[发明专利]一种无链行星齿轮自行车的传动机构及其自行车

说明书

技术领域

本发明涉及自行车改装领域，具体地说是一种无链行星齿轮自行车的传动机构及其自行车。

背景技术

自行车是人们日常生活的常用交通工具，它节能环保，有一定的健身功能，目前大多数自行车的传动机构都是链条传动，人力踩脚踏板驱动牙盘转动，通过链条将动力传至自行车后轮的飞轮，由飞轮驱动自行车后轮转动，且并无增设其他的省力机构，来适当降低骑行强度。这种链轮自行车优点是结构简单实用，成本低；缺点是链轮自行车在骑行过程中有拖链、断链、夹住裤子以及润滑油弄脏裤子等问题。

因此，设计一种高速且省力的自行车，这种自行车骑行更轻松，道路通过能力更强，速度更高一些，且改变了链轮自行车拖链、断链、夹住裤子和弄脏裤子等问题，设计有一定的实用价值。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种无链行星齿轮自行车的传动机构，具有避免吊链，易改装、通用性强，传动效率高，传动精确等优点；另一个目的在于提供一种无链行星齿轮自行车，具有骑行轻松，速度快的作用。

为实现上述目的，本发明所述一种无链行星齿轮自行车的传动机构，包括车架，以及固定于车架上的轮子，该车架上还设置有行星齿轮系统，所述行星齿轮系统包括受外力驱动的太阳轮，所述太阳轮与行星齿轮啮合，行星齿轮与固定于车架上的齿圈的内齿啮合，所述行星齿轮上设置有行星架，所述行星架用铰链联接有传动曲柄；传动曲柄的末端用铰链固定联接有传动连杆，并通过传动连杆与平动机构联接，所述平动机构联接驱动连杆，所述驱动连杆用铰链与驱动自行车后轮的驱动曲柄联接。

所述太阳轮上固定安装有自行车曲柄臂，且自行车曲柄臂的端部设置有脚踏板。

所述平动机构由齿轮以及与齿轮啮合的环形齿条构成，传动连杆和驱动连杆与齿轮联接。

所述平动机构由滑块以及与滑块相配合的滑道构成，传动连杆和驱动连杆与滑块联接。

本发明所述一种无链行星齿轮自行车的传动机构，包括车架，以及固定于车架上的轮子，该车架上还设置有行星齿轮系统，所述行星齿轮系统包括受外力驱动的太阳轮，所述太阳轮与行星齿轮啮合，所述行星齿轮安装于行星架上，所述车架上固定有齿圈；行星齿轮与齿圈的内齿啮合，所述太阳轮铰链有传动曲柄，所述传动曲柄随太阳轮做圆周运动；传动曲柄通过传动连杆与平动机构连接；所述平动机构通过驱动连杆用铰链与固定于传动齿轮机架上的用于驱动传动齿轮的驱动曲柄I联结；传动齿轮与驱动自行车后轮的驱动齿轮啮合。

所述太阳轮上固定安装有自行车曲柄臂，且自行车曲柄臂的两端部设置有脚踏板。

所述平动机构由齿轮以及与齿轮啮合的环形齿条构成，传动连杆和驱动连杆与齿轮联接。

所述平动机构由滑块以及与滑块相配合的滑道构成，传动连杆和驱动连杆与滑块联接。

本发明所述一种自行车，其特征在于使用上述传动机构。

设计理论：

行星齿轮传动机构典型且结构简单，若固定其中一个元件，另外两个元件一个作为输入，另一个输出，这种行星齿轮机构能达到变速变矩的效果。

此行星齿轮机构运动特性方程为：

n_t-(1+α)n_h+αn_q＝0(式1)

设齿圈齿数与太阳轮齿数之比为α＝Z_q/Z_t。n_t-太阳轮转速、n_q-齿圈转速、n_h-行星架转速

从式1可以看出，若齿圈固定，行星架输入，太阳轮输出，那么行星齿轮机构的转速通过太阳轮输出后增大了1+α倍。

设计方案

采用本技术的自行车传动机构简图如图2所示，行星齿轮机构中齿圈3与自行车机架固结，行星架11和自行车曲柄臂2连接，人通过踩自行车脚踏板1，带动行星架转动，行星架通过行星齿轮14带动太阳轮12转动，太阳轮上安装有传动曲柄4，它随太阳轮做圆周运动，并通过传动连杆5带动齿轮在环形齿条内做往复直线运动，驱动连杆同样连接在齿轮上，驱动曲柄和自行车后轮同步连结，由驱动连杆带动自行车后轮转动。

传动机构分析对比

链轮自行车的后轮由飞轮驱动，如图3所示，只要作用与飞轮上的链条拉力力矩大于地面阻力矩，自行车就可以前进。同理，采用本技术的自行车后轮由驱动曲柄驱动，只要作用于驱动曲柄A点(图2)上拉力矩大于地面阻力矩就可驱动自行车前进。

(1)自行车后轮驱动拉力对比