CN203638036U

CN203638036U - 动力循环节能助力倒蹬变速装置

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Publication number: CN203638036U
Application number: CN201320688709.6U
Authority: CN
Inventors: 陈元朝
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2023-10-31

Abstract

本实用新型涉及一种动力循环节能助力倒蹬变速装置，包括四个按矩形排列的齿轮组，该四个齿轮组通过四个传动轴形成一个封闭的动力回路；在右后齿轮组和左后齿轮组之间依次设置第一飞轮、行星齿轮组和第二飞轮，第一飞轮的外圈同轴啮合连接一个位于第一飞轮、行星齿轮组和第二飞轮外侧的轴套，行星齿轮组中的行星齿轮均与轴套的内侧壁啮合。本实用新型是一种结构简单、设计合理、实用性强的动力循环节能助力倒蹬变速装置，本装置采用大循环和小循环相结合的方式，提高了能量的循环利用率，使骑行省力方便。此外，顶风爬坡时，本装置倒蹬运行即可增大前进动力，同样起到节能助力的作用，本装置尤其适合安装在自行车等交通工具上。

Description

动力循环节能助力倒蹬变速装置

技术领域

本实用新型涉及传动装置领域，尤其是一种动力循环节能助力倒蹬变速装置。

背景技术

目前自行车、三轮车等交通工具上都安装传动机构，该传动机构连接脚踏板，通过踩踏脚踏板即可驱动自行车等前进。该传动机构通常存在结构缺陷，以自行车为例，当今齿轮轴传动的自行车，都是一组伞齿轮，一个主动轮、一个被动轮互相咬合。伞齿轮转动的定义是90度垂直传动，这样的传动才能达到工作稳定转动有力，汽车轮船上的伞齿轮组合都是按照这个定义，但是当今自行车上的伞齿轮轴传动组合没有按照这个定义，主动轮与被动轮没有形成90度传动，两轮接触面只咬合三分之一，因为自行车没有多大载重量，设计者也就不在这方面动脑筋了，其结果是没有把伞齿轮传动省力功能全部发挥出来。此外，现有的自行车在上坡或者载有重物或者顶风的时候比较费力，往往造成骑车人体力支出较大、容易疲劳，不适合在远距离长途骑行时使用。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种设计科学、结构合理、能够减少动力损耗、减轻骑车人体力消耗的动力循环节能助力倒蹬变速装置。

本实用新型解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种动力循环节能助力倒蹬变速装置，其特征在于：包括四个按矩形排列的齿轮组，每个齿轮组均由四个首尾相互啮合的伞齿轮组成闭合结构，相邻两个齿轮组的输出轮和输入轮均同轴安装在同一个传动轴上，该四个齿轮组通过四个传动轴形成一个封闭的动力回路；在右后齿轮组和左后齿轮组之间依次设置第一飞轮、行星齿轮组和第二飞轮，第一飞轮及行星齿轮组中的太阳轮均同轴连接右后齿轮组中的输出轮F，第一飞轮的外圈同轴啮合连接一个位于第一飞轮、行星齿轮组和第二飞轮外侧的轴套，行星齿轮组中的行星齿轮均与轴套的内侧壁啮合，行星齿轮组中所有行星齿轮的中心轴均安装在一个轴架上，该轴架位于行星齿轮组和第二飞轮之间，该轴架与第二飞轮的外齿圈固装，第二飞轮的侧壁与左后齿轮组的外壳盖固装；连接右后齿轮组与左后齿轮组的第二传动轴与轴架及第二飞轮为空接。

而且，所述的右前齿轮组包括伞齿轮A、伞齿轮B、伞齿轮C和伞齿轮D，该伞齿轮A的两侧分别啮合伞齿轮B和伞齿轮D，伞齿轮B和伞齿轮D通过伞齿轮C连接形成一个闭合结构；伞齿轮A为主动轮并与外力驱动机构连接，伞齿轮B同轴安装在第一传动轴的前端。

而且，所述的右后齿轮组包括伞齿轮E、伞齿轮F、伞齿轮G和伞齿轮H，该伞齿轮E的两侧分别啮合伞齿轮F和伞齿轮H，伞齿轮F和伞齿轮H通过伞齿轮G连接形成一个闭合结构；伞齿轮E同轴安装在第一传动轴的后端，伞齿轮F的内壁通过键齿与第二传动轴同轴连接。

