CN111003100B - 一种无链条的自行车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无链条的自行车，包括有车架、反向双曲柄机构、增速变向机构和车轮，所述的反向双曲柄机构包括主动曲柄、连杆、内齿轮和机架，所述的增速变向机构包括有内齿轮、惰轮、外齿轮，所述的主动曲柄一端与中轴固接，另一端设有螺孔与第一销轴螺接，所述的第一销轴外圆与连杆铰接，且端部与踏脚板螺接，所述的连杆另一端与内齿轮端面铰接，其铰接点和内齿轮转动中心点形成从动曲柄，且与主动曲柄等长，所述的连杆和机架等长、不平行，所述的惰轮外侧与内齿轮啮合，内侧与外齿轮啮合，所述的外齿轮内孔通过超越离合器与后轮轮毂连接。采用上述结构，因两曲柄转向相反和惰轮变向，从而实现了后轮与踏脚板同向连续传动，且骑车省力。

Description

一种无链条的自行车

技术领域

本发明涉及一种自行车，具体涉及一种无链条的自行车。

背景技术

目前，自行车传动装置大都是采用链轮链条传动机构，链轮链条传动机构技术成熟，主动链轮安装在中轴上，从动链轮安装在后轮的轮毂上，前轮转向、后轮驱动、座垫位于中间，结构布置合理，适用于环境条件较恶劣的场合，还具有使用寿命长、承载能力强、传动比较大、增速明显等特点，但长时间使用后，易磨损，存在着跳齿、脱链的缺点。针对跳齿、脱链的现象，相关技术人员先后设计出各种各样的无链条的自行车，大致归纳为以下几种：第一，将链轮链条传动改为束线或同步带，虽然不存在跳齿、脱链的现象，但束线、同步带不适用于环境条件较恶劣的场合，否则其寿命不长；第二，将链轮链条传动改为圆锥齿轮传动，由于空间的限制，传动比较小，增速不明显，比较费力；第三，主动踏板直接安装在后轴，座垫位于后轮上方，座垫离把手的距离变远，将前轮变小，导致结构布置不合理，不能发挥传统自行车的优点。因此，现有的无链条自行车的技术不是很成熟，总是存在这样和那样的问题。

发明内容

针对无链条自行车现有技术的缺点和不足，本发明提供了一种新型的无链条自行车，既能保持传统自行车的优点，又不存在链轮链条传动的跳齿、脱链的现象。

为实现上述目的，本发明提供了一种无链条的自行车，其特征在于：包括有车架、传动装置和车轮，所述的车架包括有上管、下管、立管、后上叉和后下叉，所述的下管和立管连接处设有圆孔，与中轴外圆铰接，所述的传动装置包括有反向双曲柄机构和增速变向机构，所述的反向双曲柄机构包括主动曲柄、连杆、从动曲柄和机架，所述的主动曲柄的A端设有方孔与中轴的方头固接，所述的增速变向机构包括有内齿轮、惰轮、外齿轮和固定支撑架，所述的惰轮外侧与内齿轮构成内啮合齿轮副，内侧与外齿轮构成外啮合齿轮副，所述的连杆设置在主动曲柄和内齿轮的外侧，一端通过第一销轴与主动曲柄的B端铰接，另一端通过第二销轴与内齿轮端面铰接，铰接点C和内齿轮的转动中心点D形成从动曲柄，所述的主动曲柄与从动曲柄的长度相等，连杆与机架的长度相等且不平行，构成了反向双曲柄机构ABCD，所述的固定支撑架一端设有圆孔，另一端设有凸台，所述的内齿轮的内孔通过滚动轴承与固定支撑架的凸台外圆铰接，所述的车轮包括前轮和后轮。

本发明的有益效果是：采用上述结构，反向双曲柄机构ABCD能实现从动曲柄的转向与主动曲柄相反，且无“死点”连续转动，同时为后面的增速变向机构的再一次变向提供了条件；内齿轮、惰轮和外齿轮的轴线均固定不动，惰轮的齿数不影响传动比的大小，但改变外齿轮的转向，内齿轮的齿数比外齿轮的齿数多，且内齿轮为主动，外齿轮为从动，传动比＞1，从而实现了增速传动，骑车省力，且后轮与踏脚板转向相同的目的。

