CN2166072Y - 可用于脚踏车的无级变速机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于摇杆传动机构，是关于简单无级 变速传动的构思和设计，包括摇杆(1)、连杆(2)、超越 离合器(3)和联结连杆(2)与摇杆(1)的铰接件(4)，铰 接件(4)可沿摇杆(1)移动，使摇杆(1)通过铰接件(4) 驱动连杆(2)的传动速比可无级改变，超越离合器(3) 相对有无级变化的转速。超越离合器是双向超越离 合，正反转可控。操纵简便，结构简单，制造容易，用 于脚踏车，其载重量大，脚踏力效高，特别适合爬坡和 农田行驶，是理想的农家运输工具。本机构也可用于 其它简单传动机械设备。

Description

本实用新型属于摇杆传动机构，是关于简单无级变速传动的构思和设计。可用于脚踏车和其他类似的无级调速或无级变力传动的简单机械设备。

简单机械的变速机构的种类繁多，其多数都是采取改变主动轮和被动轮的速比，对于脚踏车应有一个简单价廉的变速器，以适应各种路面及载荷。并脚踏动作适合人的上下往复用力的动作习惯，避开现有脚踏车圆周脚踏运动力距零点。

为解决上述问题，中国专利公告号（CN2099075U）提出的杠杆式可伸缩脚踏，直接与后轴蕊间采用无回齿轮连结驱动，结构紧凑，脚踏动作适用人的自然习惯，无力距零点，传递效率高，具有无级变速特性，但杠杆伸缩脚踏实施伸缩操纵，很不方便。而且脚踏伸缩范围内，脚蹬位置各不相同，不可能全部都用力舒适，在必要时车子无法倒推。

公告号CN2124864U，由脚踏杠杆和随摆杠杆组成无级变速机构，用于脚踏车上需通过传动轴和两组（七个）伞形齿轮驱动，具有无极变速性能和倒车功能，操作也方便，但伞形齿轮使车子成本增高，而且传动过程长，车架弹性在传动过程中积累，损失一定的效率。

本实用新型的目的是提供一种结构简单、有较大的变速范围和承载力力效高的无级变速传动机构，还应具有能倒正改变输出旋向的功能，以适应价格底的简单机械设备。

本实用新型是这样实现的：用往复摇摆的摇杆，通过一个可沿摇杆移动的铰接件驱动连杆往复运动，连杆的一端与铰接件铰接，另一端铰接超越离合器。摇杆以同样的角速度摆动时，铰接件沿摇杆移到不同位置，其和连杆会有不同的线速度，超越离合器就有不同的转速；铰接件在连杆上是无极位移定位，固此该机构输出的速度能无极变化。摇杆杆向可是直的，也可以成超越离合器的渐开线形状，摇杆截面形状用方、圆、扁等皆可。该无极变速传动机构应该是两套相同对称组合实施，两套交替驱动，可使输出旋转作用力连续高效，无力距零点。

超越离合器是能改变离合方向－－输出旋转能倒正的，超越离合器外面是桶形的外圈，外圈内壁是两圈齿向相反的锯形牙，外圈通过轴承支撑在棘爪架上，棘爪架上也是厚壁的管桶，有两圈与锯形牙对应的棘爪，每一棘爪中间有一小孔，用小轮装在棘爪架上，棘爪架的内外圆分别凸露着棘爪的两端，棘爪外端与锯形齿啮合，每一圈棘爪的内端都可与棘爪架内部的一套圈作用，受作用的一圈棘爪外端与对应的锯形齿脱开；另一圈不与套圈作用，其外端就与锯形齿啮合，外圈与棘爪架就能相互传递该棘爪作用方向的扭力，两周锯形齿（及对应的棘爪）作用方向相反，超越离合器有倒或正两种旋向的输出。

本机构具有公告号CN2124864U全部功能，其结构是对CN2124864U的简化；具有力效高。可无级变速输出旋转方向可变换的功能，并且有较大的变速范围和承载能力，没有齿轮等其他精密构件，结构简单，制造容易，用于脚踏车特别是三轮车，车子可倒推和倒骑。

