CN1861473A - 一种无盲点增速省力传动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型传动装置，尤其是一种可用于自行车的无盲点增速省力传动机构。该机构包括一中轴和一从动轴，以及位于该中轴两端的左、右曲柄和齿盘，在中轴上依次装有可转动的左齿轮、中间齿轮、可转动的右齿轮和中轴轴承，在从动轴上则依次固定安装有与前述中轴上的齿轮相啮合的一组齿轮和从动轴承，其中所述两轴中间相互啮合的齿轮为双齿数齿轮，所述左右曲柄间的夹角为90°＜α＜180°。该机构使人发出的动力得到有效利用，使骑行者周期蹬动过程的用力盲点区得到积极过渡与平稳用力，克服传统蹬动易造成蹬动腿疲劳的缺点，从而提高作功效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型传动装置，尤其是一种可用于自行车的增速传动装置。
背景技术
进入20世纪末期，世界自行车运动进入快速发展时期，竞技水平快速提高，接近运动极限，为了在高水平竞争中取得胜利，多学科技术不断应用到自行车竞技领域，以寻找运动员自身能力之外的技术突破。自行车运动员是以自行车工具为依托的运动项目，如何提高自行车结构技术的物理效应来开辟提高运动成绩的途径，成为国际自行车界研究的前沿课题。
自行车结构技术包括多种方面，其中力学传动技术是最重要的因素之一。目前，自行车的传动装置均是以中轴齿盘和后轮齿盘的大小比数来传动曲柄蹬动力量，来获得前进速度的变化。在对传统自行车的研究中发现，在运动员左右脚周期蹬动中，主动蹬动与被动过渡之间的力量差值波动大，突然用力的力学特征非常明显。而这种波动性和突发用力，易造成蹬动腿的快速疲劳。造成蹬动波动性大的主要原因是传统自行车蹬动曲柄处在同一直线上，其对称蹬动与过渡的结构技术造成20°-30°用力盲点区，此区域的过渡是用蹬动惯性力和扒蹬力工程来实现的，而这种过渡状态取决于运动员的蹬动技术状态，耗费了一定的体能。
发明内容
本发明的目的就是提供一种无盲点增速省力传动机构。该机构使人发出的动力能得到更有效的利用，从而使运动员周期蹬动过程的用力盲点区得到积极过渡与平稳用力，克服传统蹬动周期过程的主动蹬动与被动过渡间的力量差值波动大、易造成蹬动腿疲劳的缺点，骑行者在相同作功量的前提下，提高自行车作功的机械效率。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种无盲点增速省力传动机构，包括一中轴，外壳，位于该中轴两端的右曲柄及左曲柄和齿盘，外壳中还设有一从动轴与中轴相平行，在中轴的轴向上依次装有可转动的左齿轮，中间齿轮，可转动的右齿轮及中轴轴承，在从动轴的轴向上则依次固定安装有与前述中轴上的齿轮相啮合的左从动齿轮，从动中间齿轮，右从动齿轮和从动轴承，在右齿轮与右曲柄之间还固定有一组合飞轮，所述的组合飞轮包括第一飞轮内芯和第二飞轮内芯及壳体，齿盘固定在该飞轮壳体上，在从动轴上的左从动齿轮与从动中间齿轮之间套设一个可以相对该轴转动的补偿齿轮，其与左齿轮相互啮合，左曲柄固定连接在左齿轮的左侧，右曲柄固定连接在中轴的右端，左右曲柄间的夹角为90°＜α＜180°，其中中间齿轮和从动中间齿轮为双齿数齿轮。
本发明的特点还在于，所述左右曲柄间的夹角由相互啮合的中间齿轮和从动中间齿轮的齿数传动比来确定。
本发明打破了传统齿盘比传动技术模式，解决现有自行车曲柄存在的盲点问题。在等效做作功前提下，中轴双测踏蹬板不等速(角速度)传动及支点作用杠杆力距短，提高了功率效率比。不仅提高运动成绩，克服目前自行车周期蹬动过程用力与非用力差值波动大、易造成疲劳的缺点，减少骑行者作功能耗，而且等效作功前提下，一个蹬动周期可比同类自行车提高行走距离，提高了骑行者作功效率。
附图说明
图1：无盲点增速省力传动机构正面剖视图；
图2：左右曲柄相对位置的侧视图。
图中序号：1中轴，2从动轴，3轴承，4左齿轮，5推力轴承，6外壳，7中间齿轮，8推力轴承，9右齿轮，10轴承，11飞轮壳体，12第一飞轮内芯，13第二飞轮内芯，14右曲柄，15轴承，16右从动齿轮，17从动中间齿轮，18补偿齿轮，19左从动齿轮，20轴承，21左曲柄。
