Трансмиссия велосипеда
Изобретение относится к трансмиссиям, в частности к трансмиссиям велосипеда. Трансмиссия велосипеда содержит ведущую звездочку, установленную на первой оси вращения. Первая ось вращения жестко связана с педалями велосипеда. Ведущая звездочка выполнена с наружным зубчатым венцом. Главная ведомая звездочка установлена с возможностью вращения посредством бесконечного гибкого зубчатого тела. На оси вращения заднего колеса соосно установлены рабочие ведомые звездочки. Главная ведомая звездочка выполнена в виде кольца, снабженного по наружному периметру наружным и внутренним зубчатым венцами. Между наружным и внутренним венцами главной рабочей звездочки перпендикулярно плоскости кольца выполнен кольцевой выступ, размещенный во втулке. Наружная боковая поверхность втулки снабжена первыми ползунами, расположенными напротив друг друга и предназначенными для перемещения вдоль первых направляющих. С первыми направляющими жестко связаны вторые ползуны. Вторые направляющие жестко закреплены относительно оси рабочих ведомых звездочек. Достигается повышение надежности трансмиссии. 8 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к трансмиссиям с колесами, перемещаемыми при переключении.
Известен привод велосипеда по патенту РФ №2184673 на изобретение, содержащий двухступенчатую передачу, состоящую из ведущей звездочки первой ступени, установленной на валу кривошипов и связанной цепью с ведомой звездочкой, на валу которой закреплена ведущая звездочка многоскоростной цепной передачи второй ступени с механизмами натяжения, перекладки цепи и свободного хода, при этом вторая ступень содержит одну ведомую звездочку на втулке колеса, блок ведущих звездочек, установленный на валу ведомой звездочки первой ступени с возможностью осевого перемещения, устройства для осуществления такого перемещения, фиксации блока в определенном положении и ограничение поперечного смещения цепи от положения в плоскости ведомой звездочки второй ступени, при этом механизм свободного хода размещен на втулке колеса или на валу ведомой звездочки первой ступени.
Известна четырехступенчатая трансмиссия велосипеда по патенту РФ №2599139 на изобретение, содержащая коробку передач, в которой соосно расположены входной и выходной валы и параллельно им расположен промежуточный вал, на которых установлены три пары шестерен внешнего зацепления, между ними расположены муфты переключения передач, при этом картер коробки передач зафиксирован на раме велосипеда, кривошипы педалей закреплены на входном валу, на промежуточном валу закреплены три шестерни, зацепленные с шестернями, установленными свободно: две на входном валу и одна на трубчатом выходном валу, свободно установленном на входном валу, между шестернями входного вала закреплен зубчатый венец с трехпозиционной муфтой переключения, второй зубчатый венец с трехпозиционной муфтой переключения закреплен на внутреннем конце трубчатого выходного вала, на наружном конце которого закреплена ведущая звездочка цепной передачи.
Известные трансмиссии велосипедов имеют сложную конструкцию и недостаточную скорость переключения передачи.
Известна тормозная втулка колеса велосипеда по патенту РФ №2009940 на изобретение, содержащая ось, корпус, сопряженный через подшипники с двумя конусами, установленными на оси, промежуточный конус со звездочкой и обгонной муфтой, имеющей тормозной конус с роликами для взаимодействия с тормозной колодкой, при этом на внутренней поверхности корпуса выполнены два ряда храповых зубьев, а втулка снабжена дополнительной звездочкой, установленной через подшипник на промежуточном конусе и выполненной с собачками, упруго поджатыми к зубьям одного ряда корпуса, а обгонная муфта промежуточного конуса выполнена в виде храповых собачек, упруго поджатых к промежуточному конусу, расположенных против зубьев второго ряда корпуса. Шаг зубьев одного ряда корпуса может быть больше шага зубьев второго ряда. Изобретение обеспечивает две ступени скорости вращения колеса, для чего на корпусе-втулке выполнены два ряда зубьев, звездочка закреплена на промежуточном конусе, на котором выполнены собачки.
Втулка по патенту РФ №2009940 выбрана в качестве наиболее близкого аналога (прототипа).
Недостатком прототипа являются его ограниченные возможности ввиду ограничения количества скоростей трансмиссии - только две скорости. При увеличении количества скоростей больше двух будет пропорционально увеличиваться масса трансмиссии, т.к. на каждую скорость понадобится свое гибкое зубчатое тело и соответствующее количество ведущих и ведомых звездочек.