本发明还可进一步设置为所述的后上叉包括左后上叉和右后上叉，所述的后下叉包括左后下叉和右后下叉，所述的左后上叉和左后下叉交接处设有连接孔，与后轴的一端固定连接，所述的固定支撑架的凸台轴线方向设有方孔，与后轴的另一端设有方头配合固接。

采用上述进一步设置，方孔与方头配合固接，能使装拆方便、连接可靠。

本发明还可进一步设置为所述的外齿轮内孔中设有超越离合器，所述的超越离合器包括有内棘轮、棘爪、连接套和弹簧，所述的内棘轮的轮齿均布在外齿轮内孔壁上，所述的棘爪的内端与连接套的端面铰接，外端与内棘轮轮齿面相抵触，所述的弹簧一端与连接套的端面固接，另一端与棘爪的侧面相抵触，所述的连接套内孔设置内螺纹与后轮轮毂的外螺纹构成螺纹连接。

采用上述进一步设置，利用超越离合器的特点，达到自动接合和分离，即：当外齿轮的转速大于后轮毂的转速，自动接合，通过内棘轮、棘爪带动连接套转动，使后轮毂转动；当外齿轮的转速小于后轮毂的转速或两者转动方向相反，自动分离，棘爪在内棘轮的轮齿面滑过，不影响后轮毂原来的转动。

本发明还可进一步设置为所述的惰轮通过滚动轴承与第三销轴中部轴颈铰接，所述的第三销轴的一端穿过固定支撑架的圆孔，并与卡簧固接，另一端依次穿过滚动轴承内孔、套筒和右后上叉下端部的径向通孔，并与螺母螺接固定。

采用上述进一步设置，使第三销轴固定不动，惰轮可绕着第三销轴转动，套筒使惰轮轴向定位，滚动轴承将滑动摩擦变为滚动摩擦，摩擦力小，使惰轮转动更轻松；车架与第三销轴固定连接，提高了整车的强度、刚度和稳定性。

本发明还可进一步设置为所述的第一销轴的内侧一端设有外螺纹与主动曲柄的内螺纹孔构成螺纹连接，外侧一端的轴线方向设有内螺纹盲孔与踏脚板的外螺纹构成螺纹连接，中部设有轴颈通过滚动轴承与连杆铰接。

采用上述进一步设置，连杆和踏脚板都安装在第一销轴上，使踏脚板转动带动连杆作平面运动时，不会卡死；螺纹连接便于装拆；滚动轴承将滑动摩擦变为滚动摩擦，摩擦力小，使连杆运动更轻松。

