[其他]自行車橢圓驅(qū)動(dòng)鏈輪

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85201703
• 申請日: 1985-04-25
• 公開（公告）號(hào): CN85201703U
• 公開（公告）日: 1986-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程志鈞
• 申請（專利權(quán)）人: 程志鈞
• 主分類號(hào): B62M9/08
• 分類號(hào): B62M9/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬自行車傳動(dòng)元件

騎自行車時(shí)由于蹬力大體上指向鉛直方向的緣故，當(dāng)拐臂在上止點(diǎn)臨域時(shí)力臂較小，參看圖1。力臂小牽引力小，因此現(xiàn)行自行車有一缺點(diǎn)：當(dāng)拐臂在上止點(diǎn)臨域時(shí)牽引力小。自行車橢圓驅(qū)動(dòng)鏈輪正為刻服這一缺點(diǎn)而設(shè)計(jì)。

為了方便下述中，我們以e，a分別表橢圓的離心率和長軸半徑；r表圓鏈輪節(jié)半徑。另外我們定義：鏈齒按橢圓節(jié)曲線分布的鏈輪稱為橢圓鏈輪。現(xiàn)在我們假定有一只短半軸小于r的橢圓鏈輪，并且在結(jié)構(gòu)上腳登拐臂與短軸重合。那么由于短半軸小于r的緣故，在上止點(diǎn)臨域橢圓鏈輪傳動(dòng)比大于以r為節(jié)半徑的圓鏈輪（因拐臂長不變）。傳動(dòng)比大牽引力大，因此橢圓鏈輪能刻服現(xiàn)行自行車當(dāng)拐臂在上止點(diǎn)臨域牽引力小的缺點(diǎn)。橢圓鏈輪雖能提高上止點(diǎn)臨域的牽引力，但不可使橢圓更扁來進(jìn)一步提高牽引力，因?yàn)檫@樣會(huì)失去車速（橢圓更扁后平均節(jié)半徑小，而車速與節(jié)半徑成正比）。因此橢圓鏈輪的使用還有一個(gè)參數(shù)選擇問題。眾所周知現(xiàn)行自行車的速率已是一個(gè)符合人體工況的最佳速率，因此鏈輪橢圓節(jié)曲線參數(shù)的選用必須在滿足現(xiàn)行自行車速率前提下再來考慮提高上止點(diǎn)臨域的牽引力。要滿足現(xiàn)行速率橢圓節(jié)曲線的參數(shù)只能通過試驗(yàn)確定，圖2便是我們以不同參數(shù)的橢圓鏈輪和圓鏈輪實(shí)測的速度圖，從圖可知只有e、a分別滿足下式時(shí)0.54≤e≤0.62；r－1毫米≤a≤r＋3毫米。

橢圓鏈輪的平均速度才接近圓鏈輪且脈動(dòng)也不大。因此與節(jié)半徑為r的圓鏈輪相比基本不失速的橢圓鏈輪的節(jié)曲線參數(shù)e、a必分別滿足下式：

0.54≤e≤0.62；r－1毫米≤a≤r＋3毫米。

現(xiàn)行自行車有節(jié)半徑r＝97.09015毫米的城市代步車驅(qū)動(dòng)鏈輪和節(jié)半徑r＝93.0507毫米的農(nóng)用車驅(qū)動(dòng)鏈輪。據(jù)上面討論，若以橢圓驅(qū)動(dòng)鏈輪（1）來代替r＝97.09015毫米的圓鏈輪的話，這個(gè)橢圓鏈輪節(jié)曲線的離心率e（2）和長軸半徑a（3）必分別滿足下式（A）：

0.54≤e（2）≤0.62；96.09015毫米≤a（3）≤100.09015毫米。

同樣，若以橢圓驅(qū)動(dòng)鏈輪（4）來代替r＝93.0507毫米的圓鏈輪的話，這個(gè)橢圓鏈輪節(jié)曲線的離心率e（5）和長軸半徑a（6）必分別滿足下式（B）：

0.54≤e（5）≤0.62；92.0507毫米≤a（6）≤96.0507毫米。

以上便是我們就橢圓鏈輪如何取代圓鏈輪并又基本不失速的參數(shù)選擇條件。

按上面參數(shù)選擇條件制作的橢圓鏈輪其平均節(jié)半徑是小于圓鏈輪節(jié)半徑的，前面講了平均節(jié)半徑小車會(huì)失速，那么為什么按參數(shù)選擇條件制作的橢圓鏈輪基本不失速呢？下面我們回答一下這個(gè)問題。圖3是我們在平路中速情況下實(shí)測的圓鏈輪扭矩圖。從圖可知在上止點(diǎn)前后約45°內(nèi)人體是不做功的（車子慣性運(yùn)行），人體不做功則鏈齒不參與功率傳遞，因此上止點(diǎn)前后約45°內(nèi)的鏈齒可以去除而不影響車速，換句話講，把圓鏈輪對(duì)應(yīng)上、下止點(diǎn)的一個(gè)90°的弓形區(qū)去除而把鏈輪制成于圖4所示的形狀自行車不失速，鏈輪于圖4所示的形狀不失速，而按參數(shù)選擇條件制成的橢圓鏈輪正是一個(gè)輪廓近似圖4所示形狀的鏈輪。所以按參數(shù)選擇條件制成的橢圓鏈輪與圓鏈輪相比基本不失速。圖5為我們實(shí)際制作的一個(gè)橢圓鏈輪外觀圖。

按參數(shù)選擇條件制作的橢圓鏈輪與圓鏈輪相比有于下優(yōu)點(diǎn)：

1，平路基本不失速。

2，爬坡能力提高20％（以度而言提高1°）。

橢圓鏈輪制作上的麻煩是難以找到一條合適節(jié)曲線能被節(jié)距等分成整數(shù)（齒不能是分?jǐn)?shù)），為了大家制作的方便。這里把我們已做成的能夠代換現(xiàn)有城市代步車和農(nóng)用車鏈輪的橢圓鏈輪節(jié)曲線參數(shù)提供于下：（此為最佳參數(shù)）

1，長半軸97.09015毫米；短半軸80.55359毫米。

2，長半軸93.0507毫米；短半軸76.4969毫米。