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CN1630790A - 机械传动装置 - Google Patents

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CN1630790A
CN1630790A CNA01817180XA CN01817180A CN1630790A CN 1630790 A CN1630790 A CN 1630790A CN A01817180X A CNA01817180X A CN A01817180XA CN 01817180 A CN01817180 A CN 01817180A CN 1630790 A CN1630790 A CN 1630790A
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cam
transmission device
input shaft
bias voltage
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CNA01817180XA
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莱尔德·B·戈金斯
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Abstract

一种恒定动力的机械传动装置，它带有无密封的、无波动的、无穷可变扭矩倍增的输出，它包括输入轴和输出轴。输入轴连接着一对摆动杆，从而，输入轴的转动，使摆动杆顺着相反方向摆动。摆动杆连接着带有单向离合器的输出轴，以便摆动杆一旦移动时，就使输出轴转动。通过改变摆动杆的摆度，能使输出轴的转动速度无限改变。

Description

机械传动装置
技术领域
本发明涉及机械传动装置，该装置用于改变原动机的输出轴相对于其输入轴的速度与扭矩。更具体地说，本发明旨在使某件装置来自动力源，例如来自燃气发动机或柴油发动机、电动机、喷气发动机、蒸汽发动机、自行车曲柄，或者类似物体的速度与扭矩，提供多达无穷数量的无密封的、无波动的变化。
背景技术
在历史上，已经有人做过明显的努力，意在提供传动装置，该装置适合于改变动力源的速度与扭矩。许多这样的装置，都牵涉到使用棘轮驱动器、可偏心朝向的凸轮装置，以及可变动长度的控制杆臂。在这方面以往努力的代表，其结构公开于下列已发布的专利中：美国专利第629389号、美国专利第3803931号、美国专利第4630830号、美国专利第4487085号、美国专利第6068570号、美国专利第4936155号。
例如，美国专利第629389号公开了一种自行车，在该专利中讲述道：“齿轮可替换为较大或较小的滑轮而改变”。因此，骑车人可能就必须下车，取出工具包，卸下滑轮，装上新的和不同的滑轮以改变齿轮比。而且，美国专利第629389是个单速传动器。
美国专利第4936155号公开了一种传动装置，该传动装置提供恒定动力、速度变换及扭矩倍增。该发明利用“一种可变偏压凸轮(throw cam)和凸轮随动件系统提供无波动的输出速度和宽广范围的扭矩”。凸轮随动轮与上述凸轮形成点接触。有了这种构造，该传动器的凸轮随动件就与凸轮形成线接触，因此而限制扭矩和功率容量。
美国专利第3803931号公开了“一种可变的速度传动装置，该装置包括通过单向联轴节从第一偏心构件转动的输出轴”，因此就具有波动的输出速度。
在美国专利第4487085号中，“凸轮从一端向另一端倾斜，由于调节相对于随动件的凸轮位置，就可让传动装置的齿轮比无穷增大。”动力必须使动力通过一个微小的接触点，该接触点极大地限制着传动装置的功率容量。
在美国专利第4630839号中，公开了“一种自行车，它具有枢转的水平脚踏板系统(1、2、45)和控制杆臂长度，或者齿轮比(速度)变换装置(3、4、5、6)”。
美国专利第463839号所述装置，并不提供任何手段以去除波动，且因此就不能提供无密封的、无波动的输出。
美国专利第6068570号利用偏心轮14和25，它们被称为凸轮。偏心轮14和25不能提供无波动输出。另外，美国专利第6068570号所述传动装置并不提供手段来产生无穷数量的输出速度。
因此，提供一种无穷可变扭矩倍增的、基本上是恒定动力的机械传动装置，是有利的，该装置产生无波动的输出，要求的组装部件较少，容易制造，适合于配置简易改装的任何原动机，可让改装在负载下进行，能够提供压缩制动，且比起现有技术的传动装置来，基本上能够操纵更多的动力与扭矩。
发明内容
本发明包括套装在限定性支承件或壳体中的一根输入轴、一个或多个摆动器、由一个或多个摆动器驱动的两个或更多个输出控制杆。输出控制杆连接着输出轴上的单向离合器。输出控制杆的摆度是经过选择且无穷可变的，以便改变输出轴的转动速度。
