脚踏人力车、人力机械齿盘制造技术

用于链条传动的脚踏人力车、人力机械的齿盘，其特征是，齿盘是椭圆形的，椭圆形的齿盘是由节圆半经为Ｒ的节圆弧ＡＢ、ＣＤ和节圆半径为ｒ的节圆弧ＢＣ、ＤＡ四部分相切组成一个节椭圆，节椭圆上齿的分布相应也由四部分组成，ＡＢ和对称的ＣＤ部分齿的分布与节圆半经为Ｒ的圆形齿盘相同，ＢＣ和对称的ＤＡ部分齿的分布与节圆半径为ｒ的圆形齿盘相同，Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四点为切点，而且均在齿槽中心。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及链条传动的脚踏人力车(比赛自行车、自行车、人力货运车…)、人力机械(健身器、人力发电机…)所用齿盘(主动链轮)。
技术介绍
公知的链条传动的脚踏人力车、人力机械所用的齿盘是圆形的，圆形的齿盘与飞轮(被动链轮)两者的瞬时传动比总是恒定不变的，而人用两只脚交替用力蹬踏踏板转动曲柄和齿盘，每只脚完成一次用力的过程，曲柄和齿盘转动180°。曲柄在不同的角度位置人的脚蹬力所产生的有效力是不同的，适合人体用力的程度也是不同的，曲柄处在垂直位置附近时，人的脚蹬力所产生的有效力很小，而且，由于人抬起的腿过于弯曲，不适合用力蹬踏板，也不适合利用人体重力下压踏板，适合人体用力的程度最差，在上坡、逆风、加速等阻力较大情况下甚至会出现蹬不动的死点，为了尽可能快的使曲柄转过垂直位置附近，节省人的体力和避免出现人力蹬不动的“死点”，则需要瞬时传动比小(即齿盘半经小)；曲柄处在水平位置附近时，人的脚蹬力所产生的有效力最大，人腿弯曲的程度最适合人体用力，也适合利用人体重力下压踏板。为了更好的发辉、有效的利用人的体力，提高效率，则需要瞬时传动比大(即齿盘半经大)。显然，圆形齿盘无法满足以上不同情况的需要，只能兼顾，或者满足一方面，放弃另一方面，因此适用范围也很窄。因而公知的圆形齿盘存在着人一机关系不够协调、浪费人的体力、不能有效利用和充分发挥人的体能的缺陷。长期一来人们一直在研究解决现有技术的缺陷，专利文献CN 2099079U(公告日期1992年3月18日)，公开了一种自行车凸轮齿盘，但只公开了凸轮齿盘的设想外形，而没有公开最重要也是最关键的凸轮齿盘的齿是怎样分部的，因而只是一种无法实施的理想方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够克服现有技术缺陷的链条传动的脚踏人力车、人力机械所用的齿盘。本专利技术脚踏人力车、人力机械齿盘，其特征在于齿盘是椭圆形的，椭圆形的齿盘是由节圆半经为R的节圆弧AB、CD和节圆半经为r的节圆弧BC、DA四部分相切组成一个节椭圆，节椭圆上齿的分布相应也由四部分组成，AB和对称的CD部分齿的分布与节圆半经为R的圆形齿盘相同，BC和对称的DA部分齿的分布与节圆半经为r的圆形齿盘相同，A、B、C、D四点为切点，而且均在齿槽中心，并且齿盘的总齿数只能为偶数。本专利技术脚踏人力车、人力机械齿盘，其特征在于齿盘是长圆形的，长圆形齿盘是由直线AB、CD和半经为r的节圆弧BC、DA四部分相切组成一个节长圆，节长圆上齿的分布相应也由四部分组成，AB和对称的CD部分齿的分布与齿条相同，BC和对称的DA部分齿的分布与节圆半经为r的圆形齿盘相同，A、B、C、D四点为切点，而且均在齿槽中心，并且齿盘的总齿数只能为偶数。本专利技术椭圆形或长圆形齿盘与飞轮的瞬时传动比是周期性变化的，当适合人体用力的程度愈好、人的脚蹬力所产生的有效力愈大时，对应椭圆形或长圆形齿盘与链条的啮进点半经愈大，即瞬时传动比愈大；当适合人体用力的程度愈差、人的脚蹬力所产生的有效力愈小时，对应椭圆形或长圆形齿盘与链条的啮进点半经愈小，即瞬时传动比愈小，实现自动调协人—机关系，更合理有效利用、充分发挥人的体能，节省人的体力，提高效率，以及人使用人力车、人力机械感觉更轻松、更舒适的目的。