專利名稱：自行車的凸輪連桿式無級(jí)變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無級(jí)變速裝置，更具體地說涉及連桿式的無級(jí)變速機(jī)構(gòu)。
無級(jí)變速器是一種在輸入軸轉(zhuǎn)速不變的情況下，其輸出軸的轉(zhuǎn)速能在一定的范圍內(nèi)能無級(jí)地控制調(diào)節(jié)，改變的一種裝置?；瘜W(xué)工業(yè)出版社出版的《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》1982年10月第二版1991年北京第6次印刷的《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中冊(cè)第二版修訂，第171頁所述的“連桿式脈動(dòng)無級(jí)變速機(jī)構(gòu)”，是由連桿機(jī)構(gòu)與超越離合機(jī)構(gòu)組成，通過改變連桿機(jī)構(gòu)的某個(gè)機(jī)件的長度，使搖桿(即超越離合器外環(huán))得到不同的擺角來達(dá)到無級(jí)變速的目的，其輸出軸是間歇脈動(dòng)回轉(zhuǎn)，輸出及不穩(wěn)定，為了減少脈動(dòng)不均勻性，采用多相(即多個(gè)曲柄搖桿-超越離合器交替重疊地帶動(dòng)一根輸出軸)，以提高輸出的均勻性。這種連桿式脈動(dòng)無級(jí)變速機(jī)構(gòu)受體積重量及輸出方面的影響，很難在自行車上應(yīng)用。
本發(fā)明的目的是改進(jìn)連桿式脈動(dòng)無級(jí)變速機(jī)構(gòu)，改善其輸出軸的輸出性能，制造出一種體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)成本低、適用于自行車應(yīng)用的無級(jí)變速器。
本發(fā)明的輸出軸⑨套在輸入軸①上，二軸同一軸心線，有一只主動(dòng)凸輪(即凹凸盤)⑥與一只固定架⑦，在固定架的平面上支承著二只相同的連桿機(jī)構(gòu)④，在主動(dòng)凸輪⑥的轉(zhuǎn)旋帶動(dòng)和彈簧的回復(fù)作用下，二只連桿機(jī)構(gòu)④作互相配合的往復(fù)擺動(dòng)，并通過二只超越離合器②⑿作用于輸出軸⑨上，驅(qū)動(dòng)輸出軸⑨作連續(xù)的單向轉(zhuǎn)旋，整只裝置呈扁薄形，這種扁薄形的凸輪連桿式無級(jí)變速裝置比一般的連桿式無級(jí)變速裝置具有更小的體積與重量和均勻連續(xù)的輸出，很適合安裝在自行車的中軸或后軸上使用。
與現(xiàn)有連桿式無級(jí)變速機(jī)構(gòu)比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)由于凸輪連桿式無級(jí)變速器的輸出是連續(xù)的均勻輸出，從根本上改變了現(xiàn)有連桿式無級(jí)變速機(jī)構(gòu)輸出的不穩(wěn)定性，因此具有更大的實(shí)用性。整只裝置只有二只連桿機(jī)構(gòu)，而且只用一只凸輪帶動(dòng)擺動(dòng)，不但其結(jié)構(gòu)明顯簡(jiǎn)單，而且具有較高的傳動(dòng)效率。輸出軸套在輸入軸上，二軸同一軸心線，二只連桿機(jī)構(gòu)又安排在同一平面上，整只裝置不但體積小，重量輕，而且具有很薄的形狀。由于整只裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易制造，所以造價(jià)成本較低。
圖一是安裝在自行車中軸上的凸輪連桿式無級(jí)變速器的平面原理圖;
圖二是沿圖一A-A線的凸輪連桿式無級(jí)變速器的剖面原理圖。
下面結(jié)合附圖
詳細(xì)說明本發(fā)明的細(xì)節(jié)及工作情況。