具体实施方式
下面参考附图说明本发明的最佳实施方式。
一种无盲点增速省力传动机构，包括一中轴1，外壳6，位于该中轴1两端的右曲柄14及左曲柄21和齿盘22，一从动轴2与中轴1相平行位于外壳6中，在中轴1的轴向上依次装有左端轴承3，左齿轮4，推力轴承5，中间齿轮7，推力轴承8和右齿轮9及右端轴承10，所述的左齿轮4和右齿轮9均铰接在中轴1上，可相对该轴旋转；在从动轴2的轴向上则依次固定有与前述中轴1上的齿轮相啮合的左从动齿轮19，从动中间齿轮17和右从动齿轮16，其中相对应的中间齿轮7和从动中间齿轮17为双齿数齿轮，而且该组齿轮的安装方式正好相反，即中间齿轮7上的一组齿与从动中间齿轮17上的另一组齿相啮合，从而当中间齿轮7上的一组齿与从动中间齿轮17上的另一组齿刚接触啮合时，中间齿轮7上的另一组齿和从动中间齿轮17的另一组齿正好脱开，反之亦然。所述左曲柄21固定连接在左齿轮4的左侧，右曲柄14固定连接在中轴1的最右端，左右曲柄间的夹角为90°＜α＜180°。
所述中轴1上在右齿轮9与右曲柄14之间还固定有一组合飞轮23，所述的组合飞轮23包括第一飞轮内芯12和第二飞轮内芯13及壳体11，其中第一飞轮内芯12固定在靠近右曲柄一端的中轴1上，第二飞轮内芯13固定在右齿轮9上，在该两飞轮内芯上分别装有棘爪和弹簧，以推动壳体11转动，所述齿盘22固定在该飞轮壳体11上。
所述从动轴2上的左从动齿轮19与从动中间齿轮17之间套设一个可以相对该轴转动的补偿齿轮18，用来补偿左齿轮4和左从动齿轮19间转动的齿轮间隙，并其与左齿轮4相互啮合。相互啮合的左齿轮4和左从动齿轮19、右齿轮9和右从动齿轮16的齿数传动比为1∶1；相互啮合的双齿数中间齿轮7和双齿数从动中间齿轮17的齿数传动比为除1∶1之外的任意比数，它可根据曲柄间不同夹角的需要任意调整设定。
在本发明的一个实施例中，设左齿轮4与左从动齿轮19以及右齿轮9和右从动齿轮16的齿数传动比均为14∶14，而双齿数中间齿轮7和双齿数从动中间齿轮17之间的齿数传动比均为16∶13、13∶16，中间齿轮7和从动中间齿轮17上的齿由16个齿的齿和13个齿的齿所组成。当左曲柄21处于主动蹬动周期时，由于左曲柄21与左齿轮4固定连接，而带动左齿轮4在中轴1上旋转160°，由于左齿轮4与固定在从动轴2上的左从动齿轮19啮合，从而左从动齿轮19带动从动轴2转动，从动轴2的转动带动固定在从动轴2上的从动中间齿轮17旋转160°，由于这时从动中间齿轮17与中间齿轮7之间的齿数传动比为16∶13，因而中间齿轮7转动200°，因为中间齿轮7固定在中轴1上，因而中轴1转动200°，中轴1的转动带动与其固定的第一飞轮内芯12和右曲柄14旋转200°，同时，飞轮壳体11随第一飞轮内芯转动200°，由于齿盘22固定在飞轮壳体11上，从而带动齿盘22转动200°。
反之，当右曲柄14处于主动蹬动周期时，由于右曲柄14与中轴1固定连接，中轴1旋转160°，带动中轴1上的中间齿轮7旋转160°，此时与其相啮合的从动轴2上的从动中间齿轮17因与其齿数传动比为13∶16而旋转200°，这样从动轴2便随从动中间齿轮17旋转200°，从而左从动齿轮19也旋转200°，带动左齿轮4旋转200°，继而带动左曲柄21转动200°，此时，套设在左从动齿轮19和从动中间齿轮17之间的补偿齿轮18能够起到补偿齿轮反向转动产生间隙的作用，以防止出现曲柄踏空的情况；另一方面，由于从动轴旋转200°，右从动齿轮16也转200°，它带动右齿轮9转动200°，使与其相固定的第二飞轮内芯13转动200°，最终带动固定在飞轮壳体11上的齿盘22转动200°。
由以上描述，可知本传动结构实现了左右蹬动曲柄、齿盘不等速运动：即主动曲柄蹬动160°，被动曲柄和齿盘转动200°，从而达到增速省力的效果。
根据不同需要，本发明还可以在组合飞轮外套上安装多个齿盘、而且可以根据蹬动技术条件的个体差异调整蹬动支点位置和中轴传动比数。这种齿轮传动装置也可以应用到任何机械设备上。