Техническая проблема, решаемая изобретением, - создание универсальной трансмиссии для велосипедов, надежной и простой. Кроме того, заявляемое изобретение позволяет расширить арсенал трансмиссий для велосипеда.
Технический результат, достигаемый изобретением, - расширение функциональных возможностей за счет увеличения количества скоростей трансмиссии без значительного увеличения ее массо-габаритных характеристик и при сохранении надежности трансмиссии.
Заявляемый технический результат и техническая проблема достигаются за счет того, что в трансмиссии велосипеда, содержащей ведущую звездочку, установленную на первой оси вращения и жестко закрепленную на ней, первая ось вращения жестко связана с противоположных сторон с педалями велосипеда, ведущая звездочка выполнена с наружным зубчатым венцом, первая ось вращения установлена на расстоянии от второй оси вращения, при этом вторая ось вращения является осью вращения заднего колеса велосипеда, кинематически связанного через механизм свободного хода с главной ведомой звездочкой, установленной с возможностью вращения в результате передачи движения посредством бесконечного гибкого зубчатого тела от ведущей звездочки, согласно изобретению на оси вращения заднего колеса соосно установлены рабочие ведомые звездочки с возможностью передачи вращения заднему колесу через механизм свободного хода, каждая из рабочих ведомых звездочек снабжена наружным зубчатым венцом, рабочие ведомые звездочки выполнены с разным диаметром по вершинам зубцов наружных зубчатых венцов, главная ведомая звездочка выполнена в виде кольца, снабженного по наружному периметру наружным зубчатым венцом, предназначенным для взаимодействия с бесконечным гибким зубчатым телом, и внутренним зубчатым венцом, выполненным по внутреннему периметру кольца и предназначенным для взаимодействия с наружным венцом рабочей ведомой звездочки, между наружным и внутренним венцами главной рабочей звездочки перпендикулярно плоскости кольца выполнен кольцевой выступ, который размещен во втулке соосно с ней с возможностью вращения внутри втулки, при этом кольцевой выступ главной ведомой звездочки размещен во втулке с возможностью совместного и взаимообусловленного движения втулки и главной ведомой звездочки вдоль оси рабочих ведомых звездочек и/или в плоскости, перпендикулярной указанной оси, наружный зубчатый венец главной ведомой звездочки расположен вокруг наружного периметра втулки, а внутренний зубчатый венец главной ведомой звездочки расположен по внутреннему периметру втулки, диаметр по вершинам зубцов внутреннего зубчатого венца главной ведомой звездочки больше, чем диаметр по вершинам зубцов наружного зубчатого венца каждой рабочей ведомой звездочки, ось рабочих ведомых звездочек проходит через внутреннее отверстие кольца главной ведомой звездочки и внутреннюю полость втулки, при этом поперечное сечение втулки перпендикулярно указанной оси, наружная боковая поверхность втулки снабжена первыми ползунами, жестко связанными с ней, расположенными напротив друг друга и предназначенными для перемещения вдоль первых направляющих, расположенных параллельно друг другу и плоскости, перпендикулярной оси рабочих ведомых звездочек, при этом перемещение первых ползунов вдоль первых направляющих предназначено для обеспечения расцепления внутреннего венца главной ведомой звездочки с наружным венцом рабочей ведомой звездочки, с первыми направляющими жестко связаны вторые ползуны, предназначенные для перемещения вдоль вторых направляющих, расположенных параллельно друг другу в плоскости, обеспечивающей перемещение вторых ползунов вдоль оси рабочих ведомых звездочек, при этом вторые направляющие жестко закреплены относительно оси рабочих ведомых звездочек, приводное устройство, предназначенное для управления перемещением ползунов по направляющим.
Рабочие ведомые звездочки могут быть установлены на оси заднего колеса велосипеда таким образом, чтобы изменение диаметра по вершинам зубцов наружных зубчатых венцов рабочих ведомых звездочек происходило постепенно от звездочки с максимальным диаметром к звездочке с минимальным диаметром.
Ведомые звездочки могут быть закреплены на оси заднего колеса крепежной втулкой.
Между внутренней поверхностью втулки и наружной поверхностью кольцевого выступа могут быть размещены шарики для образования подшипника качения.
Втулка может быть подпружинена относительно первых направляющих посредством возвратной пружины.