本专利技术的椭圆形或长圆形齿盘，用于比赛自行车，可以缩短起步、加速时间、提高车速明显；用于多级变速车，可以减少级数(减少齿盘和飞轮的数量)；用于人力货运车，省力效果显著；用于普通自行车，更轻快、舒适；用于健身器械、人力发电机等可以有效改善“死点”对人的影响。附图说明图1是椭圆形齿盘的结构示意图。图2是长圆形齿盘的结构示意图。图3、图4是椭圆形齿盘或长圆形齿盘安装、使用的示意图。具体实施例方式图1所示椭圆形齿盘是由节圆半经为R的节圆弧(即圆形齿盘节圆或分度圆的一部分)AB、CD和节圆半经为r的节圆弧BC、DA四部分相切组成一个节椭圆(即弦节距分部的椭圆或者说齿分部的椭圆)，节椭圆上齿的分布相应也由四部分组成，AB和对称的CD部分齿的分布与节圆半经为R的圆形齿盘相同，BC和对称的DA部分齿的分布与节圆半经为r的圆形齿盘相同，A、B、C、D四点为切点，而且均在齿槽中心。确定与计算有关参数，首先根据用途选定椭圆形齿盘的总齿数Z，由于A、B、C、D四切点均在齿槽中心，决定了总齿数Z只能选偶数，再选定BC和对称的DA部分所属的节圆半经为r的圆形齿盘的齿数Zr，也只能选偶数，再选定节距P则α＝360°/Zrr＝P/2sin(180°/Zr)然后在半径为r的节圆上选择切点A(B、C、D)，必须在齿槽的中心，可以选a1、a2…等，AB、CD节圆弧部分的齿数为ZAB＝〔Z-(Zr-4n)〕/2式中n为所选切点A距a点的节距数，例如切点A选a2点，则n＝2则β＝2nα/ZAB＝2n360°/ZrZABR＝P/2sin(360°n/ZrZAB)L＝(R-r)sin(360°n/Zr)特别注意的是，Zr的数值和切点A的选定非常重要，当椭圆形齿盘的总齿数Z选定后，Zr和切点A的选择，决定和影响椭圆形齿盘的最佳形状。选定原则是一是要有利于省力，二是要有利于人体能的充分发挥，三是要保证齿盘与链条啮合的最佳工作状态。选定的最佳方案是Zr范围为1.1＜Z/Zr＜1.4，切点选在a1或a2点。然后参照圆形齿盘标准，选定齿形，计算出齿顶椭圆、齿根椭圆的有关参数，从而设计出所需要的椭圆形齿盘。图2所示长圆形的齿盘是由直线AB、CD和半经为r的节圆弧BC、DA四部分相切组成一个节长圆(即弦节距分部的长圆或者说齿分部的长圆)，节长圆上齿的分布相应也由四部分组成，AB和对称的CD部分齿的分布与齿条相同，BC和对称的DA部分齿的分布与节圆半经为r的圆形齿盘相同，A、B、C、D四点为切点，而且均在齿槽中心，确定与计算有关参数，首先根据用途，选定长圆形齿盘的总齿数Z，由于A、B、C、D四切点均在齿槽中心，决定了总齿数Z只能选偶数，再选定BC和对称的DA部分所属的节圆半经为r的圆形齿盘的齿数Zr，也只能选偶数，再选定节距P则 α＝360°/Zrr＝P/2sin(180°/Zr)AB、CD直线段部分的齿数为ZAB则 ZAB＝(Z-Zr)/2L＝PZAB特别注意的是，Zr的数值选定非常重要，当长圆形齿盘的总齿数Z选定后，Zr的选择，决定和影响长圆形齿盘的最佳形状。选定原则是一是要有利于省力，二是要有利于人体能的充分发挥，三是要保证齿盘与链条啮合的最佳工作状态。选定的最佳方案是Zr范围为1.1＜Z/Zr＜1.4。然后参照圆形齿盘标准、选定齿形，计算出齿顶长圆、齿根长圆的有关参数，从而设计出所需要的长圆形齿盘。图3所示，椭圆形或长圆形齿盘1的安装，曲柄2处于垂直位置G1，椭圆形或长圆形齿盘1与链条3的啮进点A′在椭圆形或长圆形齿盘1的短轴上，夹角θ为椭圆形或长圆形齿盘1与曲柄2安装的最佳角度。图3、图4所示，F为人脚蹬踏板4的主要作用力，设方向垂直向下(人最容易使加在踏板上的蹬踏力以及人利用自身重力使加在踏板上的主要力的方向为垂直向下)。当曲柄2处于垂直位置G1点附近时，人的脚蹬力所产生的有效力很小，而且，适合人体用力的程度最差，相对应，齿盘1与链条3啮近点半经处于齿盘的短轴附近(最小半经附近)，即瞬时传动比小；达到了使曲柄尽可能快本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

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