CN2060430U - 自行车超省力驱动机构 - Google Patents

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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M1/00—Rider propulsion of wheeled vehicles
    • B62M1/24—Rider propulsion of wheeled vehicles with reciprocating levers, e.g. foot levers
    • B62M1/26—Rider propulsion of wheeled vehicles with reciprocating levers, e.g. foot levers characterised by rotary cranks combined with reciprocating levers

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Abstract

一种自行车超省力驱动机构，采用曲柄滑杆机构，滑杆与脚蹬、滑杆与曲柄均由转动副连接，曲柄与轮盘刚性连接，脚蹬带动滑杆摆动，滑杆以滚子、小轴为中心带动曲柄转动，曲柄带动轮盘转动，完成驱动任务。本曲柄滑杆机构驱动效率高，省力，比现有自行车可省力27％，本驱动机构也可安装在载重自行车和三轮车上。

Description

本实用新型是一种自行车的驱动机构，特别是一种超省力的驱动机构。
现行的自行车的驱动机构，是人脚往复踏动自行车的脚蹬，脚蹬带动曲柄，曲柄与轮盘刚性连接，曲柄带动轮盘转，轮盘带动链条，链条带动飞轮，飞轮带动自行车后轮，完成驱动任务，这种自行车驱动机构如达到省力目的只能加长曲柄，由于曲柄长度受人脚踏幅度的限制，无法再加长，另一方面，自行车单个曲柄做正功的转角只能是半圆，驱动效率不高。
本实用新型提供一种新的驱动机构，在不改变原脚踏幅度，甚至比原脚踏幅度减小的情况下即可解决自行车的省力问题。
本实用新型的目的可通过如下措施来达到：采用曲柄滑杆机构，它包括脚蹬滑杆、滚子、小轴、平叉、曲柄、轮盘，脚蹬与滑杆采用转动副连接，脚蹬带动滑杆摆动，滑杆将以滑杆槽中的滚子轴为中心带动曲柄转动，滑杆与曲柄也是采用转动副连接，曲柄与轮盘采用刚性连接，曲柄带轮盘转动，完成驱动任务。在脚踏力做正功的多半周，驱动力臂（脚踏点到轮盘转动中心的距离）逐渐加长，当滑杆趋于水平时，驱动力臂最长、其长为曲柄长与脚踏点到曲柄滑杆轴间距离之和。使驱动力减小，起到省力的作用，在脚踏力做负功的少半周，脚踏点到轮盘转动中心的距离逐渐减小，当滑杆再趋于水平时，其距离最小，其长为脚踏点到曲柄滑杆轴间距离与曲柄长之差，同时由于脚的上抬，使脚踏点的力减小，驱动阻力减小，在脚踏一周的过程中，脚踏幅度比原来减小，但驱动力臂却明显加长，达到省力的目的。
本实用新型的优点是：
1、脚踏力的出力角度增加，单个曲柄做正功的转角为201.1°，比现有自行车的转角增加了21.1°，使得该传动机构的驱动效率比现有自行车大大提高。
2、省力是本驱动机构的另一个优点，根据驱动力矩相等的原理，仅就力臂增加所获得的省力效果，则有如下计算（略去摩擦力的影响）：
PL1＝QL2P－现自行车脚踏力
Q＝ (∠1)/(∠2) P＝ 170/240 P＝0.729P Q－本驱动机构脚踏力
（1－0.729）×100％＝27％ L1－现自行车曲柄长
L2－本驱动机构的驱动力臂长
在力矩相等的情况下，可省力达27％。
附图1是本省力驱动机构的结构图。
1、轮盘    2、曲柄    3、脚蹬    4、滑杆    5、转动副    6、滚子    7、小轴    8、垫圈    9、螺母    10、平叉
附图2是滑杆的结构图
附图3是滚子轴的剖面图
附图4是本省力驱动机构用于自行车上的整体示意图。
下面结合实施例作进一步详述：
如附图1，脚蹬3由转动副5与滑杆4连接，滑杆4与曲柄2也采用转动副5连接，曲柄2与轮盘1采用刚性连接，脚踏脚蹬3，脚蹬3即带动滑杆4摆动，滑杆4将以滑杆槽中的装在小轴7上的滚子6为中心带动曲柄2转动，曲柄2带动轮盘1转动，完成驱动任务。
曲柄2的尺寸加长可提高驱动效率，但也使滑杆4前后摆动行程加大，权衡考虑，曲柄2定为90毫米较为合适，滑杆4的尺寸直接影响驱动力臂大小，驱动力臂越长，脚踏越省力，但受到脚踏幅度的限制，综合考虑，滑杆4总长定为510毫米。
滑杆4的结构如附图2所示，滑杆头部采用现在自行车曲柄的形成，中部采用φ20×2.5钢管压成椭圆，尾部压扁切槽，切槽部位进行渗碳淬火。为减少摩擦和易损件的更换，C－C剖面转动副5可装滑动轴承。滚子6及小轴7的结构如附图3所示，将小轴7焊在平叉管10上装上垫圈8，滚子6，外侧再装一个垫圈8，拧上螺母9即可。也可将小轴7固定在一个夹子上，将夹子固定在平叉管10上，这样可任意调整如附图4所示的机架MO的距离。机架MO尺寸减小，可增大有效驱动行程，有利于提高驱动效率，但也导致脚踏上下幅度的增大，根据车体结构综合考虑，MO尺寸定为250毫米。由于该驱动机构使脚踏点前移，所以应使自行车中轴位置后移，才能保证脚踏点的位置相对于人体位置基本不变，为此，应使立角β加大，据脚踏点的前移量，β加大到73.8°，同时自行车的立管、下管长度也做相应调整，具体尺寸在附图4中标出。

Claims (3)

1、一种自行车超省力机构，它包括脚蹬3，曲柄2，轮盘1，其特征在于脚蹬3与滑杆4，滑杆4与曲柄2均由转动副5连接，滑杆4与螺母9装在焊于平叉10上的小轴7上，曲柄2与轮盘1刚性连接。
2、根据权利要求1所述的自行车超省力机构，其特征在于滑杆4摆动中心小轴7上加装滚子6。
3、根据权利要求1或2所述的自行车超省力机构，其特征在于转动副5内装滑动轴承。
CN89218177U 1989-10-16 1989-10-16 自行车超省力驱动机构 Withdrawn CN2060430U (zh)

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