而且，所述的第一飞轮、行星齿轮组中的太阳轮均通过键齿安装在伞齿轮F的外壁。

而且，所述的左后齿轮组包括伞齿轮I、伞齿轮J、伞齿轮K和伞齿轮L，该伞齿轮I的两侧分别啮合伞齿轮J和伞齿轮L，伞齿轮J和伞齿轮L通过伞齿轮K连接形成一个闭合结构；伞齿轮I同轴安装在第二传动轴的左侧，伞齿轮L同轴安装在第三传动轴的后端。

而且，所述的左前齿轮组包括伞齿轮M、伞齿轮N、伞齿轮O和伞齿轮P，该伞齿轮M的两侧分别啮合伞齿轮N和伞齿轮P，伞齿轮N和伞齿轮P通过伞齿轮O连接形成一个闭合结构；伞齿轮M同轴安装在第三传动轴的前端，伞齿轮N同轴安装在第四传动轴的左侧，该第四传动轴的右侧同轴连接右前齿轮组中的伞齿轮A。

而且，所述的每个齿轮组的外部均罩有一个外壳，该外壳由壳体和端盖构成。

本实用新型的优点和有益效果为：

1、本装置不但是90度垂直传动，而且采用螺旋齿轮传动，大大提高了齿轮咬合接触面，从而将伞齿轮传动省力的功能全部发挥出来，实现了骑行省力的目的。

2、本装置最关键的改进是采用二组伞齿轮，口字形组合形成循环，这样做得目的是工作绝对稳定，使用寿命长，能降低噪音，可实现动能回收，因为任何一个做功，都有剩余能量流失，这样一个四轮首尾咬合形成一个循环，大大提高了功能使用率，将本装置安装在自行车或者三轮车等交通工具上，可以使人蹬起来轻便省力。

3、当遇到顶风爬坡时，脚踏反方向蹬，由于轴套内齿数比太阳轮齿数多，因此只能变为低速增大扭力，从而增大了前进的力量。本产品为高低二速，而且是自行车中唯一能借助惯性力的。

4、本实用新型是一种结构简单、设计合理、实用性强的动力循环节能助力倒蹬变速装置，本装置采用大循环和小循环相结合的方式，提高了能量的循环利用率，使骑行省力方便。此外，顶风爬坡时，本装置倒蹬运行即可增大前进动力，同样起到节能助力的作用，本装置尤其适合安装在自行车等交通工具上。

附图说明

图1是本实用新型的主视图；

图2是本实用新型的主视图（去掉外壳和轴套）；

图3是行星齿轮组部分的截面放大示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

一种动力循环节能助力倒蹬变速装置，包括四个按矩形排列的齿轮组，每个齿轮组均由四个首尾相互啮合的伞齿轮组成闭合结构，每个齿轮组的外部均罩有一个外壳，该外壳由壳体（1）和端盖（2）构成。相邻两个齿轮组的输出轮和输入轮均同轴安装在同一个传动轴上，该四个齿轮组通过四个传动轴形成一个封闭的动力回路。下面对各个齿轮组及传动轴进行具体描述：

Ⅰ.右前齿轮组包括伞齿轮A（13）、伞齿轮B（14）、伞齿轮C（11）和伞齿轮D（12），该伞齿轮A的两侧分别啮合伞齿轮B和伞齿轮D，伞齿轮B和伞齿轮D通过伞齿轮C连接形成一个闭合结构；伞齿轮A为主动轮并与外力驱动机构连接，伞齿轮B同轴安装在第一传动轴（4）的前端。

Ⅱ.右后齿轮组包括伞齿轮E（15）、伞齿轮F（18）、伞齿轮G（17）和伞齿轮H（16），该伞齿轮E的两侧分别啮合伞齿轮F和伞齿轮H，伞齿轮F和伞齿轮H通过伞齿轮G连接形成一个闭合结构；伞齿轮E同轴安装在第一传动轴的后端，伞齿轮F的内壁通过键齿与第二传动轴（5）同轴连接。

