一种非机动车用倍速链轮驱动装置制造方法及图纸

一种非机动车用倍速链轮驱动装置，包括一个非圆大链轮，其设于被动中轴上，其特征在于：还包括一套倍速传动机构，其至少包括有一根输入轴和一根输出轴，该被动中轴与所述倍速传动机构的输出轴相连接；所述倍速传动机构的传动比为１∶２。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术提供一种非机动车的链轮驱动装置，尤其是一种非机动车用倍速链轮驱动装置。
技术介绍
自行车是一种传统的人力驱动交通工具。如今，随着时代的发展，它除了作为交通工具外，更多地成为人们在运动、休闲、竞赛、保健和康复中不可缺少的器械了。因而，出现了运动车、轻便车、折叠车、独轮车、场地赛车和健身车等等不同类型的自行车。如图1所示，曲柄链轮是自行车中将骑车人的蹬踏力转化为驱动力的核心部件，现在常见的曲柄链轮实际构成了一付杠杆，曲柄是主动臂，链轮是被动臂。在自行车运行中，主动臂的实际长度是随时变化的。它可用曲柄的长度乘以曲柄所在的位置与蹬踏力方向之间夹角α的正弦值(sinα)来表示。而被动臂的实际长度是不变的。人们在骑自行车时，腿部的发力能力是与膝关节角度大小成正比。人们在蹬踏自行车时，在曲柄运转到不同角度上感受到的阻力差别是很大的。例如，当曲柄的位置与蹬踏力方向夹角为30度时，主动臂为曲柄长度的1/2。此时，脚踏板的位置接近于运转周期中的最高位置，膝关节角度必然较小。腿部发力能力处于较低范围中。当曲柄的位置与蹬踏方向夹角为90度时，主动臂与曲柄等长。而此时脚踏板处于运转周期中的中部，膝关节角度已初步打开，腿部发力能力处于中等范围中。由于被动臂长度不变，这两处的阻力值是相等的。但主动臂长度和腿部发力能力的差别使骑车人感受到的蹬踏阻力差别应在1～2倍左右。人们在骑车上坡时这种感受最强烈。这是这种曲柄链轮机构在用作一般交通工具的自行车上的一个重大缺陷。各种类型的自行车，由于使用目的等的不同，对其设计要求也有很大区别作为日常交通工具用的，要求是在常用车速下尽可能的轻便；赛车的要求是能尽力提高骑车人蹬踏力转化为驱动力的效率；健身、康复车则要求在蹬踏过程中能出现设定的阻力变化。而对这些，新型自行车的设计者们必然要对曲柄链轮结构提出新的技术方案。现在最流行的是设置一组大小不同的大链轮，但是，这样仍然无法调节骑车人在蹬踏自行车时所感受到的阻力的周期性变化，它没能克服传统机构的缺陷。还有一类方案是将大链轮设计成非圆形状，此类设计在现有技术中不胜枚举，但真正流行的却很鲜见。下面将对此进行分析。非圆链轮的主导设计思想就是通过不断改变大链轮的半径，使被动臂按照设计要求变化，从而使蹬踏阻力也产生相应的变化，以达到不同的使用目的。人们依据自己的设计思想设计了形状各异的非圆链轮，但事实上往往达不到他们的设计效果。究其原因是，在传统结构的曲柄链轮组成中，被动臂的实际长度是链条与链轮的啮合点(或附近)到链轮轴的垂直距离。当链轮是圆形时，链轮与链条是逐齿良好啮合的，即如果大链轮有36齿，每当链轮转动10度时，必然又有后续相邻的一个齿进入与链条啮合，链轮上的第一受力点也随之逐齿转移，而这时，无论如何，大链轮的被动臂的实际长度都是不变的。但是，在非圆大链轮的运转时情况就大不相同。非圆链轮的半径是按照设计者所设想被动臂变化规律变化的，但是链轮的第一受力点却往往不会较精确地按设计者的设定随链轮转动角度同步逐齿转移，所以，链轮被动臂的变化规律就不能被较精确地反映出来。如图2a、2b所示为一个非圆大链轮，其设计者将大链轮设计成如图所示的形状是希望被动臂如该链轮半径的变化规律逐齿一一实现。