自行车驱动机构的创新设计与分析

发布时间：2021-06-08

２０１１年１月第３９卷第２期

机床与液压

ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ

Ｊａｎ．２０１１Ｖ０１．３９Ｎｏ．２

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８８１．２０１１．０２．００６

自行车驱动机构的创新设计与分析

卜云峰，王文志，侯志伟，左晓明

（淮阴工学院机械工程系，江苏淮安２２３００３）

摘要：以传统自行车为基体，利用杠杆原理，将平面四连杆机构应用于自行车，替代链轮传动机构，对自行车进行改造。实际使用结果证明：四连杠杆式自行车驱动机构具有结构新颖、原理独特、能量转换率高等特点，为人力自行车的驱动技术的改进和发展开辟了新的途径。四连杆杠杆式自行车驱动机构不仅可用于传统自行车的改造，由于杠杆运动范围小，便于残疾人手动操作，更适用于残疾人专用车；也可应用于旅游、环保机械等行业。

关键词：杠杆；四连杆机构；自行车；创新设计；传动机构中图分类号：ＴＨｌ２

文献标识码：Ａ

文章编号：１００１—３８８１（２０１１）２—０２８—３

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随着全球资源的匮乏，尤其是汽油的紧缺，使得车辆的能源问题引起人们的高度关注，并不得不去寻求新的能源。而自行车是以人力作为动力，没有能源的约束，自问世以来久盛不衰，它既是人们理想的环保交通工具，也是健身和运载工具。随着工业技术的发展，又出现了电动自行车、磁动力自行车等，但是这些产品仍然是以一次能源作为基础。人力驱动的自行车，又重新受到高度重视，因此，伴随而来的问题，是怎样提高其作功的转换效率。针对这个问题，以传统自行车为基体，利用杠杆原理，将平面四连杆机构应用于自行车，替代链轮传动机构，对自行车的传动机构进行改造，研制四连杠杆式自行车传动机构。经验证，四连杠杆式自行车驱动机构具有结构新颖、原理独特、能量转换率高等特点，为人力自行车的驱动技术改进和发展开辟了新的途径，创造了自行车传动机构设计的新理念。

１

车的行驶速度和提高能量转换效率。链传动机构自行车的历史非常久远，已普遍被人们所接受。针对自行车传动机构的创新问题，作者查阅了大量的资料。检索结果表明，在自行车传动机构的研究中，多年未见

重大的突破。

２设计目标与实现方案描述２．１设计背景与创新构思

人力自行车的应用十分广泛，目前所采用的传动机构主要是链轮和齿轮传动机构等。这些传动机构的结构和性能限制了自行车的使用性能和力的转换效率的进一步提高，自行车的传动机构已成为人力白行车性能提高的主要技术瓶颈。为此，作者对传统自行车的传动机构进行了改进，用四连杠杆式传动机构替代自行车的链轮传动机构。

２．１．１杠杆机构与四连杆机构的综合

传统的人力自行车的驱动装置，是通过踏板带动摇杆产生圆周运动，与摇杆固连的主动链轮使链条运动并驱动从动链轮转动从而带动车轮同步转动。

自行车链轮驱动装置的特点是结构简单、传动可

国内外研究概况

自１７９０年第一辆自行车诞生以来，国内外对自

行车的研究集中于减少自行车的运动阻力、提高自行

收稿日期：２００９—１２—１１