专利名称：链轮传动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种链轮传动装置，具体说是指如自行车之类的靠人力用脚蹬推动链轮传动的装置。
背景技术：
众所周知的自行车、人力三轮车和比赛自行车，以及某些健身运动器械的链轮传动装置，它主要由曲拐、齿盘(主动链轮)、链条、飞轮(被动链轮)等组成，其中齿盘是圆形的，圆形的齿盘与飞轮的瞬时传动比是恒定不变的。这种传动装置在使用中，人用两只脚交替用力蹬踏板转动曲拐和齿盘，每只脚完成一次用力的过程，曲拐和齿盘转动180°。曲拐在不同的角度位置人的脚蹬力所产生的有效力是不同的，适合人体用力的程度也是不同的。曲拐处在垂直位置附近时，人的脚蹬力所产生的有效力很小，而且，由于人抬起的腿过于弯曲，不适合用力蹬踏板，也不适合利用人体重力下压踏板，适合人体用力的程度最差，在上坡、逆风、加速等阻力较大情况下，甚至会出现蹬不动的“死点”。为了尽可能快的使曲拐转过垂直位置附近，节省人的体力和避免出现人力蹬不动的“死点”，则需要瞬时传动比小(即齿盘半径小)；当曲拐处在水平位置附近时，人的脚蹬力所产生的有效力最大，人腿弯曲的程度最适合人体用力，也适合利用人体重力下压踏板。为了更好的发辉、有效的利用人的体力，提高效率，则需要瞬时传动比大(即齿盘半径大)。显然，圆形齿盘无法满足以上不同情况的需要(只能兼顾，或者满足一方面，放弃另一方面，因此适用范围也很窄)。因而现有技术存在着人一机关系不谐调，浪费人的体力，不能充分有效利用和发挥人的体力的缺陷。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种适合人体用力程度高，工作效率也高，能充分利用和发挥人的脚蹬力的链轮传动装置。
本实用新型链轮传动装置，包括齿盘，其中齿盘是椭圆形的，是由半径为R的节圆弧AB和DC、半径为r的节圆弧AD和BC四部分组成节椭圆，齿的分布相应也由AB、BC、CD、DA四部分组成，AB部分和对称的CD部分，齿的分布与节圆半径为R的圆形齿盘相同，BC部分和对称的DA部分，齿的分布与节圆半径为r的圆形齿盘相同，A、B、C、D四点为节圆弧的切点，而且，均在齿槽中心。齿盘的参数为选定齿盘的总齿数Z1和节圆半径为r的圆形齿盘的齿数Z2，Z1、Z2必须为偶数；选定链条的节距P，则
r＝P/2sin(180°/Z2)；再在节圆半径为r的圆周上选择两节圆弧的切点A，则半径为R的节圆弧AB(CD)上的齿数Z3＝[Z1-(Z2-4n)]/2，其中n为所选切点A距半径为r的半圆周的起点A0的节距数，有多个选择； 而R＝P/2sin[n360°/(Z2×Z3)]；则齿盘的中心与半径为r的节圆弧的圆心在长轴上的距离L＝(R-r)×sin(n360°/Z2)。
本实用新型链轮传动装置，其中齿盘的总齿数Z1为16～78。
本实用新型链轮传动装置，其中还包括另一种齿盘，是长圆形的，是由AB、CD两直线和半径为r的BC、DA两节圆弧相切组成节长圆，齿的分布相应也由AB、BC、CD、DA四部分组成，AB部分和对称的CD部分，齿的分布与齿条相同，BC部分和对称的DA部分，齿的分布与节圆半径为r的圆形齿盘相同，A、B、C、D为节圆弧与直线的切点，而且是齿槽的中心。齿盘的参数为选定齿盘的总齿数Z1和节圆半径为r的圆形齿盘的齿数Z2，Z1、Z2必须为偶数；选定链条的节距P，则r＝P/2sin(180°/Z2)；直线AB或DC上的齿数为Z3＝(Z1-Z2)/2，则齿盘的中心与半径为r的节圆弧的圆心在长轴上的距离L＝P×Z3。
本实用新型设计制造的椭圆形或长圆形齿盘与链条、飞轮组成的链轮传动装置的瞬时传动比为周期性变化。当曲拐处在垂直位置附近时，椭圆形(或长圆形)的齿盘上与链条的啮进点半径最小，即瞬时传动比最小，当曲拐处在水平位置附近时，椭圆形(或长圆形)的齿盘上与链条的啮进点半径最大，即瞬时传动比最大，从而满足了不同情况的需要，克服了现有技术存在的缺陷。
