脚踏车反向蹬踏增速机构.pdf

本发明涉及一种变速机构，确切的说是一种适用于装配在脚踏(手摇)交通工具上，主要是自行车上，正向蹬踏是一种速度，反向蹬踏又是另一种速度，无须换档操作。本发明方案是做一个圆形变速箱，安装(焊接)在脚踏车脚踏轴(中轴)的套管左侧(右侧是大链轮)。它由薄板冲压制成的变速箱壳体(直径130毫米，宽25毫米)、中轴(即脚踏轴)、两个齿数比为5∶3的齿轮与同一轴组成的两副反向安置的超越离合器和两个过渡传动齿轮组成。自行车原有的两副脚蹬、大链轮及其它结构不变。本发明除变速时不需要作任何操作的最大优点外，还具有结构简单、设计合理、方便制造、造价低廉的优点，适用于装置在所有脚踏和手摇(如轮椅)交通工具上。

1、  一种脚踏车反向蹬踏增速机构，由壳体、两个齿数比为3∶5(或者2∶3、1∶2等)的齿轮、柱销、弹簧与同一轴构成的反向设置的超越离合器和两个过渡齿轮组成。该机构(或称装置)无需任何操作即可实现变速，只需使用者由正向改为反向蹬踏即可(反之亦然)。其特征在于：该机构焊接在脚踏车脚踏轴套管(10)左侧，它由薄板冲压焊接而成的变速箱壳体(13、14、22、29)、内装有脚踏轴(1)、同装于轴(1)上的齿轮套轴(11、12)和大齿轮(15、16)、齿轮套轴(11、12)在中轴套管(10)中以两端滚珠轴承(9)支承、空套在轴(24)上的传动齿轮(20、21)、空套在轴(27)上的传动齿轮(25、26)、大链轮(7)、两付脚蹬(3)、紧固螺母(2、4、6、8、28)、铜套(4、17、21、26)和弹簧垫圈(23)组成。

2、  根据权利要求1所述的脚踏车反向蹬踏增速机构，其特征在于：齿轮套轴(11、12)内装有柱销(18)和弹簧(19)与轴(1)共同组成一个正向超越离合器，而大齿轮(15、16)内也装有柱销(18)和弹簧(19)与轴(1)共同组成一个反向超越离合器，即两个超越离合器在同一轴(1)(18)不能带动齿轮套轴(11、12)转动，已是超越状态。但此时左边的柱销(18)将带动大齿轮(15、16)同步反转，通过与之啮合的齿轮(20)正转、又使与齿轮(20)啮合的齿轮(25)反转、又使与齿轮(25)啮合的齿轮套轴(11、12)正转。从而使固定于齿轮套轴(11、12)上的大链轮(7)正转通过链条带动车辆前行。而因大齿轮为100齿，齿轮套轴(11、12)的齿轮为60齿，即轴(1)转一圈时同步转动的大齿轮(15、16)转了100个齿，而通过传动齿轮(20、25)传到齿轮套轴(11、12)上它也应转过去100个齿，齿轮套轴(11、12)就必须转一又三分之二圈才够100个齿。这样当轴(1)反转1圈时套于其外的齿轮套轴(11、12)和大链轮(7)实际正转了一又三分之二圈，这样就实现了增速。

4、  根据权利要求1所述的脚踏车反向蹬踏增速机构，其特征在于：轴(1)正向蹬踏转动是一种速度，而没有作任何变速操作，只要反向蹬踏轴(1)转动就又是一种速度，从而实现增速的目的。正、反蹬踏或不蹬可随时变换，不受任何影响。不蹬时由原装于车辆后轮上的超越离合器起超越作用。

