直传式自行车传动装置 【技术领域】
本发明涉及自行车机械装置，具体地说是直传式自行车传动装置。
背景技术
现有的自行车传动装置是链条传动，其零部件相对较多，且传动途径复杂，使整个车身支撑点较多，连接杆较多，引起车身重量较大，车身过长。此外，链条传动时，润滑油还会引起一定的环境污染，而且维修问题较多。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种传动装置零部件较少，减小车身总长和车身总重，摩擦耗损小，传动效率更高，维修问题较少的直传式自行车传动装置。
本发明的技术方案为：直传式自行车传动装置主要由中心主轴、外承、内承传动部件和脚踏杆组成；脚踏杆与中心主轴连接将外力传递给中心主轴，中心主轴与内承传动部件连接，内承传动部件连接外承将作用力传递给外承，外承与轮圈连接带动其转动。
以上所述的内承传动部件由内承、弹齿、钢丝环、外齿轮、旋盖、钢球组成，内承与弹齿平滑接触，通过钢球与外齿轮相连，与旋盖螺纹连接，钢丝环将弹齿固定在内承上，外齿轮与弹齿啮合，与旋盖靠钢球相连。在中心主轴和外承之间有定位零件和钢球，定位零件与外承靠螺纹连接。在中心主轴上还连接有支撑杆，与主车架连接。该装置只能安装在自行车后轮或前轮的中心。脚踏杆直接与轮圈中心主轴相接，通过与其它零部件相互作用，带动轮圈转动。中心轴既是传动轴，也是车身支撑轴之一。
本发明的另两种传动形式是：(1)内承传动部件可以直接与外承连接，也可以通过联动齿轮与外承连接。即外承为带齿轮外承，该外承上的齿轮与联动齿轮啮合，联动齿轮与启动齿轮啮合，启动齿轮与内承部件连接，将内承部件的力传递给联动齿轮。(2)内承传动部件既可以置于外承外部，也可以置于外承内部。即无内承和外齿轮两零件，直接在中心主轴上加工开口槽充当内承，在外承内壁加工内齿轮。
本发明的直传式自行车传动装置与现有的自行车传动装置相比具有以下优点：
1、直传式自行车传动装置零部件较少，装有该装置的自行车与现有同材质等轮径的链条式自行车相比，车身总长至少可减少23厘米(后轮中心轴线与座垫中心的水平净距)，车身总重可减少3至5公斤(减去了链条、“大飞”和几根车架丁的重量)。
2、直传式自行车传动装置传动途径较少，各零部件间的摩擦耗损较小，传动效率更高。
3、直传式自行车传动装置不易损坏，维修问题较少。
4、直传式自行车传动不易漏油，保护环境。
5、外形更加精悍，驾驶起来更加舒适轻便，可用于各种型号的自行车、童车、三轮车等，具有巨大的市场潜力。
【附图说明】
以下结合附图对本发明作进一步的详述，但不限于附图所示。
图1为本发明的直传式自行车传动装置(基本型)结构示意图；
图2为本发明的直传式自行车传动装置(节力型)结构示意图；
图3为本发明的直传式自行车传动装置(精工型)结构示意图；
图4、图5、图6、图7为本发明地自行车的几种外形示意图。
图中，1-中心主轴，2-外承，3-定位零件，4-隔板，5-支撑杆，6-脚踏杆，7-外齿轮，8-内承，9-旋盖，10-弹齿，11-钢球，12-钢球，13-钢丝环，14-键销，15-启动齿轮，16-联动齿轮，17-螺母。
【具体实施方式】
实施例1：
