專利名稱：可用于腳踏車的無級變速機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于搖桿傳動機(jī)構(gòu)，是關(guān)于簡單無級變速傳動的構(gòu)思和設(shè)計?？捎糜谀_踏車和其他類似的無級調(diào)速或無級變力傳動的簡單機(jī)械設(shè)備。
簡單機(jī)械的變速機(jī)構(gòu)的種類繁多，其多數(shù)都是采取改變主動輪和被動輪的速比，對于腳踏車應(yīng)有一個簡單價廉的變速器，以適應(yīng)各種路面及載荷。并腳踏動作適合人的上下往復(fù)用力的動作習(xí)慣，避開現(xiàn)有腳踏車圓周腳踏運(yùn)動力距零點(diǎn)。
為解決上述問題，中國專利公告號(CN2099075U)提出的杠桿式可伸縮腳踏，直接與后軸蕊間采用無回齒輪連結(jié)驅(qū)動，結(jié)構(gòu)緊湊，腳踏動作適用人的自然習(xí)慣，無力距零點(diǎn)，傳遞效率高，具有無級變速特性，但杠桿伸縮腳踏實(shí)施伸縮操縱，很不方便。而且腳踏伸縮范圍內(nèi)，腳蹬位置各不相同，不可能全部都用力舒適，在必要時車子無法倒推。
公告號CN2124864U，由腳踏杠桿和隨擺杠桿組成無級變速機(jī)構(gòu)，用于腳踏車上需通過傳動軸和兩組(七個)傘形齒輪驅(qū)動，具有無極變速性能和倒車功能，操作也方便，但傘形齒輪使車子成本增高，而且傳動過程長，車架彈性在傳動過程中積累，損失一定的效率。
本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、有較大的變速范圍和承載力力效高的無級變速傳動機(jī)構(gòu)，還應(yīng)具有能倒正改變輸出旋向的功能，以適應(yīng)價格底的簡單機(jī)械設(shè)備。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的用往復(fù)搖擺的搖桿，通過一個可沿?fù)u桿移動的鉸接件驅(qū)動連桿往復(fù)運(yùn)動，連桿的一端與鉸接件鉸接，另一端鉸接超越離合器。搖桿以同樣的角速度擺動時，鉸接件沿?fù)u桿移到不同位置，其和連桿會有不同的線速度，超越離合器就有不同的轉(zhuǎn)速；鉸接件在連桿上是無極位移定位，固此該機(jī)構(gòu)輸出的速度能無極變化。搖桿桿向可是直的，也可以成超越離合器的漸開線形狀，搖桿截面形狀用方、圓、扁等皆可。該無極變速傳動機(jī)構(gòu)應(yīng)該是兩套相同對稱組合實(shí)施，兩套交替驅(qū)動，可使輸出旋轉(zhuǎn)作用力連續(xù)高效，無力距零點(diǎn)。
超越離合器是能改變離合方向－－輸出旋轉(zhuǎn)能倒正的，超越離合器外面是桶形的外圈，外圈內(nèi)壁是兩圈齒向相反的鋸形牙，外圈通過軸承支撐在棘爪架上，棘爪架上也是厚壁的管桶，有兩圈與鋸形牙對應(yīng)的棘爪，每一棘爪中間有一小孔，用小輪裝在棘爪架上，棘爪架的內(nèi)外圓分別凸露著棘爪的兩端，棘爪外端與鋸形齒嚙合，每一圈棘爪的內(nèi)端都可與棘爪架內(nèi)部的一套圈作用，受作用的一圈棘爪外端與對應(yīng)的鋸形齒脫開；另一圈不與套圈作用，其外端就與鋸形齒嚙合，外圈與棘爪架就能相互傳遞該棘爪作用方向的扭力，兩周鋸形齒(及對應(yīng)的棘爪)作用方向相反，超越離合器有倒或正兩種旋向的輸出。
本機(jī)構(gòu)具有公告號CN2124864U全部功能，其結(jié)構(gòu)是對CN2124864U的簡化；具有力效高。可無級變速輸出旋轉(zhuǎn)方向可變換的功能，并且有較大的變速范圍和承載能力，沒有齒輪等其他精密構(gòu)件，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，用于腳踏車特別是三輪車，車子可倒推和倒騎。
