复合齿条齿轮传动装置的制作方法

本发明涉及一种机械传动结构，尤其是指一种用复合齿条、齿轮组合，把往复直线运动、摆动，转换成一个持续单向转动的机械传动装置。

背景技术：

目前，在自行车等脚踏车技术领域，基本上都是使用链、链轮传动结构，通过往复绕圈的踏踩动作进行骑行。这种踏踩动作施加力量的利用率较低；且骑行者上车前，因脚踏的位置不确定，容易碰到腿脚，而且要在骑车之前把脚踏拨动到合适位置，才能起动，比较麻烦。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，而提供一种复合齿条齿轮传动装置。

本发明是通过如下技术方案实现：复合齿条齿轮传动装置，包括：齿框、齿条、前、后齿轮、轴、齿框定位组件、机架、齿条定位组件，前、后齿轮分别通过单向轴承并列连接在轴上，两个单向轴承的转动逆止方向相同，齿框由设置在两边的左、右齿条固定连接而成，左、右齿条在轴的轴线方向上的位置互相错开，且分别与安装在轴上的前、后齿轮的位置相对应，齿框非运动方向限位于固定在机架上的齿框定位组件之中，后齿轮既与齿框的右齿条啮合，又与齿条啮合；前齿轮与齿框的左齿条啮合，齿条的外侧被固定在机架上的齿条定位组件限位，轴活动连接在机架上。

本发明由于通过单向轴承连接在轴上的前、后齿轮分别与齿框上的左、右齿条啮合，及其中的一个齿轮又与齿条啮合的结构形式，实现了齿框及齿条的上、下往复移动转换成轴的一个持续单向转动，而且实现了齿框与齿条的同步、但可不同向的运动，该结构紧凑、巧妙，传动效率高，特别适合于脚踏车、曲柄连杆传动装置的替代使用。

附图说明：

附图1为本发明结构示意图；

附图2为本发明之实施例二结构示意图；

附图3为附图2之h-h剖面图；

附图4为本发明之实施例三结构示意图；

附图5为附图4之a向视图；

附图6为本发明之实施例四结构示意图；

附图7为附图6之b向视图；

附图8为本发明之实施例五结构示意图；

附图9为附图8之g-g局部剖视图；

附图10为本发明之实施例六结构示意图。

具体实施方式：

见附图1，复合齿条齿轮传动装置，包括：齿框1、齿条2、前、后齿轮3、4、轴5、齿框定位组件601、机架7、齿条定位组件602，前、后齿轮3、4分别通过单向轴承并列连接在轴5上，两个单向轴承的转动逆止方向相同，齿框1由设置在两边的左、右齿条101、102固定连接而成，左、右齿条101、102在轴5的轴线方向上的位置互相错开，且分别与安装在轴5上的前、后齿轮3、4的位置相对应，齿框1横向限位于固定在机架7上的齿框定位组件6之中，后齿轮4既与齿框1的右齿条102啮合，又与齿条2啮合；前齿轮3与齿框1的左齿条101啮合，齿条2的外侧被固定在机架7上的齿条定位组件602限位，轴5活动连接在机架7上。

应用本发明时，齿框1向上运动，左齿条101驱动前齿轮3，前齿轮3与轴5之间的单向轴承使得轴5与前齿轮3成一体一起绕轴5的中心线顺时针方向转动，同时，右齿条102也向上运动，右齿条102驱动与其啮合的后齿轮4，后齿轮4与轴5之间的单向轴承使得后齿轮4与轴5相对运动，后齿轮4绕轴5逆时针方向转动；

当齿框1向下运动，左齿条101驱动前齿轮3，前齿轮3与轴5之间的单向轴承使得前齿轮3绕轴5逆时针方向转动，同时，右齿条102也向下运动，右齿条102驱动与其啮合的后齿轮4，后齿轮4与轴5之间的单向轴承使得轴5与后齿轮4成一体一起绕轴5中心线顺时针方向转动。

如上所述，齿框1不管是向上运动，还是向下运动，都驱动轴5朝一个方向转动（此例中是顺时针方向转动），即只用一个齿框、两个装有单向轴承的齿轮，就可以把齿框1的一个往复直线运动转换成轴的单向转动。

齿框1向上运动时，右齿条102上移，右齿条102驱动与其啮合的后齿轮4，后齿轮4与轴5之间的单向轴承使得后齿轮4绕轴5逆时针方向转动，后齿轮4驱动与其啮合的齿条2向下运动，齿框1向下运动时，右齿条102驱动后齿轮4，后齿轮4驱动与其啮合的齿条2向上运动。

