Привод транспортного средства
Использование: в приводах мускульных транспортных средств. Сущность изобретения: привод содержит четырехзвенный шарнирный кривошипно - шатунный механизм, который выполнен с возможностью передачи сил вдоль шатуна. Длина шатуна и коромысла больше в 1,1 - 3,0 длины кривошипа. Расстояние от оси соединения коромысла с рамой до центра вращения кривошипа в 1,1 - 3,5 больше длины кривошипа, жестко связанного с ведущей передачей внутреннего зацепления, сообщающей вращение через ведомую передачу на колесе. 3 ил.
Изобретение относится к приводу транспортных средств, преимущественно к велосипедам, веломобилям и другим транспортным средствам, приводимым мускульной силой.
Известен привод транспортного средства, приводимый в движение мускульной силой, выполненный в виде четырехвалентного шарнирного кривошипно-коромыслового механизма, содержащий раму, колесо, педали, кривошип, шатун, коромысло, передающего возвратно-поворотные усилия на колесо. Недостатки известного привода низкий КПД по причине несоответствия параметров четырехзвенного шарнирного кривошипно-коромыслового механизма оптимальным, отсутствие возможности быстрой езды на транспортном средстве с применением известной конструкции ввиду отсутствия ведущей и ведомой передачи, отсутствие возможности передачи сил вдоль шатуна. Цель изобретения повышение эффективности (увеличение КПД) приводов транспортных средств, приводимых в движение мускульной силой, а также расширение функциональных возможностей приводов транспортных средств, содержащих четырехзвенники с педалями. Цель изобретения достигается выполнением длины шатуна и коромысла больше в 1,1-3,0 длины кривошипа, а расстояния от оси соединения коромысла с рамой до центра вращения кривошипа в 1,1-3,5 раз больше длины кривошипа. Расширение функциональных возможностей привода достигается выполнением привода с возможностью жесткой связи кривошипа с ведущим звеном передачи внутреннего зацепления, кинематически связанной через ведущую передачу с колесом, а также выполнением шарнирного четырехзвенника с возможностью передачи мускульных сил вдоль шатуна. Повышение КПД при передаче сил F, направленных вдоль шатуна, на вращательное движение кривошипа характеризуется увеличением момента М на оси вращения кривошипа и определяется углом давления : M= Frcos где: М сумма моментов на оси кривошипа, F сила, действующая вдоль шатуна, r длина кривошипа, угол давления. После преобразований и сложного вывода формула момента примет выражениe i(е при F 1, где относительная величина шатуна, P относительная величина коромысла, относительная величина рас- стояния от оси соединения коромысла с рамой до центра вращения кривошипа,угол поворота кривошипа от верхнего положения до нижнего положения педали. В случае предлагаемой конструкции привода транспортного средства характер величины момента М имеет нелинейные формы (фиг. 2) и при постоянном значении силы F зависит только от относительных размеров шарнирного четырехзвенника. Доказательство повышенного КПД, предложенного устройства. (Артоболевский А. А. Теория механизмов и машин. М. Наука, 1975, с. 318, формула 14.13):
=1
где АТ работа непроизводственных сопротивлений,
АD работа движущих сил. АТ для прототипа и предложенного приводов можем принять одинаковой. АD=ND t, где ND мощность,
t время (в общем случае ND ): в то же время ND=M , где: М момент известного привода, угловая скорость. При обозначении Мп момент предложенного привода из области показанной на фиг. 2, работа движущих сил привода равна: АDп=Мп t; при обозначении
КПД прототипа (или известного четырехзвенника),
п КПД предложенного привода повышенных моментов и сравнении выражений КПД:
= 1 и п=1 Учитывая что значение для известной конструкции и предложенного привода одинаковы, тогда:
> где: Мп>М; п> и на основании вышеизложенного можно утверждать о повышении КПД в предложенном приводе. Доказательство предельных значений относительных параметров предложенного привода приведено на фиг. 2. Исходя из вывода P Р, длина шатуна и коромысла принятa больше 1,1 длины кривошипа, так как меньше этой величины кривошип не проворачивается, т. е. не выполняется существование четырехзвенника с проворачиваемым кривошипом. Величины шатуна и коромысла более 3,0 значений кривошипа невозможны ввиду предельных перемещений двигательных органов велосипедиста. Предельные значения расстояния от оси соединения коромысла с рамой до центра вращения кривошипа больше 3,5 значений кривошипа невозможны, так как при больше 3,5 не обеспечивается повышение моментов на оси кривошипа и повышение КПД привода транспортного средства. Меньшее значение , чем 1,1, неприемлемо ввиду заклинивания