专利名称：自行车加速助力器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自行车加速助力器，属机械技术领域。
背景技术：
自行车是人们的一种最经济、最方便的代步工具，已被城乡居民广泛使用。随着科学技术的进步和人们生活质量的提高，人们对传统自行车的要求也随之提高。为了适应新形势的要求，各自行车生产企业都在积极改进传统自行车的结构，不断推出新技术、新结构、新款式，以提高骑行效率。目前，市场上已出现了多种助力自行车，如齿轮变速车、振动助力车、电动助力车、风力助力车、轮毂式助力车、太阳能助力车，虽然这些助力自行车都能助力，但都存在不同的缺陷，限制了这些技术的应用。如振动助力车，是通过鞍座在人体重量作用下，由于路面凹凸不平产生的振动力，转化成为助力，在平坦的路上骑行，基本没有作用；电动助力车，其蓄电池的使用寿命要随着充电次数的增加而衰减，动力性能下降是制约其发展的关键，且骑行费用高于普通自动车；风力助力车，在无风的条件下，其助力功能将被削弱；自行车轮毂式助力器，其功能单一，只助力不加速；太阳能助力车，因光—电转换装置技术复杂，价格昂贵，目前还只处于实验阶段。从上述状况可知目前有关自行车的改进还没有解决骑行中存在的人体力能无功消耗的关键技术，还不能满足人们对自行车的基本要求。
发明内容为了克服现有自行车行车速度慢、体力消耗大的缺陷，本发明的目的是提供一种自行车加速助力器，使自行车这一传统代步工具更加省力、轻松、快捷，明显提高骑行效率。
为解决其技术问题，本发明所采用的技术方案是设计一个能代替现有自行车主车架底部中轴部位五通管的圆台形壳体，该圆台形壳体由五通支撑圈1、右护盖2、左护盖3和能将左、右护盖与支撑圈固定为一体的螺杆17组成，在壳体的左、右护盖之间通过轴承13、14固定有一根中轴15，中轴伸出左护盖的一端可用来装配自行车的曲柄和踏板，中轴伸出右护盖一端可用来装配自行车的带齿盘曲柄和踏板；在壳体内的中轴上通过轴上的凸键11固定有主动齿轮5，在主动齿轮左侧的中轴上通过推力轴承10固定有中心齿轮7，该齿轮的输出面设有两个对称的半圆形斜面的套筒；在主动齿轮5的上部右护盖2上通过润滑套环19和齿轮轴20固定有双联传动齿轮6，双联齿轮的小齿轮与主动齿轮5啮合，该双联齿轮的大齿轮与中心齿轮7啮合，在中心齿轮的输出斜面的套筒上固定有星轮8，该星轮的圆周上设有4个半径和弧长都相等的弧面，在壳体内的左护盖3一端的中轴上通过轴承12固定有加力轮4，在加力轮4与星轮8之间设有摩擦片9，摩擦片的圆平面与加力轮接触，摩擦片的另一面通过其自身的两个对称的半圆型斜面与中心齿轮的两个方向相反的半圆型斜面啮合，在星轮8圆周顶端的弧面与星轮外壳之间设有滚珠18。在左护盖轴承与加力轮之间和右护盖轴承与主动齿轮之间的中轴上各设有环型的卡簧16。
本发明的有益效果是①本发明集加速、助力于一体，与其它单一加速或者助力的产品相比，具备功能集中，结构简单，效果明显的设计优势；②本发明不消耗能量资源，没有直接污染和骑行费用，不借助外力能实现加速、助力的骑行效果；③本发明加速、助力功能的体现，不需要人工操作控制，骑行速度与人体力能消耗成反比，相对而言，快则省力，慢则费力；④本发明的动力输入与动力输出处于同一路线，因此，各零部件均可发挥多功能的作用，所需零件少，成本低而功能多，具有性价比的优势；⑤双功能摩擦式离合机构，是由摩擦式离合机构和超越式离合机构配合构成，对骑行自行车的安全性提供了有效的技术保障；⑥本发明的各零部件的生产方式，易于标准化、规模化和市场化，可以按照常规建立质量控制体系，保证产品质量，消费者通过直觉认知、了解、认同、接受、使用本发明产品，因此，本发明具备综合的市场优势和商业潜力，有利于市场的推广和应用。
图1是本发明的结构示意剖视图。
图2是图1的左视图。
图3是图1的右视图。
图中1五通支撑圈，2右护盖，3左护盖，4加力轮，5主动齿轮，6双联传动齿轮，7中心齿轮，8星轮，9摩擦片，10推力轴承，11凸键，12双列轴承，13单列轴承，14单列轴承，15中轴，16环型卡簧，17螺杆，18滚珠，19润滑套环，20双联齿轮轴。
具体实施方式
