[发明专利]无链山地自行车

说明书

技术领域：本发明设计一种新型的自行车，使用齿轮结构来提高自行车的传动效率和稳定性。

背景技术：现在自行车普遍采用链条传动的方式，虽然解决了长距离传动的问题，也带来了一些问题：链条传动不稳定，经常在骑行过程中吊链；链条暴露在外面，容易和裤子摩擦，使裤脚沾上润滑油不易洗净；链传动很难实现变速。链条的寿命较短，不易维修，这也提高了传统自行车的维护成本。

而随着能源问题和环境问题的日益加剧，我们也越来越重视自行车这种绿色环保的代步工具，对自行车新机构的设计和改进也就越来越有实用价值。

发明内容：本发明涉及的自行车拥有一套独立的，全新的传动系统，包括变速器，传动轴和后轮超越离合器。通过这套传动系统，自行车可以轻松的实现骑行过程中的变速，并且可靠性高。

变速器部分设计有三个主动齿轮和三个从动齿轮，三个主动齿轮为一个整体。主动小齿轮上开有环槽，用于安装拨叉。骑行过程中可以在拨叉的作用下沿踏板轴的轴向滑动以改变啮合状态，实现三级变速。

主动轮和从动轮的中心距为120mm，齿轮的模数均为5，主动轮系的齿数分别为40·36·32，从动齿轮系齿数分别为16·12·8。齿数为40的主动轮与齿数为8的从动轮啮合实现高速传动比(1∶5)，齿数为36的主动轮与齿数为12的从动轮[5]啮合实现中速传动比(1∶3)齿数为32的主动轮与齿数为16的从动轮啮合实现低速传动比(1∶2)。

从动齿轮的轴向位置是固定的，主动轮的位置可以随着拨叉一起运动，为了避免在骑行的过程中主动齿轮的轴向滑移导致齿轮脱开啮合，在主动踏板轴上镶嵌有强磁性磁铁，由于直齿轮没有轴向力，磁力可以避免由于震动引起的轴向位移，起到主动齿轮自锁的目的，也使得换挡有手感。

拨叉安装在变速器壳体的一个光滑的轴上，可以实现轴向的自由滑动。其一端为手把，可以直接用手操作，另一端与主动齿轮连接，在槽中滑动，并可以改变主动齿轮的轴向位置。

传动轴的使用可以轻松解决较远距离传动的问题，传动轴两端均有键槽。通过两组锥齿轮，轻松的将动力传送到后轮。并且传动轴传动稳定性高，避免了传统自行车掉链条的苦恼。传动轴采用中空设计，既增加了轴的抗扭截面系数，又降低了自行车的自重。采用新型的材料，可以进一步提高传动轴的综合性能。

后轮超越离合器采用滚子式，解决了传统自行车棘轮式超越离合器产生噪音的问题。主动锥齿轮的速度高于从动轮的速度时滚子被压紧，传递动力。当从动轮的速度大于主动轮时，动力被断开。

附图说明：

图1：①40齿主动齿轮  ②36齿主动齿轮  ③32齿主动齿轮  ④8齿从动齿轮  ⑤12齿从动齿轮  ⑥16齿从动齿轮  ⑦传动轴  ⑧前小锥齿轮⑨前大锥齿轮  ⑩后小锥齿轮  (11)后大锥齿轮

图2：①40齿主动齿轮  ②36齿主动齿轮  ③32齿主动齿轮  ④8齿从动齿轮  ⑤12齿从动齿轮  ⑥16齿从动齿轮  ⑦传动轴  ⑧从动锥齿轮⑨前大锥齿轮

图3：展示变速器齿轮的布置位置。

图4：①后大锥齿轮  ②从动轮  ③滚子  ④连接器  ⑤螺钉

图5：①拨叉  ②主动轴  ③主动齿轮  ④拨叉安装槽  ⑤从动齿轮⑥前大锥齿轮  ⑦传动轴  ⑧从动轴  ⑨从动锥齿轮

图6：应用这套传动系统的自行车整体设计效果图。

具体实施方式：这套全新的传动系统，可以应用到自行车上，生产出新型无链山地自行车【图6】。

无链自行车的变速器有三个主动齿轮【图1中的①、②、③】和三个从动齿轮【图1中的④、⑤、⑥】。主动小齿轮上开有槽，如图5所示，用于安装拨叉，通过拨动拔叉改变主动齿轮组的位置，改变主动轮系和从动轮系的啮合，可以实现三级变速。

从动齿轮的轴向位置是固定的，主动轮的位置可以随着拨叉一起运动。为了避免在骑行的过程中主动齿轮的轴向滑移导致齿轮脱开啮合，在主动踏板轴的上镶嵌有强磁性磁铁，由于直齿轮没有轴向力，磁力可以避免由于震动引起的轴向位移，起到主动齿轮自锁的目的，也使得换挡有手感。

无链山地自行车有三个变速档，可以实现三级的齿轮变速，在骑行过程中，拨动拨叉改变主动轮和从动轮的啮合状态。每两个档之间的换挡行程是十二毫米，即欲加速只需将拨叉向右移动十二厘米，减速则向左。

为了可以在自行车上布置这套传动系统，设计有变速器壳体。传动系统的主动轴使用轴承定位在变速器的壳体上，两端之间与自行车的脚踩踏板臂连接。从动轴及从动齿轮系的轴向位置均固定，从动轴由轴承固定。拨叉安装在变速器壳体的一个光滑的轴上，可以实现轴向的自由滑动。其一端为手把，可以直接用手操作，另一端与主动齿轮连接，在主动齿轮槽中滑动，并可以改变主动齿轮的轴向位置实现换档。