實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下實(shí)施例和附圖給示。


圖1、搖桿的傳動原理圖；圖2、兩種形狀搖桿的鉸接件構(gòu)圖圖3、超越離合器結(jié)構(gòu)圖(用于腳踏三輪車時)圖4、超越離合器截面圖圖5、搖桿無級變速機(jī)構(gòu)在腳踏三輪車上實(shí)施圖
以下結(jié)合附圖祥細(xì)說明依據(jù)本實(shí)用新型提示的具休機(jī)構(gòu)施于腳踏三輪車的細(xì)節(jié)及動作情況。
該無級變速機(jī)構(gòu)包括由一個搖桿(1)、一連桿(2)、一個超越離合器(3)、搖桿(1)與連桿(2)的鉸接件(4)組成，
圖1中示。
圖1中的搖桿(1)與其下端的軸是一體，軸是管軸，搖桿(1)朝著連桿(2)的一側(cè)開有拉筋線槽，滑套(44)與其兩端的鎖片(41)、(42)都套穿在搖桿(1)上，兩鎖片背著連桿(2)的端由拉簧(6)相互拉著，圖2中，兩鎖片(41)、(42)因中間與滑套(44)端面作用，及拉簧(6)的拉力，鎖片朝著連桿的端向外分開，此分開端各連一根拉筋線，拉筋線順在拉筋線槽內(nèi)，兩鎖片(41)、(42)的拉筋線都相向而引，遠(yuǎn)搖桿管軸的鎖片(41)，其拉筋線直接引向搖桿的管軸，由管軸端的小滑輪(71)引到管軸孔內(nèi)，近軸的鎖片(42)的拉筋線引向搖桿的遠(yuǎn)軸端，經(jīng)搖桿遠(yuǎn)軸端的小滑輪(5)返回引到搖桿管軸，由管軸端的小滑輪(72)引入管軸孔內(nèi)，兩拉筋線由管軸孔的另一端引出，由操縱桿控制。
搖桿截面和形狀也可以是“P”形，搖桿狀如角鐵，如圖(2)，“P”形搖桿(21)，其上套有鉸接件是半封閉的滑套(22)，狀如“U”形，開口處裝一滑輪(23)，滑套(22)內(nèi)設(shè)兩偏心鎖塊(24)、(25)，兩偏心鎖塊(24)(25)之間用拉簧向中間拉緊，與滑輪(23)夾住“P”搖桿，使“U”形滑套(22)在“P”形搖桿(21)上定位，偏心鎖塊的偏心端各連一根拉筋線，拉筋線順在“P”形搖桿的凹缺處，近搖桿管軸的偏心鎖塊(25)的拉筋線直接引到管軸端，由管軸端的小滑輪(71)引入管軸孔內(nèi)，遠(yuǎn)搖桿軸的鎖塊(24)拉筋線引向遠(yuǎn)軸搖桿端，經(jīng)小滑輪(5)返回到管軸端的小滑輪(72)導(dǎo)入孔內(nèi)，兩拉筋線從管軸孔另一端引到操縱裝置。
圖5示、本無級變速傳動機(jī)構(gòu)用到腳踏三輪車上實(shí)施圖，其連桿(2)采用鏈條，鏈條規(guī)格可比自行車大些，踏板(10)與搖桿(1)做成一體或固定在一起，兩側(cè)各一套，分別通過滑套(44)與鏈條聯(lián)結(jié)，兩側(cè)鏈條向后繞掛著車子兩側(cè)超越離合器上的鏈輪。鏈條繞鏈輪后返回向前，用一段軟繩索在中間把兩側(cè)鏈條聯(lián)結(jié)起來，軟繩索繞掛在兩滑輪(8)上。
踏動一側(cè)踏板(10)帶動搖桿(1)，通過滑套(44)向前拉動鏈條(2)鏈條(2)拉動該側(cè)鏈輪及超越離合器(3)正轉(zhuǎn)，再通過軟繩索經(jīng)滑輪(8)拉動對側(cè)鏈條、鏈輪及超越離合器反轉(zhuǎn)。同時對側(cè)搖桿受拉踏板抬起，同理踏動對側(cè)，兩側(cè)交替可連續(xù)驅(qū)動。
