[实用新型]自行车自动无级变速器

说明书

本实用新型提供了一种自行车自动无级变速器，用于自行车行驶过程中的无级变速，也可用于其他要求无级变速的机器。

现有的普通自行车为链传动，传动比恒定，如链轮齿数为48，飞轮齿数为20，则传动比48／20＝2.4，其不足之处在于上坡行驶吃力，平路行驶速度又不快。现有的变速自行车，如安装了专利申请号为88218664的自行车自动变速器，传动比也只有两档，一档为2.4，平路行驶用，一档为1.2，上坡行驶用，其不足之处在虽解决了上坡行驶吃力问题，但平路行驶速度不快，且须安装二套链轮、链条、飞轮。例如鳄鱼牌YC91－4型27″十速变速赛车，有十种车速，基本上解决了上坡，行驶吃力和平路行驶速度不快的问题，但机构复杂，有二个链轮，五个飞轮，还有一套变速拨档装置，因而成本甚高，该车每台售价为560元，且不能利用现有的普通自行车改装。

本实用新型的目的，在于克服上述不足之处，而提供一种自行车自动无级变速器。

本实用新型是通过下述途径实现的：自行车自动无级变速器，由变径链轮、变径开关、链轮、飞轮、链条张紧器等零部件组成，变径链轮由链毂、辐条、辐板、活动齿、弹簧、钢丝绳、卷绳轮等零件构成，辐条联接在轮毂上，活动齿和弹簧均套在辐条上，并能上、下滑动，弹簧在下，靠近轮毂，活动齿在上，与链条啮合，钢丝绳的一端固定在卷绳轮上，另一端固定在一个活动齿上，中间部分穿过每一个活动齿，轮毂空套在曲柄的轴套上，卷绳轮与曲柄的轴套联接，曲柄与中轴用锥销联接。变径开关由固定楔块、活动楔块、弹簧、调节螺钉等零件构成，固定楔块联接在辐条上，活动楔块、弹簧、调节螺钉装在曲柄上。

8条辐条均布于轮毂上，用螺纹联接，每条辐条上套有一个活动齿和三根园柱形弹簧。活动齿能由钢丝绳带动在辐条的外园柱面上和辐板的导向槽内同时上、下滑动，滑动范围为70～80毫米，变径链轮的节园直径最大为260毫米，最小为100毫米，变速器的传动比为1.19～3.36。

卷绳轮与曲柄的轴套铆接，辐板与辐条，轮毂用螺钉联接。固定楔块焊接在一条辐条上的顶端，并同时焊接在相应位置的辐板上。链条张紧器由支架、导板、导轮、转动轮、扭簧等零件构成，支架安装在车架平叉上，导轮装在支架上，导板的一端联接导轮，另一端装有转动轮，扭簧的两端分别装在导板支板上，导轮与转动轮始终与链条接触。

本实用新型的优点在于：变径链轮的节园直径随着骑车者脚蹬自行车曲柄力量的大小而变化，能实现无级变速平路行驶时，变径链轮节园大，传动比大，车速快，同样的脚蹬速度下，是普通自行车车速的1.25～1.4倍；上坡行驶时，变径链轮节园小，传动比小，故不感吃力，最大行驶坡度可达25°。本自动无级变速器可以安装在现有的普通自行车上。