脚踏车反向蹬踏增速机构
技术领域：
本发明涉及一种变速机构，确切的说是一种适用于装配在脚踏(手摇)交通工具上，在车辆行驶中不作任何操作即可实现变速的装置。
背景技术：
现行脚踏车(主要是自行车)已有几种形式的变速装置，而这些变速装置在变速时都需要用手来进行操作换挡。由于操作手柄与换挡部位距离较远而通过钢丝绳来牵动，常会造成操作失灵而换不了挡。
本装置就十分简单，变速不需要做任何操作，没有换挡这一说。即正向蹬踏是一种速度，反向蹬踏又是一种速度，两种速度的比可以设计成1比1.5；1比1.7；1比2等。综合诸多因素考虑，本例装置的两种速度之比为1比1.66。
发明内容：
本发明方案是做一个圆形变速箱，安装(焊接)在脚踏车脚踏轴(中轴)的套管左侧(右侧是大链轮)。它由变速箱壳体(直径130毫米，宽25毫米)、中轴(即脚踏轴)、两个齿数比为5∶3的齿轮与同一轴组成的两付反向安置的超越离合器和两个过渡传动齿轮组成。(原有的两付脚蹬、大链轮等不变)。
本发明除变速时不需要作任何操作的最大优点外，还具有结构简单、设计合理、方便制造、造价低廉的优点，适用于装置在所有脚踏和手摇(如轮椅)交通工具上。
附图说明：
下面结合附图作进一步说明。该图为1∶1的该机构装配图，为了叙述的需要先作必要的交待和约定。
1、图中零件1(以下简称件1，其余相同)为中轴，即脚蹬轴；件3为脚蹬，左右各一付；件7为大链轮；件10为自行车中轴套管，即脚蹬轴外套管(其上还焊有自行车的大梁)，这些都是原有的零件。
2、因制造工艺需要，件11和件12是分开制造后压配在一起的，可视作同一个零件(包括压在孔中的件4和件17两个铜套)，下面叙述中以件11代表，取名齿轮套轴。它装置在中轴套管件10中，两端以滚珠轴承件9支承。同样，件15和件16也视为同一个零件(包括压在孔中的件17铜套)，以件16代表，取名大齿轮。
3、件17铜套、件18销和件19弹簧各2件，它们分别配套置于件11和件16中与件1组成同一轴上两个反向设置的超越离合器，取名左、右离合器。件20和件25为两个互相啮合又分别与件11和件16啮合的过渡齿轮。
4、从图左侧看，将件1逆时针转动称为正转(即通常踏动自行车的转动方向)，将件1顺时针转动称为反转。
具体实施方式：
如图所示，整个机构组装于焊接在件10左侧的由件13、14、22、29组成地圆形变速箱内。
当件1正转时，通过右离合器的件18带动件11同步正向转动，固定于件11上的件7(大链轮)也一起转动，从而通过链条带动自行车后轮转动使车辆前行，这与通常骑自行车一样，这是一种速度。与此同时件11使与之啮合的件25反转、又使与件25啮合的件20正转、又使与件20啮合的件16(即大齿轮)反转。因件1正转、件16反转，故件16与件1组成的左离合器处于超越状态，且件16处于无负荷的空转状态。
当件1反转时，通过左离合器中的件18带动件16同步反向转动，使与之啮合的件20正转、又使与件20啮合的件25反转、又使与件25啮合的件11正转、固定于件11上的件7也正转，从而通过链条带动后轮转动前行，这是另一种速度。此过程中件1是反转的，而件11仍然是正转的，所以它们组成的右离合器处于超越状态。
因件1反转时首先带动件16同步转动，件16为100齿的大齿轮，即件1转1圈，件16转过100个齿。通过件20、件25的过渡，传到件11上它也应转过100个齿。而实际件11做成是60个齿，要转过100个齿即相当于它要转过1圈(60个齿)后还要转2/3圈(40个齿)。即件1反转1圈时件11和固定于其上的件7大链轮转了一又三分之二圈。这样就实现了增速的目的。
这里说的“增速”是指在正、反向蹬踏动作频率相同的情况下，反向蹬踏要比正向蹬踏车辆行进速度要快一又三分之二倍(这与其它类型变速机构意义是一样的)。
这个变速过程中没有作任何换挡操作，只是骑车者正蹬转动和反蹬转动而已，正、反蹬或不蹬可随时变换进行。也可将两个离合器换位设置(实际只需将件1上相关部位换位制造)，从而使正蹬踏速度快于反蹬踏速度。为使反向蹬踏舒适，装置该机构车辆的脚踏轴位置可适当朝前设置。