专利名称：自行车的凸轮连杆式无级变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及无级变速装置，更具体地说涉及连杆式的无级变速机构。
无级变速器是一种在输入轴转速不变的情况下，其输出轴的转速能在一定的范围内能无级地控制调节，改变的一种装置。化学工业出版社出版的《机械设计手册》1982年10月第二版1991年北京第6次印刷的《机械设计手册》中册第二版修订，第171页所述的“连杆式脉动无级变速机构”，是由连杆机构与超越离合机构组成，通过改变连杆机构的某个机件的长度，使摇杆(即超越离合器外环)得到不同的摆角来达到无级变速的目的，其输出轴是间歇脉动回转，输出及不稳定，为了减少脉动不均匀性，采用多相(即多个曲柄摇杆-超越离合器交替重叠地带动一根输出轴)，以提高输出的均匀性。这种连杆式脉动无级变速机构受体积重量及输出方面的影响，很难在自行车上应用。
本发明的目的是改进连杆式脉动无级变速机构，改善其输出轴的输出性能，制造出一种体积小、重量轻、结构简单、造价成本低、适用于自行车应用的无级变速器。
本发明的输出轴⑨套在输入轴①上，二轴同一轴心线，有一只主动凸轮(即凹凸盘)⑥与一只固定架⑦，在固定架的平面上支承着二只相同的连杆机构④，在主动凸轮⑥的转旋带动和弹簧的回复作用下，二只连杆机构④作互相配合的往复摆动，并通过二只超越离合器②⑿作用于输出轴⑨上，驱动输出轴⑨作连续的单向转旋，整只装置呈扁薄形，这种扁薄形的凸轮连杆式无级变速装置比一般的连杆式无级变速装置具有更小的体积与重量和均匀连续的输出，很适合安装在自行车的中轴或后轴上使用。
与现有连杆式无级变速机构比较，本发明具有以下优点由于凸轮连杆式无级变速器的输出是连续的均匀输出，从根本上改变了现有连杆式无级变速机构输出的不稳定性，因此具有更大的实用性。整只装置只有二只连杆机构，而且只用一只凸轮带动摆动，不但其结构明显简单，而且具有较高的传动效率。输出轴套在输入轴上，二轴同一轴心线，二只连杆机构又安排在同一平面上，整只装置不但体积小，重量轻，而且具有很薄的形状。由于整只装置结构简单、容易制造，所以造价成本较低。
图一是安装在自行车中轴上的凸轮连杆式无级变速器的平面原理图;
图二是沿图一A-A线的凸轮连杆式无级变速器的剖面原理图。
下面结合附图
详细说明本发明的细节及工作情况。
如图一、图二所示，本发明的输入轴①套在自行车中轴⑩上，输入轴①与自行车中轴⑩之间有棘轮机构(图中没有棘轮机构表示出)，自行车中轴⑩可以自由逆转，顺转时由于棘轮机构的作用而带动输入轴①一起转动。输出轴⑨套在输入轴①上，二轴同一轴心线。主动凸轮(即凹凸盘)⑥与输入轴①固定连接。从动轮(自行车中轴链轮)③与输出轴⑨固定连接，与输出轴⑨固定连接的还有二只超越离合器(图一中只能见到一只)⑿。在主动凸轮⑥与从动链轮③之间有一只延伸与自行车中接头⑧固定连接的固定架⑦。在固定架⑦的平面上，有二只支承连杆机构④的支承架⑤。支承架⑤在固定架⑦上能左右转动。二只支承架⑤上支承着二只相同的连杆机构④，连杆机构④支承在支承架⑤上既能左右滑动，又能随支承架⑤的转动而摆动。二只连杆机构④与二只超越离合器的外环②用绳⑾连接。
在主动凸轮的转旋带动和弹簧的回复作用下，二只连杆机构及与其用绳连接的二只超越离合器外环，就作互相配合的往复摆动(图中没有弹簧表示出)驱动输出轴作连续的单向转旋。