如圖一、圖二所示，本發(fā)明的輸入軸①套在自行車中軸⑩上，輸入軸①與自行車中軸⑩之間有棘輪機(jī)構(gòu)(圖中沒有棘輪機(jī)構(gòu)表示出)，自行車中軸⑩可以自由逆轉(zhuǎn)，順轉(zhuǎn)時(shí)由于棘輪機(jī)構(gòu)的作用而帶動(dòng)輸入軸①一起轉(zhuǎn)動(dòng)。輸出軸⑨套在輸入軸①上，二軸同一軸心線。主動(dòng)凸輪(即凹凸盤)⑥與輸入軸①固定連接。從動(dòng)輪(自行車中軸鏈輪)③與輸出軸⑨固定連接，與輸出軸⑨固定連接的還有二只超越離合器(圖一中只能見到一只)⑿。在主動(dòng)凸輪⑥與從動(dòng)鏈輪③之間有一只延伸與自行車中接頭⑧固定連接的固定架⑦。在固定架⑦的平面上，有二只支承連桿機(jī)構(gòu)④的支承架⑤。支承架⑤在固定架⑦上能左右轉(zhuǎn)動(dòng)。二只支承架⑤上支承著二只相同的連桿機(jī)構(gòu)④，連桿機(jī)構(gòu)④支承在支承架⑤上既能左右滑動(dòng)，又能隨支承架⑤的轉(zhuǎn)動(dòng)而擺動(dòng)。二只連桿機(jī)構(gòu)④與二只超越離合器的外環(huán)②用繩⑾連接。
在主動(dòng)凸輪的轉(zhuǎn)旋帶動(dòng)和彈簧的回復(fù)作用下，二只連桿機(jī)構(gòu)及與其用繩連接的二只超越離合器外環(huán)，就作互相配合的往復(fù)擺動(dòng)(圖中沒有彈簧表示出)驅(qū)動(dòng)輸出軸作連續(xù)的單向轉(zhuǎn)旋。
連桿機(jī)構(gòu)在支承架上能左右滑動(dòng)，只要同時(shí)控制二只連桿機(jī)構(gòu)在二只支承架上的相對(duì)位置，也就是同時(shí)控制二只連桿機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)幅度，等于控制了二只超越離合器外環(huán)的擺動(dòng)角度，最終控制了輸出軸的轉(zhuǎn)旋速度(圖中沒有控制機(jī)構(gòu)表示出)。連桿機(jī)構(gòu)在支承架上是能夠無級(jí)滑動(dòng)移動(dòng)的，所以就能無級(jí)地控制輸出軸的轉(zhuǎn)旋速度。
從圖一中可以看出，主動(dòng)凸輪的廓線由a、b兩段組成，a段比b段長，連桿在a段起有效作用，在b段起回復(fù)作用。二連桿的二只滾子安排在恰當(dāng)?shù)奈恢?即在主動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)旋時(shí)，一只連桿的滾子即將進(jìn)入b段時(shí)，另一只連桿的滾子已經(jīng)進(jìn)入了a段，此時(shí)二只連桿都在a段工作，不使輸出軸在二連桿交替時(shí)有停頓的脈動(dòng)。隨著主動(dòng)凸輪的繼續(xù)轉(zhuǎn)旋，二只連桿就這樣互相配合交替循環(huán)地作往復(fù)擺動(dòng)，并通過二只超越離合器帶動(dòng)輸出軸連續(xù)轉(zhuǎn)旋。因?yàn)閍段廓線是一條在主動(dòng)凸輪均速轉(zhuǎn)旋時(shí)通過連桿機(jī)構(gòu)和超越離合器能使變速后的輸出軸均速轉(zhuǎn)旋的曲線，所以只要主動(dòng)凸輪均速轉(zhuǎn)動(dòng)，變速后的輸出軸就也能連續(xù)均速轉(zhuǎn)動(dòng)。
從圖一中可以進(jìn)一步看出，凹凸五次的主動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，每只連桿就往復(fù)五次，二只共往復(fù)十次。如果連桿機(jī)構(gòu)調(diào)至最大的實(shí)際有效擺幅為超越離合器外環(huán)園周的四分之一，這時(shí)凹凸五次的主動(dòng)輪轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，二只連桿機(jī)構(gòu)的擺幅總長度是超越離合器外環(huán)園周的10× 1/4 ，即輸入軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，輸出軸最多能轉(zhuǎn)二轉(zhuǎn)半，也就是自行車的中軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，中軸鏈輪能轉(zhuǎn)二轉(zhuǎn)半。這已經(jīng)能夠滿足現(xiàn)有絕大多數(shù)型號(hào)的自行車最快轉(zhuǎn)速的要求。