超越離合器的結(jié)構(gòu)如圖(3)(4)所示，外圈(31)可與聯(lián)桿(2)鉸接，在連桿(2)為鏈條時，外圈(31)外圓有鏈輪對應(yīng)，外圈(31)內(nèi)有兩圈齒向相反的鋸形牙，外圈(31)通過軸承裝在棘爪架(33)上，棘爪架(33)是厚壁管，棘爪架(33)通過軸承裝在支撐軸(37)上，支承軸(37)是空心軸管，固定在車架上(定軸，不轉(zhuǎn)動)，棘爪架(33)可在其上自由旋轉(zhuǎn)，棘架(33)上裝有兩圈棘爪(32)，每個棘爪中間都有一小孔，經(jīng)小軸(34)裝在棘爪架(33)上，棘爪(32)兩端凸露出棘爪架(33)的內(nèi)外圓，棘爪(32)由拉簧作用外端可與外圈(31)的兩圈鋸形牙嚙合，棘爪架(33)孔內(nèi)有一套圈架(36)，套圈架(36)的兩端有肩臺和卡簧，使得套圈架(36)上的套圈(35)只可以相對套圈架(36)轉(zhuǎn)動，但不能相對套圈架軸向移動，套圈架徑向穿有一銷軸(38)，銷軸(38)穿過支承軸管(37)的徑向透、軸向長的銷槽(39)內(nèi)，使得套圈架(36)在空心軸管(37)上不能轉(zhuǎn)動，但可軸向移動。套圈(35)隨套圈架(36)軸向移動，能和任一圈棘爪的內(nèi)端相抵觸，而與另一圈棘爪的內(nèi)端離開，使一圈棘爪的外端脫開對應(yīng)的鋸形牙，而另一圈與外圈(31)的鋸形牙嚙合，使超越離合器(3)輸出的旋轉(zhuǎn)方向可倒正改變。此超越離合器(3)用于腳踏車是兩側(cè)各一，對稱安裝，兩側(cè)超越離合器(3)內(nèi)的銷軸(38)用一拉桿相連結(jié)，用操縱裝置控制此拉桿軸向移動，可帶動兩側(cè)超越離合器(3)內(nèi)的套圈架(36)套圈35軸向移動，控制兩側(cè)超越離合器(3)同時正轉(zhuǎn)(或倒轉(zhuǎn))。
超越離合器(3)內(nèi)的每圈鋸形牙數(shù)與對應(yīng)的一圈棘爪個數(shù)應(yīng)沒有公約數(shù)，使棘爪與鋸形牙相對轉(zhuǎn)動時嚙合的機(jī)率增加，本設(shè)計參考為鋸形牙數(shù)21牙，棘爪4個。
權(quán)利要求1.一種無級調(diào)速傳動機(jī)構(gòu)包括搖桿(1)、連桿(2)、超越離合器(3)，其特征在于搖桿(1)與連桿(2)是通過鉸接件(4)聯(lián)結(jié)，通過操縱機(jī)構(gòu)可使該鉸接件(4)沿?fù)u桿(1)移動，在無操縱作用時，鉸接件(4)能在搖桿(1)上自鎖定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于搖桿(1)的截面為橢圓，其向連桿(2)方向的側(cè)面有順搖桿的凹槽，鉸接件(4)是可穿套在搖桿(1)上的滑套(44)和滑套(44)兩端的兩鎖片(41)(42)，兩鎖片(41)(42)背連桿(2)方向的端由拉簧(6)相互拉著，由于拉簧(6)的作用，兩鎖片(41)(42)朝連桿方向的端趨于分開翹起，此翹起端連著拉筋線，兩鎖片(41)(42)的拉筋線相向而引順在搖桿(1)的凹槽內(nèi)，遠(yuǎn)搖桿(1)軸的鎖片(41)，其拉筋線直接引到搖桿(1)的軸端，經(jīng)軸端滑輪71引給操縱機(jī)構(gòu)近搖桿(1)軸的鎖片(42)，其拉筋線向遠(yuǎn)搖桿(1)軸的一端引去，經(jīng)搖桿(1)此端的小滑輪(5)返回到搖桿(1)的軸端，由軸端的滑輪(72)引到操縱機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，2所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于橢圓截面的搖桿(1)，可用“P”形截面的搖桿(21)代替，滑套(44)由半封閉“U”形滑套(22)代替，“U”形滑套(22)開口內(nèi)裝一滑輪(23)，“U”形滑套(22)套在“P”形截面的搖桿(21)上，滑輪(23)可沿“P”搖桿(21)滾動，該“U”形滑套(22)內(nèi)裝兩偏心鎖塊(24)(25)，兩偏心鎖塊(24)(25)之間用拉簧相互拉緊，偏心鎖塊的偏心端各聯(lián)一拉筋線，拉筋線經(jīng)過滑輪(5)(71)(72)聯(lián)結(jié