трансмиссия транспортного средства с мускульным приводом

Формула изобретения

ТРАНСМИССИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С МУСКУЛЬНЫМ ПРИВОДОМ, содержащая ведущую звездочку, цепную передачу с натяжным устройством, приводящую во вращение промежуточный вал, установленный параллельно оси ведущего колеса в подшипниках корпуса, закрепленного на раме транспортного средства, промежуточные звездочки, установленные на промежуточном валу с возможностью вращения относительно указанного вала и постоянно соединенные со звездочками, установленными на оси ведущего колеса, и фиксирующие элементы, установленные на промежуточном валу, отличающаяся тем, что промежуточный вал выполнен с шлицами и содержит четное количество промежуточных звездочек, между каждой парой которых на шлицах установлены фиксирующие элементы, выполненные в виде дисков, снабженных равнорасположенными по окружности отверстиями, содержащими фаски с обеих сторон диска, а также канавками для взаимодействия с вилками, жестко связанными с штангами, установленными в корпусе параллельно промежуточному валу с возможностью осевого перемещения, а на обращенной к фиксирующему элементу боковой стороне каждой промежуточной звездочки установлены пальцы с коническими торцами, ответные отверстиям фиксирующих элементов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортных средствах с мускульным приводом.

Известна трансмиссия транспортного средства, в частности велосипеда, содержащая приводимую педалями ведущую звездочку, цепную передачу с натяжным устройством и установленные на оси ведущего колеса звездочки с разным числом зубьев.

Недостатками данного технического решения являются низкая надежность, вызванная возможным падением цепи при переключении передач, а также ограниченные функциональные возможности вследствие того, что при переходе с более высокой ступени на более низкую требуются увеличенные затраты времени для включения передач, что особенно сказывается при движении на подъем. Кроме того, данная конструкция предполагает лишь последовательный порядок включения передач: после интенсивного торможения, приведшего к остановке транспортного средства после движения на одной из высших передач, включить низкую передачу можно только начав движение последовательным перебором всех промежуточных передач.

Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является трансмиссия, содержащая приводимую педалями ведущую звездочку, цепную передачу с натяжным устройством, при помощи которой приводится во вращение промежуточный вал, установленный параллельно оси ведущего колеса в подшипниках корпуса, закрепленного на раме транспортного средства, промежуточные звездочки, установленные на промежуточном валу с возможностью вращения относительно него, постоянно соединенные со звездочками, имеющими разное число зубьев, установленные на оси ведущего колеса, и фиксирующие элементы, установленные на промежуточном валу с возможностью осевого перемещения, осуществляющие блокирование какой-либо из промежуточных звездочек относительно промежуточного вала для включения передачи.

Недостатками данной конструкции является ее сложность, вызванная наличием большого числа зубчатых соединений (червячная передача с циркулирующими шариками, коническая зубчатая передача и три пары звездочек, снабженных роликовыми элементами), требующих высокой точности изготовления, и ограниченные функциональные возможности, обусловленные малым числом ступеней трансмиссии и только последовательным включением передач.

Задача изобретения заключается в расширении функциональных возможностей при одновременном упрощении конструкции.

Для решения указанной задачи в трансмиссии, содержащей ведущую звездочку, цепную передачу с натяжным устройством, промежуточный вал с установленными на нем с возможностью вращения промежуточными звездочками, постоянно соединенными со звездочками, установленными на оси ведущего колеса, и фиксирующие элементы, размещенные на промежуточном валу, промежуточный вал выполнен шлицевым с четным количеством промежуточных звездочек, между каждой парой которых установлены на шлицах фиксирующие элементы, выполненные в виде дисков, снабженных равнорасположенными по окружности отверстиями, содержащими фаски с обеих сторон диска, а также канавками с которыми взаимодействуют вилки, жестко связанные с штангами, установленными в корпусе параллельно промежуточному валу с возможностью осевого перемещения, а на обращенной к фиксирующему элементу боковой стороне каждой промежуточной звездочки установлены пальцы с коническими торцами, ответные отверстиям фиксирующих элементов.

На фиг.1 приведена схема восьмиступенчатой трансмиссии; на фиг.2 вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 вид по стрелке Б на фиг.1; на фиг.4 механизм переключения передач четырехступенчатой трансмиссии; на фиг.5 сечение А-А на фиг.4.