本发明还可进一步设置为所述的右后上叉的中下部设有径向通孔和右后下叉的端部设有径向通孔，并通过螺钉固接。

采用上述进一步设置，有利于传动装置的安装。

本发明还可进一步设置为所述的传动装置安装在车架的右外侧。

采用上述进一步设置，有利于整个传动系统的灵活运行，而不会被卡死。

附图说明

图1为本发明具体实施例的结构原理图；

图2为本发明具体实施例的传动装置示意图；

图3为本发明具体实施例的反向双曲柄机构的结构图；

图4为本发明具体实施例的增速变向机构的结构图；

图5为本发明具体实施例的超越离合器的结构图；

图6为本发明具体实施例的内齿轮的结构图；

图7为本发明具体实施例的惰轮的结构图。

具体实施方式

如图1、2、3、4、5、6、7所示，本发明给出了一种无链条的自行车，包括有车架1、传动装置2和车轮3，所述的车架1包括上管11、下管12、立管13、后上叉14和后下叉15，所述的下管12和立管13连接处设有圆孔，与中轴4外圆铰接，所述的传动装置2包括有反向双曲柄机构21和增速变向机构22，所述的反向双曲柄机构21包括主动曲柄211、连杆212、从动曲柄213和机架214，所述的主动曲柄211的A端设有方孔与中轴4的方头固接，所述的增速变向机构22包括有内齿轮221、惰轮222、外齿轮223和固定支撑架224，所述的惰轮222外侧与内齿轮221构成内啮合齿轮副，内侧与外齿轮223构成外啮合齿轮副，所述的连杆212设置在主动曲柄211和内齿轮221的外侧，一端通过第一销轴215与主动曲柄211的B端铰接，另一端通过第二销轴216与内齿轮221端面铰接，铰接点C和内齿轮221的转动中心点D形成从动曲柄213，所述的主动曲柄211与从动曲柄213的长度相等，连杆212与机架214的长度相等且不平行，构成了反向双曲柄机构ABCD21，所述的固定支撑架224一端设有圆孔，另一端设有凸台2241，所述的内齿轮221的内孔通过滚动轴承与固定支撑架224的凸台2241外圆铰接，所述的车轮3包括前轮31和后轮32。采用上述结构，反向双曲柄机构ABCD21能实现从动曲柄213的转向与主动曲柄211相反，且无“死点”连续转动，同时为后面的增速变向机构22的再一次变向提供了条件；内齿轮221、惰轮222和外齿轮223的轴线均固定不动，惰轮222的齿数不影响传动比的大小，但改变外齿轮223的转向，内齿轮221的齿数比外齿轮223的齿数多，且内齿轮221为主动，外齿轮223为从动，传动比＞1，从而实现了增速传动，骑车省力，且车轮3与踏脚板217转向相同的目的。采用上述进一步设置，惰轮222的个数可以是多个，本发明中优选一个，可以降低成本和减轻重量。

本发明还可进一步设置为所述的后上叉14包括左后上叉141和右后上叉142，所述的后下叉15包括左后下叉151和右后下叉152，所述的左后上叉141和左后下叉151交接处设有连接孔，与后轴5的一端固定连接，所述的固定支撑架224的凸台2241轴线方向设有方孔，与后轴5的另一端方头配合固接。采用上述结构，方孔与方头配合固接，能使装拆方便、连接可靠。

本发明还可进一步设置为所述的外齿轮223内孔中设有超越离合器6，所述的超越离合器6包括有内棘轮61、棘爪62、连接套63和弹簧64，所述的内棘轮61的轮齿均布在外齿轮223内孔壁上，所述的棘爪62的内端与连接套63的端面铰接，外端与内棘轮61齿面相抵触，所述的弹簧64一端与连接套63的端面固接，另一端与棘爪62的侧面相抵触，所述的连接套63内孔设置内螺纹与后轮轮毂321的外螺纹构成螺纹连接。采用上述结构，利用超越离合器6的特点，达到自动接合和分离，即：当外齿轮223的转速大于后轮毂321的转速，自动接合，通过内棘轮61、棘爪62带动连接套63转动，使后轮毂321转动；当外齿轮223的转速小于后轮毂321的转速或两者转动方向相反，自动分离，棘爪62在内棘轮611的轮齿齿面滑过，不影响后轮毂321原来的转动。采用上述进一步设置，棘爪62和弹簧64的个数可以是一个、两个或多个，本发明中优选两个，一方面是受力平衡和提高传动的平稳性，另一方面是使结构尽可能简单。

本发明还可进一步设置为所述的惰轮222通过滚动轴承与第三销轴225中部轴颈铰接，所述的第三销轴225的一端穿过固定支撑架224的圆孔，并与卡簧226固接，另一端依次穿过滚动轴承内孔、套筒227和右后上叉142下端部的径向通孔，并与螺母螺接固定。采用上述结构，使第三销轴225固定不动，惰轮222可绕着第三销轴225转动，套筒227使惰轮222轴向定位，滚动轴承将滑动摩擦变为滚动摩擦，摩擦力小，使惰轮222转动更轻松；车架1与第三销轴225固定连接，提高了整车的强度、刚度和稳定性。

