专利名称:自行车变速机构的制作方法
本实用新型是用于自行车或类似车辆上的变速装置。
目前，自行车及类似由人力提供动力的车辆的变速装置，主要有两种。一种是齿轮变速器；一种是由驱动轴上的大、小链轮和并列安装在后轮轴上的数个直径不同的从动链轮构成的多轮式变速机构。
采用齿轮变速器进行变速，变速容易使用方便。但是，变速器齿轮小，受力大容易发生故障或损坏，故使用寿命短。而且出现故障或损坏后难以修复。多轮式变速机构结构复杂、造价高。变速麻烦使用不方便；链、轮裸露容易沾污不易保持良好润滑，影响传动效率而且链轮易被摩损。由于结构及安装尺寸的限制增加变速级数相当困难。故通常只有2～3个变速级，不能满足高级数变速的使用要求。
本实用新型的目的是提供一种结构简单、容易制造，使用及维修方便，能够进行多级变速的变速机构。
多级变速机构的原理骑车者在行车过程中，通过双脚交替对左、右踏板施力为行车提供动力。踏板曲柄与行车方向水平线夹角的大小不同，施力所产生的行车力矩也不同，即施加在踏板上的力的有效分力也不同。当曲柄处于与行车方向水平线垂直或接近垂直的位置时，施力的有效分力很小随着曲柄与水平线夹角的缩小，行车有效分力逐渐变大。当曲柄处于与水平线平行或近似平行位置时，施力的行车有效分力最大。因此，在曲柄转动到与行车方向水平线夹角为正、负约30°的范围内对踏板施力，其有效功率最大。在此范围之外对踏板基本不施力就可使骑车省力。其次，行车时主、从动链轮的转速比只与主、从动链轮与传动链啮合部分的受力轮缘段的转动半径比值有关。如果从动链轮转动半径不变，将主动链轮制成轮缘周各点具有不同转动半径几何形状的链轮，通过改变曲柄与主动链轮盘面的相对位置改变主动链轮与传动链啮合部分受力轮缘段的转动半径，即可实现行车的变速。
将主动链轮设计成非正圆形的几何形状，即可实现上述两个目的。多级变速机构正是基于上述原理设计而成的。
多级变速机构由非正圆形主动链轮、主动链轮制动机构、变速换位盘构成。变速换位盘固定在驱动轴上，盘缘有拉臂销止挡槽。非正圆形主动链轮至少有两个拉臂对，拉臂对一端铰接在主动链轮盘面上，其自由端固定有拉臂销。拉臂销被弹簧加力。非正圆形主动链轮的内轮缘有拉臂销退位槽。主动链轮由拉臂对的两条拉臂夹持卡装在变速换位盘上，拉臂销卧入选定速比的拉臂销止挡槽内将曲柄与主动链轮盘面的相对位置固定。驱动曲柄变速换位盘带动主动链轮转动。利用制动机构将主动链轮制动，变速换位盘倒转(顺时针转动)，此时拉臂销退出止挡槽进入主动链轮的退位槽内。拉臂销与变速换位盘轮缘端面呈滑动或滚动接触。按需选定变速比后，拉臂销卧入相应速比的止挡槽内，解除制动车辆即在新的平均速比下行驶。
非正圆形主动链轮可以制成椭圆形、类似椭圆形的链轮，也可以制成大致呈菱行、平行四边形等具有长、短对称轴几何形状的链轮。
变速换位盘缘的拉臂销止挡槽数至少为变速级数的二倍。如二速至少有四个槽，三速至少有六个槽，n速至少有2n个槽。
多级变速机构用于自行车或类似车辆上进行变速，与现有变速机构相比具有变速范围大，结构简单，造价低制造容易，使用方便，维修容易等优点。而且在同样的行车速比下，比采用现有变速机构变速骑车省力。尤其用于体育赛车上，运动员的体力可得到合理、有效地利用，有利于运动员提高运动成绩。
附图是本实用新型的一个实施例。它不是本实用新型的唯一结构形式。下面结合附图进一步说明本实用新型。
图1是主动链轮为椭圆形的多级变速机构的整体结构图。
图2是椭圆形主动链轮与变速换位盘的组合结构图。
图中，从动链轮(13)为通常使用的圆形链轮。主动链轮制动机构由链轮制动搬手(1)、套管钢丝(2)、套管钢丝固定架(3)、链轮制动钩座(4)链轮制动钩(5)构成。椭圆形主动链轮(6)有两个拉臂对(8)，拉臂对的两条拉臂一端由铰接轴(9)铰接在链轮两侧面上。拉臂销(10)固定在拉臂对的自由端，拉臂对由弹簧(11)加力。椭圆形主动链轮由拉臂对的两条拉臂夹持、卡装在变速换位盘(7)上。变速换位盘固定在驱动轴上，盘缘有四个拉臂销止挡槽，主动链轮装配后，拉臂销在弹簧加力下卧入止挡槽内。本实用例的变速机构有二个变速级，因而有两个平均速比。改变行车速比时，搬动制动搬手，制动钩插入椭圆形主动链轮盘面上绕驱动轴呈圆周分布的制动孔(14)内将主动链轮制动，驱动曲柄(12)使变速换位盘顺时针方向转动，拉臂销由止挡槽中退出进入椭圆形主动链轮内轮缘上的拉臂销退位槽内，拉臂销与变速换位盘轮缘端面呈滑动或滚动接触。选定所需速比后拉臂销卧入相应速比止挡槽内，解除制动车辆即在选定速比下行驶。
权利要求
1.一种自行车变速机构，它包括链轮传动机构，其特征是由非正圆形主动链轮、主动链轮制动机构，变速换位盘构成的多级变速机构，非正圆形主动链轮上至少铰接有两个被弹簧加力的拉臂对，拉臂对自由端固定有拉臂销，非正圆形主动链轮内缘有拉臂销退位槽，非正圆形主动链轮由拉臂对的两条拉臂夹持、卡装在变速换位盘上，变速换位盘固定在驱动轴上，盘缘有拉臂销止挡槽，拉臂销卧入变速换位盘上按需选定速比的止挡槽内，变速换位盘带动主动链轮转动，链轮制动，变速换位盘可倒转，此时拉臂销退出止挡槽进入退位槽，拉臂销与变速换位盘轮缘端面呈滑动或滚动接触。
2.按权利要求
1所述的变速机构，其特征是所说非正圆形主动链轮可以制成椭圆、类似椭圆形链轮，也可以制成大致呈菱形、平行四边形等具有长、短对称轴几何形状的链轮。
3.按权利要求
1所述的变速机构，其特征是变速换位盘盘缘拉臂销止挡槽数至少为变速级数的二倍。
4.按权利要求
1或2所述的变速机构，其特征是所说主动链轮制动机构由链轮制动搬手、套管钢丝固定架、链轮制动钩座、链轮制动钩构成，非正圆形主动链轮上有绕驱动轴呈圆周分布的制动孔与制动钩配合将链轮制动。
专利摘要
本实用新型是用于自行车或类似车辆上的多级变速机构，它由非正圆形主动链轮、主动链轮制动机构、变速换位盘构成。变速换位盘固定在驱动轴上，非正圆形主动链轮卡装在变速换位盘上。变速换位盘轮缘上有拉臂销止挡槽，主动链轮的拉臂销卧入不同止挡槽内，行车具有不同速比。多级变速机构具有结构简单，变速范围大，造价低等优点。
文档编号B62M9/00GK86206159SQ86206159
公开日1987年6月24日 申请日期1986年8月29日
发明者卢光世 申请人:卢光世导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan