Велосипед с повышающей в несколько раз скорость трансмиссией

Задача полезной модели в увеличении эффективности или КПД велосипеда в несколько раз.

1. Задача решается тем, что велосипед, содержащий раму, руль, переднюю ось и втулку с колесом, заднюю ось и втулку с колесом, шестерню или шестерни с трещеточным механизмом, цепную передачу от педального привода к шестерне или шестерням трещеточного механизма, расположенным на задней втулке, дополнительно снабжен зубчатым понижающим редуктором, сопрягающим шестерню или шестерни с задней втулкой, и состоящим из шестерни с зубчатым колесом, находящимся во внутреннем зацеплении с первым зубчатым колесом, соосно сопряженным через подшипник с первой осью, жестко сопряженной с рамой; первое зубчатое колесо находится во внешнем зубчатом зацеплении со вторым зубчатым колесом, соосно сопряженным с шайбой большего диаметра и через подшипник со второй осью, жестко сопряженной с рамой; второе зубчатое колесо находится во внешнем зубчатом зацеплении с зубчатым колесом обгонной муфты с храповиком, жестко сопряженным со втулкой заднего колеса.

2. Устройство по п.1 дополнительно снабжено третьим зубчатым колесом, соосно сопряженным с шайбой большего диаметра и через подшипник с третьей осью, жестко сопряженной с рамой; третье зубчатое колесо находится во внешнем зубчатом зацеплении с зубчатым колесом обгонной муфты и находится во внутреннем зубчатом зацеплении с зубчатым колесом шестерни с зубчатым колесом; первое зубчатое колесо или первое и второе зубчатые колеса выведены из зацепления или отсутствуют.

Таким образом, при достижении стационарной скорости вращения педалей и передаче вращательного момента к шестерни или шестерням, при прочих равных условиях, скорость вращения задней втулки по сравнению со скоростью вращения шестерен окажется в несколько раз увеличенной. Это значит, что утомляемость мышц ног при стационарном перемещении велосипеда на одно и то же расстояние в сравнении с велосипедом аналогом полезной модели, окажется уменьшенной в несколько раз. Тем самым решается задача полезной модели.

Область техники, к которой относится полезная модель

Полезная модель относится к велосипедным трансмиссиям с цилиндрическими зубчатыми колесами.

Уровень техники

В качестве ближайшего аналога (прототипа) выбран велосипед, раскрытый в патенте RU 2318571, который содержит раму, руль, переднюю ось и втулку с колесом, заднюю ось и втулку с колесом, шестерню или шестерни с трещеточным механизмом, цепную передачу от педального привода к шестерне или шестерням трещеточного механизма, расположенным на задней втулке. Дополнительно шестерня или шестерни трещеточного механизма сопряжены с задней втулкой через шестерню с зубчатым колесом, находящимся во внутреннем зацеплении с первым зубчатым колесом, соосно сопряженным через подшипник с первой осью, жестко сопряженной с рамой.

Однако в обычном направлении вращения педалей скорость вращения связанной с цепью шестерни трещеточного механизма и скорость вращения колеса велосипеда одинаковы. Это препятствует получению технического результата в виде увеличенной скорости вращения колеса велосипеда по сравнению со скоростью вращения шестерни трещеточного механизма.

Также из прототипа (фиг.3) известно, что при противоположном направлении вращения педалей передача вращательного момента втулке заднего колеса обеспечивается зубчатым колесом, имеющим:

внешнее зубчатое зацепление с зубчатым колесом обгонной муфты;

внутреннее зубчатое зацепление с зубчатым колесом шестерни с зубчатым колесом;

соосное сопряжение через подшипник с осью, жестко сопряженной с рамой.

Раскрытие полезной модели

Для повышения скорости вращения колеса велосипеда по сравнению со скоростью вращения шестерни трещеточного механизма предлагается усовершенствовать велосипед, который содержит раму, руль, переднюю ось и втулку с колесом, заднюю ось и втулку с колесом, шестерню или шестерни с трещеточным механизмом, цепную передачу от педального привода к шестерне или шестерням трещеточного механизма, расположенным на задней втулке. Дополнительно шестерня или шестерни трещеточного механизма сопряжены с задней втулкой через шестерню с зубчатым колесом, находящимся во внутреннем зацеплении с первым зубчатым колесом, соосно сопряженным через подшипник с первой осью, жестко сопряженной с рамой.

Признаками, отличительными от наиболее близкого аналога, являются признаки того, что первое зубчатое колесо находится во внешнем зубчатом зацеплении со вторым зубчатым колесом, соосно сопряженным с шайбой большего диаметра и через подшипник со второй осью, жестко сопряженной с рамой; второе зубчатое колесо находится во внешнем зубчатом зацеплении с зубчатым колесом обгонной муфты с храповиком, жестко сопряженным со втулкой заднего колеса.

