专利名称：省力变速脚踏车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种人力脚踏车，具体地说，是种省力变速脚踏车。
前景技术现今的人力脚踏车的驱动机构还都是采用脚蹬曲柄直接带动链轮转动，由于其前链轮与后飞轮的传动比小，因而车速慢又费力，如今也有一种具有变速器的两轮脚踏车，它主要是通过几种并列在一起的直径大小不同的前链轮与后飞轮的不同搭配使用而改变其传动比，即前链轮直径越大，后飞轮直径越小，其传动比就越大，车速越快，但脚蹬曲柄却越费力；反之，前链轮直径越小，后飞轮直径越大或不变，其传动比就越小，车速就越慢，但脚蹬曲柄就越省力；这种变速器换档后其前后传动比的变化也不大，而且它是用链条换档，既困难又易出故障，这种变速的脚踏车存在的车速要快就费力，要省力就慢的这一矛盾与所有普通脚踏车存在的矛盾一样，至今仍困扰着广大脚踏车使用者，尤其是三轮脚踏车，在载重或上坡时，不但速度更慢更费力，甚至上不了坡，因此，人们一直盼望着能有一种能快能慢又省力、载重上坡也容易的新型环保的人力脚踏车。
发明内容
要解决的技术问题为了解决现今人力脚踏车存在的骑行慢又费力、载重上坡更不易的这一缺陷，本发明提供一种骑行时能快能慢又省力、载重上坡也容易、能换档能变速、结构简单又合理、体积小巧又美观的新一代人力脚踏车——省力变速脚踏车。
技术方案本发明的省力变速脚踏车包括两轮脚踏车、三轮脚踏车及四轮脚踏车，它除脚踏驱动部分外均与一般脚踏车一样，其脚踏车的驱动机构是一个既省力又能换档变速的省力变速箱构成，它由两个轴、三组或五组或多组直径不同的直齿轮、多个轴承、一个换档杆、一个箱体、一个链轮及左右两个脚踏曲柄组成；省力变速箱有二档二级变速、三档二级变速、二档四级变速、三档四级变速等四种以上；其变速箱内的主传动齿轮组(1)固定在主传动轴(4)的左侧，与主传动轴同步转动，二档或三档的变速齿轮组(2)设置在换档变速轴(5)上，链轮(7)与齿轮(3)连接成一体，设置在主传动轴的右侧，同速转动，但不随主传动轴的转动而转动，换档杆(6)固定在变速轴(5)的左侧或右侧，变速轴(5)在换档杆(6)的操作下可左右移动换档；二级变速箱内有三组齿轮，其中两组安装在主传动轴(4)上，一组安装在变速轴上(5)上；四级变速箱内有五组齿轮，其中三组安装在主传动轴上，二组安装在变速轴上；除主传动齿轮组不需轴承直接安装固定在主传动轴上外，其它齿轮组均各安装两个轴承后再设置在各自的轴上；上下每一组的大小齿轮相互啮合，达到变速传动的目的；每一个齿轮组都有二个至四个直径不同的齿轮；省力变速箱内各档的传动比可通过各组相互啮合的大小齿轮直径的变化而改变；所述的省力变速箱既适合于所有人力脚踏的二轮车、三轮车或四轮车在新车制造时安装应用，也适合于现今社会上所有的脚踏二轮车、三轮车改装使用。
有益效果本发明的省力变速脚踏车其变速箱结构简单合理、体积小巧美观、骑行又省力、载重上坡也容易、可换档可变速、将彻底克服现今两轮脚踏车及三轮脚踏车存在的骑行慢又费力、载重上坡更不易等诸多缺陷，其独特的优点具体分析如下1、普通脚踏车的链轮直径多在16～20cm以内，后飞轮直径在6～8cm以内，其传动比大多在1∶2.5至1∶3.0之间，即脚蹬曲柄转一周，车子后轮可转2.5至3周；本发明的二级变速脚踏车，其主动大齿轮(高速档用)直径可为15cm，变速小齿轮直径为5cm，链轮直径为15cm，后飞轮直径为9cm，其变速后的传动比为1∶15，即脚蹬一周，车子后轮可转15周，是普通脚踏车最高传动比的5倍以上；而四级变速的脚踏车，其高速档变速后的传动比则可达到1∶30以上，是普通脚踏车最高传动比的10倍以上；也就是说，最快的普通脚踏车双脚蹬5周或10周所走的路程，本发明的二级变速脚踏车或四级变速脚踏车的高速档只需蹬一周就到了；如果在同样的脚蹬速度下，本发明的二级或四级变速脚踏车的车速将是普通脚踏车的5倍或10倍以上。因此，使用本发明的省力变速脚踏车不仅车速快，还将极大地减少体力消耗，因为它在同样的车速下或同样的路程，本发明的省力变速脚踏车脚蹬曲柄的次数将比普通脚踏车减少5倍或10倍以上。
