Зубчатий вузол ланцюгового приводу

1 Зубчатий вузол ланцюгового приводу, що включає зірочку, який відрізняється тим, що зірочка виконана у вигляді, щонайменше, двох зубчатих сегментів, кожен з яких має, щонайменше, один зубець, а зубчатий вузол має механізм радіального переміщення цих зубчатих сегментів 2 Зубчатий вузол за п 1, який відрізняється тим, що механізм радіального переміщення зубчатих сегментів виконаний у вигляді встановлених на маточині важелів, один кінець кожного з яких встановлений з можливістю повороту навколо осі, неСПІВВІСНОІ з віссю обертання зубчатого вузла, а на вільних кінцях важелів розміщені зубчаті сегменти 3 Зубчатий вузол за п 1, який відрізняється тим, що механізм радіального переміщення зубчатих сегментів виконаний у вигляді пластинчатих пру жин, один з КІНЦІВ кожної з яких закріплений на маточині, а на вільних кінцях пластинчатих пружин розміщені зубчаті сегменти 4 Зубчатий вузол за пп 1-3, який відрізняється тим, що зубчаті сегменти виконані змінними 5 Зубчатий вузол за пп 1-4, який відрізняється тим, що він має СПІВВІСНИЙ з віссю обертання зу бчатого вузла диск з прорізями, в які входять виступи, розміщені на вільних кінцях важелів або пластинчатих пружин 6 Зубчатий вузол за пп 1-5, який відрізняється тим, що він має пружинний елемент для регулювання передаточного відношення в залежності від зусилля, яке передається, шляхом зміни відстані в радіальному напрямку зубчатих сегментів від осі обертання зубчатого вузла 7 Зубчатий вузол за п 6, який відрізняється тим, що пружинний елемент виконаний у вигляді спіральної пружини, один кінець якої жорстко закріплений на маточині, а інший - на диску з прорізями 8 Зубчатий вузол за п 7, який відрізняється тим, що пружинний елемент має механізм регулювання жорсткості пружини О Винахід відноситься до конструювання зубчатих вузлів ланцюгових приводів, переважно приводів транспортних колісних засобів, які приводяться в дію мускульною силою людини, наприклад велосипедів Відомий зубчатий вузол ланцюгового приводу велосипеда (найближчий аналог), що включає встановлену на задньому колесі безгальмівну втулку вільного ходу, на якій розташований блок з п'яти ведених зірочок, а на каретці, закріпленій на рамі, установлений блок із двох ведучих зірочок (Пустовалов В І і ш Довідник велосипедиста, Харків, 1976р) Недоліком цього відомого пристрою є неможливість автоматично змінювати під навантаженням і в залежності від нього передаточне відношення або радіус умовного зубчатого кола в залежності від зусилля, яке передається Для того, щоб змінити передаточне відношення велосипедист повинен значно зменшити силу тиску на педалі, та перемикачем вручну перекинути ланцюг на відповідну зірочку В момент перемикання число зубців, які знаходяться у зачепленні, різко зменшується до одного-двох, що призводить до передчасного зносу або пошкодження зірочки і ланцюга, який також внаслідок бічного вигинання, витримує великі навантаження В основу винаходу поставлена задача створити зубчатий вузол ланцюгового приводу, у якому шляхом внесення конструктивних змін у зірочку зубчатого вузла досягалася б здатність автоматичної зміни під навантаженням і в залежності від нього передаточного відношення або радіусу умовного зубчатого кола в залежності від зусилля, яке передається, і запобігти зносові та пошкодженню зірочки і ланцюга внаслідок значно більшої КІЛЬКОСТІ зубців, що знаходяться у зачепленні Поставлена задача вирішується тим, що в зу о о (О 60001 бчатому вузлі ланцюгового приводу, який включає зірочку, остання виконана у вигляді, щонайменше, двох зубчатих сегментів, кожен