实用新型的具体结构由以下实施例和附图给示。

图1、摇杆的传动原理图；图2、两种形状摇杆的铰接件构图

图3、超越离合器结构图（用于脚踏三轮车时）

图4、超越离合器截面图

图5、摇杆无级变速机构在脚踏三轮车上实施图

下面结合附图祥细说明依据本实用新型提示的具休机构施于脚踏三轮车的细节及动作情况。

该无级变速机构包括由一个摇杆（1）、一连杆（2）、一个超越离合器（3）、摇杆（1）与连杆（2）的铰接件（4）组成，图1中示。

图1中的摇杆（1）与其下端的轴是一体，轴是管轴，摇杆（1）朝着连杆（2）的一侧开有拉筋线槽，滑套（44）与其两端的锁片（41）、（42）都套穿在摇杆（1）上，两锁片背着连杆（2）的端由拉簧（6）相互拉着，图2中，两锁片（41）、（42）因中间与滑套（44）端面作用，及拉簧（6）的拉力，锁片朝着连杆的端向外分开，此分开端各连一根拉筋线，拉筋线顺在拉筋线槽内，两锁片（41）、（42）的拉筋线都相向而引，远摇杆管轴的锁片（41），其拉筋线直接引向摇杆的管轴，由管轴端的小滑轮（71）引到管轴孔内，近轴的锁片（42）的拉筋线引向摇杆的远轴端，经摇杆远轴端的小滑轮（5）返回引到摇杆管轴，由管轴端的小滑轮（72）引入管轴孔内，两拉筋线由管轴孔的另一端引出，由操纵杆控制。

摇杆截面和形状也可以是“P”形，摇杆状如角铁，如图（2），“P”形摇杆（21），其上套有铰接件是半封闭的滑套（22），状如“U”形，开口处装一滑轮（23），滑套（22）内设两偏心锁块（24）、（25），两偏心锁块（24）（25）之间用拉簧向中间拉紧，与滑轮（23）夹住“P”摇杆，使“U”形滑套（22）在“P”形摇杆（21）上定位，偏心锁块的偏心端各连一根拉筋线，拉筋线顺在“P”形摇杆的凹缺处，近摇杆管轴的偏心锁块（25）的拉筋线直接引到管轴端，由管轴端的小滑轮（71）引入管轴孔内，远摇杆轴的锁块（24）拉筋线引向远轴摇杆端，经小滑轮（5）返回到管轴端的小滑轮（72）导入孔内，两拉筋线从管轴孔另一端引到操纵装置。

图5示、本无级变速传动机构用到脚踏三轮车上实施图，其连杆（2）采用链条，链条规格可比自行车大些，踏板（10）与摇杆（1）做成一体或固定在一起，两侧各一套，分别通过滑套（44）与链条联结，两侧链条向后绕挂着车子两侧超越离合器上的链轮。链条绕链轮后返回向前，用一段软绳索在中间把两侧链条联结起来，软绳索绕挂在两滑轮（8）上。

踏动一侧踏板（10）带动摇杆（1），通过滑套（44）向前拉动链条（2）链条（2）拉动该侧链轮及超越离合器（3）正转，再通过软绳索经滑轮（8）拉动对侧链条、链轮及超越离合器反转。同时对侧摇杆受拉踏板抬起，同理踏动对侧，两侧交替可连续驱动。

超越离合器的结构如图（3）（4）所示，外圈（31）可与联杆（2）铰接，在连杆（2）为链条时，外圈（31）外圆有链轮对应，外圈（31）内有两圈齿向相反的锯形牙，外圈（31）通过轴承装在棘爪架（33）上，棘爪架（33）是厚壁管，棘爪架（33）通过轴承装在支撑轴（37）上，支承轴（37）是空心轴管，固定在车架上（定轴，不转动），棘爪架（33）可在其上自由旋转，棘架（33）上装有两圈棘爪（32），每个棘爪中间都有一小孔，经小轴（34）装在棘爪架（33）上，棘爪（32）两端凸露出棘爪架（33）的内外圆，棘爪（32）由拉簧作用外端可与外圈（31）的两圈锯形牙啮合，棘爪架（33）孔内有一套圈架（36），套圈架（36）的两端有肩台和卡簧，使得套圈架（36）上的套圈（35）只可以相对套圈架（36）转动，但不能相对套圈架轴向移动，套圈架径向穿有一销轴（38），销轴（38）穿过支承轴管（37）的径向透、轴向长的销槽（39）内，使得套圈架（36）在空心轴管（37）上不能转动，但可轴向移动。套圈（35）随套圈架（36）轴向移动，能和任一圈棘爪的内端相抵触，而与另一圈棘爪的内端离开，使一圈棘爪的外端脱开对应的锯形牙，而另一圈与外圈（31）的锯形牙啮合，使超越离合器（3）输出的旋转方向可倒正改变。此超越离合器（3）用于脚踏车是两侧各一，对称安装，两侧超越离合器（3）内的销轴（38）用一拉杆相连结，用操纵装置控制此拉杆轴向移动，可带动两侧超越离合器（3）内的套圈架（36）套圈35轴向移动，控制两侧超越离合器（3）同时正转（或倒转）。