четырехзвенного шарнирного кривошипно-коромыслового механизма при обратном (возвратном) ходе педали. Использование четырехзвенного шарнирного кривошипно-коромыслового механизма с повышенными значениями КПД возможно только при выполнении его с возможностью передачи мускульных сил велосипедиста вдоль шатуна. Расширение функциональных возможностей привода по сравнению с известным обеспечивается тем, что кривошип жестко связан с ведущей передачей внутреннего зацепления, передающей вращение на ведомую (звездочку) передачу, которая жестко или через обгонную муфту связана с колесом. Мо=114,6 при F=1, это значения единичного момента, который обеспечивают все механизмы кривошипно-шатунный, кривошипный и др. На фиг. 2 показано расчетное поле параметров четырехзвенника при воздействии сил, направленных вдоль шатуна. На фиг. 1 представлен предлагаемый привод транспортного средства. Привод содержит раму 1, колесо 2, педали 3, кривошип 4,шатун 5, коромысло 6, ведущее звено 7 передачи, ведомое звено 8 передачи, ось 9 вращения колеса и ведомой передачи. На фиг. 2 представлена зависимость единичного момента от параметров четырехзвенного шарнирного кривошипно-коромыслового механизма при действии сил вдоль шатуна; на фиг. 3 возможный вариант исполнения конструкции соединения ведущей и ведомой передач с рамой и колесом. Привод транспортного средства имеет четырехзвенный шарнирный кривошипно-коромысловый механизм на обе ноги велосипедиста, содержащий шатун 5, кривошип 4, коромысло 6 и педали 3, шарнирно связанные с рамой 1. Одновременно кривошип жестко связан с ведущим 7 звеном передачи, передающим вращательное движение ведомому звену 8 передачи, вращающемуся на оси 9, как и колесо 2, на подшипниках 13. Ведомая передача связана с колесом через обгонную муфту 10. Крепление колеса к раме осуществляется с помощью ступицы 11 посредством гайки 12. Четырехзвенник размещен на раме с возможностью передачи сил вдоль шатуна. Велосипедист попеременно нажимает на педали привода транспортного средства, которые, совершая возвратно-поворотные перемещения, передают усилия вдоль шатуна на кривошип. Вращательное движение кривошипа через ведущую и ведомую передачи передаются на колесо посредством обгонной муфты. Возможность передачи мускульных сил вдоль шатуна четырехзвенного шарнирного кривошипно-коромыслового механизма и выполнение длины шатуна и коромысла больше в 1,1-3,0 длины кривошипа, а расстояния от оси соединения коромысла с рамой до центра вращения кривошипа в 1,1-3,5 больше длины кривошипа, жестко связанного с ведущей передачей внутреннего зацепления, сообщающей вращение через ведомую передачу на колесо, обеспечивают повышение КПД и расширение функциональных возможностей привода транспортного средства.
Формула изобретения
Mo(, , ) = const,
где M момент на оси кривошипа;
относительная величина шатуна;
r относительная величина коромысла;
d относительная величина расстояния от оси соединения коромысла с рамой до центра вращения кривошипа.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Похожие патенты:
Мускульный привод транспортного средства // 2028960
Изобретение относится к медицинскому, туристическому и спортивному оборудованию, а именно к коляскам для инвалидов и туристов, велосипедам для туристов и спортсменов
Привод транспортного средства // 2028243
Изобретение относится к транспортным средствам, приводимым мускульной силой человека
Велосипед // 2025388
Изобретение относится к транспортному машиностроению, а более конкретно - к транспортным средствам, приводимым в движение мускульной силой человека, - велосипедам
Изобретение относится к механическому колесному транспорту, приводимому в движение мускульной энергией водителя
Велосипед // 2009942
Изобретение относится к транспортным средствам, приводимым в движение мускульной силой человека, в частности к силовым трансмиссиям велосипедов
Привод транспортного средства // 2003572
Привод велосипеда // 2000990
Мускульный привод транспортного средства // 2100240
Веломобиль // 2105692
Велосипед реечный // 2122958
Изобретение относится к личным индивидуальным транспортным средствам передвижения по грунтовым проселочным и шоссейным дорогам
Способ привода велосипеда // 2130400
Изобретение относится к машиностроению, в частности к механическим передачам, в частности к приводу велосипеда
Велосипед антипова // 2146632
Изобретение относится к области машиностроения и спорта, а более конкретно к изготовлению велосипедов
Изобретение относится к транспортным средствам, в частности к конструкции привода грузового велосипеда
Изобретение относится к наземным транспортным средствам
Изобретение относится к наземным транспортным средствам