з яких має, щонайменше, один зубець, а зубчатий вузол має механізм радіального переміщення цих зубчатих сегментів Механізм радіального переміщення зубчатих сегментів в одному з можливих варіантів може бути виконаний у вигляді встановлених на маточині важелів, один кінець кожного з яких встановлений з можливістю повороту навколо осі, неспівосної з віссю обертання зубчатого вузла, а на вільному КІНЦІ кожного з важелів можуть бути розміщені зубці зубчатих сегментів В іншому варіанті механізм радіального переміщення зубчатих сегментів може бути виконаний у вигляді пластинчатих пружин, один з КІНЦІВ кожної з яких закріплений у маточині, а на вільних кінцях пластинчатих пружин розміщені зубчаті сегменти Зубчаті сегменти можуть бути виконані змінними, а можуть бути виконані, наприклад, суцільними з важелями, на яких вони сформовані Зубчатий вузол ланцюгового приводу може мати соосний з віссю обертання зубчатого вузла диск з прорізями, в які входять виступи, розміщені на вільних кінцях важелів або пластинчатих пружин Зубчатий вузол може мати також пружинний елемент для регулювання передаточного відношення в залежності від зусилля, яке передається, шляхом зміни відстані в радіальному напрямку зубчатих сегментів від осі обертання зубчатого вузла Цей пружинний елемент може бути виконаний у вигляді спіральної пружини, один кінець якої жорстко закріплений на маточині, а інший - на диску з прорізями і може мати механізм регулювання жорсткості пружини Описаними варіантами конструктивного виконання зубчатого вузла ланцюгового приводу не обмежується обсяг прав, що заявляється, оскільки, можна продовжити опис інших варіантів з різномовними модифікаціями, наприклад пружинних елементів, які можуть бути виконані у вигляді циліндричної та інших різновидів пружин, тощо Винахід пояснюється кресленнями, де на фіг 1 зображений загальний вигляд зубчатого вузла ланцюгового приводу в аксонометрії, на фіг 2 - вид 3 боку зубчатого вузла, на фіг 3 - поперечний переріз фіг 2, на фіг 4 - варіант зубчатого вузла з пластинчатими пружинами в аксонометрії Зубчатий вузол ланцюгового приводу, що представлений на фіг1, має маточину 1, на якій встановлені на осях 2 неспівосних з віссю обертання зубчатого вузла важелі 3 (фіг 2, 3) з розміщеними на вільних кінцях зубчатими сегментами 4 Важелі 3 мають можливість повороту навколо осей 2 Зубчатий вузол має диск 5 з прорізями 6, в які входять виступи 7, сформовані на вільних кінцях важелів 3, а також пружинний елемент 8 у вигляді спіральної пружини, яка кріпиться одним кінцем на маточині 1 за допомогою кріплення 9, а іншим кінцем - на диску 5 за допомогою кріплення 10 Пружинний елемент 8 має механізм регулювання жорсткості пружини 11 Зубчаті сегменти 4 можуть бути розміщені не тільки на важелях 3, а і, наприклад, на вільних кінцях пластинчатих пружин 12, які протилежним кінцем закріплені на маточині 1 (фіг 4) Цей варіант конструкції зубчатого вузла ланцюгового приводу також може мати в своєму складі диск 5 з прорізями 6, в які входять виступи 7 Для розширення можливості регулювання передаточного відношення до маточини 1 та диску 5 може кріпитися пружинний елемент 8, як і у попередньому варіанті конструкції зубчатого вузла Можливі ІНШІ варіанти конструктивного виконання зубчатого вузла, але всі варіанти пов'язані між собою суттєвими ознаками, які викладені в першому пункті формули винаходу Нижче наведено опис роботи винаходу, що заявляється, коли він застосовується, наприклад, в якості ведучого зубчатого вузла ланцюгового приводу велосипеда Зубчатий вузол монтують на осі, на якій встановлені педалі велосипеда