專利名稱：自行車超省力驅(qū)動機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種自行車的驅(qū)動機構(gòu)，特別是一種超省力的驅(qū)動機構(gòu)。
現(xiàn)行的自行車的驅(qū)動機構(gòu)，是人腳往復(fù)踏動自行車的腳蹬，腳蹬帶動曲柄，曲柄與輪盤剛性連接，曲柄帶動輪盤轉(zhuǎn)，輪盤帶動鏈條，鏈條帶動飛輪，飛輪帶動自行車后輪，完成驅(qū)動任務(wù)，這種自行車驅(qū)動機構(gòu)如達到省力目的只能加長曲柄，由于曲柄長度受人腳踏幅度的限制，無法再加長，另一方面，自行車單個曲柄做正功的轉(zhuǎn)角只能是半圓，驅(qū)動效率不高。
本實用新型提供一種新的驅(qū)動機構(gòu)，在不改變原腳踏幅度，甚至比原腳踏幅度減小的情況下即可解決自行車的省力問題。
本實用新型的目的可通過如下措施來達到采用曲柄滑桿機構(gòu)，它包括腳蹬滑桿、滾子、小軸、平叉、曲柄、輪盤，腳蹬與滑桿采用轉(zhuǎn)動副連接，腳蹬帶動滑桿擺動，滑桿將以滑桿槽中的滾子軸為中心帶動曲柄轉(zhuǎn)動，滑桿與曲柄也是采用轉(zhuǎn)動副連接，曲柄與輪盤采用剛性連接，曲柄帶輪盤轉(zhuǎn)動，完成驅(qū)動任務(wù)。在腳踏力做正功的多半周，驅(qū)動力臂(腳踏點到輪盤轉(zhuǎn)動中心的距離)逐漸加長，當(dāng)滑桿趨于水平時，驅(qū)動力臂最長、其長為曲柄長與腳踏點到曲柄滑桿軸間距離之和。使驅(qū)動力減小，起到省力的作用，在腳踏力做負功的少半周，腳踏點到輪盤轉(zhuǎn)動中心的距離逐漸減小，當(dāng)滑桿再趨于水平時，其距離最小，其長為腳踏點到曲柄滑桿軸間距離與曲柄長之差，同時由于腳的上抬，使腳踏點的力減小，驅(qū)動阻力減小，在腳踏一周的過程中，腳踏幅度比原來減小，但驅(qū)動力臂卻明顯加長，達到省力的目的。
本實用新型的優(yōu)點是1、腳踏力的出力角度增加，單個曲柄做正功的轉(zhuǎn)角為201.1°，比現(xiàn)有自行車的轉(zhuǎn)角增加了21.1°，使得該傳動機構(gòu)的驅(qū)動效率比現(xiàn)有自行車大大提高。
2、省力是本驅(qū)動機構(gòu)的另一個優(yōu)點，根據(jù)驅(qū)動力矩相等的原理，僅就力臂增加所獲得的省力效果，則有如下計算(略去摩擦力的影響)PL1＝QL2P－現(xiàn)自行車腳踏力Q＝ (∠1)/(∠2) P＝ 170/240 P＝0.729P Q－本驅(qū)動機構(gòu)腳踏力(1－0.729)×100％＝27％ L1－現(xiàn)自行車曲柄長L2－本驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動力臂長在力矩相等的情況下，可省力達27％。
附


圖1是本省力驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
1、輪盤2、曲柄3、腳蹬4、滑桿5、轉(zhuǎn)動副6、滾子7、小軸8、墊圈9、螺母10、平叉附圖2是滑桿的結(jié)構(gòu)圖附圖3是滾子軸的剖面圖附圖4是本省力驅(qū)動機構(gòu)用于自行車上的整體示意圖。
下面結(jié)合實施例作進一步詳述如附
圖1，腳蹬3由轉(zhuǎn)動副5與滑桿4連接，滑桿4與曲柄2也采用轉(zhuǎn)動副5連接，曲柄2與輪盤1采用剛性連接，腳踏腳蹬3，腳蹬3即帶動滑桿4擺動，滑桿4將以滑桿槽中的裝在小軸7上的滾子6為中心帶動曲柄2轉(zhuǎn)動，曲柄2帶動輪盤1轉(zhuǎn)動，完成驅(qū)動任務(wù)。
曲柄2的尺寸加長可提高驅(qū)動效率，但也使滑桿4前后擺動行程加大，權(quán)衡考慮，曲柄2定為90毫米較為合適，滑桿4的尺寸直接影響驅(qū)動力臂大小，驅(qū)動力臂越長，腳踏越省力，但受到腳踏幅度的限制，綜合考慮，滑桿4總長定為510毫米。
滑桿4的結(jié)構(gòu)如附圖2所示，滑桿頭部采用現(xiàn)在自行車曲柄的形成，中部采用φ20×2.5鋼管壓成橢圓，尾部壓扁切槽，切槽部位進行滲碳淬火。為減少摩擦和易損件的更換，C－C剖面轉(zhuǎn)動副5可裝滑動軸承。滾子6及小軸7的結(jié)構(gòu)如附圖3所示，將小軸7焊在平叉管10上裝上墊圈8，滾子6，外側(cè)再裝一個墊圈8，擰上螺母9即可。也可將小軸7固定在一個夾子上，將夾子固定在平叉管10上，這樣可任意調(diào)整如附圖4所示的機架MO的距離。機架MO尺寸減小，可增大有效驅(qū)動行程，有利于提高驅(qū)動效率，但也導(dǎo)致腳踏上下幅度的增大，根據(jù)車體結(jié)構(gòu)綜合考慮，MO尺寸定為250毫米。由于該驅(qū)動機構(gòu)使腳踏點前移，所以應(yīng)使自行車中軸位置后移，才能保證腳踏點的位置相對于人體位置基本不變，為此，應(yīng)使立角β加大，據(jù)腳踏點的前移量，β加大到73.8°，同時自行車的立管、下管長度也做相應(yīng)調(diào)整，具體尺寸在附圖4中標(biāo)出。
權(quán)利要求1.一種自行車超省力機構(gòu)，它包括腳蹬3，曲柄2，輪盤1，其特征在于腳蹬3與滑桿4，滑桿4與曲柄2均由轉(zhuǎn)動副5連接，滑桿4與螺母9裝在焊于平叉10上的小軸7上，曲柄2與輪盤1剛性連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車超省力機構(gòu)，其特征在于滑桿4擺動中心小軸7上加裝滾子6。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自行車超省力機構(gòu)，其特征在于轉(zhuǎn)動副5內(nèi)裝滑動軸承。
專利摘要一種自行車超省力驅(qū)動機構(gòu)，采用曲柄滑桿機構(gòu)，滑桿與腳蹬、滑桿與曲柄均由轉(zhuǎn)動副連接，曲柄與輪盤剛性連接，腳蹬帶動滑桿擺動，滑桿以滾子、小軸為中心帶動曲柄轉(zhuǎn)動，曲柄帶動輪盤轉(zhuǎn)動，完成驅(qū)動任務(wù)。本曲柄滑桿機構(gòu)驅(qū)動效率高，省力，比現(xiàn)有自行車可省力27％，本驅(qū)動機構(gòu)也可安裝在載重自行車和三輪車上。
文檔編號B62M1/24GK2060430SQ8921817
公開日1990年8月15日 申請日期1989年10月16日 優(yōu)先權(quán)日1989年10月16日
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