2、本发明的省力变速脚踏车的大齿轮、链轮直径(15cm以下)均比普通脚踏车的链轮直径(16cm以上)小，而后飞轮直径(9cm以上)却比普通脚踏车的飞轮直径(6～8cm)大，符合人力脚踏车省力的要求，即人力脚踏车脚踏曲柄长度不变时，其前链轮直径越小，后飞轮直径越大，脚蹬就越省力，这是物理力学的杠杆原理，因此，本发明的省力变速脚踏车比现今的普通脚踏车更省力。
3、现今的普通脚踏车尤其是人力三轮车的前链轮与后飞轮的直径固定不变，每当载重或上坡时就更加费力，甚至上不了坡。而本发明的省力变速脚踏车，每当载重或上坡时，它可以轻易地将高速档或中速档换到载重上坡用的慢速档，由于慢速档用的主传动小齿轮的直径在4～6cm以内，根据物理力学杠杆的原理，脚蹬曲柄长度不变其带动的主传动齿轮(或链轮)直径越小，它所产生的作用力就越大，因而，当载重或上坡时，施用同样的脚力，本发明的省力变速脚踏车就能产生更大的驱动力，使车子很轻松地前行或上坡。
综上所述，本发明的省力变速脚踏车所具有的骑行省力又轻松、速度快慢任意选、不用电力不用油、经济方便又环保等独特优点，是现今普通的人力脚踏车、电动自行车或燃油助力车所无法相比的，它将不单是人们的代步健身工具，更是本世纪最环保最方便又最经济的小型交通运输工具，也将是脚踏车行业的更新换代新产品。
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的二档二级省力变速箱内部结构图。
图2是本发明的三档二级省力变速箱内部结构图。
图3是本发明的二档四级省力变速箱内部结构图。
图4是本发明的三档四级省力变速箱内部结构图。
图5是本发明的省力变速箱侧面结构透视图。
图6是本发明的省力变速箱安装在脚踏车上位置示意图。
图1～图4中1.二档或三档主传动齿轮组、2.二档或三档变速齿轮组、3.与链轮相连接的齿轮、4.主传动轴、5.换档变速轴、6.换档操作杆、7.链轮、8.各种轴承、9.脚踏曲柄、10.链轮及链条护套、11.变速箱体、12.车体三角架两边连接处、13.四级变速箱内第二组加速齿轮组、14.四级变速箱内第三组加速齿轮组，图5中15.脚踏车体三角架，图6中16.省力变速箱。
具体实施例方式图1～图4是本发明省力变速脚踏车的主要4种省力变速箱的内部结构图。
图1是二档二级变速箱，图2是三档二级变速箱，它们结构大体一样，图中主传动齿轮组(1)有二个(三档的有三个)直径大小不同的齿轮，连成一体，固定安装在主传动轴(4)左边上，它与主传动轴同步转动，换档变速齿轮组(2)有三个(三档的有四个)直径大小不同的齿轮连成一体，在里面左右两边套进两个一样大的轴承后安装在变速轴(5)上，可随变速轴在换档杆的操作下左右移动换档，使其中一个齿轮与主传动齿轮组(1)中的相应一个齿轮相啮合，如小齿轮与主动齿轮组上的大齿轮相啮合，则为高速档，大齿轮与主传动齿轮组上的小齿轮相啮合，则为慢速档，中等齿轮与中等齿轮相啮合，则为中速档，变速齿轮组(2)中右边的大齿轮始终与齿轮3相啮合，四级变速的变速箱，则变速齿轮组(2)中右边的大齿轮与加速齿轮组(13)中左边的小齿轮相啮合，而加速齿轮组(13)中右边的大齿轮再与加速齿轮组(14)中左边的小齿轮相啮合，其右边的大齿轮再与齿轮(3)相啮合，齿轮(3)与箱体外的链轮(7)连接在一起，通过里面左右两个轴承安装在主传动轴(4)的右边，它们不随主动轴的转动而转动，而是在变速齿轮(2)或加速齿轮(14)的带动下而转动；在链轮内的外缘再套进一个直径较大的轴承，然后固定在箱体的左边，并与车体三角架相连接，主传动轴右侧链轮护套(10)外也套进一个轴承，并与车体三角架连接，车体三角架底部制成左右两叉，分别叉在变速箱左右两边，用螺丝锁紧固定变速箱，左右两个脚踏曲柄(9)安装固定在主动轴(4)的两端，换档作杆(6)固定在变速轴(5)的左侧或右侧。