在一个实施例的摆动器中，控制杆及其相应的支点方块件(fulcrum blocks)，可以是可转动地连接在同心轴上的，该同心轴可滑动地以花键连接在输入轴上，以便相对于动力输出装置(powertake-offs)的固定位置而在轴向上位移。
在另一个实施例中，输出滑动件是可移动的，且摆动器在轴向上却不可移动。
在所有的实施例中，动力输出装置的各个构件，可以是自获能且自锁紧的。
设想过各种各样的摆动器形状，它们涉及但不限于滑动导向件上的可滑动构件，其中，摆动器适合于使一个构件沿着这些导向件的长度来回移动。
在另一些实施例中，摆动器可以是凸轮，其中，单个凸轮驱动两个控制杆。
在又一些实施例中，有两个彼此以180°分开的凸轮，它们可以驱动两个动力控制杆。
在一种构造中，每个凸轮驱动其自己的动力控制杆，而另一个凸轮则被构造得使驱动凸轮随动轮任何时候均与驱动凸轮保持接触。
在又一种构造中，采用弹簧来使凸轮或偏心随动轮与凸轮保持接触。
在又一种构造中，套装在动力输出装置上的一对辊，搭载(ride)在控制杆上，而弹簧使该控制杆与这些辊保持接触。
在另一种布置中，输出滑动件上的齿条传动件(rack gear)驱动小齿轮，该小齿轮与套装在输出轴上的超速离合器(overrunningclutches)为一整体。
在某些实施例中，单个凸轮驱动两个凸轮随动件，该随动件成180°分开，并由弹簧的力而与凸轮保持接触。
同样的，该单个凸轮可以具有内轮槽与外轮槽，一个偏压凸轮随动轮搭载在外轮槽上，而另一个凸轮随动轮搭载在内轮槽上，而该两个凸轮随动轮套装在每一根均为独立的轮轴上。
本发明可适于包括这样一些结构，它们选择性地在凸轮/随动组件上直接应用传动装置动力控制杆所产生的矢量纵向力，从而，动力就使组件沿着一根轴的长度而转变，在该轴上机械地结合着这些组件。
在某些实施例中，本发明可以包括控制滑动件，该滑动件被约束在槽中或沿着连接着传动装置壳体的导向轨道而布置，且与凸轮随动件(摆动器)的滑动导向件以及支点方块件连接为一整体。
在某些实施例中，控制滑动件被构造得带有槽子，该槽子具有相反朝向的倾斜面，在其中，在机架(cages)中偏靠着槽子相反角度倾斜面的辊，起着如同相反的线性单向离合器所起的作用而锁紧壳体的控制滑动件，或通过使机架朝某一方或另一方移动而选择性地偏压该辊，其中，在传动装置中所产生的控制杆的力，可以把控制滑动件朝着某一方或另一方移动，因此而形成动力转变及自动夹紧。
在另一个实施例中，单向离合器凹陷部、辊及机架可以处在动力输出装置中，并把动力输出装置自动固定在选择好的位置上，或由内部控制杆反的力顺着一个方向或另一个方向，使动力输出装置在动力控制杆上移动。
可以使用螺钉或液压定位件或类似物件，使控制滑动件移动或固定。
凸轮随动控制杆的一个末端，提供零输出速度和最大输出扭矩。该控制杆的另一末端，它可以延伸在凸轮驱动连结件之外，则提供最大输出速度和最小输出扭矩。因此，本发明是一种无穷可变恒定动力的传动装置。
在另一个实施例中，由于并不包括可动控制滑动件，传动装置就可以当作低成本的、动力密集(power dense)的、一个或两个固定速度的减压器来使用。
在又一个实施例中，凸轮形连结件、上述凸轮随动件，有效地消除无波动选择性输出。
附图说明
本发明的这些及其他优点，通过参照下列附图就会得到最好的理解，在这些附图中：
图1的简略方框图，代表着符合本发明原理的基本部件及其功能；
图2的分解透视图，显示符合本发明的传动装置第一实施例，该装置带有两个成线性排列的弹簧偏压凸轮；
图3的曲线图，表示在符合本发明原理的传动装置中从第一凸轮传递到输出轴的速度；
图4的曲线图，表示在符合本发明原理的传动装置中从第二凸轮传递到输出轴的速度；
图5的曲线图，表示在符合本发明的传动装置中，输出轴上的第一凸轮的速度如何与第二凸轮的速度结合，以便为被选择的、整体上为无波动的、无密封的输出速度提供宽泛的选择；
图6A、6B和6C分别为图2的端视图、右侧视图和左侧视图；
图7的透视图，显示符合本发明原理的第二实施例的自偏压传动装置；
图8A与8B为动力变速组件A与B的剖视图；
图9的视图，显示符合本发明原理的动力输出装置，它等同于辊型动力输出装置；
图10的侧视图，显示安装成自行车传动装置的本发明所述自行车；
图11A、11B和11C的左侧视图、顶视图和右侧视图，显示符合本发明而用作自行车传动装置的第三实施例传动装置；
图12是图7所示用作汽车传动装置的那个传动装置的透视图；
图13的横截面侧视图，显示当与本发明所述传动装置连接起来时的一个行星齿轮系，它配置了被选择的朝前的、逆向的、空档的和停放布置的齿轮。
具体实施方式