连杆机构在支承架上能左右滑动，只要同时控制二只连杆机构在二只支承架上的相对位置，也就是同时控制二只连杆机构的摆动幅度，等于控制了二只超越离合器外环的摆动角度，最终控制了输出轴的转旋速度(图中没有控制机构表示出)。连杆机构在支承架上是能够无级滑动移动的，所以就能无级地控制输出轴的转旋速度。
从图一中可以看出，主动凸轮的廓线由a、b两段组成，a段比b段长，连杆在a段起有效作用，在b段起回复作用。二连杆的二只滚子安排在恰当的位置;即在主动凸轮转旋时，一只连杆的滚子即将进入b段时，另一只连杆的滚子已经进入了a段，此时二只连杆都在a段工作，不使输出轴在二连杆交替时有停顿的脉动。随着主动凸轮的继续转旋，二只连杆就这样互相配合交替循环地作往复摆动，并通过二只超越离合器带动输出轴连续转旋。因为a段廓线是一条在主动凸轮均速转旋时通过连杆机构和超越离合器能使变速后的输出轴均速转旋的曲线，所以只要主动凸轮均速转动，变速后的输出轴就也能连续均速转动。
从图一中可以进一步看出，凹凸五次的主动凸轮转一转，每只连杆就往复五次，二只共往复十次。如果连杆机构调至最大的实际有效摆幅为超越离合器外环园周的四分之一，这时凹凸五次的主动轮转一转，二只连杆机构的摆幅总长度是超越离合器外环园周的10× 1/4 ，即输入轴转一转，输出轴最多能转二转半，也就是自行车的中轴转一转，中轴链轮能转二转半。这已经能够满足现有绝大多数型号的自行车最快转速的要求。本发明的输入轴转一转，其输出轴的最小转速可调至零转。
权利要求
1.连杆式无级变速机构是通过改变连杆机构的某个机件的长度，使超越离合器的外环得到不同的摆角来达到输出轴无级变速的目的，本发明的特征是，自行车的凸轮连杆式无级变速器的输入轴①与输出轴⑨在同一轴心线上，有一只主动凸轮(即凹凸盘)⑥与一只固定架⑦，在固定架⑦的平面上支承着二只相同的连杆机构④，在主动凸轮⑥转旋带动和弹簧的回复作用下，二只连杆机构④作互相配合的往复摆动，并通过二只超越离合器作用于输出轴⑨上，驱动输出轴作连续的单向转旋，整只装置呈扁薄形。
2.根据权利要求1的自行车的凸轮连杆式无级变速器，其特征在于主动凸轮⑥的凹凸廓线由a、b二段组成，a段廓线是一条在主动凸轮均速转动时通过连杆机构和超越离合器能使变速后的输出轴均速转旋的曲线。
3.根据权利要求1的自行车的凸轮连杆式无级变速器，其特征在于只要主动凸轮⑥连续均速转动，经无级变速后的输出轴也能连续均速的转动。
4.根据权利要求1的自行车的凸连杆式无级变速器，其特征在于，当主动凸轮⑥转动时，其中一只连杆机构即将进入b段工作时，另一只连杆机构已经进入了a段工作，此时二只连杆机构都在a段工作。
5.根据权利要求1的自行车的凸连杆式无级变速器，其特征在于在自行车的中轴或者后轴上都可安装使用。
全文摘要
本发明为自行车提供了一种结构简单的凸轮连杆式无级变速器。该装置的特点是输入轴与输出轴在同一轴心线上，在主动凸轮(即凹凸盘)的旋转带动和弹簧的回复作用下，使安置在一个平面上的二只连杆机构及与其连接的二只超越离合器外环作互相配合的往复摆动，并驱动输出轴作连续的单向转旋。只要同时无级地控制二只连杆机构的摆动幅度，就能无级地控制输出轴的转速。只要输入轴均速输入，经无级变速后的输出轴也能均速输出。
文档编号B62M23/00GK1088170SQ92102000
公开日1994年6月22日 申请日期1992年3月26日 优先权日1992年3月26日
发明者周国华 申请人:周国华