[实用新型]双曲柄摆动增速装置

说明书

本实用新型涉及一种少齿差行星齿轮传动的双曲柄摆动增速装置，适用于两轮或三轮脚蹬自行车驱动动力装置。

现代自行车仍沿用古老的链传动增速，通过脚蹬左、右曲柄带动中轴链轮转动，传递后轮转速及动力。

设脚蹬力Q的方向垂直地面，驱动力P是脚蹬轴线处园周力，曲柄与上临界点(死点)夹角为曲柄转角θ：曲柄转角θ=0°-180°曲柄在前方为曲柄驱动区，θ=180°-360°曲柄在后方为曲柄回程复位区，脚蹬力Q与驱动力P的关系：

           Q=P/Sinθ一般情况脚蹬开始驱动，曲柄转角θ=7.5°-10°，取θ₁=8.75°，脚蹬结束驱动，曲柄转角θ₂=165°-170，取°θ₂167.5°，脚蹬力Q的变化：

            Q=6.57P-P(90°)-4.62P

从以上分析得出现代自行车存在的问题：1．自行车不能连续驱动，驱动间断后由惯性力作用前进，当上坡阻力大于或等于惯性力时，自行车无法驱动。2．最大脚蹬力Q是驱动力P的6.57倍，脚蹬自行车费力，容易疲劳。

为解决上述问题，检索专利CN85107618″杠杆推进自行车的推进机构″和GB2127111″自行车往复踏板传动机构″专利记载，该自行车具有省力安全等优点，但增速仍是链传动，复位杆(曲柄)短暂脱离增速装置的单向离合器，工作可靠性及使用寿命存在问题。

本实用新型的目的是要提供新型少齿差行星齿轮传动的双曲柄摆动增速装置，它能连续驱动；脚蹬力接近驱动力；驱动速度可无级变换。

本实用新型的目的是这样实现的：后轴身左、右两端同轴安装两个增速装置，两装置外侧同轴安装左、右曲柄，左、右曲柄前端安装脚蹬。左、右曲柄中部连结一段钢丝绳(或链条)，钢丝绳(或链条)穿过固定车架上的滑轮(或链轮)，或弹簧组件，该结构能完成曲柄回程复位功能。

曲柄销轴上安装锁紧盘，为园偏心盘，该盘在弹簧力作用下紧靠齿圈外园柱面，曲柄向下驱动，锁紧盘楔紧齿圈，带动齿圈转动；曲柄向上回程复位，锁紧盘松开齿圈，不能带动齿圈转动。或齿圈外园柱面上制成棘轮，锁紧盘换成棘爪用棘轮付同样能完成上述功能。

本实用新型增速装置是由齿圈两端安装两个支承盘，支承盘内孔通过轴承安装接头偏心套和轴承座，心轴压入轴承座孔内，偏心盘通过钢球套入心轴上，齿轮三盲孔通过钢球装入接头偏心套及偏心盘，接头偏心套和后轴身同轴连接，后轴棍通过轴承支撑后轴身及轴承座，接头偏心套及偏心盘的偏心距相等，齿轮及齿圈为渐开线齿形。

本实用新型具有下列优点：

1．脚蹬力Q接近驱动力P，当曲柄绕后轴线摆动，曲柄转角θ=45°，曲柄长450毫米其摆幅344毫米，曲柄转角在水平位置对称分布：

曲柄摆动起始角θ₁=90°-45°/2=67.5°

曲柄摆动终止角θ₂=90°+45°/2=112.5°

脚蹬力Q的变化：

Q=1.08P～P(90°)～1.08P，脚蹬力变化极小。

2．左、右曲柄连续驱动不间断，上坡无困难。

3．本实用新型增速装置传动关系：

齿圈为中心轮，输入曲柄转角；接头偏心套(转臂)输出转角并带动后轴身及后轮转动；齿轮为行星轮，只作平动，无自转。

设齿轮齿数Z₁，齿圈齿数Z₂，齿差Z_d=Z₂-Z₁

后轮转角Φ/双曲柄摆动一次

双曲柄输入摆动转角2θ/双曲柄摆动一次

则：Φ=Z₂/Z_d×2θ度/双曲柄摆动一次

      =Z₂×θ/(180°×Z_d)转/双曲柄摆动一次

设Z₂=42,Z₁=38 Z_d=4  θ=45°

Φ=945°/双曲柄摆动一次

  =2.625/转双曲柄摆动一次

4．曲柄转角θ最大值时，后轮获得最大转角Φ当θ变小时，后轮转角Φ同样变小，本实用新型有无级变换速度的功能。

实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图给出。

说明书附图是根据本实用新型提出的双曲柄摆动增速装置，右端曲柄摆动增速装置水平轴向剖视图。