[实用新型]一种自行车的变速装置

说明书

(一)技术领域：

本新型为一种全新的自行车变速装置，其可方便的进行自行车变速，甚至可自动进行变速。 

(二)背景技术：

现在的自行车变速装置都是以改变圆型齿轮大小来进行的。由此每次变速都必须改变脚蹬齿轮或飞轮齿轮大小以改变力臂大小并通过链条的传动完成。这样不仅要有一个变速的齿轮系统，同时还必须有保证链条可在各齿轮间变化的系统，及要求有保持链条紧张持续传动动力的能力系统。由此其不仅装置结构复杂，同时变速的实施过程也比较复杂。 

(三)发明内容：

本新型为一种全新的自行车变速装置，可方便的达到自行车变速，甚至可自动进行变速。本新型是通过利用椭圆或准椭圆齿轮改变脚蹬力臂大小达到自行车变速的。 

自行车的动力，归根结底是由人脚蹬产生的，没有人的动力，自行车是不可能自行前进的。当人脚蹬力臂大时，人蹬起来就省力，但车速就低；当人脚蹬力臂小时，人蹬起来就费力，但车速就快。现在变速自行车装置是通过改变圆型齿轮大小来改变力臂大小，达到变速目的。本新型则是通过一种全新的方法来完成这种改变力臂大小的。 

现在自行车的脚蹬齿轮是圆的，圆的半径各处相同，由此它的力臂也就是固定不变的。而要改变力臂的大小，只能通过更换圆的半径大小来进行。这正是现有自行车变速装置的原理。但椭圆确可以达到在同一装置下改变不同的力臂，这就是从椭圆中心到边上各处距离是不同的，其会从最长的长半轴变到最短的短半轴。由此利用椭圆的这一特点则可能达到在同一齿轮装置上轻易改变力臂长短。 

但这种更换要解决一个问题，那就是在脚蹬向前踏时齿轮能正常向前转动，使自行车能向前进，而要变速时脚蹬臂又可任意的改变与椭圆齿轮长轴的角度，从而改变力臂的大小。其实这正是现在的自行车飞轮已解决了的问题。自行车的飞轮在链条的拉动下，可使自行车后轮向前行进，同时又可向后旋转任意的角度。由此若将飞轮的外齿轮廓做成椭圆型，且做成适当大小，并将其内与自行车中轴固定在一起，这时当脚蹬向前踏时齿轮能正常向前转动，通过链条使自行车正常向前，而当脚蹬向后一倒则改变了脚蹬臂与椭圆齿轮长轴的角度，即改变了力臂的大小，这样就方便的达到自行车变速了。 

当然这时会出现一个问题，就是自行车链条在椭圆齿轮的转动中，会出现链条的松紧问题。这一问题现在的自行车变速装置中同样存在，使用现有的加小轮撑紧链条的方法解决则可。 

本新型技术方案是：，由椭圆或准椭圆齿轮(1)、飞轮(2)、链条(3)、脚蹬(4)、车后轮轴飞轮齿轮、使链条在任何情况下都拉紧的小轮构成，其技术特征是：脚蹬(4)带动齿轮拉动链条(3)拉动 车后轮轴飞轮齿轮，使自行车后轮滚动前进，并装有使链条在任何情况下都拉紧的小轮，本新型为由椭圆或准椭圆齿轮(1)作为飞轮(2)的外齿轮，拉动链条(3)，而由于脚蹬臂(4)与椭圆或准椭圆齿轮(1)的长轴所成角度的改变，使力臂发生了改变，完成了自行车变速。 

本新型是长久以来自行车动力结构上的一个创新性变化。这种新型的变速装置不仅结构简单，构造精巧，大大增加了经济效益，更便于实际变速操作，甚至可自动进行变速。同时可适用于任何种类任何结构的自行车。 

本新型不仅是全新的自行车变速装置，同时经济效益也高。本新型只是将原自行车的圆形脚蹬齿轮改成椭圆飞轮齿轮，甚至可去掉后车轮飞轮，即将后飞轮改成脚蹬椭圆齿轮安装在中轴，而将原脚蹬圆齿轮改成后车轴圆齿轮(当然其大小要进行变化)，则完成了改进。 

本新型不仅适用于自行车的变速装置，同时也适用于所有通过改变力臂进行变速的装置，如经过适当改造，可使用在摩托车等等的动力变速上。 

本新型并不只限于椭圆型齿轮，也适用于类椭圆齿轮，即只要是改变力臂角度即改变力臂大小的一切机械装置上，都可用此新型进行速度变化。 

(四)附图说明：

图1为变速的原理图，图中R₁、R₂、R₃分别为脚蹬臂与椭圆齿轮长轴成不同角度时所构成的不同力臂，相当改变了不同的圆半径，从而完成了力臂的改变。图2为安装到自行车上的脚蹬臂(4)与椭圆齿轮(1)长轴成零度角时的情况。其中，(2)为飞轮、(3)为链条.图3为安装到自行车上的脚蹬臂(4)与椭圆齿轮长轴成约45度角时的情况。图4为安装到自行车上的脚蹬臂(4)与椭圆齿轮(1)长轴成90度角时的情况。 

(五)具体实施方式：

本新型对自行车的结构并没有根本的改变，只是将自行车脚蹬的圆形齿轮改成椭圆形飞轮齿轮则完成了。同时本新型若将后轮飞轮去掉而换成一个圆齿轮固定在后车轮轴上，当脚蹬向前蹬时自行车链条带动后齿轮使自行车向前进，当自行车达到一定速度后，若后车轮转动速度超过了脚蹬椭圆齿轮的转动速度，则链条会拉动椭圆齿轮发生一定的相对运动，这样就改变了脚蹬臂与椭圆齿轮长轴的角度，从而也就自动变速了。也就是说，只要当脚蹬的速度使椭圆齿轮转速比后车轮齿轮转速低时，就会自动变速。这样就会使人骑车时在保持一定速度的情况下，能达到最省力的结果。