CN203888986U - 一种脚踏车传动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种脚踏车传动机构，包括第一脚蹬、第二脚蹬、中轴、第一牙盘、链条、飞轮、后轮轴，所述第一牙盘连接在中轴的一端，所述第一脚蹬的连接部连接在第一牙盘的外侧面上。本实用新型结构简单合理，可以在踏动脚蹬时直接将动力传递至牙盘上，使牙盘转动，减少了能量损耗，传动效率更高，并且容易增大蹬力的力臂，使脚踏车获得更高的行驶速度；还可以使脚踏车形成两套独立的传动机构，工作稳定性更高。

Description

一种脚踏车传动机构

技术领域

本实用新型涉及脚踏车领域，特别是涉及一种脚踏车传动机构。

背景技术

脚踏车，通常是二轮的小型陆上车辆，又称自行车或单车，人骑上车后，以脚踩脚蹬而输入动力，用来代步、出行，是绿色环保的交通工具。还有部分安装三个轮的脚踏车，装置车厢或平板，用来载人或装货，称为三轮车。无论是二轮的还是三轮的脚踏车，其传动机构基本上都是由脚蹬、中轴、牙盘、链条、飞轮、后轮轴等部件组成。具体而言，脚踏车车架下方的交叉部或者弯折部设有一个贯穿车架的中轴轴孔，中轴穿插于中轴轴孔内且能在中轴轴孔内旋转，中轴的左端延伸至中轴轴孔外与左脚蹬的连接部相连，中轴的右端延伸至中轴轴孔外依次与牙盘、右脚蹬相连，并且牙盘与中轴共轴、右脚蹬位于牙盘外侧。其中，左脚蹬、右脚蹬统称为脚蹬，包括一个供人踩踏的踏板和将踏板与中轴连接的连接部，通常连接部为两端反向弯折的杆，其一端连接在踏板的轴线上，另一端连接在中轴上，使整个脚蹬能够绕中轴旋转，同时踏板能绕自身轴线旋转，并且踏板与中轴之间保持一定的距离，防止脚蹬转动时磨蹭到脚。为了方便人左右交替地踏动脚蹬，左脚蹬的踏板、右脚蹬的踏板之间关于中轴轴孔内的中点呈中心对称，即左脚蹬的踏板绕中轴轴孔的中点转动180度后正好能够与右脚蹬的踏板重合，且一般情况下，中轴轴孔的中点与中轴的中点重合。牙盘和飞轮的外周设有齿轮，链条绕在牙盘和飞轮的齿轮上，使牙盘能够通过齿轮传动至飞轮。人踏动左右两边的脚蹬后，脚蹬驱动中轴转动，中轴再带动牙盘转动，脚蹬、中轴、牙盘三者转动的面相互平行，并且以中轴的轴线为公共的转动轴；进而链条传动至飞轮，再带动与之连接的后轮轴，从而驱动脚踏车后轮转动。

然而现有结构的脚踏车传动机构，骑车的人对右脚蹬施力时，蹬力通过右脚蹬的连接部传递至中轴右侧上，使中轴获得扭矩，该扭矩需要克服阻力对中轴的扭矩，才能使中轴转动，进而再克服阻力对牙盘的扭矩，才能带动牙盘转动。其中，人主动施加的蹬力传动至中轴或牙盘上时，只有沿中轴或牙盘切向上的分量才是驱动中轴或牙盘转动的扭力，由于阻力的方向与扭力的方向相反，而转动的支点相同，即均在中轴轴线上，只要脚蹬、中轴与牙盘三者之间松动，阻力的作用点至支点的线段、扭力的作用点至支点的线段之间将形成一个夹角，即阻力的力臂与扭力的力臂存在夹角，从而造成牙盘的转动滞后于脚蹬，脚蹬的踏板需要先转动所述夹角对应的弧长的距离后，才能驱动牙盘转动；在蹬力驱动脚蹬先转动的过程中，脚蹬转动的半径越大，在脚蹬的踏板上所划的弧长就越大，蹬力克服阻力所做的功就越多，这部分功不但对驱动脚踏车没有任何帮助，反而造成骑车的人浪费力气和浪费时间，还容易磨损脚蹬、中轴、牙盘等部件，使这些部件之间的连接越来越不牢固，上述扭力与阻力的夹角就越来越大，进而蹬力传递至中轴或牙盘的扭力会变小，同时该夹角对应的弧长会增大，蹬力克服阻力所做的功将成倍增加，形成恶性循环。对左脚蹬施力时，其传动原理与右侧大体上相同，不同之处在于牙盘通常安装在中轴右端，还可能因为中轴与中轴轴孔存在间隙而损耗能量。另外，在爬坡、逆风行驶时，由于阻力增大，蹬力克服阻力所做的功也会增大，使骑车的人尤为耗费体力。