图1的简略方框图，表示符合本发明原理的传动装置的基本部件及其功能，该装置包括输入轴9，该轴使原动机10例如电动机、自行车曲柄、摩托车、内燃机或例如喷气发动机、蒸汽发动机、或者风力轮机推进器，连接着摆动器，该摆动器可以是一个自偏压凸轮11或与其凸轮随动件12线性接触的凸轮状连结件。凸轮与凸轮随动件之间的线性接触，比起由采用可变偏压凸轮的带有圆形边缘的随动轮来传送，会良好地传送100倍以上的扭矩或动力。偏斜的摆动器12连接着控制杆13，该控制杆与可滑动且选择性地夹紧在控制杆13上的动力输出装置14线性接触着或相当于线性接触；控制装置使动力输出装置14的位置改变，并自动将该后一装置锁紧在控制杆13上的选定位置上。动力输出装置14连接着滑动件15、齿条传动件16或等同物，该传动件或等同物被销紧(pinned)在壳体的一个末端上，并与小齿轮17啮合，该小齿轮与输出轴19上的单向离合器20成为一个整体。凸轮或凸轮状连结件被设计得以无波动的、无密封的速度驱动输出轴，输出轴可用从零转/分钟到最大设计速度这样无穷数量的所选择无穷小的不同速度而转动。这就是一个扭矩倍增恒定动力的机械传动装置。输出速度越低，输出扭矩就越大。
第二实施例(见图2)包括在壳体21中可转动的输入轴20、可滑动地以花键连接在输入轴20上的同心凸轮轴22，以及两个或更多个固定在凸轮轴22上的凸轮23，该凸轮被构造得便于为凸轮随动件24提供恒定线性速度周期，该随动件被弹簧25偏压而抵靠着凸轮23。第一凸轮与第二凸轮成180°。两个或更多个凸轮随动件包括随动轮26，该随动轮在短轴6上可转动，该短轴从滑动件27上延伸出来，正如升降机轴(elevator shaft)中的升降件(elevator)一样上升及下降。从方块件(block)29上延伸出来的导向件28，被固定在槽33中，以防导向件28在转动着的凸轮轴22上转动。固定在导向件28上的控制滑动件30接纳螺钉31，该螺钉的柄部(shank)延伸得经由轴承32而穿通壳体21，以限制螺钉31来回移动，同时又使螺钉31可以转动。导向件28的末端从控制滑动件30延伸入壳体21中的槽32里。
从随动件24上延伸出的短轴6，被连接着支点(fulcrum)36的控制杆35中的轴承34所支撑，该支点从方块件37中伸出并可在其中转动。凸轮轴22在方块件37中可以转动。导向件39被固定在控制滑动件30上。导向件39从控制滑动件30上伸出，并搭载在壳体21中的槽32中。
凸轮23、随动滑动件24及支点方块件37均处于固定的轴向位置上，因为它们被控制滑动件30所限制了。
搭载在控制杆35上的辊40的轴，被压配合在连结件41中。也被压配合在连结件41中的轴42，从一个轴承上伸出，该轴承被压配合在滑动件46中。滑动件46在导向件44上可以转动，该导向件固定在壳体21上。
张力构件(tension member)45的上末端被固定在滑动件46上，而其另一末端则固定在套装于输出轴48上的单向离合器47上。其一个末端紧固在张力构件45上的弹簧49，其另一个末端被固定在壳体21上。上述张力构件的布置，可由齿条传动件或小齿轮取代。
操作过程为：转动输入轴20，它就使凸轮轴22及凸轮23转动，导致凸轮随动件24相对于输入速度而在输入轴20转动180°期间以恒定的线性速度往复运动。参见图3，第一随动件24以恒定速度移动，并参见图4，接着，由于弹簧25的反绕(rewind)而使第一随动件被拉动，就使另一个随动件24以同样的恒定速度移动。参见图5，这些随动件提供了来自凸轮及凸轮随动件的无密封的、无波动的输出，使该随动件总是处于线性的或等同的彼此接触状态。
在随动件24上可转动且被其驱动的动力控制杆35，围着支点36而上下移动。总是与控制杆35线性接触或等同接触的动力输出轮40，使连结件41在滑动件46上来回转动。滑动件46在固定于壳体21中的竖直导向件44上上下移动，正如升降件在其轴上上下移动一样。第一个被以固定速度驱动，接着，另一个被以同样的、无波动的、无密封的速度而驱动。
由于凸轮组件，包括支点36，是被可滑动地以花键连接在输入轴上的，所以，该组件就可相对于壳体21而位移。因此，当支点36与连结件41的中央对齐时，该连结件就不会上下移动。当凸轮组件背离支点36而移动时，连结件27就开始以恒定速度上下移动。凸轮组件被控制螺钉31移动得越远，滑动件46移动得就越快。
可利用无穷数量的速度。
滑动件46的一个末端固定于的张力构件45上，另一个末端固定在超速离合器47上，该离合器套装在输出轴48上。滑动件17移动得越快，输出轴48也转动得越快。固定在上述超速离合器上的另一个张力构件，连接着固定于壳体21上的弹簧49。那个力量也把动力输出轮40保持在控制杆35上。
第一凸轮驱动输出轴，且接着另一个凸轮以同样选定的无波动的、无密封的输出速度驱动输出轴。