Восьмиступенчатая трансмиссия содержит установленные на раме 1 кареточный узел 2 с шатунами и педалями, большой ведущей звездочкой 3 и малой ведущей звездочкой 4, натяжные устройства 5 цепных передач 6 и 7 постоянного зацепления, ось 8 ведущего колеса и корпус 9 механизма переключения передач с установленным в его подшипниках параллельно оси 8 промежуточным шлицевым валом 10, на котором установлены с возможностью вращения относительно него промежуточные звездочки 11, снабженные пальцами 12 с коническими торцами. Перемещение промежуточных звездочек 11 вдоль вала 10 ограничено упорными кольцами 13. Фиксирующие элементы 14 размещены на промежуточном валу 10 между каждой парой промежуточных звездочек 11 и выполнены в виде дисков с отверстиями 15, содержащими фаски 16 и канавки 17, с которыми взаимодействуют вилки 18, жестко связанные с штангами 19, установленными в корпусе 9 параллельно промежуточному валу 10. На оси 8 неподвижно установлены звездочки 20 с различным числом зубьев, связанные цепными передачами 7 с промежуточными звездочками 11. Штанги 19 снабжены седлами 21, имеющими канавки, с которыми взаимодействуют сферические головки пальцев 25, неподвижно закрепленных в тягах 26 и 27, которые, в свою очередь, установлены с возможностью поворота, а тяга 26 также и с возможностью осевого перемещения во втулках 28 и 30. Втулки 28 и 29 шарнирно установлены в кронштейнах 31 и 32, неподвижно закрепленных на корпусе 9, а втулки 30 жестко связаны с рамой 1 при помощи кронштейна 33. Втулка 29 выполнена с Т-образным пазом 34, с которым взаимодействует стержень пальца 25, а втулка 28 пазом 35, имеющим форму двух Т, поставленных друг над другом. Тяги 26 и 27 оканчиваются рукоятками 36 и 37, снабженными схемами, поясняющими порядок их перемещения для включения соответствующих передач.

Четырехступенчатая трансмиссия отличается тем, что содержит одну вместо двух ведущую звездочку 3 и соответственно одну цепную передачу 6, соединенную со звездочкой 38 (фиг.4), неподвижно установленной на промежуточном валу 10, на котором также установлены четыре вместо шести промежуточные звездочки 22 и два вместо трех фиксирующих элемента 14. Отсутствуют также тяга 27 и детали, связанные с ней и необходимые для ее установки.

Вилка 18 выполнена разъемной (фиг.5) из условий сборки, и две ее части соединены между собой при помощи винтового соединения 39.

Трансмиссия работает следующим образом.

Вращение педалей преобразуется во вращение промежуточного вала 10 посредством большой ведущей звездочки 3 и связанных с ней цепной передачи 6 и промежуточной звездочки 11 (см. положение деталей на фиг.1, соответствующее высшему ряду передач). При этом вращение на ось 8 еще не передается. Для включения передачи, например, 5-й ступени необходимо рукоятку 36 повернуть в положение I (по часовой стрелке, если смотреть по ходу движения). При этом сначала палец 25, преодолевая сопротивление фиксатора 22, начинает перемещать штангу 19, а вилка 18 фиксирующий элемент 14 влево; при дальнейшем перемещении пальцы 12, направляемые фасками 16, попадают в отверстия 15, и промежуточная звездочка 11 начинает вращаться заодно с промежуточным валом 10, передавая вращение на звездочку 20 оси 8. При этом фиксатор 22 стопорит в этом положении штангу 19, препятствуя самопроизвольному выключению передачи. При необходимости теперь включить, например, передачу 8-й ступени, рукоятка 36 поворачивается в обратном направлении до нейтрального положения, при этом пальцы 12 выходят из отверстий 15 фиксирующего элемента 14, передача выключается и штанга 19 снова выставляется фиксатором 22, взаимодействующим с центральной канавкой седла 21, в нейтральном положении, что гарантирует от самопроизвольного включения передачи. Затем рукоятка 36 перемещается назад в осевом направлении, и палец 25 выходит из паза вилки 24 и входит в паз вилки 23. Потом рукоятка 36 поворачивается против часовой стрелки в положение IV, при этом посредством штанги 19 перемещается фиксирующий элемент 14 и передача вращения осуществляется на звездочку 20. При необходимости переключения на низший ряд передачи рукоятка 37 поворачивается из крайнего правого положения в крайнее левое, вращение при этом передается через малую ведущую звездочку 4 и промежуточную звездочку 11. Переключение передач должно производиться при холостом вращении педалей (без нагрузки).

Четырехступенчатая трансмиссия может быть преобразована в шестиступенчатую путем увеличения количества промежуточных звездочек 11, звездочек 20 с равным числом зубьев, расположенных на оси 8, до шести, установкой дополнительного фиксирующего элемента 14, дополнительной штанги 19 с вилками 18 и 24, а также выполнением паза 35 втулки 28 в виде трех Т, расположенных друг над другом.

Таким же образом восьмиступенчатая трансмиссия может быть преобразована в 12-ступенчатую.

Заявляемая трансмиссия обеспечивает возможность изменения количества передач от 4 до 12 и произвольный порядок включения передач, что расширяет ее функциональные возможности, а исключение червячной, конической пары и роликовых элементов звездочек упрощает ее конструкцию.