Первые ползуны могут быть подпружинены относительно первых направляющих посредством возвратной пружины.
Вторые ползуны могут быть подпружинены относительно вторых направляющих посредством возвратной пружины.
Привод, предназначенный для управления ползунами, выполнен тросиковым.
Прямая, проходящая по вершинам зубцов наружных венцов от первой рабочей ведомой звездочки с максимальным диаметром к последней рабочей ведомой звездочке с минимальным диаметром, может быть наклонена к оси заднего колеса на угол α, при этом плоскость, в которой расположены вторые направляющие, также может быть наклонена относительно оси рабочих ведомых звездочек на угол α, таким образом, чтобы прямая, проходящая по вершинам зубцов наружных венцов от первой рабочей ведомой звездочки с максимальным диаметром к последней рабочей ведомой звездочке с минимальным диаметром была параллельна плоскости, в которой расположены вторые направляющие.
Заявляемая трансмиссия велосипеда содержит ведущую звездочку, установленную на оси вращения и жестко закрепленную относительно указанной оси. Ось приводится во вращение посредством педалей велосипеда, жестко связанных с противоположными концами указанной оси. Ведущая звездочка выполнена с наружным зубчатым венцом.
В заявляемом изобретении под зубчатым венцом понимается чередование зубцов и впадин между ними, выполненных по периметру кольца или круга. При этом под наружным зубчатым венцом понимается чередование зубцов и впадин между ними по наружному периметру кольца или круга; а под внутренним зубчатым венцом понимается чередование зубцов и впадин между ними по внутреннему периметру кольца.
На оси вращения заднего колеса установлен блок ведомых звездочек. Вращение от ведущей звездочки блоку ведомых звездочек передается посредством бесконечного гибкого зубчатого тела (зубчатого ремня или цепи).
Блок ведомых звездочек содержит главную ведомую звездочку и рабочие ведомые звездочки.
Главная ведомая звездочка выполнена в виде кольца с наружным зубчатым венцом, предназначенным для взаимодействия (зацепления) с гибким зубчатым телом, и внутренним зубчатым венцом, предназначенным для взаимодействия с наружными зубчатыми венцами других (рабочих) ведомых звездочек блока.
Рабочие ведомые звездочки установлены на оси вращения заднего колеса соосно, последовательно рядом друг с другом и имеют разное количество зубцов наружных венцов, определяющих передачу трансмиссии. Очевидно, что ось вращения заднего колеса одновременно является осью вращения рабочих ведомых звездочек. Вращение от рабочих ведомых звездочек передается заднему колесу через механизм свободного хода.
Рабочие ведомые звездочки установлены на оси вращения заднего колеса таким образом, чтобы изменение (уменьшение или увеличение) количества звеньев наружною венца происходило последовательно от одной рабочей ведомой звездочки к соседней и далее. При этом прямая, проходящая по вершинам зубцов от первой рабочей ведомой звездочки с наибольшим диаметром до последней рабочей ведомой звездочки с минимальным диаметром, образует с осью, на которой установлены рабочие ведомые звездочки, угол α.
Блок ведомых звездочек на оси вращения заднего колеса может быть закреплен крепежной втулкой, предотвращающей самопроизвольное удаление рабочих звездочек с оси вращения заднего колеса.
Главная ведомая звездочка снабжена кольцевым цилиндрическим выступом, расположенным между наружным и внутренним венцами перпендикулярно плоскости кольца. Указанный кольцевой выступ главной ведомой звездочки размещается во втулке коаксиально с ней. Втулка расположена таким образом, что ось рабочих ведомых звездочек (ось вращения заднего колеса) проходит через втулку, при этом поперечное сечение втулки перпендикулярно оси рабочих ведомых звездочек. После того, как кольцевой выступ главной ведомой звездочки размещен внутри втулки, коаксиальной с ней, наружные венцы главной рабочей звездочки будут расположены по наружному периметру втулки, а внутренний венец главной рабочей звездочки будет расположен по внутреннему периметру втулки. При таком размещении кольцевого выступа главной ведомой звездочки во втулке будет обеспечена возможность вращения кольцевого выступа внутри втулки, а также возможность совместного и взаимообусловленного движения втулки и главной ведомой звездочки вдоль оси рабочих ведомых звездочек и в плоскости, перпендикулярной указанной оси.