传统自行车的蹬动盲点过渡须要在约160°有效蹬动区域过后，用蹬动的惯性和脚部伸展扒动完成到180°的过渡，在这个过程中，减少了20°的扒动用力过程，扒动用力要消耗一定的体能，因为脚部伸展是靠小腿肌群收缩作功来完成的。本发明的传动结构将原来的主动蹬动180°减至160°蹬动，而被动过渡从180°增加到200°，因此每一个周期蹬动将节省40°(20+20＝40)的盲点扒动过渡的力量。另外可实现使双脚蹬动支点用力连接过渡，减小突然用力产生的力量波动差值，使蹬动力接近平滑过渡。以上过程实际减少了蹬动力所走的距离，减少了作功量，因而减小了总的平均用力。
上述实施例仅用以说明本发明但并不限制本发明，凡是不脱离本发明权利要求的精神所作的任何结构变化均应属于本发明的范围。
Claims (2)
1.一种无盲点增速省力传动机构，包括一中轴(1)，外壳(6)，位于该中轴(1)两端的右曲柄(14)及左曲柄(21)和齿盘(22)，一从动轴(2)与中轴(1)相平行位于外壳(6)中，在中轴(1)的轴向上依次装有可转动的左齿轮(4)，中间齿轮(7)，可转动的右齿轮(9)和中轴轴承，在从动轴(2)的轴向上则依次固定安装有与前述中轴(1)上的齿轮相啮合的左从动齿轮(19)，从动中间齿轮(17)，右从动齿轮(16)和从动轴承，在右齿轮(9)与右曲柄(14)之间还固定有一组合飞轮(23)，组合飞轮(23)包括第一飞轮内芯(12)和第二飞轮内芯(13)及壳体(11)，齿盘(22)固定在该飞轮壳体(11)上，在从动轴(2)上的左从动齿轮(19)与从动中间齿轮(17)之间套设一个可以相对该从动轴转动的补偿齿轮(18)，其与左齿轮(4)相互啮合，左曲柄(21)固定连接在左齿轮(4)的左侧，右曲柄(14)固定连接在中轴(1)的右端，左右曲柄间的夹角为90°＜α＜180°，其特征在于：中间齿轮(7)和从动中间齿轮(17)为双齿数齿轮。
2.如权利要求1所述的无盲点增速省力传动机构，其特征在于，所述左右曲柄间的夹角由相互啮合的中间齿轮(7)和从动中间齿轮(17)的齿数传动比来确定。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200510069321 CN1861473A (zh) | 2005-05-13 | 2005-05-13 | 一种无盲点增速省力传动机构 |
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| CN 200510069321 CN1861473A (zh) | 2005-05-13 | 2005-05-13 | 一种无盲点增速省力传动机构 |
Publications (1)
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| CN1861473A true CN1861473A (zh) | 2006-11-15 |
Family
ID=37389025
Family Applications (1)
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| CN 200510069321 Pending CN1861473A (zh) | 2005-05-13 | 2005-05-13 | 一种无盲点增速省力传动机构 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN1861473A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101823408A (zh) * | 2010-04-26 | 2010-09-08 | 盛永瑞 | 自行车 |
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2005
- 2005-05-13 CN CN 200510069321 patent/CN1861473A/zh active Pending
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