本发明还可进一步设置为所述的第一销轴215的内侧一端设有外螺纹与主动曲柄211的内螺纹孔构成螺纹连接，外侧一端的轴线方向设有内螺纹盲孔与踏脚板217的外螺纹构成螺纹连接，中部设有轴颈通过滚动轴承与连杆212铰接。采用上述结构，使连杆212和踏脚板217安装在第一销轴215上，使踏脚板217转动带动连杆212作平面运动时，不会卡死；螺纹连接便于装拆；滚动轴承将滑动摩擦变为滚动摩擦，摩擦力小，使连杆212运动更轻松。

本发明还可进一步设置为所述的右后上叉142的中下部设有径向通孔和右后下叉152的端部设有径向通孔，并通过螺钉固接。采用上述结构，有利于传动装置2的安装。

本发明还可进一步设置为所述传动装置2安装在车架1的右外侧。采用上述结构，有利于整个传动系统的灵活运行，而不会被卡死。

Claims (7)

1.一种无链条的自行车，其特征在于：包括有车架、传动装置和车轮，所述的车架包括有上管、下管、立管、后上叉和后下叉，所述的下管和立管连接处设有圆孔，与中轴外圆铰接，所述的传动装置包括有反向双曲柄机构和增速变向机构，所述的反向双曲柄机构包括主动曲柄、连杆、从动曲柄和机架，所述的主动曲柄的A端设有方孔与中轴的方头固接，所述的增速变向机构包括有内齿轮、惰轮、外齿轮和固定支撑架，所述的惰轮外侧与内齿轮构成内啮合齿轮副，内侧与外齿轮构成外啮合齿轮副，内齿轮、惰轮和外齿轮的轴线均固定不动，且内齿轮的齿数比外齿轮的齿数多，所述的连杆设置在主动曲柄和内齿轮的外侧，一端通过第一销轴与主动曲柄的B端铰接，另一端通过第二销轴与内齿轮端面铰接，铰接点C和内齿轮的转动中心点D形成从动曲柄，所述的主动曲柄与从动曲柄的长度相等，连杆与机架的长度相等且不平行，构成了反向双曲柄机构ABCD，所述的固定支撑架一端设有圆孔，另一端设有凸台，所述的内齿轮的内孔通过滚动轴承与固定支撑架的凸台外圆铰接，所述的车轮包括前轮和后轮。

2.根据权利要求1所述的一种无链条的自行车，其特征在于：所述的后上叉包括左后上叉和右后上叉，所述的后下叉包括左后下叉和右后下叉，所述的左后上叉和左后下叉交接处设有连接孔，与后轴的一端固定连接，所述的固定支撑架的凸台轴线方向设有方孔，与后轴的另一端设有方头配合固接。

3.根据权利要求1所述的一种无链条的自行车，其特征在于：所述的外齿轮内孔中设有超越离合器，所述的超越离合器包括有内棘轮、棘爪、连接套和弹簧，所述的内棘轮的轮齿均布在外齿轮内孔壁上，所述的棘爪的内端与连接套的端面铰接，外端与内棘轮轮齿面相抵触，所述的弹簧一端与连接套的端面固接，另一端与棘爪的侧面相抵触，所述的连接套内孔设置内螺纹与后轮轮毂的外螺纹构成螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的一种无链条的自行车，其特征在于：所述的惰轮通过滚动轴承与第三销轴中部轴颈铰接，所述的第三销轴的一端穿过固定支撑架的圆孔，并与卡簧固接，另一端依次穿过滚动轴承内孔、套筒和右后上叉下端部的径向通孔，并与螺母螺接固定。

5.根据权利要求1所述的一种无链条的自行车，其特征在于：所述的第一销轴的内侧一端设有外螺纹与主动曲柄的内螺纹孔构成螺纹连接，外侧一端的轴线方向设有内螺纹盲孔与踏脚板的外螺纹构成螺纹连接，中部设有轴颈通过滚动轴承与连杆铰接。

6.根据权利要求2所述的一种无链条的自行车，其特征在于：所述的右后上叉的中下部设有径向通孔和右后下叉的端部设有径向通孔，并通过螺钉固接。

7.根据权利要求1所述的一种无链条的自行车，其特征在于：所述传动装置安装在车架的右外侧。