На наружной боковой поверхности втулки напротив друг друга закреплены первые ползуны, предназначенные для перемещения вдоль первых направляющих. Первые ползуны расположены напротив друг друга с тем, чтобы исключить перекос втулки в процессе ее перемещения вдоль первых направляющих. Первые направляющие, вдоль которых перемещаются первые ползуны, расположены параллельно друг другу в плоскости, перпендикулярной оси рабочих ведомых звездочек.
Относительно оси рабочих ведомых звездочек жестко закреплены другие направляющие (вторые направляющие), расположенные параллельно друг другу и предназначенные для перемещения вдоль них вторых ползунов, жестко связанных с первыми направляющими.
Таким образом, при перемещении первых ползунов вдоль первых направляющих, втулка вместе с первыми ползунами будет перемещаться вдоль первых направляющих в плоскости, перпендикулярной оси рабочих ведомых звездочек. А при перемещении вторых ползунов вдоль вторых направляющих будут соответственно перемещаться и втулка, и первые направляющие. При этом назначение вторых направляющих - обеспечить изменение положения втулки с главной ведомой звездочкой относительно рабочих ведомых звездочек.
Вторые направляющие расположены в плоскости, обеспечивающей перемещение вторых ползунов вдоль оси рабочих ведомых звездочек. При этом указанная плоскость может быть параллельна оси рабочих ведомых звездочек. Или же плоскость, в которой расположены вторые направляющие, может быть наклонена относительно оси, на которой установлен блок ведомых звездочек, на угол α, чтобы вторые направляющие были ориентированы параллельно прямой, проходящей по вершинам зубцов от первой рабочей ведомой звездочки с наибольшим диаметром до последней рабочей ведомой звездочки с минимальным диаметром.
При перемещении вторых ползунов вдоль вторых направляющих втулка будет перемещаться от одной рабочей ведомой звездочки к другой. Соответственно, зубцы внутреннего венца главной ведомой звездочки будут также перемещаться от одной рабочей ведомой звездочки к другой в процессе изменения передачи трансмиссии.
Управление перемещением втулки осуществляется посредством приводного устройства, например, посредством тросикового привода.
Положение втулки и главной ведомой звездочки, кольцевой выступ которой размещен внутри втулки коаксиально с ней, а внутренний венец размещен по внутреннему периметру втулки, должно обеспечивать возможность взаимодействия (зацепления) зубцов внутреннего венца главной ведомой звездочки с зубцами наружного венца рабочей ведомой звездочки, над которой в конкретный момент расположена главная ведомая звездочка.
Переключение передачи посредством заявляемой трансмиссии осуществляется путем изменения положения главной ведомой звездочки относительно рабочих ведомых звездочек. При необходимости изменения передачи (скорости) главную ведомую звездочку выводят из зацепления с предыдущей рабочей ведомой звездочкой. Для этого посредством привода управления осуществляют соответствующее перемещение первых ползунов (ползуны втулки) вдоль первых направляющих до расцепления зубцов внутреннего венца главной ведомой звездочки с зубцами наружного венца предыдущей рабочей ведомой звездочки. Далее посредством приводного устройства осуществляют перемещение вторых ползунов вдоль вторых направляющих, обеспечивая расположение внутреннего венца главной ведомой звездочки над другой рабочей ведомой звездочкой. После этого обеспечивают возврат втулки, с которой жестко связаны первые ползуны, в исходное положение, например, под воздействием возвратной пружины. При этом главная ведомая звездочка также возвратится в исходное положение, при котором зубцы ее внутреннего венца будут взаимодействовать (зацепляться) с зубцами наружного венца уже другой рабочей ведомой звездочки.
В случае, когда вторые направляющие наклонены относительно оси, на которой установлены рабочие ведомые звездочки, на угол α, при последовательном изменении передачи трансмиссии, первые ползуны всегда будут проходить одно и то же расстояние, что позволит упростить процесс управления, сделать процесс переключения передач более простым и информативным.
Гибкое зубчатое тело охватывает расположенные на расстоянии друг от друга ведущую звездочку и главную ведомую звездочку, при этом звенья гибкого зубчатого тела взаимодействуют (зацепляются) с зубцами наружного венца ведущей звездочки и с зубцами наружного венца главной ведомой звездочки.
