专利名称：椭圆形链轮自行车的制作方法
技术领域：
本发明属于自行车，具体地说，是一种椭圆形链轮自行车。
现行自行车均采用圆形链轮，经过链条的传动使飞轮转动，从而实现自行车的正常运转。但是就进一步提高自行车尤其是赛车的运行效率和速度而言，圆形链轮自行车普遍地存在一定的不足。从力学角度分析，圆形链轮所受到的链条作用的阻力力臂为恒力臂，而人们蹬踩自行车的作用力臂为变力臂。当脚蹬和曲柄位于链轮顶部或底部附近时，通过脚蹬和曲柄作用到链轮上的力臂和转动力矩较小。因此在这个部位蹬踩自行车较为费力，其功效较低，这在上坡时尤为明显。实际上人们大多当脚蹬位于顶部或底部时是不用力蹬踩的，而让脚蹬和曲柄依惯性转动一个角度。这样无论如何对应于曲柄方向附近位置的链轮齿牙就成为链轮的低效过渡区域，而除此以外的尤其是与曲柄垂直方向附近相对应的链轮齿牙则构成链轮的高效工作区域。高效工作区域的齿牙数目及其受力力矩决定了自行车运行的速度和效率。圆形链轮的齿牙均匀分布在链轮的外缘，采用圆形链轮无法有效地增加在一个周期运动中高效工作区域的齿牙数目及工作时间而减少低效过渡区域的齿牙数目及过渡时间从而提高自行车的运行效率和速度。现行变速自行车是靠增设不同直径的飞轮变速轮和链轮以改变飞轮对于链轮的转速比来实现变速。不增设变速轮无法实现自行车的变速。由于采用圆形链轮，上述不足之处依然存在。另外，由于变速系统本身增加了阻力，这种不足更加显著。鉴于上述原因，自行车尤其是赛车性能的进一步提高受到了限制。
本发明的目的，旨在提供一种椭圆形链轮自行车，从结构上对现行自行车予以改进，以期相对省力、提高自行车的运行效率和速度，提高赛车的比赛成绩。
本发明是一种椭圆形链轮自行车。
本发明是这样实现的自行车包括车架、车把、鞍座、前轮、后轮、脚蹬、曲柄、链轮、链条、飞轮等，本第一实用新型的椭圆形链轮省力快速自行车，其链轮为椭圆形链轮，通过链条实现椭圆形链轮与飞轮的传动；为防止椭圆形链轮非圆周运动引起的链条松紧不一甚至脱链，在椭圆形链轮和飞轮链条回路上设置调链轮，选择设计参数，可使不均匀的椭圆形链轮、链条、飞轮传动系统得到调整、互补和均衡，使椭圆形链轮、链条、飞轮和调链轮组成均衡传动系统，确保传动系统正常运行。椭圆形链轮可固定在曲柄上，调链轮的支架可安装在后轮轴或车架上。为实现省力、快速，椭圆形链轮的短轴附近位置与曲柄的方向相一致。本第二实用新型的椭圆形链轮省力慢速自行车，其链轮为椭圆形链轮，同时在椭圆形链轮和飞轮链条回路上设置调链轮；为实现省力、慢速，椭圆形链轮的长轴附近位置与曲柄的方向相一致。本第三实用新型的椭圆形链轮变速自行车，其链轮为椭圆形链轮，同时在椭圆形链轮和飞轮链条回路上设置调链轮；在椭圆形链轮和曲柄之间还设有换档器，在换档时换档器可变换曲柄与椭圆形链轮长短轴的角度以实现自行车的变速。本第四实用新型的椭圆形链轮变速自行车，其链轮含有椭圆形链轮，同时在链轮和飞轮链条回路上设置调链轮；为实现变速，飞轮为含有飞轮变速轮组合的飞轮，还相应地设有链条拨档机构，使椭圆形链轮、链条、飞轮和调链轮组成多级均衡传动系统。为了进一步扩大变速范围，链轮也可为含有椭圆形链轮的链轮组合并设有相应的链条拨档机构。
以下结合附图通过非限定性实施例对本实用新型作进一步的描述。
图1为本实用新型的椭圆形链轮自行车的示意图，图2为椭圆形链轮的示意图。
现参见