如图1所示为基本型直传式自行车传动装置，主要由中心主轴1、外承2、内承传动部件、支撑杆和脚踏杆6组成。内承传动部件由内承8、弹齿10、钢丝环13、外齿轮7、旋盖9和钢球组成，内承与弹齿平滑接触，通过钢球与外齿轮相连，与旋盖螺纹连接，钢丝环将弹齿固定在内承上，外齿轮与弹齿啮合，与旋盖靠钢球相连。内承传动部件通过与中心主轴螺纹连接固定。脚踏杆与中心主轴连接将外力传递给中心主轴，中心主轴与内承传动部件连接，内承传动部件靠外齿轮与外承螺纹连接，将作用力传给外承。外承与轮圈连接带动其转动。在中心轴和外承之间有定位零件3和钢球12，定位零件与外承靠螺纹连接。在中心主轴上连接有支撑杆5，与主车架连接，支撑杆为两根，可以分别与主车架连接(产生两个连接点)，也可以吻合在一起与主车架连接(仅产生一个连接点)。本装置安装在自行车后轮或前轮的中心。脚踏杆直接与轮圈中心主轴相接，通过与其它零部件相互作用，带动轮圈转动。中心轴既是传动轴，也是车身支撑轴之一。定位零件与中心轴的间隙为0.5mm，中心主轴与外承间隙为0.5-1mm。传动装置与主车架之间必须牢固结合且拆卸方便，以利于安装和维修。内承、弹齿、钢丝环、外齿轮、旋盖组成的传动部件可由原链条自行车的小飞稍加改进即可。外承也可由现有的轮圈稍加改进即可。
各零部件的工作原理和作用：中心轴将脚踏杆的作用力传递给相关零部件，它既是传动轴又是支撑轴。定位零件是固定中心轴与外承的相对位置，防止滑动。外承将传动部件的作用力通过辐条或其它钢圈支撑物传递给轮圈，带动轮圈转动。隔板是防止支撑杆内滑与定位零件接触，保证支撑杆位置不变，防止外承和定位零件与支撑杆接触。内承与弹齿、钢丝环、外齿轮、旋盖组成一个传动部件，并将中心主轴的作用传递给弹齿。弹齿是将内承作用力正向传给外齿轮，弹齿反向不传力，不阻止外齿轮高速运转。钢丝环是将弹齿固定在内承上，因钢丝弹性作用，当外齿轮速度降至一定阶段或不转时，弹齿与外齿轮啮合，正向作用外齿轮运转。外齿轮是将弹齿的作用力通过与外承螺纹连接(还可用其它方法连接)，传递给外承。旋盖与内承螺纹连接。支撑杆与车身主支架相连，车身的一部分重力通过支撑杆依次传递给中心轴、外承和轮圈。钢球11放置在内承与外齿轮、旋盖与外齿轮之间，减小摩擦。钢球12放置在支撑杆与中心轴、定位零件与中心轴之间，受力较大。键销是固定脚踏杆与中心轴之间的位置。
必须保证轮圈正向受力，反向不受力，并且保证脚踏杆正反向均可自由转动，保证脚踏杆单向作用于轮圈。
实施例2：
如图2所示为节力型直传式自行车传动装置，其基本组成和工作原理与实施例1相同，该外承上的齿轮与联动齿轮16啮合，联动齿轮与启动齿轮15啮合，启动齿轮与内承传动部件连接，将内承传动部件的力传递给联动齿轮。内承传动部件除了用启动齿轮13替换外齿轮7以外，其余零件与实施例1相同，内承与启动齿轮由钢球相隔，与旋盖靠螺纹连接，旋盖与启动齿轮由钢球相隔，启动齿轮既有内齿轮也有外齿轮，内齿轮与弹齿啮合，外齿轮与联动齿轮啮合，支撑杆分为左支撑杆和右支撑杆，左支撑杆既要与车身主支架相连，承受车身的一部分重力，又要与联动齿轮连接，右支撑杆与车身主支架相连，并且承受传递车身的一部分重力。也可吻合在一起与主车架连接(仅产生一个连接点，且在装有传动装置的轮圈外部，该吻合部位为两支撑杆的末端)。本装置的联动齿轮是节力型装置区别于基本型装置的最大的不同之处，也是节力、加速的关键零件。启动齿轮转动一周，联动齿轮转动两周，外承及轮圈转动两周。联动齿轮与左支撑杆由钢球相隔。其传动原理与实施例1基本相同。
实施例3：
如图3所示为精工型直传式自行车传动装置，其构成由中心主轴1、弹齿10，钢丝环13、外承2，定位零件3，支撑杆5，脚踏杆6，键销14，钢球12等组成。与实施例1与实施例2相比，内承传动部件没有旋盖和钢球11两个零件，而是在中心主轴上开槽充当内承，在外承内壁加工内齿轮，与弹齿啮合。中心主轴和外承靠定位零件、钢球12连接和定位，定位零件与外承靠螺纹连接。弹齿直接安装在中心轴的开口槽中，并用钢丝环固定。其特点是：外承直接与弹齿作用，减少传动环节，大大降低摩擦，使得传动装置更加精悍小巧，利于保养和维修。其余零部件的作用与上述相同。