图7显示本发明另一实施例的传动装置，其中，在壳体302中可转动的输入轴301，在同心轴303中可以滑动，但却被键合(keyed)在其中而随着该轴转动，该同心轴在两个支点方块件346以及两个导向方块件310中可以转动。固定在同心轴303上的两个驱动凸轮304驱动两个筒形凸轮随动轮305，该随动轮在每一根均延伸出两个凸轮随动滑动件307的两根轴上可以转动，该凸轮随动滑动件搭载在导向杆308上，该导向杆从导向方块件310上延伸出来。固定在同心轴303上、与凸轮随动件307线性接触的两个凸轮304，被构造得在每根输入轴转动180°期间以无密封的恒定速度驱动凸轮随动件。背离上述第一凸轮304而成180°键合，且与其自己的凸轮随动轮305线性接触的第二凸轮304，在输入轴的下一个转动180°期间，以同样的无密封恒定速度驱动其自己的承载件307。
两个偏压凸轮311被键合在同心轴303上，并与两个凸轮随动轮312成线性接触，该凸轮随动轮套装在凸轮随动件314上，该凸轮随动件如驱动凸轮随动件304一样，可以滑动在或以球花键(ballsplined)连接在相同的导向件308上。偏压凸轮304被构造得总是让驱动凸轮随动轮305与凸轮304保持接触。偏压凸轮随动件314由连接件347固定在驱动凸轮随动件307上，从而，随动件314就是随动件307的一个连带件。
从随动件307上伸出的短轴，在控制杆315上可以转动，该控制杆可枢转地销紧在支点方块件346上。至少有两根辊344在每个控制杆315的上表面滚动，而在其下表面上则至少有两根辊344搭载着。辊轴343被销紧在动力输出装置341的连接板上。固定在动力输出装置的连接板344上的轴339的中心线，与控制杆315的中心线相交。轴339在输出滑动件327中可以转动，该滑动件搭载在固定于壳体302中的导向件338上。销紧在输出滑动件327上的张力构件333，包围并销紧在单向离合器334与335上，该离合器套装在传动输出轴336上。销紧在输出滑动件327的相反末端上的张力构件337，包围着输出离合器334、335，且该张力构件的其他末端，销紧在这些离合器上。上述张力构件可用齿条传动件取代，该齿条传动件与离合器334、335上的小齿轮相啮合。
控制滑动件309在壳体302中的槽348中可以滑动。凸轮随动滑动件308以及延伸出支点方块件的支点方块件杆349，被固定在控制滑动件309上。其一端拧入控制方块件309中的螺钉3，其延伸得穿过壳体302的柄部，是可以转动的，且在壳体302中被抑制而不能做轴向运动。上述柄部在壳体302外面延伸。一个曲柄，或轮，或者其他方式，可以用来使螺钉3转动而移动控制滑动件，以便改变输出速度。凸轮、随动件以及支点彼此之间相对的轴向位置，由控制方块件309来固定，且当排列由于上述控制件而被移动时，该位置也不会改变。
螺钉349可由自获能转变装置来取代，该装置包括线性的、相反的单向离合器，如图8所示。
在操作中，输入轴301转动在该轴上彼此固定成180°的同心轴303与凸轮304。转动的凸轮304以恒定速度使驱动随动件314转动。在第一随动件反绕的同时，第二随动件被第二凸轮以同样的恒定速度驱动。它们一起提供来自凸轮及凸轮随动件的无密封的、无波动的输出，该凸轮与该凸轮随动件总是彼此线性接触的。偏压凸轮311使驱动凸轮随动轮305与驱动凸轮304任何时候都保持线性接触。不需要使用弹簧。线性接触或等同情况，见图14，很好地传递100倍以上来自圆形边缘随动轮的点接触的扭力。
在凸轮随动件307上可转动的动力控制杆315，在支点方块件346上上下摆动。在动力输出装置341上可转动的那些动力辊344，其中有两个或更多个处于控制杆顶部表面上，且有一个或更多个处于控制杆底部表面上。动力输出装置341被套装在输出滑动件327上，该滑动件搭载在固定于壳体302的导向杆308上。上述滑动件由于齿条传动件或小齿轮的啮合，或者由于上述张力构件的驱动，连接着输出轴上的超速离合器334和335。
移动同心轴303，组件350就相对于动力输出装置340而改变传动比。当支点346与动力输出装置成线性接触时，输出速度为零，且输出扭矩很大。控制杆从动力输出装置位移得越远，输出轴就转动得越快。
仅仅只要把螺钉311拧入控制滑动件309中，就可以改变速度。或者，经由相反的单向离合器而连接上述滑动件，该离合器共享同一个辊机架，就可取代上述螺钉303。这后一种方法，参见图8，是毫不费力地移动滑动件的相反的单向离合器，并把它自动锁紧在控制滑动件309上的选定位置上。当不施加控制力时，相反的单向离合器就被自动锁紧在选定位置上。
图12显示汽车所用传动装置的透视图，其中，图7所示传动装置被显示为加入(feeding)了一个行星齿轮系471，该齿轮系设计得提供朝前或逆向驱动的选择，以及停顿的或空挡的选择。图中还显示了压缩驱动装置472。
图7所示可变速度的输出轴210，由图7所示行星齿轮系411的传动装置的单向离合器所驱动，其中，固定在轴210上的齿轮612与齿轮614啮合，后一齿轮固定在传动轴(jack shaft)616上。处于承载件618中的传动轴616，被固定在输出轴643上。固定于传动轴616上的小齿轮617，与齿轮619啮合，后一齿轮固定在同心轴629上。固定于轴629上的制动鼓(brake drum)620，与被传动装置操作者所控制的制动带(brake band)621相配合。固定于传动轴616上并与中间齿轮625相啮合的小齿轮624，在短轴626上可转动，该短轴从承载件618处延伸并与其成一整体。中间齿轮625与齿轮630啮合，后一齿轮键合在轴629上，该轴固定于制动鼓637上。制动鼓637可与制动带638相配合。