При работе трансмиссии в результате вращения ведущей звездочки, ее движение через гибкое зубчатое тело будет передаваться главной ведомой звездочке, которая, вращаясь, будет передавать соответствующее вращение рабочей ведомой звездочке, с которой в данный момент взаимодействуют внутренние венцы главной рабочей звездочки. Т.е. кольцевой выступ главной ведомой звездочки будет совершать вращательное движение внутри втулки. Для обеспечения беспрепятственного вращения кольцевого выступа главной ведомой звездочки внутри втулки, между кольцевым выступом и втулкой целесообразно разместить тела качения (шарики, ролики и т.н.), для того, чтобы кольцевой выступ и втулка представляли собой подшипник качения.
Возврат в исходное положение первых ползунов после управляющего воздействия приводного устройства с целью изменения передачи, можно осуществлять, посредством возвратных пружин. Поскольку первые ползуны жестко связаны с втулкой, можно подпружинить втулку относительно первых направляющих.
После прекращения управляющего воздействия приводного устройства на первые ползуны они возвращаются в исходное положение под воздействием сжатых в результате перемещения ползунов возвратных пружин, также стремящихся возвратиться в исходное положение.
Вторые ползуны перемещаются вдоль вторых направляющих в прямом и обратном направлениях. При этом для обеспечения нового переключения передач под управляющим воздействием приводного устройства вторые ползуны перемещаются в прямом направлении; в случае же необходимости изменения положения вторых ползунов, при котором они должны будут перемещаться в противоположном (обратном) направлении, такое их перемещение может быть обеспечено также посредством возвратных пружин, которыми вторые ползуны подпружинены относительно вторых направляющих.
Приводные устройства, управляющие перемещением ползунов, могут быть выполнены любым образом, для заявляемой трансмиссии это не имеет принципиального значения, привод может быть тросиковым, гидравлическим или электрическим.
Заявляемая трансмиссия является универсальной и надежной. Универсальность предопределена тем, что она может работать как с цепью, так и с зубчатым ремнем. Количество передач трансмиссии, определяемое количеством звездочек, ограничивается только принципом целесообразности. Надежность трансмиссии определяется ее устойчивостью, относительной простотой, отсутствием сложных, специально выполненных узлов и деталей.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен общий вид главной ведомой звездочки.
На фиг. 2 показано, как главная ведомая звездочка устанавливается во втулку.
На фиг. 3 показан шарикоподшипник, образованный главной ведомой звездочкой и втулкой.
На фиг. 4 изображен общий вид заявляемой трансмиссии.
На фиг. 5 изображен блок ведомых звездочек.
На фиг. 6 показано размещение рабочих ведомых звездочек на оси заднего колеса.
На фиг. 7 показано взаимное размещение втулки, блока ведомых звездочек, направляющих и ползунов.
На фиг. 8 показано расположение вторых направляющих относительно оси заднего колеса.
Заявляемая трансмиссия содержит:
1 - главная ведомая звездочка;
2 - наружный венец главной ведомой звездочки;
3 - внутренний венец главной ведомой звездочки;
4 - кольцевой цилиндрический выступ на главной ведомой звездочке:
5 - втулка;
6 - тела качения;
7 - ведущая звездочка;
8 - ось, на которой установлена ведущая звездочка;
9 - педали велосипеда;
10 - наружный венец ведущей звездочки;
11 - бесконечное зубчатое гибкое тело;
12 - ось заднего колеса;
13 - «а-в» - рабочие ведомые звездочки;
14 - наружные венцы рабочих ведомых звездочек;
15 - прямая, проходящая по вершинам зубцов от первой рабочей звездочки «а» до последней рабочей ведомой звездочки 13 «в»;
16 - крепежная втулка;
17 - первые ползуны;
18 - первые направляющие;
19 - вторые направляющие;
20 - вторые ползуны;
21 - тросиковый привод;
22 - возвратная пружина;
23 - возвратные пружины;
24 - тросик;
25 - тросик.