Коли педаль велосипеда обертається, частина ланцюга, передаючи обертання, натягується Сила натягу ланцюга передається на зубчаті сегменти 4, з якими він зачеплений Ця сила примушує важелі 3 повертатися на своїх осях 2 При цьому зубчаті сегменти 4 наближаються до осі обертання зубчатого вузла Таким чином змінюється умовний радіус зубчатого кола і, як наслідок, змінюється передаточне відношення Для того, щоб важелі 3 пересувалися синхронно, зубчатий вузол має диск 5 з прорізями 6 По прорізях ковзають виступи 7, розміщені на вільних кінцях важелів 3 Диск 5, обертаючись на маточині 1 пересуває всі важелі 3 Щоб зубчатий вузол міг автоматично змінювати радіус умовного зубчатого кола в залежності від сили натягу ланцюга в конструкцію уведений пружинний елемент 8 у вигляді спіральної пружини Пружинний елемент 8 протидіє силі натягу ланцюга, діючи на важелі 3 через диск 5, на якому закріплений один кінець спіральної пружини При радіальному переміщенні зубчатих сегментів 4, виступи 7 ковзають по прорізях 6, змушуючи диск 5 обертатися і скручувати чи розкручувати спіральну пружину, яка другим кінцем закріплена за маточині 1 При збільшенні сили тиску на педалі велосипеда зубчатий вузол автоматично змінює радіус умовного зубчатого кола При зменшенні зусилля спіральна пружина, розкручуючись, збільшує радіус умовного зубчатого кола Змінюючи жорсткість спіральної пружини механізмом регулювання 11, можна змінювати силу зворотного зв'язку зубчатого вузла Зубчатий вузол ланцюгового приводу, зображений на фіг 4 працює аналогічним чином з тією різницею, що пластинчаті пружини 12, на відміну від важелів 3, мають власну жорсткість у напрямку вигину їх ланцюгом і можуть самостійно повертатися у вихідне положення навіть без допомоги пружинного елементу 8 Таким чином, ця система може здійснювати регулювання передаточного відношення навіть без пружинного елементу 8 у вигляді спіральної пружини, яка не є конче необхідною в данному разі Таким чином, як видно з наведеного вище опису роботи зубчатого вузла ланцюгового приво 60001 ду, що заявляється, він має значні переваги щодо прототипу, оскільки зірочка, виконана у вигляді зубчатих сегментів, замінює цілий набір зірочок, який має бути у прототипу, а разом з механізмом радіального переміщення зубчатих сегментів дає можливість виконувати функції цілого набору зірочок Конструкція, що заявляється, дає можливість автоматично змінювати під навантаженням (і в залежності від нього) передаточне відношення або радіус умовного зубчатого кола в залежності від зусилля, яке передається Для того, щоб змінити передаточне відношення, велосипедист вже не повинен значно зменшувати силу тиску на педалі, та перемикачем вручну перекидати ланцюг на відповідну зірочку Цей процес відбувається автоматично Таким чином попереджується передчас ний знос або пошкодження зубців зірочки і ланцюга, тому що ланцюг вже не вигинається в боковому напрямку і зачіпляється із значно більшою КІЛЬКІСТЮ зубців Отже сукупність суттєвих ознак, що заявляється, забезпечує вирішення поставленого завдання і досягнення зазначеного в завданні технічного ефекту Зубчатий вузол ланцюгового приводу знайде широке промислове застосування в ланцюгових приводах велосипедів, мопедів, мотоциклів, веломобілів тощо Конструкція зубчатого вузла ланцюгового приводу проста, не потребує спеціального устаткування для її виготовлення і може серійно випускатися в умовах звичайного машинобудівного виробництва 4 Фіг.1 1 Фіг. 2 7 Фіг.З 4 Фіг.4 Комп'ютерна верстка А Крулевський Підписано до друку 06 10 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна