相连。也可采用V形传动带，主动带轮的外侧部份固定在中轴上，里侧部份带轮用花键轴套穿过外侧带轮，在V形主从动带轮外侧的主从动轴固定支架的中间做个“支点，”“支点”上装一杠杆，杠杆两端分别用叉或轴套叉在或套在中轴移动部份带轮和后轮轴棘轮的带轮花键轴上与移动部份带轮滑动相连，中轴上移动部份带轮花键轴套上有弹簧使工作直径最大，带轮除转动外还能随杠杆轴向移动，利用杠杆支点两端运动相反和力的平衡原理，使两轴带轮工作直径大小的变化始终趋势相反。还可用两个等臂相同杠杆串联，即将杠杆1的力点与中轴内侧带轮相连，用弹簧压紧使工作直径最大，杠杆2重点与后轴外侧带轮相连，用刚件把杠杆1重点和杠杆2力点铰接连接，就能实现中轴内侧带轮与后轮轴外侧带轮的轴向相反一致运动，而两带轮的另一侧带轮轴向不动。液压传动装置是把一个液压油缸和活塞(液压泵)套装在中轴上靠车架一侧，固定在车架上，另一个相同油曲和活塞(液压泵)套装后轮轴上压在外侧带轮上，固定在后轴支架上，两油缸用压力油管相通，两活塞分别向着带轮活动部份(活塞头部可加轴承)，油量和压力始终保持主从动带轮工作直径变化相反。也可把机械或液压装置加装在弹簧装置及变速传动机构上，油只能从一个油腔等量的流向另一个滑腔平时弹簧弹力大工作直径大的带轮的活塞的行程最大油腔最大注入的油最多，另一油腔油量就小，因而能保证两带轮工作直径的转换协调一致，避免主动轮工作直变小时，从动轮工作直径也被传动带拉小，出现打滑现象。

还可以把主从动带轮的两部份都做成可以在中轴上和后轮棘轮上相对轴向移动，两边都按上述结构做成一样的，都加杠杆或液压装置保证两带轮工作直径的转换协调一致。也可以在车把和靠近中轴的车架上装操纵杠杆，使与中轴一端的杠杆或大直径活塞液压总泵与中轴和后轴液缸相连，用手操纵利用加长杠杆力臂或加大总泵活塞直径来增加两带轮的压紧力和使两带轮工作直径的转换，使其在上陡坡或顶大风时不出现打滑。

上述自行车自动无级变速传动机构，还可以加大主动带轮工作直径，减小从动带轮工作直径，将传动比变化范围控制在比普通自行车大，比变速车最高车速传动比小的范围内。如最大传动比可以0.375或0.5(普通自行车26″一般在0.33)，最小可以0.25或0.20(一般链变速车26″最小为0.29)，最高速度比变速车还快，同时上坡顶风又很省力。

在另一个采用上述技术方案的机动二轮或三轮与四轮车的优选实施例中，除按上述技术方案制造外，再在前轮或后轮轴上安装电动机，或把脚登主动带轮用机动力(包括以汽油、甲醇、液化气、天燃气等作燃料的内燃机和电动机等)传动，还可加宽挠性带宽度，以适应增大扭矩的传递使其变为既可人力登动，又可机动的双动力车。

在上述技术方案中把自行车脚登装置换成机动装置就变成机动车，除要增加结构的强度和安全装置与舒适性外，车速也不能太高。这一方案还能用在类似目前链传动和驱动方式的摩托车上。还能将主从动带轮两部份的大小工作直径相互转换改由液压系统加电子系统控制。

在又一个采用上述技术方案的省动力机动车的实施例中，在主动带轮轴上增加一个直径较大的齿圈，或将齿圈和变速传动机构平放在四轮或三轮车机架上，齿圈由电动机轴或内燃机曲轴小齿轮直接传动，经大齿圈减速增力后由主动带轮传递给从动带轮，经螺旋齿轮或锥齿传动后轴两轮转动，还可增加传动带和带轮工作面的粗糙度或传动带的宽度，以增加摩擦力。也可加装脚登装置传动齿圈，作为应急之用。这是一种车速不特别高用小动力传递较大扭矩的省力机构，不仅经济，维修操作简单方便，还节约能源，减少污染。