省力变速箱内的小齿轮直径4～6cm，中等齿轮直径7～10cm，大齿轮直径11～15cm为宜，各个齿轮外缘(开齿部位)的》宽度以5～12mm为宜；各组齿轮之间的间隔在2～5mm之内为宜，使变速箱的总体积小巧美观，尤其是箱体的左右宽度应控制在15cm以内，使之与车子的搭配能协调美观，整体的质量也应尽量轻，为了使变速箱内各齿轮转动时产生的摩擦力尽量小，可在变速箱内加入适量的润滑油。
本发明的省力变速脚踏车在新车制造或旧车改装时可根据各种不同车子或用途的需要选配不同的省力变速箱，如作载客或载货用的三轮或二轮脚踏车宜选用二级变速箱，而不作载重之用的脚踏车则四种省力变速箱均可选用。
本发明的省力变速脚踏车在骑行中如要换档变速，使用者只需暂停双脚的踩动使主传动轴不转后，再用手握住换档杆将它移动到所需的档位并固定后即可继续踩动行驶。
权利要求
1.一种省力变速脚踏车，包括两轮脚踏车、三轮脚踏车及四轮脚踏车，它除脚踏驱动部分外均与一般脚踏车一样，其特征是脚踏车的驱动机构是一个既省力又能换档变速的省力变速箱，它由两个轴、三组或五组或多组直径不同的直齿轮、多个轴承、一个换档杆、一个箱体、一个链轮及左右两个脚踏曲柄组成；省力变速箱有二档二级变速、三档二级变速、二档四级变速、三档四级变速等四种以上；其变速箱内的主传动齿轮组(1)固定在主传动轴(4)的左侧，与主传动轴同步转动，二档或三档的变速齿轮组(2)设置在换档变速轴(5)上，链轮(7)与齿轮(3)连接成一体，设置在主传动轴的右侧，同速转动，但不随主传动轴的转动而转动，换档杆(6)固定在变速轴(5)的左侧或右侧，变速轴(5)在换档杆(6)的操作下可左右移动换档；二级变速箱内有三组齿轮，其中两组安装在主传动轴(4)上，一组安装在变速轴上(5)上；四级变速箱内有五组齿轮，其中三组安装在主传动轴上，二组安装在变速轴上；除主动齿轮组不需轴承直接安装固定在主动轴上外，其它齿轮组均各安装两个轴承后再设置在各自的轴上；上下每一组的大小齿轮相互啮合，达到变速传动的目的；每一个齿轮组都有二个至四个直径不同的齿轮；省力变速箱内各档的传动比可通过各组相互啮合的大小齿轮直径的变化而改变。
2.根据权利要求1所述的省力变速脚踏车，其特征是所述的省力变速箱既适合于所有人力脚踏的二轮车、三轮车或四轮车在新车制造时安装应用，也适用于现今社会上所有的脚踏二轮车、三轮车改装使用。
全文摘要
一种省力变速脚踏车，包括两轮、三轮及四轮脚踏车，其脚踏车的驱动机构由一个省力变速箱构成，具有二档二级变速、三档二级变速、二档四级变速、三档四级变速等四种以上不同结构；所述的省力变速箱主要由两个轴(一个脚踏主传动轴、一个换档变速轴)、三组或五组直径不同的齿轮，多个轴承、一个换档地杆、一个箱体、一个链轮及左右两个脚踏曲柄组成，其链轮仍然安装在脚踏主动轴的右侧，但不随主传动轴转动，而是随变速后的齿轮转动。本发明的省力变速脚踏车不用电也不用油，骑行时既省力又可换档变速，载重上坡时也不费力，最高时速可达60公里以上，是新一代的人力脚踏车，也将是本世纪最方便最经济又最环保的小型交通运输工具。
文档编号B62M11/00GK1899913SQ20051008584
公开日2007年1月24日 申请日期2005年7月18日 优先权日2005年7月18日
发明者吴天火 申请人:吴天火