在操作时，制动带621及638与制动鼓620及637相脱离，且传动装置处于空挡。紧固制动带621而使齿轮619静止。轴210上的输入齿轮612与齿轮614相啮合，后一齿轮固定于传动轴616上，且转动齿轮617，此齿轮就围绕着已静止齿轮619而转动，使得承载件618把输出轴643顺着相反方向转动。
松释制动带621，并紧固制动带638而使制动鼓637停止，就会使传动轴616顺着朝前方向转动固定于输出轴643上的承载件618。当制动带621和638二者均被紧固时，传动装置就停顿了。
压缩制动装置包括图8所示传动装置的齿轮473，该齿轮被单向离合器连接着输出轴336。齿轮473与固定在发电机轴上的齿轮474相啮合，后一齿轮是传动装置的输入轴。当齿轮474被齿轮472驱动得快于发电机速度时，就形成压缩制动。
在又一种构造中，所公开的自行车型传动装置，是自偏压的、无穷可变的、扭矩倍增的，且根本不需要把链条从一个链轮移动到另一个链轮来改变速度回转轴(rotor)。图10显示了自行车传动装置的图样。图11A是该传动装置的顶视图。图11B是左手视图，而图11C是右手视图，其中，由脚踏板502驱动的自偏压凸轮501，驱动销紧在自行车框架50上的凸轮随动件505A和505B。凸轮随动轮504搭载在凸轮501的内轮槽上。凸轮501被设计得在脚踏板转动第一个180°期间，使随动件505A产生无波动的、恒定速度的转动，并在脚踏板转动下一个180°期间，使随动件505B逆向地产生同样无波动的、恒定的转动。
与凸轮外轮槽517接触的偏压凸轮随动轮514，被设计得把随动轮504保持在凸轮501上。随动轮514独立套装于轴516上，该轴固定于随动件505A与505B上，并从那上面延伸出来。凸轮随动件505A固定于传递轴(transfer shaft)509上，该轴套装在焊接于自行车框架50上的接头(tab)上，该凸轮随动件的另一末端固定于横梁杆(beam lever)518上。  自行车框架延伸部508具有活的(walking)横梁延伸部510，后一延伸部被连杆(rod)或缆索(cable)511连接着相似的活的横梁延伸部510，此一延伸部可转动地固定于传递轴的一个末端上，该传递轴在从自行车框架50上延伸出来的接头(tabs)511的另一末端上可转动。上述活的横梁，与横梁518构成为一整体。可滑动地以花键连接在横梁518上的动力输出装置519，具有从轴颈聚集链轮(journal cluster sprockets)521上延伸出的轴509，该链轮包括固定于较大扇形链轮521上的小的链轮。
带有相反线性超速离合器的动力输出装置519，参见图8，包括处于机架524中的辊523，该辊压靠着凹陷部525的倾斜平面，该凹陷部在动力输出装置519中可在横梁519上滑动。固定于机架524一个末端上的控制缆索526，延伸至处于自行车把手上的绞合夹(twist grip)或控制杆上。另一控制缆索526固定于机架524的另一末端上，且缆索的另一末端固定于同样的绞合夹或控制杆上。以内部传动力单向移动绞合夹或控制杆，传动装置就朝那个方向移动。朝另一方向移动绞合夹或控制杆，动力输出装置就朝那个方向移动。
短的链条盘片，销紧在自行车框架50上。这些盘片的另一末端被固定于小的链轮520上并包围该链轮，该链轮固定于较大的扇形链轮521上。固定于前扇形链轮521上的滚动链条522，延伸到套装于后轴529上的后链轮528上，该后轴固定于自行车框架50上，接着延伸到自行车框架50后叉上的轻微负载了弹簧的中间齿轮531上，再接着延伸回来并围着套装在后轴529上的链轮528上，然后又延伸回来抵达其所销紧的那较大的链轮盘片521。
自行车后轮的毂532，套装在后轴529上。该毂是辊离合器的外轮槽，该离合器带有楔形凹陷部533和534。机架31中的辊30压靠在楔形凹陷部的倾斜平面上。
在操作时，当脚踏板被往下踩时，凸轮就转动。当凸轮转动时，凸轮随动件505A就摆动。套装在动力输出装置519上的聚集链轮521，被选择性地定位于横梁518上。由其一个末端固定于自行车框架50上、其另一末端固定于聚集链轮521的较小链轮上的链条所转动的聚集链轮521，转动被链条22所连接的较大链轮盘片521，以便转动后轮链轮528。销紧在自行车框架50上的活的横梁凸轮随动件505B逆向摆动，而该框架连接着活的横梁杆552。选择性定位于横梁552上的聚集链轮521，被链条22连接着另外那个后轮链轮。两个后轮链轮被固定在后轮毂中单向离合器的内轮槽上。第一个后轮链轮驱动后轮，接着，另一个后轮链轮驱动后轮。后轮的速度，依据动力输出装置在摆动的横梁522上的选择性位置而定。动力转变毫不费力。当绞合夹被单向转动时，辊523就被弯曲而背离凹陷部525的倾斜平面，且内部传动力能够顺着那个方向推动动力输出装置。另外那个辊523依然被偏压到其凹陷部525的倾斜平面上，以防止动力输出装置顺着相反方向移动。当绞合夹被转动到另一个方向时，离合器辊523就背离其凹陷部525中那个相反的倾斜平面，让内部传动力顺着相反方向移动动力输出装置。当绞合夹静止时，辊523被压靠在两个倾斜平面上，且动力输出装置就牢牢保持在横梁杆上。