Ⅲ.左后齿轮组包括伞齿轮I（25）、伞齿轮J（23）、伞齿轮K（24）和伞齿轮L（26），该伞齿轮I的两侧分别啮合伞齿轮J和伞齿轮L，伞齿轮J和伞齿轮L通过伞齿轮K连接形成一个闭合结构；伞齿轮I同轴安装在第二传动轴的左侧，伞齿轮L同轴安装在第三传动轴（7）的后端。

Ⅳ.左前齿轮组包括伞齿轮M（27）、伞齿轮N（8）、伞齿轮O（9）和伞齿轮P（10），该伞齿轮M的两侧分别啮合伞齿轮N和伞齿轮P，伞齿轮N和伞齿轮P通过伞齿轮O连接形成一个闭合结构；伞齿轮M同轴安装在第三传动轴的前端，伞齿轮N同轴安装在第四传动轴（3）的左侧，该第四传动轴的右侧同轴连接右前齿轮组中的伞齿轮A。

在右后齿轮组和左后齿轮组之间依次设置第一飞轮（19）、行星齿轮组（20）和第二飞轮（22），第一飞轮及行星齿轮组中的太阳轮（30）均通过键齿同轴安装在右后齿轮组中伞齿轮F的外壁，第一飞轮的外圈同轴啮合连接一个位于第一飞轮、行星齿轮组和第二飞轮外侧的轴套（6），该轴套作为整个装置的输出部分，可连接自行车中的车条。行星齿轮组中的行星齿轮（28）均与轴套的内侧壁啮合，本实施例中行星齿轮为三个，行星齿轮组中所有行星齿轮的中心轴（29）均安装在一个轴架（21）上，该轴架位于行星齿轮组和第二飞轮之间，该轴架与第二飞轮的外齿圈固装，第二飞轮的侧壁与左后齿轮组的外壳盖固装；连接右后齿轮组与左后齿轮组的第二传动轴与轴架及第二飞轮为空接。

本实用新型的工作原理是：

Ⅰ.主动轮A咬合被动轮B，被动轮B咬合从动轮C，从动轮C咬合助力轮D，助力轮D又咬合主动轮A，首尾相交形成循环。

Ⅱ.被动轮B和第一传动轴连接，第一传动轴另一端和伞齿轮E连接，E轮在这个齿轮组中无疑担当起第二主动轮的作用，我们把这组齿轮称为接受功能齿轮组，该组合也是两组伞齿轮首尾相交形成组合，第二主动轮E和被动轮F相咬合，F轮又和从动轮G咬合，G轮又和助力轮H咬合，H轮又和E轮咬合，又形成一个循环。

Ⅲ.第二主动轮E把动力传送到F轮，F轮与第一飞轮中间由键齿连接（飞轮的功能只能单向运转），飞轮外圈与轴套连接。当F轮被E轮驱动时，飞轮带动轴套向前运转，F轮内壁与第二传动轴由键齿连接，外壁也由键齿与行星齿轮组的太阳轮连接，所以F轮向前运转时，带动第二传动轴与太阳轮同步向前运转，太阳轮通过中间三个行星齿轮与轴套内壁的键齿连接。当太阳轮与轴套向同一方向运转时，中间的行星齿轮是不能运转的，它只起了一个键的作用，把太阳轮和轴套固定在一起同步向前运转。

第二飞轮的作用是变更行星齿轮的运转方向。因为行星齿轮通过轴架固定在飞轮外齿圈上，飞轮的功能是单向运转（只能向前不能向后，或只能向后不能向前），当轴套与第二传动轴都向一个方向运转时，行星齿轮不能自转和公转，只能夹在中间伴随太阳轮和轴套向前运转，飞轮下部机体不动。

Ⅳ.左侧齿轮组与右侧齿轮组功能一样，我们把内壁与第二传动轴由键齿连接的伞齿轮称为I轮，当F轮带动轴向前运转时，I轮也向前运转，I轮又带动L轮运转。L轮又带动第三传动轴运转，第三传动轴的另一端与左前齿轮组中的M轮连接。M轮运转方向与B轮相反，M轮与N轮咬合，N轮与A轮的运转方向是一致的。这样一个接力大循环，起到了省力助力的作用。其他没有表述的齿轮都是起一个助力作用。

N轮与A轮一样，都是内壁与脚踏轴由键齿连接。当脚踏向前运转时，A轮和N轮向同一方向运转，无论这个力的传动方向从哪个方向延伸，都会借力省力不流失。齿轮传动由小循环带动大循环，大循环又带动小循环。