超越离合器（3）内的每圈锯形牙数与对应的一圈棘爪个数应没有公约数，使棘爪与锯形牙相对转动时啮合的机率增加，本设计参考为锯形牙数21牙，棘爪4个。

Claims (8)

1、一种无级调速传动机构包括：摇杆(1)、连杆(2)、超越离合器(3)，其特征在于摇杆(1)与连杆(2)是通过铰接件(4)联结，通过操纵机构可使该铰接件(4)沿摇杆(1)移动，在无操纵作用时，铰接件(4)能在摇杆(1)上自锁定位。

2、根据权利要求1所述的机构，其特征在于：摇杆（1）的截面为椭圆，其向连杆（2）方向的侧面有顺摇杆的凹槽，铰接件（4）是可穿套在摇杆（1）上的滑套（44）和滑套（44）两端的两锁片（41）（42），两锁片（41）（42）背连杆（2）方向的端由拉簧（6）相互拉着，由于拉簧（6）的作用，两锁片（41）（42）朝连杆方向的端趋于分开翘起，此翘起端连着拉筋线，两锁片（41）（42）的拉筋线相向而引顺在摇杆（1）的凹槽内，远摇杆（1）轴的锁片（41），其拉筋线直接引到摇杆（1）的轴端，经轴端滑轮71引给操纵机构：近摇杆（1）轴的锁片（42），其拉筋线向远摇杆（1）轴的一端引去，经摇杆（1）此端的小滑轮（5）返回到摇杆（1）的轴端，由轴端的滑轮（72）引到操纵机构。

3、根据权利要求1，2所述的机构，其特征在于：椭圆截面的摇杆（1），可用“P”形截面的摇杆（21）代替，滑套（44）由半封闭“U”形滑套（22）代替，“U”形滑套（22）开口内装一滑轮（23），“U”形滑套（22）套在“P”形截面的摇杆（21）上，滑轮（23）可沿“P”摇杆（21）滚动，该“U”形滑套（22）内装两偏心锁块（24）（25），两偏心锁块（24）（25）之间用拉簧相互拉紧，偏心锁块的偏心端各联一拉筋线，拉筋线经过滑轮（5）（71）（72）联结操纵装置。

4、根据权利要求1所述的机构，其特征在于：连杆（2）是链条超越离合器对应联结用链轮。

5、根据权利要求1所述的机构，其特征在于：连杆（2）可以是软绳锁超越离合器对应用槽轮联结。

6、根据权利要求1所述的机构，其特征在于：超越离合器应为可控倒正的双向超越离合。

7、根据权利要求1、6所述的机构，其特征在于其是由下述零件构成。

a、外圈（31）：是一短管，其内圈有两圈齿向相反的棘轮锯形牙，其外圈与连杆（2）铰接承担输入力距，也可铰接被动件输出力距；

b、棘爪（32）：是与两圈棘轮锯形牙对应作用的两圈特制棘爪，此棘爪中间有孔，用小轴装在棘爪架（33）上，其下有弹簧驱使其与锯形牙啮合；

c、棘爪架（33）：厚壁管，棘爪（32）装在其上，与外圈（31）分别承担输出和输入力距；

d、棘轮轴承（30）：由两槽滚珠与档组成，支承外圈（31）在棘爪架（33）上转动。

e、套圈（35）：外圆呈鼓形，能与棘爪（32）抵触，使棘爪只能单圈与锯形牙作用；

f、套圈架（36）：其外圆一端有盲台，一端装卡簧，中间径向装有销轴（38），套圈（35）装在其上，套圈（35）只能相对其转动，不能相对其轴向移动，此套圈架（36）与套圈（35）一起能轴向移动转换对两圈棘爪（32）的抵触作用；

g、中心轴管（37）：通过轴承（40）架着棘爪架（36），是超越离合器（3）的支承轴，该中心轴管（37）上开有径向透，轴向长的销槽（39），套圈架（36）上的销轴（38）穿过此销槽（39）；

h、销轴（38）：径向穿在套圈架（36）上穿过轴管（37）的透径销槽（39）装在轴管（37）的拉杆上。

8、根据权利要求1或2，4或5、6所述的机构，其特征在于：由摇杆（1）、连杆（2）、超越离合器（3）及铰接件（4）组成的无级传动机构是对应两套，相互对称联结实施，两套交替输出动力。

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