可以用惰性链轮来取代活的横梁。

Claims (65)

1.一种传动装置，包括：
一根输入轴；
至少一个凸轮装置，它连接着上述输入轴；
至少两个控制杆，它们连接着上述凸轮装置，其连接方式，使得一旦上述输入轴转动，该两个控制杆就以摆动方式枢转；
至少一个单向离合器，它连接着上述至少两个控制杆，其中，该至少两个控制杆的移动，使得该至少一个单向离合器转动移动；以及
一根输出轴，它连接着上述至少一个单向离合器，该至少一个单向离合器能使该输出轴转动。
2.如权利要求1所述的传动装置，其特征在于：上述凸轮装置包括一根凸轮轴，该凸轮轴上具有至少一个驱动凸轮，另外还包括至少一个凸轮随动件，该随动件连接着该至少一个驱动凸轮，并连接着上述至少两个控制杆之一，从而，上述至少一个凸轮随动件相对于上述凸轮轴的移动，会使上述至少两个控制杆之一摆动。
3.如权利要求2所述的传动装置，还包括与上述至少一个凸轮随动件结合的偏压装置，用于把该至少一个凸轮随动件偏压得与上述至少一个驱动凸轮相接触。
4.如权利要求1所述的传动装置，其特征在于：上述至少两个控制杆，包括第一控制杆和第二控制杆，一旦上述输入轴转动，该控制杆就顺着相反方向摆动。
5.如权利要求1所述的传动装置，还包括至少一个选择性可定位的动力输出装置，该装置连接着上述至少两个控制杆，其特征在于：相对于上述至少两个控制杆而调节该至少一个动力输出装置，会使上述输出轴的转动速度发生成比例的变化。
6.如权利要求5所述的传动装置，还包括一个控制机构，它与上述动力输出装置连接，该控制机构由用户来控制，以改变输出轴的转动输出。
7.如权利要求2所述的传动装置，其特征在于：上述凸轮轴包括同心轴，该同心轴可滑动地以花键连接在上述输入轴上，其特征在于：上述至少一个凸轮随动件和上述至少两个控制杆，随着上述凸轮轴而选择性地可移动。
8.如权利要求7所述的传动装置，其特征在于：上述凸轮轴、至少一个凸轮随动件以及上述至少两个控制杆相对于上述输入轴的纵向轴线的移动，改变输出轴的转动速度。
9.如权利要求7所述的传动装置，还包括与上述同心轴连接的位移装置，用于使该同心轴相对于上述输入轴而选择性地位移，并用于使该同心轴保持在所选择的位置上。
10.如权利要求9所述的传动装置，还包括壳体，上述输入轴和上述输出轴被套装在该壳体上。
11.如权利要求7所述的传动装置，其特征在于：上述位移装置包括至少两个相反的线性单向离合器。
12.如权利要求11所述的传动装置，其特征在于：上述至少两个相反的线性单向离合器包括第一部分和第二部分，该第一部分限定着至少一个相反的凸轮线性轮槽组，该第二部分限定着一个平坦的轮槽，且至少两个可挤入的辊被偏压在活动机架中，该机架连接着外部控制构件。
13.如权利要求12所述的传动装置，其特征在于：当来自上述至少两个控制杆的力施加于上述控制滑动件时，该力就提供负载情况下的动力转变。
14.如权利要求7所述的传动装置，还包括连接着上述同心轴的偏压凸轮，以及至少一个凸轮随动轮，该随动轮连接着上述凸轮随动件，并与上述偏压凸轮接触，该偏压凸轮被构造得在上述凸轮随动轮与上述驱动凸轮之间保持接触。
15.如权利要求14所述的传动装置，其特征在于：上述偏压凸轮及上述至少一个凸轮随动轮，被构造得在上述输入轴转动的一部分期间，提供恒定速度，上述偏压凸轮与上述驱动凸轮同心，且上述至少一个凸轮随动轮与偏压凸轮连接在一起，并被定位于上述驱动凸轮相反的两侧上，以便在上述驱动凸轮与上述至少一个凸轮随动轮之间保持接触。
16.如权利要求1所述的传动装置，其特征在于：上述输入轴包括自行车的曲柄。
17.如权利要求1所述的传动装置，其特征在于：上述输入轴连接着汽车的发动机。
18.一种传动装置，包括：
一根输入轴；
至少两个摆动构件，每个该构件在一条轴线周围可枢转，并连接着上述输入轴，从而，该输入轴的转动会使该摆动构件摆动；
至少一个凸轮装置，它连接着上述至少两个摆动构件，以便提供来自该摆动构件的无波动的动力；
至少一个单向离合器，它连接着上述至少两个摆动构件；以及
一根输出轴，它连接着上述至少一个单向离合器，由于上述至少两个摆动构件的摆动而驱动该输出轴，依次地又转动该单向离合器，以便转动该输出轴。
19.如权利要求18所述的传动装置，其特征在于：上述输入轴的转动，使上述凸轮装置转动。