图1为本实用新型链轮传动装置结构示意图；图2为椭圆形齿盘结构示意图；图3为确定n数值的原理图；图4为曲拐与齿盘安装位置示意图；图5为长圆形齿盘结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，齿盘1的结构参数是这样确定的，以自行车链轮传动装置为例，如图2所示，齿盘1的节椭圆由两个不同半径的四段节圆孤组合而成，即AB、BC、CD、DA，其中AB和CD对应的半径为R，对应的圆心H和G在短轴的延长线上，即AH＝BH＝DG＝CG＝R；BC和AD对应的半径为r，即AE＝DE＝BF＝CF＝r，对应的圆心E和F在长轴上；OE＝OF＝L，O为齿盘1的转动中心；A、B、C、D为切点，节圆弧AB和DC部分齿的分布与节圆半径为r的圆形齿盘相同，节圆弧AD和BC部分齿的分布与节圆半径为r的圆形齿盘相同，参照齿盘的标准设计。根据用途需要先选定齿盘1的总齿数Z1，再选定节圆半径为r的圆形齿盘的齿数Z2，必须注意的是Z1和Z2必须是偶数。显然，Z2可以有多种选择，但最佳选择是1.1＜Z1/Z2＜1.4。根据以上的选择，按下列公式求出AB或CD节圆弧上的齿数Z3，即Z3＝[Z1-(Z2-4n)]/2从图2、图3可见，上式中n为所选切点A距半径为r的半圆周的起点A0的节距数，A点可以选在点A1、A2、A3、……，有多个选择，这些点既是切点，又是齿槽的中心点。
再按下列公式求出R，r和L，即r＝P/2sin(180°/Z2)R＝P/2sin[n360°/(Z2×Z3)]L＝(R-r)×sin(n360°/Z2)。
本实施例中，选定Z1＝50，Z2＝40，P＝12.7mm，切点A为n＝2的A2点；从而求得Z3＝9，r＝80.9mm，R＝181.95mm，L＝31.22mm；亦可以设计制造出椭圆形的齿盘1。
由图4所示，曲拐4的安装位置是这样确定的当曲拐4处于垂直位置状态上时，椭圆形(或长圆形)的齿盘1与链条2的啮进点A′正好在椭圆形(或长圆形)齿盘1的短轴上，这时，曲拐4与椭圆形(或长圆形)齿盘1的短轴之间的夹角为最佳安装角度。
长圆形齿盘5结构见图5所示。AB、CD两直线，AE＝DE＝BF＝CF＝r，OE＝OF＝L，O为转动中心。
椭圆形(或长圆形)齿盘使链条的松紧度发生变化，在没有紧链轮的人力车、人力机械上，最好安装紧链轮。
本实用新型的链轮传动装置，对于比赛自行车，可以缩短起步、加速时间，提高车速；对于多级变速自行车，可以减少级数、减少齿盘和链轮的数量；对于普通自行车，人会感到轻快而不忙；对于健身器械，可以有效改善“死点”对人的影响。
权利要求1.一种链轮传动装置，包括齿盘，其特征是所述齿盘(1)由半径为R的节圆弧AB和DC、半径为r的节圆弧AD和BC四部分组成节椭圆，齿的分布相应也由AB、BC、CD、DA四部分组成，AB部分和对称的CD部分，齿的分布与节圆半径为R的圆形齿盘相同，BC部分和对称的DA部分，齿的分布与节圆半径为r的圆形齿盘相同，A、B、C、D四点为节圆弧的切点，而且，均在齿槽中心，齿盘的参数为选定齿盘(1)的总齿数Z1和节圆半径为r的圆形齿盘的齿数Z2，Z1、Z2必须为偶数；选定链条(2)的节距P，则r＝P/2sin(180°/Z2)；再在半径为r的圆周上选择两节圆弧的切点A，则半径为R的节圆弧AB或DC上的齿数Z3＝[Z1-(Z2-4n)]/2，其中n为所选切点A距半径为r的半圆周的起点A0的节距数，有多个选择；而R＝P/2sin[n360°/(Z2×Z3)]；则齿盘的中心与半径为r的节圆弧的圆心在长轴上的距离L＝(R-r)×sin(n360°/Z2)。
2.根据权利要求1所述的链轮传动装置，其特征是所述的齿盘(1)上的总齿数Z1为16～78。
3.一种链轮传动装置，还包括另一种齿盘，其特征是所述的齿盘(5)由AB、CD两直线和半径为r的BC、DA两节圆弧相切组成节长圆，齿的分布相应也由AB、BC、CD、DA四部分组成，AB部分和对称的CD部分，齿的分布与齿条相同，BC部分和对称的DA部分，齿的分布与节圆半径为r的圆形齿盘相同，A、B、C、D为节圆弧与直线的切点，而且是齿槽的中心。齿盘(5)的参数为选定齿盘(5)的总齿数Z1和节圆半径为r的圆形齿盘的齿数Z2，Z1、Z2必须为偶数；选定链条的节距P，则r＝P/2sin(180°/Z2)；直线AB或DC上的齿数为Z3＝(Z1-Z2)/2，则齿盘(5)的中心与半径为r的节圆弧的圆心在长轴上的距离L＝P×Z3。
4.根据权利要求3所述的链轮传动装置，其特征是所述的齿盘(5)上的总齿数Z1为16～78。
专利摘要一种用于如自行车之类的人力脚蹬链轮传动装置。其中齿盘由半径为R的节圆弧AB和DC，半径为r的节圆弧AD和BC组成节椭圆，AB部分和CD部分齿的分布与节圆半径为R的圆形齿盘相同，BC部分和DA部分齿的分布与节圆半径为r的圆形齿盘相同，选定齿盘总齿数Z
文档编号F16H7/00GK2584945SQ02289589
公开日2003年11月5日 申请日期2002年11月25日 优先权日2002年11月25日
发明者侯天峰 申请人:侯天峰