可见，现有结构的脚踏车传动过程中需克服阻力大量地做功，造成大量的能量损耗，传动效率较低。

发明内容

本实用新型针对上述现有技术存在的问题，提出了一种脚踏车传动机构，用于减少脚踏车传动过程中的能量损耗，提高传动效率。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种脚踏车传动机构，包括第一脚蹬、第二脚蹬、中轴、第一牙盘、链条、飞轮、后轮轴，所述第一牙盘连接在中轴的一端，所述第一脚蹬的连接部连接在第一牙盘的外侧面上。

将第一脚蹬直接安装在第一牙盘上，人踏动第一脚蹬时直接将动力传递至第一牙盘，从而由链条带动飞轮转动，最终驱动脚踏车。其结构简单、合理，第一牙盘受到的扭力恒等于蹬力在第一牙盘切向的分量，该扭力全部用于驱动第一牙盘转动而做功，较少了能量损耗，传动效率高，并且第一牙盘上的扭矩与蹬力、第一脚蹬的转动半径正比，容易增大第一脚蹬的转动半径而提高第一牙盘所获的扭矩，增大脚踏车的行驶速度，或者在保持一定的行驶速度的前提下相对的省力。

所述一种脚踏车传动机构还包括第二飞轮、第二链条以及连接在所述中轴另一端的第二牙盘，第二飞轮位于所述后轮轴与第二牙盘对应的位置上，第二链条绕在第二牙盘和第二飞轮上，所述第二脚蹬的连接部连接在第二牙盘的外侧面上。可以使踏动第二脚蹬时直接将动力传递至第二牙盘，减少能量损耗，在不改变蹬力的情况下，易使脚踏车获得更高的行驶速度；并且使脚踏车拥有两套独立的传动机构，工作稳定性更高。

所述的一种脚踏车传动机构还包括分别连接在车架上的第一挡板和第二挡板，其中第一挡板设置在所述第一脚蹬和第一牙盘之间，第二挡板设置在所述第二脚蹬和第二牙盘之间。可以避免骑车时人的裤腿碰到牙盘而磨破裤腿或引发事故。

本实用新型的优点是：结构简单、合理，可以使踏动脚蹬时直接将动力传递至牙盘，减少能量损耗，在不增加蹬力的情况下易使脚踏车获得更高的行驶速度，或者在保持一定行驶速度的前提下耗费的蹬力更小；还可以使脚踏车拥有左右各自独立的两套传动机构，工作稳定性更高；还可以防止骑车时人的裤腿与牙盘摩擦而磨破裤腿或引发事故。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2的结构示意图；

附图标记说明：1、第二脚蹬，2、第一脚蹬，3、中轴，4、第一牙盘，5、链条，6、飞轮，7、第二牙盘，8、第二链条，9、第二飞轮，10、后轮轴。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例1

如图1所示，一种脚踏车传动机构，包括第一脚蹬2、第二脚蹬1、中轴3、第一牙盘4、链条5、飞轮6、后轮轴10，第一牙盘4连接在中轴3的一端，第一脚蹬2的连接部连接在第一牙盘4的外侧面上。

本实施例中，脚踏车第二脚蹬一侧的结构与传统脚踏车相同，故人踏第二脚蹬时与传统情形相同。而第一脚蹬2的连接部与第一牙盘4的外侧面相连，人踏动第一脚蹬2时，蹬力直接传递至第一牙盘4上，第一牙盘4受到的扭力恒等于蹬力在第一牙盘4切向的分量，该扭力全部用于驱动第一牙盘4转动而做功，减少了能量损耗，传动效率高；同时第一牙盘4上的扭矩与蹬力及该蹬力的力臂成正比，保持蹬力不变的前提下，将第一脚蹬2的连接部尽量连接在靠近第一牙盘4外侧面的边缘的位置，增加蹬力的力臂，第一牙盘4所获的扭矩就越大，最终脚踏车的速度就越快。

本实施例结构简单，可以使踏动脚蹬时直接将动力传递至牙盘，避免了传统脚踏车传动机构牙盘转动滞后于脚蹬的缺陷，能减少能量损耗，并且在不增加蹬力的情况下，容易增大第一牙盘所获的扭矩，使脚踏车获得更高的行驶速度。

实施例2

如图2所示，一种脚踏车传动机构，包括第一脚蹬2、第二脚蹬1、中轴3、第一牙盘4、链条5、飞轮6、后轮轴10，第一牙盘4连接在中轴3的一端，第一脚蹬2的连接部连接在第一牙盘4的外侧面上；所述脚踏车传动机构还包括第二飞轮9、第二链条8以及连接在所述中轴3另一端的第二牙盘7，第二飞轮9位于所述后轮轴10与第二牙盘7对应的位置上，第二链条8绕在第二牙盘7和第二飞轮9上，所述第二脚蹬1的连接部连接在第二牙盘7的外侧面上。

