CN1050164A - 自行车自动无级变速器 - Google Patents

Abstract

本发明是利用钢球钢盘的无级调速原理，增加自 动加压装置、偏心位移及力矩平衡装置组合成具有调 速范围理论上无限宽、能因负荷的变化自动调整速 比、并可随时调整输出功率的自动无级变速装置。结 构简单紧凑，机械效率高，有良好的操纵和加速连惯 性能，特别适用于赛车、山地车和农用载重车；并可用 于其它机械的传动系统中。

Description

本发明属于人力和机动自行车辆使用的一种宽调速机械式自动无级变速装置，这种变速装置同时可在其它的机械传动系统中得到应用。

一般的自行车变速装置，为多级飞轮和内变速后轴等少数几种，这些变速装置在工作性能上有如下几点不足：

1.调速范围有限（包括现有的18档调速）。

2.不能均匀地自动变化速比，因此当行驶加大负载时（如上坡）或加速时（如起步、超越及赛车的最后冲刺）或负载的突变（如坑洼地的突然短暂起伏）时变速的适应性及连续性能差。

3.因变速过程需手动控制，一般要有熟练技能来操纵（包括意大利最先进的多级飞轮操纵器），除不能均匀变化速比外，还会因操作者失误而导致的齿合不良，如果是机件质量稍差就会造成损坏，严重时可能发生交通事故。

4.也有极少采用无级变速方式的自行车如CT50摩托车的离心式无级变速器，调速范围仍有限、结构庞杂、调整不便，皮带打滑发热（因不能过载）甚至断裂等。

本发明根据现有自行车未采用无级变速器的现状（参见上海科学技术出版社1989年5月版《自行车手册》、轻工业出版社1985年10月版《自行车实用手册》第三分册『日』译本）或即便使用了无级变速器也因适应性不强极少应用的现状，并针对上述的不足对现有的自行车变速装置在性能上作了系统地改进。

本发明设计了一种调速范围无限宽、功率损失小、无须手操纵、能因负荷的变化自动地、均匀地调整速比，能根据需要随时调整其踏行频率或输出功率的宽调速机械式自动无级变速装置。

本装置以一种较为先进和新颖的钢球钢盘或无级变速器作为整个装置的基本部件（参见1986年第11期《机械制造》“一种宽调速的无级变速器”），此部件性能虽较优异，但由于其局限，为适应自行车的各种性能要求还须增加自动加压部件、偏心式位移部件、自动力矩平衡部件及输出操纵部件，再将这些部件的性能进行综合。

本装置在钢球钢盘变速器的主动钢盘外侧增加一钢球能在渐变深度沟槽内滚动的自动加压部件，用此部件保证变速器钢球钢盘间的压力能随负荷的增减而增减，从而保证传递功率所需的摩擦力也随之负荷的变化而变化，同时此部件还能起到定向离合器的作用。

自行车固定后轴上装上与轴皮筒连为一体的从动钢盘和偏心套上装有通过自动加压部件与从动链轮连接的主动钢盘，这样偏心套就能使主、从动钢盘保持一定的偏心距;在主、从动钢盘间的钢球保持器的上面两条径向槽内分别穿过固定后轴及固定于偏心套内端面上的销轴，一条螺旋槽内分别穿过固定于固定后轴延伸盘上的销轴;当偏心套绕固定轴偏转，钢球保持器即作沿偏心套连心线方向的横移变位，用此偏心式位移部件达无级变速目的。

偏心套上固定有一半环，半环的外园上有以固定轴轴线为园心的沟槽，半环外园沟槽内固定一钢绳与一拉力弹簧连接;拉力弹簧的另一端与输出操纵部件连接并已预紧;拉力弹簧的拉力所产生的力矩两者方向相反。根据力矩平衡原理，当负荷变化而链条工作拉力相应变化时，拉力弹簧的拉力也将变化，偏心套即相应产生偏转。用此力矩平衡部件使整个装置的无级变速得以自动地进行。

把输出操纵部件固定于车架上某一方便位置;只要操纵其变位即能轻易地改变拉力弹簧的预紧力，从而人为地改变了装置处于各速比位置时的链条工作拉力;工作拉力的改变意味着速度不变时输出功率的改变或输出扭矩不变时踏行频率的改变。

本装置经以上的综合改造后，具有下述的优越性能：

1.变速范围宽，理论上可以从零至无穷。

2.变速的过程能快速、准确地响应，并且是自动地进行。

3.能连续不断地、均匀地变化速比，连惯性好，因此有很好的加速性能。

4.应变时无须熟练技巧，因而方便且安全性高，也不易损坏机件。

5.可随时调整装置的输出功率或踏行的频率，用以适应于各种道路的行驶条件。

6.由于经过改进同时还简化了机件，使本装置的整体结构更为简单和紧凑，重量轻、制造容易且成本低;除特别适用于各种人力或机动的农用、山区用、运动用自行车外，还可以在其它机械的传动系统中得到应用。

综上所述，本发明与现有的自行车变速装置乃至现有的无级变速器在性能上相比，具有先进的变速方法或较多的功能特性，而且结构简单、安全性高，并能适应各种机械变速性能的需要，故有一定的实用价值。

Claims (5)

1、一种自行车自动无级变速器，其特征是：

利用钢球钢盘式无级变速器的无级调速原理，增加了自动加压装置、偏心位移装置、力矩平衡装置，使之组合成一个能自动地因负荷的变化均匀地调整速比的自动无级变速组合装置。

2、根据权利要求1所述装置，其特征是可通过不同尺寸、形式变换的组装。

3、根据权利要求1所述装置，其特征是适用于其它能应用此装置的机械传动系统中。

4、根据权利要求1所述装置，其特征是其增加或变换的综合部件可减少或单独使用于机械传动系统。

5、根据权利要求1所述装置，其特征是所用材料包括金属、陶瓷、塑料、合成材料及纤维加强合成材料。