齿条2向上运动时，齿条2驱动与其啮合的后齿轮4，后齿轮4与轴5之间的单向轴承使得轴5与后齿轮4成一体一起绕轴5中心线顺时针方向转动，同时，后齿轮4也驱动与其啮合的右齿条102向下运动，齿框1向下运动。

综上所述，齿框1和齿条2其中一个向上运动，另一个就必然自动向下运动，反之亦然，即齿框1与齿条2的运动有固定的同步、但不一定同向（或反向）的关系，此例中是一上一下，两者的向上运动，都驱动轴5朝一个方向转动（此例中是顺时针方向转动）,反之亦然，齿框1和齿条2两者交替向上运动一次为一个循环，反复交替向上运动，就把这些往复直线运动动力转换、叠加在一起，以使轴5持续单向转动的动力形式输出。

改变前、后齿轮3、4与轴5之间单向轴承的逆止方向，就可改变轴5的转动方向。

见附图2、3,本发明之实施例二是用于驱动分支单元及其多复合齿条齿轮传动装置的叠加驱动。在一根输出轴5上装有多个多复合齿条齿轮传动装置8，各个多复合齿条齿轮传动装置8各自独立驱动，所以它们各个可以不同步驱动，每个多复合齿条齿轮传动装置8中可以有多个齿框1、齿轮，每对齿框、齿轮都是动力输入的分支单元9，在这里，图一所讲的复合齿条齿轮驱动装置的一部分在这里成了分支单元9，在一个分支单元9内，其中的一个齿框1可为单边的齿条结构，起到如同实施例一中的齿条2相同的作用；在同一个多复合齿条齿轮传动装置中的各个动力输入单元9的运动都是同步的，但各个的运动方向可以不同，亦即多个齿框1可以绕轴5不同角度设置；这些同输出轴5的多个齿框1、齿轮成对构成的动力输入分支单元9、各自独立的多复合齿条齿轮传动装置8，把各自的运动动力转换、汇集叠加到同一输出轴5上，以转动动力的形式输出。

见附图4、5，本发明之实施例三用于自行车的传动装置。在此实施例中，用一根圆弧形齿条（或扇形齿条）、两根圆弧形齿条固定连接而成的齿框，取代了实施例一中的齿条2、齿框1，其传动原理与实施例一相同，增加了摆杆103、202、中轴10固定在机架7上，摆杆103、202分别铰接在中轴10上，摆杆103的两端分别连接有右脚踏11及齿框，摆杆202的两端分别连接有左脚踏12及齿条，两个左、右脚踏11、12交替往复踩下，分别驱动两个摆杆103、202上下往复摆动，使设置在机架7上的后轴13持续输出单向转动动力，驱动自行车行驶，后轴13可以是实心轴，也可以是套装在实心轴上的轴套（与现行链传动自行车的形式一致）。

见附图6、7，本发明之实施例四用于自行车的另一种传动装置。

此实施例只使用了实施例三（图4、5）中的齿框、两个齿轮、单摆杆，在中轴10上枢接的单摆杆驱动结构，前后都连接左、右脚踏11、12，形成翘翘板结构，使设置在机架7上的后轴13持续输出单向转动动力，驱动自行车行走；由于采用了翘翘板结构，故省略去实施例一中的齿条2；为避免单脚一直在前或在后长时间踩踏疲劳，采用前、后、左、右四个脚踏11、12，其目的是为了左、右脚都可以前后踩踏。

见附图8、9，本发明之实施例五用于滑板车的传动装置。此实施例中采用了齿框、两个齿轮、单摆杆驱动结构，其驱动原理与实施例四相同。齿框16与摆杆之间用销轴161活动连接，左、右脚反复踩踏位于轴23两边的脚踏板21、22，齿框16上、下往复运动的同时，绕轴20摆动，驱动轴20持续单向转动,与轴20同轴固定连接的大齿轮19也一起单向转动，大齿轮19驱动安装在从动轴18上、且与其啮合的小齿轮17，单向轴承使得从动轴18与小齿轮17成一体一起单向转动，从动轴18与车轮固定连接，驱动车轮转动，滑板车行走。

见附图10，如同实施例二，各齿框1分别与各个汽缸里的活塞104用活塞销103连接，替代现有发动机的曲柄连杆机构，用光轴代替曲柄。

使两个以及两个以上的往复直线运动、摆动彼此有固定的运动关系，如同步运动、方向不同或相反等，而且把这些运动动力转换、叠加在一起，以持续单向转动的动力形式输出的机械传动装置,用于各种机械设备、如发动机、工作机械、交通运输工具、体育健身器材、玩具等广泛的领域，特别是用在脚踏车,如自行车、滑板车以及脚踏船等上面。