本发明所述的自行车加速助力器有4个功能结构①动力输入方式及传动部件；②动力输出方式及传动部件；③加速部件；④与自行车主车架联接部件。下面结构附图分别说明这四个功能部件的结构和作用原理①动力输入及传动部件在由五通支撑圈1、右护盖2和左护盖3通过螺杆17固定成的壳体上，通过设在左、右护盖上的两个单列轴承13、14固定有一根中轴15，中轴15上设有三个均匀的凸键11，在伸出壳体左、右护盖的中轴两端，可分别固定自行车的带脚踏板的曲柄和带齿盘、脚踏板的曲柄，用以接受人体的动力源；在壳体内的中轴一端，通过三个凸键11和环型卡簧16固定有主动齿轮5，主动齿轮的轴孔上设有三个均匀的凹槽，用以配合中轴上的凸键；在中轴15的中部设有中心齿轮7，该中心齿的一侧通过推力轴承10与主动齿轮5相连接，中心齿轮的另一侧与星轮8和摩擦片9相接触；在壳体内的中轴另一端通过环型卡簧16和双列轴承12固定有加力轮4；在主动齿轮5上部的壳体右护盖上通过双联齿轮轴20和润油套环19固定有双联传动齿轮6，双联齿轮6的小齿轮与主动齿轮5啮合，实现第一级加速传动，双联齿轮6的大齿轮与中心齿轮7啮合，实现第二级加速传动。经过两级加速主动齿轮与中心齿轮的速比加大，使中心齿轮高速旋转，中心齿轮输出套端面两个半圆对称的斜面与摩擦片9角度相反的两个半圆对称斜面吻合接触，在两斜面的作用下，中心齿轮7输出套端面的斜面转动，对摩擦片9产生推力，摩擦片9与加力轮4端面产生摩擦阻力，使加力轮4随中心齿轮高速旋转。
②动力输出及传动部件当加力轮4高速旋转时，会产生离心力，该离心力在摩擦阻力作用下带动摩擦片9旋转，摩擦片的星轮座外套由滚珠18滑动离合星轮8，而星轮8是固定在中心齿轮7的输出套上，摩擦片顺时针旋转时，滚珠18向上移动，挤压星轮8带动其旋转，星轮8与中心齿轮7联体同步，中心齿轮与双联齿轮的大齿轮啮合，实现第一级减速，双联齿轮的小齿轮5主动齿轮啮合实现第二级减速，因主动齿轮通过凸键与中轴相连，因此中轴会随主动齿轮旋转，从而带动固定在中轴一端的带齿盘的曲柄旋转，齿盘上设有链条，能带动自行车后轮旋转，实现助力的目的。
③加速的原理增加所配齿盘的直径和齿数，扩大齿盘与飞轮的速比，即可实现加速的目的。
④与自行车主车架连接的结构因为本发明壳体是由五通支撑圈和左、右护盖通过螺杆固定而成，五通支撑圈上设有五个连接管，分别对应焊接普通自行车的车架，而不改变现有自行车车架、中轴、曲柄和踏板标准位置，因此不改变人们骑行的姿势。
权利要求
1.一种自行车加速助力器，主要由能焊接自行车主车架的五通支撑圈1、右护盖2、左护盖3和螺杆17固定成的壳体及安装在壳体内的变速传动机构、双功能摩擦式离合机构和加力机构组成，其特征是所述变速传动结构是在壳体的左右护盖之间通过轴承13和轴承14固定有一根中轴15，该中轴的两端伸出壳体护盖；在壳体内的中轴一端通过凸键11固定有主动齿轮5，在主动齿轮左侧的中轴上通过推动轴承10固定有中心齿轮7，在主动齿轮和中心齿轮上部的壳体右护盖上，通过润滑套环19和齿轮轴20固定有一个双联传动齿轮6，双连传动齿轮的小齿轮与主动齿轮啮合，双联传动齿轮的大齿轮与中心齿轮啮合；所述双功能摩擦式离合机构是在中心齿轮7输出套上固定有星轮8，通过中心轮输出套端面的两个对称的半圆形斜面配合有斜面方向相反的两个半圆形斜面的摩擦片9；所述加力机构是在壳体内中轴15的另一端通过轴承12固定有加力轮4，加力轮的一侧与摩擦片9的一侧相接触。
2.根据权利要求1所述的加速助力器，其特征是在壳体左右护盖之间固定中轴15的两个轴承13和14，均为单列轴承；在壳体内中轴15与左护盖和右护盖之间分别设有环形卡簧16。
3.根据权利要求1所述的加速助力器，其特征是所述加力轮与中轴15之间的轴承12为双列轴承；
4.根据权利要求1所述的加速助力器，其特征是主动齿轮5与中轴连接是通过中轴上的三个均匀分布的凸键11和主动齿轮轴孔内的三个凹槽配合完成的。
全文摘要
一种自行车加速助力器，属于机械技术领域。由能焊接普通自行车主车架的五通支撑圈1及该支撑圈两端面护盖3、4组成的壳体，壳体内通过轴承固定有一根中轴5，中轴伸出壳体的两端能固定普通自行车踏板曲轴和齿盘曲轴，用以接受人体动力源；壳体内中轴的一端设有主动齿轮5、双联齿轮6和中心齿轮7组成的变速传动机构，壳体内中轴的另一端通过轴承固定有加力轮4，中轴的中部设有摩擦片9和星轮8组成的双功能离合机构。本发明集自行车的加速和助力于一体，骑行中不需人工操作控制，能达到快速、省力、安全的要求，本发明不需消耗能源，只用体力骑行，且有骑行速度与人的体力消耗成反比，即快则省力，慢则费力，适合传统的自行车上使用。
文档编号B62M11/00GK1944174SQ20051003224
公开日2007年4月11日 申请日期2005年10月8日 优先权日2005年10月8日
发明者黄福庆, 王全球, 杨新才 申请人:常德市益源技术开发有限公司