20.如权利要求18所述的传动装置，其特征在于：上述至少两个摆动构件，连接着上述输入轴。
21.如权利要求20所述的传动装置，其特征在于：上述至少一个凸轮装置，包括连接着上述至少两个摆动构件的一对凸轮构件，还包括连接着上述那对凸轮构件的一对链轮盘片，上述这对链轮盘片驱动一对链条，该链条与上述至少一个单向离合器啮合。
22.如权利要求19所述的传动装置，其特征在于：上述凸轮装置包括一个凸轮形轮槽，还包括连接着该凸轮形轮槽的一对链轮盘片，从而，该凸轮形轮槽的转动，使上述链轮盘片摆动，该链轮盘片驱动一对链条，该链条与上述至少一个单向离合器啮合。
23.如权利要求21所述的传动装置，还包括可滑动调节的动力输出装置，用于选择性地连接自行车的曲柄，从而，由于动力输出装置进一步从上述曲柄转动处中央移动开，自行车脚踏板所要求的扭矩就增大。
24.如权利要求22所述的传动装置，还包括连接着上述那对链轮盘片的一对动力输出装置，用于让用户对于上述输入轴的每次转动，选择性地调节那对链轮盘片的摆动程度。
25.如权利要求19所述的传动装置，其特征在于：上述凸轮装置包括凸轮轴，该凸轮轴上具有至少一个驱动凸轮，还包括至少一个凸轮随动件，该凸轮随动件连接着上述至少一个驱动凸轮以及上述至少两个摆动构件之一，从而，上述至少一个凸轮随动件相对于上述凸轮轴的移动，会使上述至少两个摆动构件之一摆动。
26.如权利要求25所述的传动装置，还包括与上述至少一个凸轮随动件结合的偏压装置，用于把该至少一个凸轮随动件偏压得与上述至少一个驱动凸轮相接触。
27.如权利要求26所述的传动装置，其特征在于：上述至少两个摆动构件，包括第一控制杆和第二控制杆，一旦上述输入轴转动，该控制杆就顺着相反方向摆动。
28.如权利要求27所述的传动装置，还包括与上述第一控制杆连接的第一选择性可定位的动力输出装置，以及与上述第二控制杆连接的第二选择性可定位的动力输出装置，其特征在于：相对于上述第一及第二控制杆而调节上述第一及第二动力输出装置，会使上述输出轴的转动速度发生成比例的改变。
29.如权利要求28所述的传动装置，还包括连接着上述第一及第二动力输出装置的控制机构，该控制机构由用户控制，以便改变输出轴的转动输出。
30.如权利要求29所述的传动装置，其特征在于：上述凸轮轴包括同心轴，该同心轴可滑动地以花键连接在上述输入轴上，且上述至少一个凸轮随动件和上述第一及第二控制杆，选择性地可随上述凸轮轴而移动。
31.如权利要求30所述的传动装置，其特征在于：上述凸轮轴、至少一个凸轮随动件和上述第一及第二控制杆相对于上述输入轴的纵向轴线的移动，改变输出轴的传动速度。
32.如权利要求30所述的传动装置，还包括连接着上述同心轴的位移装置，用于相对于上述输入轴选择性地位移该同心轴，并用于使该同心轴保持在所选择的位置上。
33.如权利要求32所述的传动装置，还包括壳体，上述输入轴和上述输出轴套装在该壳体上。
34.如权利要求32所述的传动装置，其特征在于：上述位移装置包括至少两个相反的线性单向离合器。
35.如权利要求34所述的传动装置，其特征在于：上述至少两个相反的线性单向离合器，包括第一部分和第二部分，该第一部分限定着至少一个相反的凸轮线性轮槽组，该第二部分限定着一个平坦的轮槽，且至少两个可挤入的辊被偏压在活动机架中，该机架连接着外部控制构件。
36.如权利要求35所述的传动装置，其特征在于：当来自上述至少两个控制杆的力施加于上述控制滑动件时，该力就提供负载情况下的动力转变。
37.如权利要求30所述的传动装置，还包括连接着上述同心轴的偏压凸轮，以及至少一个凸轮随动轮，该随动轮连接着上述凸轮随动件，并与上述偏压凸轮接触，该偏压凸轮被构造得在上述凸轮随动轮与上述驱动凸轮之间保持接触。
38.如权利要求37所述的传动装置，其特征在于：上述偏压凸轮及上述至少一个凸轮随动轮，被构造得在上述输入轴转动的一部分期间，提供恒定速度，上述偏压凸轮与上述驱动凸轮同心，且上述至少一个凸轮随动轮与偏压凸轮连接在一起，并被定位于上述驱动凸轮相反的两侧上，以便在上述驱动凸轮与上述至少一个凸轮随动轮之间保持接触。
39.一种传动装置，包括：
一根输入轴；
一根输出轴；
至少一个摆动器，它由上述输入轴驱动；
至少两个摆动随动件，它们可由上述至少一个摆动器移动；
至少两个控制杆，每一个连接着上述至少两个摆动随动件之一，以便随其移动，且每一个在支点周围可枢转；以及
至少两个滑动构件，每一个连接着上述至少两个控制杆之一，以便该至少两个滑动构件随同该至少两个控制杆的移动而来回移动，该至少两个滑动构件驱动上述输出轴；
从而，上述至少两个控制杆相对于上述滑动构件的平移，使上述输入轴相对于上述输入轴的转动比率改变。
40.如权利要求39所述的传动装置，其特征在于：上述至少一个摆动器，包括一个凸轮，该凸轮上具有至少一个驱动凸轮，且上述至少两个摆动随动件包括至少一个凸轮随动件，该凸轮随动件连接着上述至少一个驱动凸轮，并连接着上述至少两个控制杆之一，从而，上述至少一个凸轮随动件相对于上述凸轮轴的移动，使上述至少两个控制杆之一摆动。