В частном случае выполнения велосипеда в случае вывода из зацепления первого зубчатого колеса или первого и второго зубчатых колес передача вращательного момента втулке заднего колеса обеспечивается третьим зубчатым колесом, имеющим:

внешнее зубчатое зацепление с зубчатым колесом обгонной муфты;

внутреннее зубчатое зацепление с зубчатым колесом шестерни с зубчатым колесом;

соосное сопряжение с шайбой большего диаметра и через подшипник с третьей осью, жестко сопряженной с рамой.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показан вид сбоку, на фиг.2 вид сверху, где 1 - рама, 2 - задняя ось, 3 - задняя втулка, 4 - трещетка, 5 - шестерня с зубчатым колесом, 6, 7 - первое и второе зубчатые колеса, 8, 9 - первая и вторая оси с подшипниками скольжения, 10 - шайба, 11 - обгонная муфта с зубчатым колесом, 12 - храповик обгонной муфты, 13 - зубчатое колесо с подшипником скольжения и третьей осью 14.

Осуществление полезной модели

Рама 1 служит каркасом для сопряжения всех остальных деталей с ней и между собой.

Задняя ось 2 служит для скольжения по ней через подшипники задней втулки 3.

Задняя втулка 3 предназначена для крепления заднего колеса, сопряжения с трещеткой 4 и обгонной муфтой 11.

Трещетка 4 предназначена для передачи вращательного момента задней втулке 3 или свободного по ней вращения шестерни с зубчатым колесом 5 соответственно при вращении в одном или другом направлении.

Шестерня с зубчатым колесом 5 участвует в цепной передаче и передает вращательный момент через внутреннее зубчатое зацепление первому зубчатому колесу 6.

Первое зубчатое колесо 6 служит для передачи вращательного момента через внешнее зубчатое зацепление второму зубчатому колесу 7.

Второе зубчатое колесо 7 служит для передачи вращательного момента через внешнее зубчатое зацепление обгонной муфте с зубчатым колесом 11.

Первая и вторая оси с подшипниками скольжения 8, 9 обеспечивают вращение и работоспособность первого и второго зубчатых колес 6, 7.

Шайба 10 предназначена для фиксации обгонной муфты с зубчатым колесом 11 в положении, обеспечивающем работоспособность зубчатого зацепления.

Обгонная муфта с зубчатым колесом 11 передает вращательный момент со второго зубчатого колеса 7 втулке 3 с увеличенной, в частности, в три раза скоростью по сравнению со скоростью вращения шестерни с зубчатым колесом 5 при соотношении числа зубцов у зубчатых колес 5 и 11 как 3:1.

Проигрывая в потерях на трение в зубчатом зацеплении, получаем значительно более существенный выигрыш в скорости.

Вместо двух зубчатых колес 6, 7 может использоваться только одно 13, находящееся в зацеплении с 5 и 11, когда выведено из зацепления зубчатое колесо 6. Третье зубчатое колесо 13 обеспечивает передачу вращательного момента втулке 3 при вращении педалей в обратном направлении по отношению к привычному. Когда же в зацеплении находятся зубчатые колеса 6 и 7, третье зубчатое колесо 13 выведено из зацепления и не используется. В этой ситуации вращательный момент втулке 3 передается при обычном, привычном направлении вращения педалей.

Третье зубчатое колесо 13 со своим подшипником скольжения и третьей осью 14 может совершенно отсутствовать.

Таким образом, при достижении постоянной скорости вращения педалей и передаче вращательного момента к шестерни или шестерням, при прочих равных условиях, скорость вращения задней втулки по сравнению со скоростью вращения шестерен окажется в несколько раз увеличенной.

1. Велосипед, содержащий раму (1), руль, переднюю ось и втулку с колесом, заднюю ось (2) и втулку (3) с колесом, шестерню или шестерни с трещеточным механизмом (4), цепную передачу от педального привода к шестерне (5) или шестерням трещеточного механизма (4), расположенным на задней втулке (3), дополнительно шестерня (5) или шестерни трещеточного механизма (4) сопряжены с задней втулкой (3) через шестерню с зубчатым колесом, находящимся во внутреннем зацеплении с первым зубчатым колесом (6), соосно сопряженным через подшипник с первой осью (8), жестко сопряженной с рамой (1), отличающийся тем, что первое зубчатое колесо (6) находится во внешнем зубчатом зацеплении со вторым зубчатым колесом (7), соосно сопряженным с шайбой (10) большего диаметра и через подшипник со второй осью, жестко сопряженной с рамой (1); второе зубчатое колесо (7) находится во внешнем зубчатом зацеплении с зубчатым колесом (11) обгонной муфты с храповиком, жестко сопряженным со втулкой (3) заднего колеса.

2. Велосипед по п.1, отличающийся тем, что в случае вывода из зацепления первого зубчатого колеса (6) или первого и второго зубчатых колес (6, 7) передача вращательного момента втулке заднего колеса обеспечивается третьим зубчатым колесом (13), имеющим:

внешнее зубчатое зацепление с зубчатым колесом (11) обгонной муфты;

внутреннее зубчатое зацепление с зубчатым колесом (5) шестерни с зубчатым колесом;

соосное сопряжение с шайбой большего диаметра и через подшипник с третьей осью (14), жестко сопряженной с рамой (1).