在上述所有技术方案中，中轴和后轮轴带轮直径、传动比和轴距可根据需要来选择。还可加装盒罩，防止污物侵袭。

采用了本发明的自动无级变速传动机构的自行车，由于其传动和变速是用三角带和带轮，无须操作机构，结构特别简单、造价低廉，传力表面积大，传动效率高，还由于主从动带轮工作直径的转换是逐步的无级的，所以过渡平稳没有噪音；又由于它是随脚蹬动力的大小和车速的高低而自动变速的，所以它变速容易，能随道路的好坏和顶风大小自动调节车速，使人骑上感觉轻松；再由于它在主从动带轮上装有机械或液力互动机构来保证它的大小工作直径相互转换协调一致，所以这种变速器传动平稳、有效可靠。这种变速器还具有耐冲击、变速范围大、易维护保养、使用寿命长的优点。

下面结合附图对本发明的几个优选实施例作具体说明。

图1是本发明双杠杆控制自行车自动无级变速机构剖视图；

图2是本发明杠杆拨动主从动左右带轮自行车自动无级变速机构剖视图；

图3是本发明离心加速自行车自动无级变速机构剖视图；

图4是本发明装在助力自行车上示意图；

图5是采用本发明的省动力四轮车示意图。

实施例1

图1所示为自动无级变速传动机构静止处于高档时的结构和原理，该图传动比在0.28～0.5(与一般链轮变速车传动比差不多)，适合装于26″自行车上，将主动轴(6)装于中轴位置，从动轴就是装于后轮轴(23)上的后车轮壳(25)，后车轮幅条安装车轮轮壳(25)上，在主动轴(6)上右段靠左沿轴周做一斜凸轮(7)，按设计好的传动比决定主从动带轮的直径，左部份主动带轮(11)和右部份从轴带轮(17)夹紧传动带(1)的工作面斜度一样，右部份主动带轮(12)和左部份从动带轮(26)夹紧传动带(1)工作面和左右部份主从动带轮(11)(17)相同斜度相反。把右部份主动带轮(12)的内花键套于左部份主动带轮(11)的外花键上，并使其右部份主动带轮(12)的开口花键穿过左部份主动带轮(11)的花键槽孔向左伸出，把左弹簧(5)套于右部份主动带轮(12)的开口花键上，在开口花键端头装与主动轴凸轮(7)对应配套的轴套凸轴(8)，把右弹簧(4)安装在套装于左部份主动带轮向右伸出的外花键轴套上的右部份带轮的轴套上，在外花键的端头再装与开口花键轴套凸轮(8)完全一样的轴套凸轮(2)，使两部份主动带轮靠紧，其左右弹簧(4)(5)的弹力要保证自行车在好路面高档快速行驶时不被压缩(压缩力来道路阻力对传动带的拉力伸开力和脚登力，速度起来后登力就会减少)，将装配好的左右两部份主动带轮(11)(12)活套在主动轴(6)上左凸轮(7)的右边，与左凸轮(7)形状完全一样的右凸轮(2)装于主动轴上紧靠左主动带轮外花键轴套凸轮(8)。

右部份从动带轮(17)内花键套于左部份从动带轮(26)的外花键轴套上，左部份从动带轮(26)上有内棘轮，它与带内花键轴套的棘爪轮(24)组成棘轮机构，棘轮机构与左部份从动带轮(26)和右部份从动带轮(17)分别用用左右弹簧(21)(19)压紧，其弹簧弹力比主动带轮压紧弹簧(4)(5)的弹力稍小。再把整套从动带轮套装于后轮轮壳(25)的外花键轴套上。

将传动带(1)分别套于主动带轮(11)(12)和从动带轮(17)(26)的凹槽内，使主动带轮工作直径最大，从动带轮工作直径最小，传动带适度绷紧(传动带要用加压不变形的挠性带，如用做齿形带材料的钢绳或合成纤维作为强力层，外面包覆聚氨酯或氯丁橡胶；或加宽加厚的传动带，以增力摩擦力)，还可增加带与轮接触面的粗糙度以增加抗打滑摩擦力。在主从动轴(6)(23)支撑架的中间做两根杠杆的支点(14)(15)，两根杠杆(13)(16)的两端分别叉于左右两部份主动带轮(11)(12)和从动带轮(17)(26)背面的卡槽(9)(10)(18)(20)内。也可以不要从动带轮(26)(17)两边的压紧弹簧(21)(19)，直接用杠杆(13)(16)也能达到主从动两对带轮互相转换的目的。

