專利名稱：不等徑對(duì)稱圓弧形驅(qū)動(dòng)鏈輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型，涉及一種自行車或類似車輛上的驅(qū)動(dòng)鏈輪。
1986年8月6日中國專利局公告了專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N85201610U變傳動(dòng)比自行車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的技術(shù)方案。它雖然將自行車的驅(qū)動(dòng)鏈輪制成橢圓形，想合理使用人力提高騎車的功效。但這種方案是不省力的，已有技術(shù)介紹了使橢圓長軸處在受力鏈條的垂直線上時(shí)，踏板曲柄正好與小腿成垂直位置即橢圓長軸與踏板曲柄之間的夾角(ψ)約等于座位至橢圓形鏈輪中心連線與該中心至從動(dòng)輪中心連線的夾角加上10°～30°，這樣(ψ)角大約等于70°～90°。也就是說曲柄中心線接近橢圓驅(qū)動(dòng)鏈輪幾何短軸軸線，這樣當(dāng)人騎自行車處于鏈條張緊邊與橢圓驅(qū)動(dòng)鏈輪長軸部分的弧線相切位置時(shí)，切點(diǎn)至該輪旋轉(zhuǎn)中心的距離大于相同齒數(shù)圓形鏈輪的節(jié)圓半徑，因此是處在傳動(dòng)比大于用同齒數(shù)圓形驅(qū)動(dòng)鏈輪傳動(dòng)的情況下蹬車。自行車都是升速鏈傳動(dòng)，所需腳蹬踏板力的大小與速比大小成正比，腳蹬踏板用力的轉(zhuǎn)角區(qū)間傳動(dòng)比大，所需腳踏力也大，所以說已有技術(shù)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不省力。尤其在長途和坡道上騎車，比用同齒數(shù)的圓驅(qū)動(dòng)鏈輪所組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)要費(fèi)力，將會(huì)增加騎車人的疲勞感。已有技術(shù)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可能提高一些車速，那是由于加大了腳踏力而取得的。
本實(shí)用新型的目的是克服已有技術(shù)的不足，使踏板曲柄鏈輪傳動(dòng)的各種自行車，在省力的基礎(chǔ)上加快車速，以便減少騎車人的疲勞感。同時(shí)鏈輪還要容易制作，成本低，無論在新車上采用或在舊車上改裝都容易實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的將驅(qū)動(dòng)鏈輪設(shè)計(jì)成不等徑對(duì)稱圓弧形(近似橢圓形)，其幾何長軸軸線相對(duì)于踏板曲柄中心線的角度，按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)為0°～25°之間。
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理及其實(shí)施例作進(jìn)一步說明。
附圖1是采用近似橢圓驅(qū)動(dòng)鏈輪的自行車鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖；附圖2是近似橢圓驅(qū)動(dòng)鏈輪傳動(dòng)過程省力原理圖。
曲柄(2)或(7)的中心線，設(shè)計(jì)成接近近似橢圓驅(qū)動(dòng)鏈輪(1)幾何長軸軸線位置，這是利用近似橢圓驅(qū)動(dòng)鏈輪傳動(dòng)比小的轉(zhuǎn)角區(qū)間與騎車人用力蹬踏板(3或8)曲柄(2或7)的轉(zhuǎn)角區(qū)間相對(duì)應(yīng)，而傳動(dòng)比大的轉(zhuǎn)角區(qū)間靠人和車前進(jìn)中的慣性通過，達(dá)到省力、快速、減少疲勞的目的，設(shè)計(jì)原理如下鏈傳動(dòng)的各種自行車都是升速傳動(dòng)，所需腳踏力P與速比i的關(guān)系式是P=T·rR·η=T·r·roR·η·ro=T·roR·η·i]]>T——自行車在勻速行駛中鏈條(4)的張緊力；R——曲柄(2)與小腿(10)垂直時(shí)的半徑；η——傳動(dòng)效率；r——鏈條(4)的張緊邊與近似橢圓驅(qū)動(dòng)鏈輪圓弧的切點(diǎn)至該輪中心的距離；ro——從動(dòng)鏈輪(6)的節(jié)圓半徑；i——傳動(dòng)速比rro=i.]]