专利名称：一种高输出性能的曲柄链轮机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自行车的椭圆链轮相对于曲柄分体，且其圆心相对于曲柄轴偏心下移后置(以下简称偏置)的具有较高输出性能的曲柄链轮机构。
目前，已沿用了100多年的曲柄转动式的自行车，由于不能进一步提高接受的能量转换效率即输出性能，从而限制了自行车骑行省力程度的改善及速度的进一步提高。
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种不增加曲柄长度，亦可较大提高输出性能的曲柄链轮机构。
本发明的目的可以通过以下措施来达到一种高输出性能的曲柄链轮机构，它由曲柄、曲柄轴、链轮组成，其特征是椭圆齿盘7内圆半径2厘米的内置轴承的圈型座6构成圈型链轮总成，椭圆齿盘7在椭弧相对小的两侧成180°角度固定有二个传动柱销9与19；圈型链轮总成的圆心相对于曲柄轴2及曲柄轴管下移后置，并与套装在自行车大梁下接头管1上的链轮支持套管架3连接固定；曲柄轴2的右顶端套装有右曲柄13，其内侧固定有被动短曲柄22，右曲柄13及被动短曲柄22均在一个侧面设有滑槽，曲柄轴2的左端装有左曲柄15。
本发明的目的还可以通过以下措施来达到圈型链轮总成与曲柄及曲柄轴2分体，且设计有2厘米以上的内圆半径，其半径转动中心相对曲柄轴轴心下移0.1厘米以上，后置0.1厘米以上。
两个传动柱销9、19均装有大滚动轴承11、21，小滚动轴承12、23。
大滚动轴承11、21，小滚动轴承12、23分别与被动短曲柄22、右曲柄13侧面的凹斜面30、32，滚动槽壁29、34滚动接触。
被动短曲柄22与左曲柄15联动，其安装的朝向与角度均与左曲柄15相一致，与右曲柄13成180°配置。
图1为本发明的结构右视图A。
图2为本发明的结构右视图B。
图3为本发明的结构俯视剖面图。
图4为现有自行车曲柄链轮机构的力矩平衡示意图。
图5为本发明曲柄链轮机构的力矩平衡示意图。
本发明下面将结合附图作进一步详述本高输出性能的曲柄链轮机构，是由固定销钉24将被动短曲柄22固定在曲柄轴2右端的内侧；右曲柄13套装在曲柄轴2右端被动短曲柄22的外侧并由紧固螺帽14紧定，其相对于曲柄轴2可以转动。曲柄轴2安装在自行车大梁下接头管1内，有滚珠轴承17配合，并有碗帽4紧定。链轮的椭圆齿盘7在其椭弧相对小的两侧成180°处安装有传动柱销9与19，由紧定螺帽10和20紧定。两个传动柱销9与19的右端均装有大滚动轴承11、21，小滚动轴承12、23，并有固定螺帽25、26紧定。传动柱销9的大、小滚动轴承11、12与右曲柄13侧面凹斜面30、滚动槽壁29呈滚动接触；传动柱销9的大、小滚动轴承21、23与被动短曲柄22凹斜面32、滚动槽壁34呈滚动接触。有椭圆齿盘的圈型链轮总成其椭圆齿盘7通过轴承8与圈型链轮座6构成一体，链轮的圈型链轮座6设计有2cm以上的内圆半径，其圆心相对于曲柄轴2下移0.1cm以上，后置0.1cm以上。整个链轮由紧固螺钉5、18依靠固定架28紧固在链轮支持套管架3上。链轮支持套管架3则由紧定螺帽16固定在自行车大梁下接头管1上。