当用脚登地起步缓慢加速时，主动带轮和从动带轮工作直径会保持不变。当起步猛登脚和需要快加速或上坡、顶风用的脚登力超过压紧主动带轮弹簧(4)(5)的弹力时，主动带轮(11)(12)就被压着向左右两边离开，使工作直径变小，传动带(1)会自然变松，从动带轮(17)(26)会在压紧弹簧(19)(21)的弹力、杠杆(13)(16)作用下自动靠紧，把传动带(1)绷紧，将传动比增至与登力、道路和车速相适应，达到省力的目的。也可在从动轴一端杠杆上再加压杠杆短重臂重点，(支点仍在主从动轴支撑架上)，长力臂伸向车把，用手控制传动比，增加两部份带轮对传动带的压紧力，防止上大坡、顶大风打滑。

该实施例的自动变速传动机构传动比可以在0.25～1的范围内任选，适用各种规格型号自行车和三轮车，还可把图1主从动带轮互换位置，做成传动比i＝0.5～2的专门上山爬坡车。

实施例1也可把图1设计为只左部份主动带轮和右部份从动带轮单向轴向移动或主从动带轮的右侧部部份带轮轴向移动来实现工作直径的相互转换。

其一是把中轴上右侧带轮与中轴一体，左侧带轮穿过右侧带轮的花键轴套上装弹簧，花键轴套端头有螺旋弹簧或膜片弹簧座(弹簧也能装在左侧压左侧带轮靠拢右侧带轮)，并有卡杠杆力点叉滑移的缺口，左侧带轮和花键轴套能在中轴上滑动，静止时在弹簧弹力的作用下左侧带轮靠扰右侧带轮，工作直径最大；把后轮轴右侧带轮套装在左侧带轮的花键轴上，等臂杠杆的重点卡在右侧带轮的外侧，主从动带轮套上宽三角带或宽梯形带，后轮轴带轮工作直径最小。其二是中轴上左侧带轮接触传动带一面做成平面与中轴固定成一体，右侧带轮里侧做成去尖锥体形套在中轴上，有花键能在中轴上轴向滑动，右侧带轮外侧卡杠杆力点(杠杆力点同样能在卡叉中滑动)，还压有螺旋弹簧或膜片弹簧，中轴上有弹簧座；后轮轴上左侧带轮接触传动带的一面也做在平面同样与轮壳棘轮机构连接，左侧带轮外花键轴套上套装里侧有相同去尖锥体形的右侧带轮，外侧卡杠杆重点，主从动去尖锥形带轮上套不对称的半宽V形带或半宽梯形带。当阻力克服中轴上弹簧压力时，传动带将中轴右侧带轮伸开，使工作直径变小，同时在杠杆平衡原理作用下会使后轮轴右侧带轮向里靠拢，工作直径增大。由于主从动右侧带轮反向移动的距离是一样的，半V形带没有轴向移动，只有径向移动，因而能保证自动调心，达到主从动带轮工作直径的相互转换，变更传动比。

实施例2

图2所示为主动带轮部份固定在主动轴上用两根杠杆串联控制主从动带移动的自行车自动无级变速传动机构示意图，示意图中的主从动带轮直径可以根据需要传动比的大小范围任意调整。图中把主动轴右侧带轮(8)与中轴(4)做为一体或先两部份分别加工好再固定在一起，主动轴左侧带轮(2)与中轴(4)花键配合，能在中轴(4)上轴向移动，左侧带轮(2)外侧花键套轴端头轴上做个卡口，中轴上的弹簧(3)压在花键套轴端头(也可把左侧带轮用花键轴穿过右侧带轮，把弹簧装在右边花键轴上，弹簧左端顶在右侧带轮背面，右端顶在花键端头弹簧座上)，弹簧(3)的弹力以在一般平路面上快速骑行不被压缩为宜，这样能保证在好路面上高速行驶，在起步、上坡或顶风时能根据蹬力的大小压缩弹簧改变传动比，使骑行轻松，车架支承中轴(4)的中接头(5)的右侧中轴(4)上还有弹簧座，左杠杆(9)的力点叉在左侧带轮(2)花键轴套的卡口内，其间隙很小，可以位移，能随左侧带轮(2)轴向移动，也能撬动左侧带轮(2)轴向滑移，左侧杠杆支点(7)支承在中轴(4)和后轮轴(16)的支撑架(平叉)(6)上；后车轮壳(14)与左侧从动带轮(18)用棘轮机构(17)装配在一起，用轴承(15)支承于后轮轴(16)上，左侧带轮(18)向左伸出的轴套上有外花键，外花键轴上装有内花键的右侧从动带轮(19)，右侧从动带轮(19)的花键轴端头轴上有卡口，杠杆(12)的重点卡于卡口内，力点用刚性件与杠杆(9)的重点(10)串联铰接，其力点和重点都能转动，右侧杠杆支点(11)支承于中轴(4)和后轮轴(16)的支撑架(6)上，(13)是车架后轮右支承架，两个相同等臂杠杆如此串联连接其左侧杠杆力点和右侧杠杆的重点同时相反移动的距离是相等的；梯形传动带(用较宽带更好，也可加大主从动带轮直径或使带轮夹带的两边斜度大一些，把带做成宽三角形，其传力表面积更大)(1)套于主从动带轮V形槽之间。