>當(dāng)自行車勻速行駛中，除了r由大到小變化，引起速比i由大到小發(fā)生變化而外，算式中其它項(xiàng)都是不變的數(shù)值，本實(shí)用新型就是利用力P與速比i的大小成正比的關(guān)系，采用近似橢圓形驅(qū)動(dòng)鏈輪，這種驅(qū)動(dòng)鏈輪(1)每旋轉(zhuǎn)一周，速比i由大到小變化兩次，當(dāng)其幾何長軸部分的圓弧與鏈條(4)的張緊邊相切時(shí)，速比i大所需腳踏力P也大，把這種情況放在靠人和車的質(zhì)量在行駛中的慣性前進(jìn)部分，如附圖2，(c)圖～(e)圖所示，踏板(8)曲柄(7)的β轉(zhuǎn)角區(qū)，此轉(zhuǎn)角區(qū)間人是不用力蹬車的空轉(zhuǎn)區(qū)，當(dāng)其幾何短軸部分的圓弧與鏈條(4)張緊邊相切時(shí)，如附圖2，(a)圖～(c)圖所示，切點(diǎn)至旋轉(zhuǎn)中心距離，小于普通自行車同齒數(shù)圓驅(qū)動(dòng)鏈輪(5)的節(jié)圓半徑，所以傳動(dòng)比i小，所需的腳踏力P也小，把這種情況放在人們騎自行車用力蹬踏板(3)曲柄(2)的α轉(zhuǎn)角區(qū)間，所以就能減小騎車時(shí)所需的腳踏力P，達(dá)到省力的目的。又因近似橢圓形驅(qū)動(dòng)鏈輪(1)與普通自行車的圓驅(qū)動(dòng)鏈輪(5)的齒數(shù)相同，兩種不同形狀齒數(shù)相同的驅(qū)動(dòng)鏈輪，各自所組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的總速比i和驅(qū)動(dòng)鏈輪每旋轉(zhuǎn)一周的自行車行程L都是相等的。ZtZo=ZyZo=i]]>式中Zt——近似橢圓驅(qū)動(dòng)鏈輪(1)齒數(shù)；Zy——圓形驅(qū)動(dòng)鏈輪(5)的齒數(shù)；Zo——從動(dòng)鏈輪(6)的齒數(shù)，(不變)因Zt＝Zy，所以速比i相同；L＝π·D·i式中D——是車輪(9)相同規(guī)格自行車輪胎的外徑。
由此可見，本實(shí)用新型的技術(shù)方案，省力并不降低速度。如果用與騎普通圓形驅(qū)動(dòng)鏈輪自行車相同的腳踏力Py，騎本技術(shù)方案改進(jìn)后的自行車，則鏈條(4)的張緊力T將會(huì)增大，見下式T=Py·Rr,]]>當(dāng)近似橢圓驅(qū)動(dòng)鏈輪(1)的幾何短軸部分的圓弧與鏈條(4)的張緊邊相切時(shí)，r小于普通自行車的圓驅(qū)動(dòng)鏈輪(5)的節(jié)圓半徑，所以T2比騎普通自行車的T1增大了，因此人和車的質(zhì)量m得到加速，如下式，當(dāng)T2＞T1時(shí)加速度a增大，因而提高了車速，這就達(dá)到了省力而又能提高車速，減少騎車人疲勞感的目的了，對(duì)于在長途和坡道a=T2-T1m]]>上騎車效果更加顯著。
本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案，如用在不變速的普通自行車上適當(dāng)增加近似橢圓鏈輪(1)的齒數(shù)或減少從動(dòng)鏈輪(6)的齒數(shù)，在不加大腳踏力的情況下可進(jìn)一步提高車速。再如用在變速的自行車上，用快檔速度騎車時(shí)，腳踏力與騎普通圓驅(qū)動(dòng)鏈輪自行車時(shí)相仿，這樣車速將會(huì)更快。在結(jié)構(gòu)上除了采用不等徑對(duì)稱圓弧形驅(qū)動(dòng)鏈輪外，不再增加其它裝置，因此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單造價(jià)低，各種新的或舊的自行車(包括三輪車)改進(jìn)都具有通用和互換的性能，又達(dá)到了容易實(shí)現(xiàn)的目的。


1——近似橢圓形驅(qū)動(dòng)鏈輪；2——右曲柄；3——右踏板；4——鏈條；5——同齒數(shù)圓鏈輪(作為比較用的圖形)；6——從動(dòng)鏈輪；7——左曲柄；8——左踏板；9——車輪；10——人的小腿。
權(quán)利要求1.一種自行車驅(qū)動(dòng)鏈輪，是由橢圓形鏈輪，曲柄和踏板所構(gòu)成，其特征在于所述的橢圓形鏈輪是由兩對(duì)完全對(duì)稱的半徑不同的圓弧所組成的近似橢圓形鏈輪，此近似橢圓形驅(qū)動(dòng)鏈輪的幾何長軸軸線相對(duì)于腳踏曲柄中心線的角度，按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)為0°～25°。
專利摘要一種不等徑對(duì)稱圓弧(近似橢圓)形驅(qū)動(dòng)鏈輪，用于各種靠人力腳踏行駛的自行車升速鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，所需腳踏力的大小與傳動(dòng)比大小成正比。本實(shí)用新型就是通過近似橢圓形驅(qū)動(dòng)鏈輪所組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比由小到大的周期性變化，利用近似橢圓驅(qū)動(dòng)鏈輪傳動(dòng)比小的轉(zhuǎn)角區(qū)間與騎車人用力蹬踏板曲柄的轉(zhuǎn)角區(qū)間相對(duì)應(yīng)，而傳動(dòng)比大的轉(zhuǎn)角區(qū)間靠人和車前進(jìn)中的慣性通過，達(dá)到省力快速，在長途和坡道上行駛減少疲勞的目的。
文檔編號(hào)B62M9/08GK2044239SQ88207038
公開日1989年9月13日 申請(qǐng)日期1988年6月11日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月11日
發(fā)明者章崇煥 申請(qǐng)人:章崇煥