自行车驱动机构的创新设计与分析(3)

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机床与液压

第３９卷

绕Ｂ轴１向下转动，而右压杆１０上的Ｄ轴９也随着支杆８绕Ｂ轴ｌ运动，并通过ｃ轴７拉动摇杆６绕Ａ轴３顺时针摆动，使摆杆上的内齿轮４带动与其啮合的飞轮５作同方向旋转，从而实现右四连杠杆式自行车传动机构经飞轮带动车轮一同旋转的目的。压杆在上下摆动时，由于四连杆运动的作用，摇杆上的内齿带动飞轮旋转的圈数有限。因此，在自行车后轮的两侧分别安装了一组四连杠杆式自行车传动机构。由此可得，当左压杆１６向下运动时，通过左四连杠杆式自行车传动机构经飞轮带动车轮达到连续旋转的

目。

根据齿轮外啮合运动时，两齿轮旋转方向相反的原理，当右压杆ｌＯ向下运动时，经右槽轮组ｌｌ带动右连杆１２，驱动连动器１３，使左连杆１７经左槽轮组１８带动左压杆１６向上运动，从而实现左右压杆上下连动，同时增强了杠杆运动的稳定性。

根据四连杆的运动轨迹，当左右支杆随着左右压杆移动到水平位置时，压杆上的Ｄ轴９与Ｂ轴１水平距离最远。因此，压杆的力臂增长，这样有利于高效地将人的体能转换成机械能。

在压杆运动时，由于支杆上的Ｄ轴９绕Ｂ轴１的旋转半径小于摇杆６上的Ｃ轴７绕Ａ轴３的旋转半径，因此在它们的运动弧长相同的情况下，支杆８通过压杆拉动摇杆６时其所转的角度小于摇杆６所转的角度，则摇杆６的运动转角大于压杆１０的运动转角。又因左右压杆是以交替式往复摆动形式运动，因此摇杆６运动转角越大，飞轮５获得的线速度就越大，则自行车的行驶速度就越快。

综上所述，四连杠杆式自行车传动机构能有效保证自行车的行驶速度，改善传动的平稳性和连续性，使自行车的技术性能和使用效率得到提高，用途更为广泛，为环保型人力自行车的技术改进和发展开辟了新的途径，创造了新的设计理念。

实用价值

四连杠杆式自行车传动机构不仅能替换自行车的

链轮传动机构，而且也可以应用到其他方面，例如残疾人车。杠杆机构的压杆运动范围小的特点，更便于残疾人手动操作，同时起到省力环保的作用。

四连杠杆式自行车传动机构还可运用到娱乐旅游行业和环保机械等方面，例如观光旅游车、观光旅游船以及环卫交通工具等，具有适用范围广、转换效率高等优势。

四连杠杆式自行车传动机构，摆脱了链传动机构

万方数据

的不足，应用杠杆原理和齿轮传动原理，结合四连杆运动轨迹有效加长运动过程中杠杆的力臂长度、增大对顶角，提高了能量转换效率，既节省能源，又降低劳动强度，且达到环保的目的。

四连柯杆式自行车实物如图６示。

图６四连杠杆式自行车实物图

３总结

四连杠杆式自行车传动机构具有结构新颖、原理独特、能鼍转换率高等特点，为人力自行车的技术改进和发展开辟了新的途径，创造了自行车驱动机构设计的新理念。

（１）用四连杆运动的方式可增大力的输出，适当增长杠杆力臂，有利于提高机械能的转化效率；

（２）新的驱动机构使摆杆上的内齿轮产生较大的摆动角度，使与其啮合的飞轮获得较大的线速度；

（３）根据齿轮外啮合运动时，两齿轮旋转方向相反的原理，通过联动器实现了左右杠杆运动的连动，增强了运动的稳定性和连续性；

（４）由于四连杠杆式自行车传动机构在运动过程中无死点、不间断，因此，它传动平稳，更适合应用于交通和运载工具中。参考文献：

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