实施例3

图3所示是自行车自动无级变速传动机构静止处于低档时的结构和原理，该图传动比是0.25～0.43，适合装在26″自行车，再减小传动比到0.20，可装于22″或24″自行车上。将主动轴(4)右段里侧做一斜凸轮(3)，把主动轴(4)安装在自行车中轴位置，把有与主动轴凸轮(3)配套的带内花键斜口轴套的左部份带轮(5)套于右部份带轮(6)的外花键轴套上，再将左右部份带轮(5)(6)活套于主动轴斜凸轮(3)的右边，在右部份带轮(6)的右边主动轴上加装一定位凸缘(2)阻止右部份带轮向右移动，向前转动主动轴(4)，凸轮(3)能使左部份带轮(5)向右轴向移动靠紧右部份带轮(6)，左部份带轮(5)向左轴向移动只能移到传动比最大位置(如图所示)，主动带轮(5)(6)始终由主动轴凸轮(3)靠着一起转动。将有外花键轴套的左部份从动带轮(18)与棘轮(16)做为一体，紧配合装于后轮轮壳(13)上，把后车轮壳(13)连同车轮用轴承(14)安装在后车轮轴(15)上，套上传动带(1)，再把内花键轴套的右部份带轮(17)套在左部份带轮(18)的外花键轴套上，装上压紧弹簧(12)，再在左部份带轮外花键轴套端头安装离心块杠杆支点支承板(10)，同时用弹簧(12)压紧，杠杆支点(9)做在支承板(10)上，若干根对称杠杆外端头有单个离心块(7)，离心块(7)的杠杆(8)下段中间有相同的长条开口，杠杆支点(9)安装在长条开口内，杠杆(8)的下端有与下段开口相同的封闭开口，右部份从动带轮(17)的右外侧有装入杠杆下端开口内的轴(11)，离心块(17)和杠杆(8)能在杠杆支点(9)和轴(11)上上下移动和以支点(9)左右摆动，杠杆支点(9)与右部份从动带轮外侧轴(11)之间杠杆上装有弹簧，静止时，杠杆支点(9)和右部份带轮外侧轴(11)在弹簧弹力的作用下紧靠杠杆上两个长条形开口的外边，使杠杆的端头顶在左部份带轮(18)外花键轴套卡口内。

也可把主动轴上带轮的两边都做有凸轮，可以压靠左右带轮相对移动；从动带轮两边都加弹簧和离心块，也可以相对移动。还可以在主从动轴支撑架中间做支点加杠杆压在主从动带轮可移动部份上，再在从动带轮杠杆端压杠杆短重臂，支点仍在支撑架后段上，长力臂向前向上伸向车把，由手操纵变速，增加带轮对传动带的压紧力。

当起步、上坡或顶风、需用较大登力登动时，由于速度慢离心块(7)仍处于静止时位置，其杠杆(8)的端头在右部份带轮(18)的向外推压下卡在左部份带轮(17)花键轴套卡口内，从而阻止右部份带轮(17)在传动带拉力下向外移动。当速度升高后，稍一缓脚，传动带没有拉力，右部份从动带轮(17)向外推力减小，此时离心块就向外甩，拉动杠杆向外移动，使杠杆下端脱离左部份带轮外花键卡口，同时杠杆下端会产生一种向外拨动力，拉着右部份带轮(17)向外移动，加上脚登主动带轮给传动带(1)的拉力，二者合力当能克服压紧弹簧(12)的弹力时，就能使右部份带轮(17)向外移动，减小从动带轮工作直径，使传动带变松，主动带轮工作直径增大，传动比变小，车速增快。车速增快后又使离心力增加，相应登力就可以减小。