骑行时，左曲柄15下压带动曲柄轴2，固定在曲柄轴2右端内侧的被动短曲柄22随着曲柄轴2的转动下压传动柱销19及其大、小滚动轴承21、23，从而驱动链轮的椭圆齿盘7转动。由于有椭圆齿盘的圈型链轮总成相对于曲柄轴2偏置，则曲柄轴2位于链轮内圆的前上边缘，即相对链轮圆心所处的垂线0°～90°相位区，这样可使曲柄链轮机构中链轮的椭圆齿盘7最大半径所形成的阻力臂在曲柄转动至0°～90°这个最佳出力角度区内适度缩短，从而既增大有效力矩，又不降低车速，达到较大幅度提高轴柄链轮机构输出性能的目的。
现有自行车曲柄链轮机构，在蹬踏力作用其曲柄时，其力矩平衡如图4示意；高输出性能曲柄链轮机构，在蹬踏力作用其曲柄时，其力矩平衡如图5示意。从两图对比可看出，图4中由于曲柄轴支点O偏心上移前置到O′位置，相对于O′链轮半径r同时缩短为r′。图5同图4相比较，其中R′＝R，F′1＝F1，r′＜r，F′2＞F2。
表1为高输出性能曲柄链轮机构输出效率与链轮偏置距、曲柄长度变化对应关系表，由表中可以看出，链轮偏置的值越大，机构输出效率值就越高，而曲柄长度增减对输出效率值的影响，比之于链轮偏置的影响要明显的小。
本发明相比现有技术具有如下优点自行车高输出性能曲柄链轮机构由于采用链轮与曲柄分体、链轮相对于曲柄轴偏置及椭圆链轮齿盘的新设计，从而在提高输出性能上实现了新突破，其设计新、实用性强，可使自行车骑行更省力快捷。
该设计还可进引内燃机曲轴连杆机构的改进，亦会有提高其输出性能的可能。
输出效率与链轮偏置距、曲柄长度变化对应关系表表1
权利要求
1.一种高输出性能的曲柄链轮机构，它由曲柄、曲柄轴、链轮组成，其特征是椭圆齿盘(7)内圆半径2厘米的内置轴承的圈型座(6)构成圈型链轮总成，椭圆齿盘(7)在椭弧相对小的两侧成180°角度固定有二个传动柱销(9)与(19)；圈型链轮总成的圆心相对于曲柄轴(2)及曲柄轴管下移后置，并与套装在自行车大梁下接头管(1)上的链轮支持套管架(3)连接固定；曲柄轴(2)的右顶端套装有右曲柄(13)，其内侧固定有被动短曲柄(22)，右曲柄(13)及被动短曲柄(22)均在一个侧面设有滑槽，曲柄轴(2)的左端装有左曲柄(15)。
2.根据权利要求1所述的曲柄链轮机构，其特征是圈型链轮总成与曲柄及曲柄轴(2)分体，且设计有2厘米以上的内圆半径，其半径转动中心相对曲柄轴轴心下移0.1厘米以上，后置0.1厘米以上。
3.根据权利要求1所述的曲柄链轮机构，其特征是两个传动柱销(9)、(19)均装有大滚动轴承(11)、(21)，小滚动轴承(12)、(23)。
4.根据权利要求3所述的曲柄链轮机构，其特征是大滚动轴承(11)、(21)，小滚动轴承(12)、(23)分别与被动短曲柄(22)、右曲柄(13)侧面的凹斜面(30)、(32)，滚动槽壁(29)、(34)滚动接触。
5.根据权利要求1所述的曲柄链轮机构，其特征是被动短曲柄(22)与左曲柄(15)联动，其安装的朝向与角度均与左曲柄(15)相一致，与右曲柄(13)成180°配置。
全文摘要
一种高输出性能的曲柄链轮机构，它由曲柄、曲柄轴、链轮组成，其特征是椭圆齿盘与内圆半径2cm以上的内置轴承的圈型座构成圈型链轮总成，椭圆齿盘在椭弧相对小的两侧成180°角度固定有二个传动柱销；圈型链轮总成的圆心相对于曲柄轴及曲柄轴管下移后置，并与套装在自行车大梁下接头管上的链轮支持套管架连接固定；曲柄轴的右顶端套装有右曲柄，其内侧固定有被动短曲柄，右曲柄及被动短曲柄均在一个侧面设有滑槽，曲柄轴的左端装有左曲柄。
文档编号B62M9/00GK1135992SQ9611684
公开日1996年11月20日 申请日期1996年2月14日 优先权日1996年2月14日
发明者黎军生 申请人:黎军生