Главная ведомая звездочка 1 представляет собой плоское кольцо, по наружному периметру которого выполнен наружный венец 2 (чередующиеся зубцы и впадины между ними), предназначенный для взаимодействия (зацепления) со звеньями зубчатого гибкого тела (например, велосипедной цепи или зубчатого ремня), а по внутреннему периметру плоского кольца выполнен внутренний венец 3 (чередующиеся зубцы и впадины между ними), предназначенный для взаимодействия (зацепления) с наружными венцами других ведомых звездочек. Между наружным 2 и внутренним 3 венцами выполнен кольцевой цилиндрический выступ 4, перпендикулярный плоскости кольца главной ведомой звездочки 1 и жестко связанный с ним. Цилиндрический выступ 4 предназначен для установки во втулку 5 коаксиально с ней. Внутри втулки 5 главная ведомая звездочка будет совершать вращательные движения в процессе вращения колес велосипеда. Одновременно, при таком размещении кольцевого выступа 4 внутри втулки 5 будет обеспечена возможность совместного и взаимообусловленного движения втулки 5 и главной ведомой звездочки 1 вдоль оси рабочих ведомых звездочек 13 и в плоскости, перпендикулярной указанной оси. Целесообразно между втулкой 5 и выступом 4 разместить тела качения (шарики) 6 для образования шарикоподшипника (подшипника качения). При размещении кольцевого выступа 4 внутри втулки 5 наружный венец 2 будет расположен по наружному периметру втулки 5, а внутренний венец 3 будет расположен по внутреннему периметру втулки 5. Заявляемая трансмиссия содержит ведущую звездочку 7, установленную и жестко закрепленную на оси 8, приводимой во вращение педалями 9 велосипеда. По наружному периметру ведущая звездочка 7 снабжена наружным венцом 10 (чередующиеся зубцы и впадины между ними), взаимодействующим (путем зацепления) со звеньями зубчатого гибкого тела 11 (зубчатый ремень или велосипедная цепь). При вращении педали 9 ось 8 приводится во вращение, заставляя вращаться ведущую звездочку 7, которая, в свою очередь, взаимодействуя со звеньями зубчатого гибкого тела 11, приводит в движение главную ведомую звездочку 1, наружный венец которой взаимодействует с зубчатым гибким телом 11. Трансмиссия содержит блок ведомых звездочек, содержащий главную ведомую звездочку 1 и рабочие ведомые звездочки 13 «а-в». Рабочие ведомые звездочки 13 установлены на оси 12 вращения заднего колеса с возможностью вращения вокруг оси 12 и с одновременной передачей своего вращательного движения заднему колесу через механизм свободного хода (на чертеже не показан). Соответственно, ось 12 вращения заднего колеса велосипеда является осью вращения рабочих ведомых звездочек 13. Рабочие ведомые звездочки 13 «а-в» установлены на оси 12 соосно рядом друг с другом и имеют разное количество зубцов наружных венцов 14, определяющих передачу трансмиссии. Рабочие ведомые звездочки 13 установлены на оси колеса таким образом, чтобы изменение (уменьшение или увеличение) количества звеньев наружною венца происходило последовательно от одной рабочей ведомой звездочки 13 «а» к соседней 13 «б» и далее. При этом прямая 15, проходящая по вершинам зубцов от первой рабочей ведомой звездочки 13 «а» с наибольшим диаметром до последней рабочей ведомой звездочки 13 «в» с минимальным диаметром, образует с осью 12 угол α. Рабочие звездочки 13 могут быть закреплены на оси 12 крепежной втулкой 16, предотвращающей самопроизвольное удаление рабочих звездочек 13 с оси 12. Втулка 5 расположена таким образом, что ось 12 проходит через втулку 5. Поперечное сечение втулки 5 перпендикулярно оси 12. На наружной боковой поверхности (цилиндрической поверхности) втулки 5 напротив друг друга жестко закреплены ползуны 17, предназначенные для перемещения вдоль первых направляющих 18. Первые ползуны 17 расположены напротив друг друга с тем, чтобы исключить перекос втулки 5 в процессе ее перемещения вдоль направляющих 18. Первые направляющие 18, вдоль которых перемещаются ползуны 17, расположены параллельно друг другу в плоскости, перпендикулярной оси 12, при этом сами направляющие 18 жестко соединены со вторыми ползунами 20. Относительно оси 12 жестко закреплены другие направляющие (вторые направляющие) 19, расположенные параллельно друг другу, предназначенные для перемещения вдоль них вторых ползунов 20. Плоскость, в