Ⅴ.当遇到顶风爬坡时，脚踏反方向蹬，A轮、N轮反方向运转。以此类推齿轮都反方向运转，太阳轮反方向运转，轴套随车轮仍向前惯性运转，太阳轮和轴套反向运转，中间行星齿轮能自转，因为行星齿轮的中心轴和飞轮外齿圈连接，外齿圈只能向前不能向后运转，所以中间行星齿轮被固定，只能自转，起着变速作用。由于轴套内齿数比太阳轮齿数多，因此只能变为低速增大扭力。该专利为高低二速，而且是自行车中唯一能借助惯性力的。

Claims

1.一种动力循环节能助力倒蹬变速装置，其特征在于：包括四个按矩形排列的齿轮组，每个齿轮组均由四个首尾相互啮合的伞齿轮组成闭合结构，相邻两个齿轮组的输出轮和输入轮均同轴安装在同一个传动轴上，该四个齿轮组通过四个传动轴形成一个封闭的动力回路；在右后齿轮组和左后齿轮组之间依次设置第一飞轮、行星齿轮组和第二飞轮，第一飞轮及行星齿轮组中的太阳轮均同轴连接右后齿轮组中的输出轮F，第一飞轮的外圈同轴啮合连接一个位于第一飞轮、行星齿轮组和第二飞轮外侧的轴套，行星齿轮组中的行星齿轮均与轴套的内侧壁啮合，行星齿轮组中所有行星齿轮的中心轴均安装在一个轴架上，该轴架位于行星齿轮组和第二飞轮之间，该轴架与第二飞轮的外齿圈固装，第二飞轮的侧壁与左后齿轮组的外壳盖固装；连接右后齿轮组与左后齿轮组的第二传动轴与轴架及第二飞轮为空接。

2.根据权利要求1所述的动力循环节能助力倒蹬变速装置，其特征在于：所述的右前齿轮组包括伞齿轮A、伞齿轮B、伞齿轮C和伞齿轮D，该伞齿轮A的两侧分别啮合伞齿轮B和伞齿轮D，伞齿轮B和伞齿轮D通过伞齿轮C连接形成一个闭合结构；伞齿轮A为主动轮并与外力驱动机构连接，伞齿轮B同轴安装在第一传动轴的前端。

3.根据权利要求1所述的动力循环节能助力倒蹬变速装置，其特征在于：所述的右后齿轮组包括伞齿轮E、伞齿轮F、伞齿轮G和伞齿轮H，该伞齿轮E的两侧分别啮合伞齿轮F和伞齿轮H，伞齿轮F和伞齿轮H通过伞齿轮G连接形成一个闭合结构；伞齿轮E同轴安装在第一传动轴的后端，伞齿轮F的内壁通过键齿与第二传动轴同轴连接。

4.根据权利要求1所述的动力循环节能助力倒蹬变速装置，其特征在于：所述的第一飞轮、行星齿轮组中的太阳轮均通过键齿安装在伞齿轮F的外壁。

5.根据权利要求1所述的动力循环节能助力倒蹬变速装置，其特征在于：所述的左后齿轮组包括伞齿轮I、伞齿轮J、伞齿轮K和伞齿轮L，该伞齿轮I的两侧分别啮合伞齿轮J和伞齿轮L，伞齿轮J和伞齿轮L通过伞齿轮K连接形成一个闭合结构；伞齿轮I同轴安装在第二传动轴的左侧，伞齿轮L同轴安装在第三传动轴的后端。

6.根据权利要求1所述的动力循环节能助力倒蹬变速装置，其特征在于：所述的左前齿轮组包括伞齿轮M、伞齿轮N、伞齿轮O和伞齿轮P，该伞齿轮M的两侧分别啮合伞齿轮N和伞齿轮P，伞齿轮N和伞齿轮P通过伞齿轮O连接形成一个闭合结构；伞齿轮M同轴安装在第三传动轴的前端，伞齿轮N同轴安装在第四传动轴的左侧，该第四传动轴的右侧同轴连接右前齿轮组中的伞齿轮A。

7.根据权利要求1所述的动力循环节能助力倒蹬变速装置，其特征在于：所述的每个齿轮组的外部均罩有一个外壳，该外壳由壳体和端盖构成。