[其他]自行車自動無級變速器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86208818
• 申請日: 1986-10-30
• 公開（公告）號: CN86208818U
• 公開（公告）日: 1988-10-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋曉海
• 申請（專利權(quán)）人: 宋曉海
• 主分類號: B62M9/06
• 分類號: B62M9/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實(shí)用新型是一個用于自行車的自動無級變速器。

目前國內(nèi)的自行車普遍未裝置變速器，能夠見到的也只有多級鏈輪傳動和內(nèi)三速后軸式（見科學(xué)畫報(bào)86年第3期）兩種自行車變速裝置。

據(jù)我國出版的雜志介紹，目前國外的自行車變速器最新的有兩種：（1）據(jù)《大眾機(jī)械》雜志85年第6期載法國人米歇爾·德阿爾發(fā)明的一種自動變速器，該發(fā)明在英國已獲得發(fā)明專利。其性能特點(diǎn)是：①可獲得16檔變速比，最大變速比為100／17，最小為44／17（被動輪轉(zhuǎn)數(shù)／主動輪轉(zhuǎn)數(shù)）。

②鏈輪盤只有在一定位置才能實(shí)現(xiàn)變速。

③起步較困難，只有在鏈輪盤轉(zhuǎn)過360度后才能調(diào)到合適速比。

④結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。

（2）據(jù)《世界發(fā)明》雜志86年第4期封底載，美國人羅依斯·豪斯提德發(fā)明了一種可變速鏈輪系統(tǒng)。其性能特點(diǎn)是：

①可依順序?qū)崿F(xiàn)15種不同的轉(zhuǎn)速比。

②變速時必需手足協(xié)同操作，且增速和減速足蹬的方向不同。

③在變速過程對后輪無驅(qū)動作用。

本實(shí)用新型的任務(wù)是設(shè)計(jì)出一種比現(xiàn)有的自行車變速器使用更方便，能在不中斷驅(qū)動的同時。隨騎行阻力變化自動實(shí)現(xiàn)無級變速，工作可靠，成本較低。能與現(xiàn)有的自行車和其生產(chǎn)手段很好的銜接的適合中國公路現(xiàn)狀的自行車自動無級變速器。

本變速器由兩個能按規(guī)定方向單向旋轉(zhuǎn)的鏈輪和兩個導(dǎo)輪。兩個變速臂，一個齒輪系，兩個彈簧組件，兩只中軸，一個支架和一些標(biāo)準(zhǔn)緊固件構(gòu)成。以上零部件均由合金結(jié)構(gòu)鋼制造。參見附圖，各附圖中同一零件代號相同。本變速器結(jié)構(gòu)、安裝如下述。自行車鏈條①繞過鏈輪②經(jīng)過導(dǎo)輪⑩再繞過另一只鏈輪。兩只鏈輪各由本身的內(nèi)螺紋與變速臂上的外螺紋連接而固定在變速臂上。變速臂由零件(12)、(13)、(14)和(15)固連組成，兩只鏈輪由于自身的棘輪機(jī)構(gòu)可以按圖一鏈輪上箭頭指向單向旋轉(zhuǎn)。兩只變速臂安裝在支架⑥上，（圖一、圖四），變速臂可以繞軸(15)在支架⑥上轉(zhuǎn)動。兩變速臂上的小齒輪(13)都與大齒輪③嚙合，大齒輪裝在右中軸(21)上，可以在右中軸上自由轉(zhuǎn)動（圖二）。這樣就使兩變速臂能對稱轉(zhuǎn)動。

右中軸與支架⑥鉚連，支架⑥和兩只導(dǎo)輪由兩只螺釘(20)與左中軸(22)固連在一起（圖一、圖二）。導(dǎo)輪可靈活自轉(zhuǎn)。左中軸在自行車上的安裝則與普通自行車中軸安裝相同（圖二）。兩個彈簧組件由零件④、⑤、⑧、(16)等組成，其一端裝在齒輪③上，另一端裝在變速臂上（圖一、圖五），彈簧④彈簧⑤各有四根。

變速原理：由在同一平面內(nèi)對稱設(shè)置的兩只鏈輪②和兩只導(dǎo)輪⑩組成鏈輪系，由于兩鏈輪不能作逆時針轉(zhuǎn)動（圖一），故該鏈輪系能拖動與之嚙合的鏈條對后輪產(chǎn)生驅(qū)動作用。騎行者兩足交替蹬踏足蹬。足蹬臂帶動中軸使整個輪系繞中軸旋轉(zhuǎn)這樣就拖動鏈條使自行車不斷前進(jìn)。

在行進(jìn)中，鏈條的拉力和彈簧組的拉力作用于變速臂的兩端，產(chǎn)生一對力矩。鏈條的拉力矩使變速臂帶動鏈輪向近中軸方向轉(zhuǎn)動，而彈簧的拉力矩則使變速臂帶動鏈輪向遠(yuǎn)中軸方向轉(zhuǎn)，這一對力矩的平衡就決定了鏈輪到中軸心的距離，也就決定了這個鏈輪系統(tǒng)的工作半徑。即傳動比。當(dāng)自行車行進(jìn)阻力大時，鏈條上拉力也大，這時鏈條拖動鏈輪向近中軸方向移動，兩鏈輪距離減小，傳動比減小，當(dāng)行進(jìn)阻力減小時，此時彈簧將拉動變速臂外轉(zhuǎn)，兩鏈輪距離增大，傳動比增大。

本變速器，采用了兩只能按規(guī)定方向單向旋轉(zhuǎn)的鏈輪來拖動鏈條，這是無級變速的關(guān)鍵。

當(dāng)兩鏈輪對稱張開時，原來繞過兩鏈輪和導(dǎo)輪的鏈條長度不夠，但由于鏈輪可以順轉(zhuǎn)，故鏈條可以通過上方鏈輪順轉(zhuǎn)（圖一）滑入補(bǔ)償。反之，當(dāng)兩鏈輪距離減小時，繞過兩鏈輪和導(dǎo)輪間多余的鏈條又可以被鏈條張緊器通過圖一下方的鏈輪順轉(zhuǎn)而拉出。這樣就保證了兩鏈輪在規(guī)定的最大和最小距離之間的任何位置鏈條都能很好地與鏈輪系包絡(luò)嚙合而實(shí)現(xiàn)無級變速。

在騎行中，鏈條上的拉力小于120N時，兩鏈輪距離張開到最大（圖一）這時鏈輪系相當(dāng)于節(jié)圓直徑300mm齒數(shù)74齒的鏈輪，按普通自行車后軸飛輪為20齒算，這時得到最大的變速比3.7。

當(dāng)鏈條上的拉力大于1000N時，兩鏈輪將會接觸，這時鏈輪系相當(dāng)于節(jié)圓直徑146mm齒數(shù)36齒的鏈輪。故最小的變速比為：1.8。

當(dāng)鏈條上的拉力大于120N小于1000N時，本變速器自動無級變速，變速比在3.7～1.8之間。