)操縱裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于連桿(2)是鏈條超越離合器對應(yīng)聯(lián)結(jié)用鏈輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于連桿(2)可以是軟繩鎖超越離合器對應(yīng)用槽輪聯(lián)結(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于超越離合器應(yīng)為可控倒正的雙向超越離合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、6所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于其是由下述零件構(gòu)成。a、外圈(31)是一短管，其內(nèi)圈有兩圈齒向相反的棘輪鋸形牙，其外圈與連桿(2)鉸接承擔(dān)輸入力距，也可鉸接被動件輸出力距；b、棘爪(32)是與兩圈棘輪鋸形牙對應(yīng)作用的兩圈特制棘爪，此棘爪中間有孔，用小軸裝在棘爪架(33)上，其下有彈簧驅(qū)使其與鋸形牙嚙合；c、棘爪架(33)厚壁管，棘爪(32)裝在其上，與外圈(31)分別承擔(dān)輸出和輸入力距；d、棘輪軸承(30)由兩槽滾珠與檔組成，支承外圈(31)在棘爪架(33)上轉(zhuǎn)動。e、套圈(35)外圓呈鼓形，能與棘爪(32)抵觸，使棘爪只能單圈與鋸形牙作用；f、套圈架(36)其外圓一端有盲臺，一端裝卡簧，中間徑向裝有銷軸(38)，套圈(35)裝在其上，套圈(35)只能相對其轉(zhuǎn)動，不能相對其軸向移動，此套圈架(36)與套圈(35)一起能軸向移動轉(zhuǎn)換對兩圈棘爪(32)的抵觸作用；g、中心軸管(37)通過軸承(40)架著棘爪架(36)，是超越離合器(3)的支承軸，該中心軸管(37)上開有徑向透，軸向長的銷槽(39)，套圈架(36)上的銷軸(38)穿過此銷槽(39)；h、銷軸(38)徑向穿在套圈架(36)上穿過軸管(37)的透徑銷槽(39)裝在軸管(37)的拉桿上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2，4或5、6所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于由搖桿(1)、連桿(2)、超越離合器(3)及鉸接件(4)組成的無級傳動機(jī)構(gòu)是對應(yīng)兩套，相互對稱聯(lián)結(jié)實(shí)施，兩套交替輸出動力。
專利摘要本實(shí)用新型屬于搖桿傳動機(jī)構(gòu)，是關(guān)于簡單無級變速傳動的構(gòu)思和設(shè)計，包括搖桿(1)、連桿(2)、超越離合器(3)和聯(lián)結(jié)連桿(2)與搖桿(1)的鉸接件(4)，鉸接件(4)可沿?fù)u桿(1)移動，使搖桿(1)通過鉸接件(4)驅(qū)動連桿(2)的傳動速比可無級改變，超越離合器(3)相對有無級變化的轉(zhuǎn)速。超越離合器是雙向超越離合，正反轉(zhuǎn)可控。操縱簡便，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，用于腳踏車，其載重量大，腳踏力效高，特別適合爬坡和農(nóng)田行駛，是理想的農(nóng)家運(yùn)輸工具。本機(jī)構(gòu)也可用于其它簡單傳動機(jī)械設(shè)備。
文檔編號B62M1/24GK2166072SQ9321700
公開日1994年5月25日 申請日期1993年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月30日
發(fā)明者王積正 申請人:王積正