但从图2b中可以看的，当链轮处于一个转动位置时，链条与链轮在a点处啮合，当它顺时针转动20度时，链轮与链条在b点处啮合，当它顺时针转动到60度时，链轮与链条在c点处啮合，从图中可以看出，a点到b点的齿数大于b点到c点的齿数，由此明显地表明，啮合过的齿数和链轮转过的角度存在一个反比关系，又如图2a所示，当该链轮处于另一个转动位置时，链条与链轮在d点处啮合，当它顺时针转动20度时，链轮与链条在e点处啮合，当它顺时针转动到60度时，链轮与链条在f点处啮合，从图中可以看出，d点到e点的齿数少于e点到f点的齿数，由此明显地表明，啮合过的齿数和链轮转过的角度存在一个正比关系。因此，可以看出这种链轮产生了较大的运动失真。所以，非圆链轮的设计方案往往达不到设计者的预期效果，因此，该方案也就不能被自行车界接受而推广使用。为了解决上述运动失真的问题，在现有技术中往往采用这种方案，即减小非圆链轮在单位角度内的半径变化率，如日本SHIMANO出品的100GS型椭圆形链轮，其曲率半径变化就较小，将其安装在自行车上，只有细心的人才能看出它是非圆链轮。当然，这样曲率半径变化率很小的链轮在实现诸如省力或其它设计力臂变化要求上也就有限了。综上所述，在曲柄转动一周中，蹬踏阻力的变化还是较大的，要使得所设计的链轮可以做出与之相适应的被动臂变化，链轮的曲率半径变化率必然应该是较大的。但现有技术中没有一种较理想的技术方案可以使依设计思想而设计出来的非圆大链轮的运动的失真度尽可能地减小。
技术实现思路
本专利技术的目的在于改进现有技术中的不足，提供一种可以使所设计的非圆大链轮的曲率半径变化率在一个较大的范围内仍然可以基本不出现运动失真的问题，从而使非圆链轮能真正发挥其所设计的特殊效能的非机动车驱动装置。本专利技术的目的是这样实现的本专利技术提供的驱动装置包括一个非圆大链轮，其设于被动中轴上，还包括一套倍速传动机构，其至少包括有一根输入轴和一根输出轴，该被动中轴与所述倍速传动机构的输出轴相连接；所述倍速传动机构的传动比为1∶2。在使用本驱动装置驱动非机动车时，将所述倍速传动机构的输入轴的两端固联现有的曲柄，在该曲柄的端部可转动地固设脚踏板，通过骑行者的脚踏使所述倍速传动机构得到动力转动，继而通过倍速传动机构带动非圆大链轮转动起来，再通过链条带动小链轮转动而驱动车子前进。由于本专利技术改进了大链轮和曲柄之间的传动结构，在其间增设了一个倍速传动机构，蹬踏脚踏板的骑行者使所述曲柄转动180度，大链轮就可以转动360度，这样，原来为了适应人体骑行的运动生理特点及下踏过程中阻力变化规律等等要求，要在大链轮的180度的角度范围内设计的由最大曲率半径到最小曲率半径的变化幅度就可以在360度之内安排。如图2c、2d、2e所示的非圆链轮就是将图2a所示的非圆链轮运动规律在360度内安排后的非圆链轮形状的示意图，图2a示出的是在传统的链轮转动设计中要使链轮的曲率半径具有一个所要求的变化时非圆链轮的形状，而配合使用本专利技术提供的驱动装置，由于具有一个倍速传动机构，则，能够起到同样被动臂变化规律时，非圆链轮的形状可以制作成如图2c示出的形状，其运动特性可示意性地见图2d、2e所示，如图2d所示，当改变后的非圆链轮处于一个转动位置时，链条与链轮在d’点处啮合，当它顺时针转动40度(对应图2a中转过的20度)时，链轮与链条在e’点处啮合，当它顺时针转动到120度(对应图2a中转过的60度)时，链轮与链条在f’点处啮合，从图中可以看出，d’点到e’点的齿数与e’点到f’点的齿数的差距要小于图2a所示的情形，再如图2e所示，当改变后的非圆链轮处于另一个转动位置时，链条与链轮在a’点处啮合，当它顺时针转动40度(对应图2b中转过的20度)时，链轮与链条在b’点处啮合，当它顺时针转动到120度(对应图2a中转过的60度)时，链轮与链条在c’点处啮合，从图中可以看出，a’点到b’点的齿数与b’点到c’点的齿数的差距要小于图2b所示的情形。比较图2a和图2d及图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘百鸣，
申请(专利权)人：潘百鸣，
类型：发明
国别省市：