которой расположены вторые направляющие 20, наклонена относительно оси 12 на угол α, чтобы вторые направляющие 19 были ориентированы параллельно прямой 15. Управление перемещением втулки 5 задается посредством управляющего устройства, например, посредством тросикового привода 21. Положение втулки 5 и главной ведомой звездочки 1, кольцевой выступ 4 которой размещен внутри втулки 5 коаксиально с ней, а внутренний венец 3 размещен по внутреннему периметру втулки 5, обеспечивает возможность взаимодействия (зацепления) зубцов внутреннего венца 3 главной ведомой звездочки 1 с зубцами наружного венца 14 рабочей ведомой звездочки 13, над которой в конкретный момент расположена главная ведомая звездочка 1. Гибкое зубчатое тело 11 охватывает расположенные на расстоянии друг от друга ведущую звездочку 7 и главную ведомую звездочку 1, при этом звенья гибкого зубчатого тела 11 взаимодействуют (зацепляются) с зубцами наружного венца 10 ведущей звездочки и с зубцами наружного венца 2 главной ведомой звездочки 1. Втулка 5 подпружинена относительно первых направляющих 18 посредством возвратной пружины 22. Вторые ползуны 20 подпружинины относительно вторых направляющих 19 посредством возвратных пружин 23. С втулкой 5 связан тросик 24, управляемый тросиковым приводом 21. С ползунами 20 связан тросик 25, управляемый тросиковым приводом 21. В качестве тросикового привода 21 можно использовать известный механизм с поворотной рукояткой, установленный соосно на руле по его оси и выполненный заодно с намоточным барабаном. Трос управления соединен с намоточным барабаном так, что при повороте рукоятки переключения передач в одном направлении трос управления наматывается на барабан, в результате чего трос управления натягивается и трансмиссия велосипеда переключается на более высокую или более низкую передачу, а при повороте рукоятки переключения передач в противоположном направлении трос управления сматывается с барабана, в результате чего трос управления отпускается и происходит обратное переключение трансмиссии (например, рычаг Shimano Шифтер Touuney, RS35, установленный на правой рукоятке велосипеда, соединен тросиком 25 со вторыми ползунами 20 и рычаг типа Shimano BL-T4000 (2017), установленный на левой рукоятке велосипеда, соединен тросиком 24 со втулкой 5).
Работа заявляемой трансмиссии осуществляется следующим образом.
Исходное положение - главная ведомая звездочка 1 взаимодействует с самой большой рабочей ведомой звездочкой 13 «а». В результате воздействия на педали 9 происходит вращение ведущей звездочки 7, которая посредством зубцов наружного венца 10 через зубчатое гибкое тело 11 передает вращение главной ведомой звездочке 1 за счет взаимодействия зубцов наружного венца 2 главной ведомой звездочки 1 со звеньями зубчатого гибкого тела 11. Вращение главной ведомой звездочки 1 передается рабочей ведомой звездочке 13 «а» за счет взаимодействия звеньев внутреннего венца 3 главной ведомой звездочки 1 с зубцами наружного венца 14 рабочей ведомой звездочки 13 «а».
Для изменения передачи велосипедист воздействует на тросиковый привод 21 (нажимает на рычаг), который через трос 24 начинает перемещать втулку 5 в плоскости, перпендикулярной оси 12, до расцепления главной ведомой звездочки 1 с рабочей ведомой звездочкой 13 «а», при этом ползуны 17 перемещаются вдоль направляющих 18. При повороте рукоятки переключения передач посредством тросика 25, воздействующего на ползуны 20, происходит перемещение ползунов 20 вдоль направляющих 19, при этом положение главной ведомой звездочки 1 меняется, она перемещается вместе с ползунами 20 и втулкой 5 к следующей рабочей ведомой звездочке 13 «б», в соответствии с выбранной передачей. После того, как главная ведомая звездочка 1, двигающаяся одновременно и взаимообусловлено с втулкой 5, займет положение над нужной ведомой звездочкой 13, рычаг привода 21 отпускают, при этом, за счет возвратного действия пружины 22, возвращающей втулку 5 в исходное положение, главная ведомая звездочка 1 опустится на новую рабочую ведомую звездочку 13. Момент, когда главная ведомая звездочка 1 будет располагаться над необходимой рабочей ведомой звездочкой 13, можно фиксировать датчиком (например, датчик положения), сигнал с которого выводится на индикатор привода.