图1、图2。自行车包括车架[1]、车把[2]、鞍座[3]前轮[4]、后轮[5]、曲柄[6]、脚蹬[7]、链轮[8]、链条[9]、飞轮[10]等。本第一实用新型的椭圆形链轮省力快速自行车实施例，链轮[8]为椭圆形链轮[8]，在椭圆形链轮[8]和飞轮[10]链条[9]回路上设置调链轮[11]，选择设计参数可使椭圆形链轮[8]、链条[9]、飞轮[10]和调链轮[11]组成均衡传动系统。为实现省力、快速，椭圆形链轮[8]的短轴附近部分与曲柄[6]的方向相一致。调链轮[11]的外缘可设有数个齿牙，其齿距与链条[9]的节距相一致。调链轮[11]的支架可安装在后轮[5]的轴上或安装在车架[1]上。当链条[9]通过椭圆形链轮[8]、飞轮[10]和调链轮[11]的外齿传动时，调链轮[11]可随之自由转动。调链轮[11]可单侧恰当地设置在椭圆形链轮[8]和飞轮[10]中心连线的下方或上方，也可双侧恰当地同时设置在该中心连线的下方和上方。调链轮[11]可为调链单轮也可为调链双轮。调链双轮包括调链主轮[11-1]和调链副轮[11-2]，它们有各自的转轴并且还有一共同的转轴。链条[9]通过椭圆形链轮[8]经调链主轮[11-1]、调链副轮[11-2]、飞轮[10]再回到椭圆形链轮[8]构成均衡回路。为更好地改善调链性能，调链轮[11]上可附设弹性元件(图中未画出)。本第二实用新型的椭圆形链轮省力慢速自行车实施例，其结构与第一实用新型的椭圆形链轮省力快速自行车相同，但是，为实现省力、慢速，椭圆形链轮[8]的长轴附近部分与曲柄[6]的方向相一致。本第三实用新型的椭圆形链轮变速自行车实施例，其结构与第一、第二实用新型的椭圆形链轮自行车相同，但是为实现变速，在椭圆形链轮[8]和曲柄[6]之间还设有换档器[12]。换档器[12]包括内圈和外圈，其间有换档棘轮机构，内圈与曲柄[6]轴相连，外圈与椭圆形链轮[8]中心孔相连。当曲柄[6]正转时可带动换档器[12]内圈和外圈以及椭圆形链轮[8]正向跟转；当曲柄[6]慢速反转时，可使内圈、外圈及椭圆形链轮[8]保持正向跟转；当曲柄[6]迅速反转或者当曲柄[6]反转而外圈及椭圆形链轮[8]被制动(制动装置未画出)时，可使内圈对于外圈有一个反转角并进而定位，这样可变换曲柄[6]与椭圆形链轮[8]长短轴的角度实现换档变速。本第四实用新型的椭圆形链轮变速自行车实施例，其链轮[8]含有椭圆形链轮[8]，同时在链轮[8]和飞轮[10]链条[9]回路上设置调链轮[11]，调链轮[11]及其设置方法与第一实用新型的椭圆形链轮快速自行车相同。为实现变速，飞轮[10]为含有飞轮变速轮组合的飞轮[10]，还相应地设有链条[9]拨档机构，使椭圆形链轮[8]、链条[9]、飞轮[10]、调链轮[11]组成多级均衡传动系统。为了进一步扩大变速范围，链轮[8]也可为含有椭圆形链轮[8]的链轮组合并设有相应的拨档机构。链轮组合可以由若干大小不同的椭圆形链轮[8]组成，也可以由椭圆形链轮[8]和大小不同的圆形链轮(图中未画出)组成。当作为快速车时，相对应的椭圆形链轮[8]的短轴附近位置与曲柄[6]的方向相一致。调链轮[11]可为下设的带有弹性元件的双轮组合，也可再增设一个上调链轮组合(图中未画出)。本实用新型的椭圆形链轮[8]，它包括中心孔、外缘齿牙等，其中间可以镂空，齿孔中心距与链条的节距一致(当然也可以省略掉部分齿牙)，其外缘齿孔中心用线为椭圆形，当然也可以为由圆弧、光滑曲线、折线甚至部分直线构成的近似椭圆形。当椭圆形链轮[8]的长轴附近部分为圆弧形时可以减缓相应的曲率半径变化，减缓快速运行时椭圆形链轮[8]对链条[9]和飞轮[10]的峰值冲击。