图1  为自行车自动无级变速器变径链轮剖视图。

图2  为自行车自动无级变速器变径链轮主视图。

图3  为自行车自动无级变速器在自行车上的安装位置图。

图4  为自行车自动无级变速器链条张紧器主视图。

图5  为自行车自动无级变速器传动图。

图6  为自行车自动无级变速器变速开关剖视图。

结合图1至6，对本实用新型的实施例作详细说明。

自行车自动无级变速器由变径链轮（12）、变径开关、链条（13）、飞轮（15），链条张紧器（14）等零部件组成，变径链轮（12）由轮毂（8）、辐条（3）、辐板（1）、活动齿（2）、弹簧（9）、钢丝绳（10）、卷绳轮（7）等零件构成，8条辐条（3）均布在轮毂（8）上，用螺纹联接，每条辐条（3）上套有一个活动齿（2）和三根园柱形弹簧（9），活动齿（2）在上，与链条（13）啮合，三根弹簧（9）在下，靠近轮毂，依其承受最大载荷的能力依次连续排列，靠近轮毂（8）的称下弹簧，承载能力最大，靠近活动齿（2）的称上弹簧，承载能力最小，处于中间的称中弹簧，承载能力居中。活动齿（2）与弹簧（9）均能在辐条（3）上上下滑动。钢丝绳（10）的一端固定在卷绳轮（7）上，另一端固定在一个活动齿上，中间部分穿过每一个活动齿（2），活动齿（2）可由钢丝绳（10）带动在辐条（3）的外园柱面上和辐板（1）的导向槽内同时上下滑动，滑动范围为78毫米，变径链轮（12）的节园直径最大的为260毫米，最小为103毫米，若飞轮（15）的齿数为20，则变速器的传动比为1.19～3.02。轮毂（8）空套在曲柄（6）的轴套上，卷绳轮（7）与曲柄（6）的轴套铆接，曲柄（6）与中轴（4）用锥销（5）联接。辐板（1）与辐条（3），轮毂（8）用螺钉（21）、（22）联接。变径开关由固定楔块（26）、活动楔块（25）、弹簧（24）、调节螺钉（23）等零件组成，固定楔块（26）焊接在一条辐条（3）的顶端，并同时焊接在相应位置的辐板（1）上，活动楔块（25）、弹簧（24）、调节螺钉（23）均装在曲柄（6）的孔里。链条张紧器（14）由支架（17）、导板（18）、导轮（19）、转动轮（16）、扭簧（20）等零件构成，支架（17）安装在车架平叉上，导轮（19）装在支架（17）上，导板（18）的一端联接导轮（19），另一端装有转动轮（16），扭簧（20）的两端分别安装在导板（18），支板（17）上，由于扭簧（20）的作用力，使导轮（19）、转动轮（16）始终与链条（13）接触，张紧链条（13）。骑车者脚蹬曲柄（6），使曲柄（6）作旋转运动，在平路行驶或在坡度不大的坡道上行驶，脚蹬曲柄（6）的力量不大时，由于弹簧（24）的作用力，使活动楔块（25）与固定楔块（26）在图6所示的位置接触，并带动变径链轮（12）转动，使自行车前进，此时变径链轮（12）的节园直径为260毫米，若飞轮齿数为20，则传动比为3.02，用同样的速度蹬曲柄（6），车速比普通自行车快25％。当上坡行驶脚蹬曲柄（6）的力量大到一定程度即活动楔块（25）能够克服弹簧（24）的作用力在曲柄（6）的孔里移动而脱离固定楔块（26），此时由曲柄（6）带动卷绳轮（7）转动，卷绳轮（7）牵动钢丝绳（10）绕转在其凹槽里的同时带动活动齿（2）、辐条（3）、轮毂（8）转动，从而使变径链轮（12）转动，活动齿（2）在转动的同时压缩弹簧（9）向轮毂（8）方向滑动，变径链轮（12）的节园直径变小，最小为103毫米，若飞轮齿数为20，则传动比为1.19。由转矩和园周力计算公式可以推知：骑车者用同样大小的力蹬自行车曲柄，节园直径小的链轮通过链条传递给飞轮的园周力大，故上坡行驶比普通自行车轻松。最大行驶坡度可达25°。变径链轮（12）的节园直径的变化是渐变的，在变化过程中因活动齿（2）在辐条（3）上上下滑动，故在运动过程中有3～5个活动齿（2）与链条（13）啮合。旋转调节螺钉（23）可以调节弹簧（24）给活动楔块（25）的作用力。