1. Трансмиссия велосипеда, содержащая ведущую звездочку, установленную на первой оси вращения и жестко закрепленную на ней, первая ось вращения жестко связана с противоположных сторон с педалями велосипеда, ведущая звездочка выполнена с наружным зубчатым венцом, первая ось вращения установлена на расстоянии от второй оси вращения, при этом вторая ось вращения является осью вращения заднего колеса велосипеда, кинематически связанного через механизм свободного хода с главной ведомой звездочкой, установленной с возможностью вращения в результате передачи движения посредством бесконечного гибкого зубчатого тела от ведущей звездочки, отличающееся тем, что на оси вращения заднего колеса соосно установлены рабочие ведомые звездочки с возможностью передачи вращения заднему колесу через механизм свободного хода, каждая из рабочих ведомых звездочек снабжена наружным зубчатым венцом, рабочие ведомые звездочки выполнены с разным диаметром по вершинам зубцов наружных зубчатых венцов, главная ведомая звездочка выполнена в виде кольца, снабженного по наружному периметру наружным зубчатым венцом, предназначенным для взаимодействия с бесконечным гибким зубчатым телом, и внутренним зубчатым венцом, выполненным по внутреннему периметру кольца и предназначенным для взаимодействия с наружным венцом рабочей ведомой звездочки, между наружным и внутренним венцами главной рабочей звездочки перпендикулярно плоскости кольца выполнен кольцевой выступ, который размещен во втулке соосно с ней с возможностью вращения внутри втулки, при этом кольцевой выступ главной ведомой звездочки размещен во втулке с возможностью совместного и взаимообусловленного движения втулки и главной ведомой звездочки вдоль оси рабочих ведомых звездочек и/или в плоскости, перпендикулярной указанной оси, наружный зубчатый венец главной ведомой звездочки расположен вокруг наружного периметра втулки, а внутренний зубчатый венец главной ведомой звездочки расположен по внутреннему периметру втулки, диаметр по вершинам зубцов внутреннего зубчатою венца главной ведомой звездочки больше, чем диаметр по вершинам зубцов наружного зубчатого венца каждой рабочей ведомой звездочки, ось рабочих ведомых звездочек проходит через внутреннее отверстие кольца главной ведомой звездочки и внутреннюю полость втулки, при этом поперечное сечение втулки перпендикулярно указанной оси, наружная боковая поверхность втулки снабжена первыми ползунами, жестко связанными с ней, расположенными напротив друг друга и предназначенными для перемещения вдоль первых направляющих, расположенных параллельно друг другу в плоскости, перпендикулярной оси рабочих ведомых звездочек, при этом перемещение первых ползунов вдоль первых направляющих предназначено для обеспечения расцепления внутреннего венца главной ведомой звездочки с наружным венцом рабочей ведомой звездочки, с первыми направляющими жестко связаны вторые ползуны, предназначенные для перемещения вдоль вторых направляющих, расположенных параллельно друг другу в плоскости, обеспечивающей перемещение вторых ползунов вдоль оси рабочих ведомых звездочек, при этом вторые направляющие жестко закреплены относительно оси рабочих ведомых звездочек, приводное устройство, предназначенное для управления перемещением ползунов по направляющим.
2. Трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что рабочие ведомые звездочки установлены на оси заднего колеса велосипеда таким образом, чтобы изменение диаметра по вершинам зубцов наружных зубчатых венцов рабочих ведомых звездочек происходило постепенно от звездочки с максимальным диаметром к звездочке с минимальным диаметром.
3. Трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что ведомые звездочки закреплены на оси заднего колеса крепежной втулкой.
4. Трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что между внутренней поверхностью втулки и наружной поверхностью кольцевого выступа размещены шарики для образования подшипника качения.
5. Трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что втулка подпружинена относительно первых направляющих посредством возвратной пружины.
6. Трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что первые ползуны подпружинены относительно первых направляющих посредством возвратной пружины.
7. Трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что вторые ползуны подпружинены относительно вторых направляющих посредством возвратной пружины.
8. Трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что привод, предназначенный для управления ползунами, выполнен тросиковым.
9. Трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что прямая, проходящая по вершинам зубцов наружных венцов от первой рабочей ведомой звездочки с максимальным диаметром к последней рабочей ведомой звездочке с минимальным диаметром, наклонена к оси заднего колеса на угол α, при этом плоскость, в которой расположены вторые направляющие, также наклонена относительно оси рабочих ведомых звездочек на угол α, таким образом, чтобы прямая, проходящая по вершинам зубцов наружных венцов от первой рабочей ведомой звездочки с максимальным диаметром к последней рабочей ведомой звездочке с минимальным диаметром была параллельна плоскости, в которой расположены вторые направляющие.