起步、上坡或顶风，需要较大登力时，也可改用手操纵控制。

实施例4

图4是采用自动无级变速传动机构的自行车上加装机动助力装置示意图。将主从动带轮(5)(8)工作直径和变花范围做成一样大，把主从动轴(4)(6)分别安装在自行车装中轴和后轮轴位置，在车架上中轴前上方安装机动和减速装置(1)，主动轴(4)两端安装曲柄和脚登(2)，主从动轴(4)(6)套装相通的活塞直径和油腔大小相同的油泵(3)(7)，用油泵活塞压紧和控制主从动带轮(5)(8)的工作直径的相互转换；或用液压系统手控制总泵大直径活塞通向两主从动小直径分泵流量来实现主从动带轮工作直径的相互转换和增加带轮两部份对传动带的压紧力，防止后轮轴扭矩大时出现打滑。也可把主从动带轮(5)(8)工作直径的转换用实施例1或2的杠杆或离心块的装置来代替。

本实施例的结构也适用于摩托车。

如果采用电动助力，可把电动机直接装在前轮轴或后轮轴上两边幅条中间的轴上。

实施例5

图5是采用本发明用高转速发动机或电动机作动力安装在四轮车上的情形，小马力发动机或电动机(1)传动平放的大齿圈(2)，减速增力后带动主动带轮(3)，通过传动带(4)传动从动带轮(5)，再通过从动带轮轴(6)上和后轮轴(8)上一对螺旋齿轮(7)改变力的传递方向后，传动后轮轴(8)和后轮转动。

主从动带轮工作直径的相互转换和压紧，采用实施例1或2的杠杆形式和实施例3的手动液压系统控制。

也可取消平放的大齿圈，采用较大动力机器传动主动带轮，从动带轮轴接齿轮变速器，由齿轮变速器传动三轮或四轮车的后轮轴。还可在主动带轮轴上加装曲柄和脚登装置，作为应急之用。

Claims (10)

1、一种自行车自动无级变速传动机构，它包括中轴、后轮轴和两轴车架支撑架，其特征在于：安装在主动轴和从动轴上的主动带轮和从动带轮分别由可以相对滑动来变动工作直径的两部份构成，两个带轮的两部份间的凹槽内套传动带。

2、根据权利要求1所述自行车自动无级变速传动机构，其特征在于：两部分主动带轮和从动带轮靠拢是相同V形槽，传动带是三角带或梯形带。

3、根据权利要求1所述自行车自动无级变速传动机构，其特征在于：一部份主动带轮和同侧从动带轮接触传动带是平面，固定在中轴和后轮壳的棘轮上，另一部份主动带轮和从动带轮接触传动带是斜面，三角带或梯形带是非对称的。

4、根据权利要求1或2所述自行车自动无级变速传动机构，其特征在于：主动带轮外侧部份固定在中轴上，里侧部份穿过外侧部份的花键轴套在中轴上，用弹簧压两部份带轮靠紧，或者一部份带轮用花键套在主动轴上，另一部份带轮穿过这部份带轮再用花键套在带轮轴上，两边都用弹簧压其靠拢。

5、根据权利要求1或2所述自行车自动无级变速传动机构，其特征在于：主动带轮一部份固定在主动轴上，另一部份用花键装在主动轴上，用弹簧使两部份靠拢，或者两部分带轮都用花键装在主动轴上，两边都用弹簧压其靠拔。

6、根据权利要求1～5所述自行车自动无级变速传动机构，其特征在于：主动带轮和从动带轮一侧用等臂杠杆压其工作直径互相转换，或者两侧都用等臂杠杆使主从动带轮互相转换。

7、根据权利要求5所述自行车自动无级变速传动机构，其特征在于：主动带轮外侧部份固定在中轴上，用两根相同等臂杠杆串联，一根杠杆一端拨压里侧部份主动带轮，另一根杠杆另一端拨压从动带轮外侧部份。

8、根据权利要求1～7所述自行车自动无级变速传动机构，其特征在于：从动带轮安装在单个后轮侧的从动轴上或两个后轮的驱动轴上。

9、根据权利要求8所述自行车自动无级变速传动机构，其特征在于：在主动轴上安装曲柄和脚蹬装置或机动装置。

10、根据权利要求8所述自行车自动无级变速传动机构，其特征在于：在主动轴上既安装曲柄和脚蹬装置又安装机动装置，或在主动轴上安装曲柄和脚蹬装置，在前轮轴或后轮轴上安装电动机。

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