一种采用非圆锥齿轮的脚踏式轴传动机构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109110043A(43)申请公布日2019.01.01(21)申请号201811188395.7(22)申请日2018.10.12(71)申请人合肥工业大学地址230009安徽省合肥市包河区屯溪路193号(72)发明人韩江李大柱夏链田晓青(74)专利代理机构合肥金安专利事务所(普通合伙企业)34114代理人金惠贞(51)Int.Cl.B62M11/10(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称一种采用非圆锥齿轮的脚踏式轴传动机构(57)摘要本发明涉及一种采用非圆锥齿轮的脚踏式轴传动机构。包括非圆锥齿轮副、脚踏轴、动力传动轴和面齿轮副；非圆锥齿轮副为具有长径部分和短径部分的卵形锥齿轮副。工作时，非圆锥齿轮副通过动力传动轴，将动力传递给面齿轮副，实现脚踏驱动。当脚踏板处于接近垂直于地面的状态时，非圆锥主动轮的短径部分与非圆锥从动轮的长径部分啮合；当脚踏板处于接近平行于地面的状态时，非圆锥主动轮的长径部分与非圆锥从动轮的短径部分啮合。本发明可以在脚踏板处于静点附近时，使动力传递部分具有较小的增速比，在脚踏板处于发力区域时，使动力传递部分具有较大的增速比，从而改善骑行者的骑车体验，降低长较长时间骑车过程的不适感。CN109110043ACN109110043A权利要求书1/1页1.一种采用非圆锥齿轮的脚踏式轴传动机构，其特征在于：包括非圆锥齿轮副、脚踏轴、动力传动轴和面齿轮副；所述非圆锥齿轮副包括非圆锥主动齿轮和非圆锥从动齿轮，所述非圆锥主动齿轮固定设于脚踏轴的一端，所述非圆锥从动齿轮固定设于动力传动轴的一侧上；所述面齿轮副包括面齿轮和圆柱齿轮，所述面齿轮固定设于动力传动轴的另一端，所述圆柱齿轮固定设于自行车的后轮轴上；工作时，通过脚踏轴的转动将回转运动传递给非圆锥主动轮，驱动非圆锥从动轮旋转，再通过传动轴，将动力传递给面齿轮，驱动圆柱齿轮旋转，实现自行车的后轮驱动运行；当脚踏驱动臂与地面接近平行状态，非圆锥主动轮的短径部分与非圆锥从动轮的长径部分啮合；当脚踏驱动臂与地面接近垂直状态，非圆锥主动轮的长径部分与非圆锥从动轮的短径部分啮合；从而实现非圆锥齿轮副在脚踏的不同位置具有不同的传动比。2.根据权利要求1所述的一种采用非圆锥齿轮的脚踏式轴传动机构，其特征在于：所述非圆锥主动轮和非圆锥从动轮结构相同，为具有长径部分和短径部分的卵形锥齿轮副，卵形锥齿轮副的节锥面为非圆锥形，长径部分的最大节锥角α与短径部分的最小节锥角β之和为90°，且有α与β的比值关系范围为1.2～1.6。3.根据权利要求1所述的一种采用非圆锥齿轮的脚踏式轴传动机构，其特征在于：所述非圆锥齿轮副的轴交角为90度。4.根据权利要求1所述的一种采用非圆锥齿轮的脚踏式轴传动机构，其特征在于：当脚踏驱动臂与地面接近平行状态，非圆锥齿轮副的传动比范围为1.2～1.6，当脚踏驱动臂与地面接近垂直状态，非圆锥齿轮副的传动比范围为0.6～0.8，实现非圆锥齿轮副在脚踏的不同位置具有不同的传动比。5.根据权利要求1所述的一种采用非圆锥齿轮的脚踏式轴传动机构，其特征在于：所述主动面齿轮与圆柱齿轮的齿数比范围为3.5～5.5。2CN109110043A说明书1/4页一种采用非圆锥齿轮的脚踏式轴传动机构技术领域[0001]本发明属于自行车制造领域，尤其是轴传动自行车制造领域，涉及一种采用非圆锥齿轮的脚踏式轴传动机构。背景技术[0002]当前自行车的传动方式有链条传动、同步齿形带传动、轴传动等传动方式，其中链条传动由于其成本低、质量轻、维修方便的优点，成为自行车传动的主流方式。在链传动自行车问世之初，就有设计人员提出采用椭圆型链轮的传动方式，以实现骑行者在脚踏由上下位置到水平位置过程中加速，由水平位置到上下位置过程中减速。但链传动自行车亦存在诸多缺点，例如传动平稳性差、承受的扭矩小、链条脱落及松弛问题、行驶噪音大以及油污问题；相比链传动自行车的诸多缺点，轴传动自行车以其超高的稳定性、免维护性、传动平稳、干净、舒适的优点，受到了诸多青睐。[0003]现有的轴传动自行车，普遍采用圆锥齿轮实现动力由脚踏板到自行车后轮的传递，该传动方法在脚踏板回转整周内实现的是恒速比传动，不符合人体工程力学特性。为改善轴传动自行车的骑行体验，以实现非圆链轮传动自行车的传动优势，本发明研究一种采用非圆锥齿轮传动的轴传动自行车方案。[0004]非圆锥齿轮作为一种可以实现相交轴之间变速比传动的机械传动零件，最早由瑞典人Ollson于1959年提出，至今有将近60年历史。目前，非圆锥齿轮已在汽车限滑差速器、流体泵、农业机械等领域获得应用，其设计及制造技术难题被逐渐攻克。齿轮副的节面是一副具有相同球面半径的空间共轭节锥面，与