本發(fā)明的輸入軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，其輸出軸的最小轉(zhuǎn)速可調(diào)至零轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.連桿式無級(jí)變速機(jī)構(gòu)是通過改變連桿機(jī)構(gòu)的某個(gè)機(jī)件的長度，使超越離合器的外環(huán)得到不同的擺角來達(dá)到輸出軸無級(jí)變速的目的，本發(fā)明的特征是，自行車的凸輪連桿式無級(jí)變速器的輸入軸①與輸出軸⑨在同一軸心線上，有一只主動(dòng)凸輪(即凹凸盤)⑥與一只固定架⑦，在固定架⑦的平面上支承著二只相同的連桿機(jī)構(gòu)④，在主動(dòng)凸輪⑥轉(zhuǎn)旋帶動(dòng)和彈簧的回復(fù)作用下，二只連桿機(jī)構(gòu)④作互相配合的往復(fù)擺動(dòng)，并通過二只超越離合器作用于輸出軸⑨上，驅(qū)動(dòng)輸出軸作連續(xù)的單向轉(zhuǎn)旋，整只裝置呈扁薄形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的自行車的凸輪連桿式無級(jí)變速器，其特征在于主動(dòng)凸輪⑥的凹凸廓線由a、b二段組成，a段廓線是一條在主動(dòng)凸輪均速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過連桿機(jī)構(gòu)和超越離合器能使變速后的輸出軸均速轉(zhuǎn)旋的曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的自行車的凸輪連桿式無級(jí)變速器，其特征在于只要主動(dòng)凸輪⑥連續(xù)均速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)無級(jí)變速后的輸出軸也能連續(xù)均速的轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的自行車的凸連桿式無級(jí)變速器，其特征在于，當(dāng)主動(dòng)凸輪⑥轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其中一只連桿機(jī)構(gòu)即將進(jìn)入b段工作時(shí)，另一只連桿機(jī)構(gòu)已經(jīng)進(jìn)入了a段工作，此時(shí)二只連桿機(jī)構(gòu)都在a段工作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的自行車的凸連桿式無級(jí)變速器，其特征在于在自行車的中軸或者后軸上都可安裝使用。
全文摘要
本發(fā)明為自行車提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的凸輪連桿式無級(jí)變速器。該裝置的特點(diǎn)是輸入軸與輸出軸在同一軸心線上，在主動(dòng)凸輪(即凹凸盤)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)和彈簧的回復(fù)作用下，使安置在一個(gè)平面上的二只連桿機(jī)構(gòu)及與其連接的二只超越離合器外環(huán)作互相配合的往復(fù)擺動(dòng)，并驅(qū)動(dòng)輸出軸作連續(xù)的單向轉(zhuǎn)旋。只要同時(shí)無級(jí)地控制二只連桿機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)幅度，就能無級(jí)地控制輸出軸的轉(zhuǎn)速。只要輸入軸均速輸入，經(jīng)無級(jí)變速后的輸出軸也能均速輸出。
文檔編號(hào)B62M23/00GK1088170SQ92102000
公開日1994年6月22日 申請(qǐng)日期1992年3月26日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月26日
發(fā)明者周國華 申請(qǐng)人:周國華