第二牙盘7的结构、原理与第一牙盘4相同，只是安装在中轴3的另一端，并且与中轴3同轴；第二链条8的结构和原理同链条5；第二飞轮9的结构和原理同飞轮6。

本实施例的脚踏车传动机构，实质上形成了两套独立的传动机构，任何一套传动机构都可以驱动脚踏车前进。第一套传动机构由第一脚蹬2、第一牙盘4、飞轮6、链条5等部件组成，第二套传动机构由第二脚蹬1、第二牙盘7、第二链条8、第二飞轮9等组成，其传动原理与第一套相同，并通过中轴3相连。

对于第一套传动机构，第一脚蹬2的连接部与第一牙盘4的外侧面相连，人踏动第一脚蹬2时，蹬力直接传递至第一牙盘4上，第一牙盘4受到的扭力恒等于蹬力在第一牙盘4切向的分量，该扭力全部用于驱动第一牙盘4转动而做功，能够减少蹬力驱动第一牙盘4转动的过程中的能量损耗，提高传动效率。第一脚蹬2的连接部可以直接沿其脚踏旋转的轴线伸出，连接到第一牙盘4的外侧面上，也可以将连接部的两端反向弯折，使脚踏向牙盘外翘，增大脚蹬转动的半径，进而增大第一牙盘4所获的扭矩。

对于第二套传动机构，第二脚蹬1的连接部与第二牙盘7的外侧面相连，人踏动第二脚蹬1时，蹬力直接传递至第二牙盘7上，第二牙盘7受到的扭力恒等于蹬力在第二牙盘7切向的分量，该扭力全部用于驱动第二牙盘7转动而做功，能够减少传动过程中的能量损耗，提高传动效率；第二牙盘4上的扭矩与蹬力及蹬力的力臂成正比，易增大蹬力的力臂，使第二牙盘7获得更大的扭矩，从而提高脚踏车的行驶速度。第二脚蹬1的连接部可以直接沿其脚踏旋转的轴线伸出，连接到第二牙盘7的外侧面上，也可以将连接部的两端反向弯折，使脚踏向第二牙盘7外翘，增大脚蹬转动的半径，进而增大第二牙盘7所获的扭矩。

人左右轮流踏动脚蹬时，第一牙盘4上的扭矩通过飞轮6传递至后轮轴10，第二牙盘7上的扭矩通过第二飞轮9传递至后轮轴10，后轮轴10再驱动后轮旋转，从而使脚踏车快速前进。

在实际应用中，为防止骑车时人的裤腿与牙盘摩擦而磨破裤腿或引发事故，应在脚蹬与牙盘之间留有一定的间隙，并设置分别连接在车架上的第一挡板和第二挡板，其中第一挡板设置在所述第一脚蹬2和第一牙盘4之间，第二挡板设置在所述第二脚蹬1和第二牙盘7之间。也可以在第一牙盘4和第二牙盘7的外周设置一圈护套，遮挡住其外周的齿轮和套在齿轮上的链条。

通过本实施例，可以在踏动脚蹬时直接将蹬力传递至中轴两边的牙盘上，牙盘受到的扭力恒等于蹬力在牙盘切向方向上的分量，该扭力全部用于转动牙盘，传递动力的效率高，减少了能量损耗，只要适当增大牙盘的半径，即可在不增大蹬力的前提下使牙盘获得更大的扭矩，从而提高脚踏车的行驶速度，或者在保持一定的行驶速度的前提下相对的省力；脚踏车左右两边的传动机构各自独立，即使其中一边出现故障依然可以行驶，工作稳定性更高；还可以防止骑车时人的裤腿与牙盘摩擦而磨破裤腿或引发事故。

本实用新型实施例之间通过递进的方式展开，各个实施例之间的内容相互参照与补充。

上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (3)

1.一种脚踏车传动机构，包括第一脚蹬、第二脚蹬、中轴、第一牙盘、链条、飞轮、后轮轴，其特征在于，所述第一牙盘连接在中轴的一端，所述第一脚蹬的连接部连接在第一牙盘的外侧面上。

2.根据权利要求1所述的一种脚踏车传动机构，其特征在于，还包括第二飞轮、第二链条以及连接在所述中轴另一端的第二牙盘，第二飞轮位于所述后轮轴与第二牙盘对应的位置上，第二链条绕在第二牙盘和第二飞轮上，所述第二脚蹬的连接部连接在第二牙盘的外侧面上。

3.根据权利要求2所述的一种脚踏车传动机构，其特征在于，还包括分别连接在车架上的第一挡板和第二挡板，其中第一挡板设置在所述第一脚蹬和第一牙盘之间，第二挡板设置在所述第二脚蹬和第二牙盘之间。