下面再进一步简要说明本实用新型的运行和优点。
本实用新型中的椭圆形链轮[8]、链条[9]、飞轮[10]和调链轮[11]传动系统，可使不均匀的椭圆形链轮[8]、链条[9]、飞轮[10]传动系统得到调整、互补和均衡，可确保传动系统正常运行，防止链条松紧失度和脱链。对于椭圆形链轮省力快速自行车，由于低效过渡区域的齿牙数目较少、过渡时间较短并且所受到的链条[9]阻力力臂较小，因此可较为省力；由于高效工作区域的齿牙明显增多、工作时间较长并且所受到的链条[9]阻力力臂较大，而此时正是蹬力向下的区域，因此可以增加功率和效率，提高速度，在速度相同时可降低蹬踩频率。对于椭圆形链轮省力慢速自行车，由于高效工作区域的齿牙数目较少，工作时间较短且链条[9]阻力力臂较小，故功率较低，速度较慢，可较为省力(在过渡区域是不用力蹬踩的)。对于采用换档器[12]的变速自行车，由于可以改变工作状态故可实现快慢变速。对于含有椭圆形链轮[8]和飞轮[10]变速轮的变速自行车，显然可以十分方便地实施变速并可明显提高现行圆形链轮变速车的行程、性能和速度，不但适用于一般消费者，而且还可以提高赛车的比赛成绩。本椭圆形链轮[8]、链条[9]、飞轮[10]和调链轮[11]传动系统当然也可替代脚踏三轮车、脚踏船等的传动系统。
权利要求1.一种椭圆形链轮自行车，它包括车架[1]、车把[2]、鞍座[3]、前轮[4]、后轮[5]、曲柄[6]、脚蹬[7]、链轮[8]、链条[9]、飞轮[10]等，其特征在于链轮[8]含有椭圆形链轮[8]，在椭圆形链轮[8]和飞轮[10]链条[9]回路上设置调链轮[11]。
2.根据权利要求1所述的椭圆形链轮自行车，其特征在于椭圆形链轮[8]的短轴附近位置与曲柄[6]的方向相一致。
3.根据权利要求1所述的椭圆形链轮自行车，其特征在于椭圆形链轮[8]的长轴附近位置与曲柄[6]的方向相一致。
4.根据权利要求1所述的椭圆形链轮自行车，其特征在于在椭圆形链轮[8]和曲柄[6]之间还设有换档器[12]。
5.根据权利要求1所述的椭圆形链轮自行车，其特征在于飞轮[10]为含有飞轮变速轮组合的飞轮[10]，还相应地设有链条[9]拨挡机构。
6.根据权利要求1或5所述的椭圆形链轮自行车，其特征在于链轮[8]为含有椭圆形链轮[8]的链论组合，还相应地设有链条[9]拨挡机构。
7.根据权利要求1至6所述的椭圆形链轮[8]，其特征在于椭圆形链轮[8]含外缘齿孔中心周线为由圆弧、光滑曲线、折线甚至部分直线构成的近似椭圆形的椭圆形链轮[8]。
8.根据权利要求4所述的椭圆形链轮自行车换档器[12]，其特征在于换档器[12]由内圈、外圈和其间的棘轮机构组成，内圈与曲柄[6]轴相连，外圈与椭圆形链轮[8]中心孔相连。
专利摘要一种椭圆形链轮自行车,它包括车架[1]、车把[2]、鞍座[3]、前轮[4]、后轮[5]、曲柄[6]、脚蹬[7]、链轮[8]、链条[9]、飞轮[10]等,其特征在于链轮[8]为椭圆形链轮[8]并设有调链轮[11]构成均衡传动系统,还可含有变速系统。具有结构简单、行程增大、省力、快速、高效等优点,不但适用于一般消费者,而且还可望普遍地提高赛车比赛成绩。
文档编号B62M9/00GK2279308SQ9620102
公开日1998年4月22日 申请日期1996年1月2日 优先权日1996年1月2日
发明者吴边, 吴植理 申请人:吴植理