41.如权利要求40所述的传动装置，还包括与上述至少一个凸轮随动件结合的偏压装置，用于把上述至少一个凸轮随动件偏压得与上述至少一个驱动凸轮相接触。
42.如权利要求39所述的传动装置，其特征在于：上述至少两个控制杆，包括第一控制杆和第二控制杆，一旦上述输入轴转动，该控制杆就顺着相反方向摆动。
43.如权利要求39所述的传动装置，还包括至少一个选择性可定位的动力输出装置，该装置连接着上述至少两个控制杆，其特征在于：相对于上述至少两个控制杆而调节该至少一个动力输出装置，会使上述输出轴的转动速度发生成比例的变化。
44.如权利要求43所述的传动装置，还包括一个控制机构，它与上述动力输出装置连接，该控制机构由用户来控制，以改变输出轴的转动输出。
45.如权利要求40所述的传动装置，其特征在于：上述凸轮轴包括同心轴，该同心轴可滑动地以花键连接在上述输入轴上，其特征在于：上述至少一个凸轮随动件和上述至少两个控制杆，随着上述凸轮轴而选择性地可移动。
46.如权利要求45所述的传动装置，其特征在于：上述凸轮轴、至少一个凸轮随动件以及上述至少两个控制杆相对于上述输入轴的纵向轴线的移动，改变输出轴的转动速度。
47.如权利要求37所述的传动装置，还包括与上述同心轴连接的位移装置，用于使该同心轴相对于上述输入轴而选择性地位移，并用于使该同心轴保持在所选择的位置上。
48.如权利要求47所述的传动装置，还包括壳体，上述输入轴和上述输出轴被套装在该壳体上。
49.如权利要求47所述的传动装置，其特征在于：上述位移装置包括至少两个相反的线性单向离合器。
50.如权利要求49所述的传动装置，其特征在于：上述至少两个相反的线性单向离合器包括第一部分和第二部分，该第一部分限定着至少一个相反的凸轮线性轮槽组，该第二部分限定着一个平坦的轮槽，且至少两个可挤入的辊被偏压在活动机架中，该机架连接着外部控制构件。
51.如权利要求50所述的传动装置，其特征在于：当来自上述至少两个控制杆的力施加于上述控制滑动件时，该力就提供负载情况下的动力转变。
52.如权利要求45所述的传动装置，还包括连接着上述同心轴的偏压凸轮，以及至少一个凸轮随动轮，该随动轮连接着上述凸轮随动件，并与上述偏压凸轮接触，该偏压凸轮被构造得在上述凸轮随动轮与上述驱动凸轮之间保持接触。
53.如权利要求52所述的传动装置，其特征在于：上述偏压凸轮及上述至少一个凸轮随动轮，被构造得在上述输入轴转动的一部分期间，提供恒定速度，上述偏压凸轮与上述驱动凸轮同心，且上述至少一个凸轮随动轮与偏压凸轮连接在一起，并被定位于上述驱动凸轮相反的两侧上，以便在上述驱动凸轮与上述至少一个凸轮随动轮之间保持接触。
54.如权利要求39所述的传动装置，其特征在于：上述输入轴包括自行车的曲柄。
55.如权利要求39所述的传动装置，其特征在于：上述输入轴连接着汽车的发动机。
56.一种传动装置，包括：
一个壳体，它具有第一壁和第二壁；
一根输入轴，它套装得穿通上述壳体的上述第一壁；
一根输出轴，它套装得穿通上述壳体的第二壁；
一根同心轴，它可滑动地以花键连接在上述输入轴上；
一个控制滑动件，它固定地连接着上述同心轴，并相对于上述壳体而被可滑动地导向；
至少一个凸轮，它限定着凸轮表面，该凸轮表面基本上与上述同心轴平行，且被固定地紧固在上述同心轴上；
至少一个偏压凸轮随动件，它相对于上述同心轴而在纵向上被固定；
至少一个控制杆，它可转动地连接着每个上述至少一个凸轮随动件；
偏压装置，它用于把上述至少一个凸轮随动件偏压得与上述至少一个凸轮的上述凸轮表面相接触；
至少一个选择性可定位的、自锁紧的动力输出装置，它处于每个上述至少一个控制杆上；以及
连接装置，它用于使上述动力输出装置与上述输出轴互相连接。
57.如权利要求56所述的传动装置，其特征在于：上述至少两个控制杆包括第一控制杆和第二控制杆，一旦上述输入轴转动，该控制杆就顺着相反方向摆动。
58.如权利要求56所述的传动装置，其特征在于：相对于上述至少一个控制杆而调节上述动力输出装置，会使上述输出轴的转动速度发生成比例的变化。
59.如权利要求58所述的传动装置，其特征在于：上述控制机构由用户来控制，以改变输出轴的转动输出。
60.如权利要求56所述的传动装置，其特征在于：上述至少一个凸轮、上述至少一个偏压凸轮随动件以及上述至少一个控制杆相对于上述输入轴的纵向轴线的移动，改变输出轴的转动速度。
61.如权利要求56所述的传动装置，还包括与上述同心轴连接的位移装置，用于使该同心轴相对于上述输入轴而选择性地位移，并用于使该同心轴保持在所选择的位置上。
62.如权利要求56所述的传动装置，其特征在于：上述连接装置包括至少两个单向离合器。
63.如权利要求56所述的传动装置，其特征在于：当来自上述至少一个控制杆的力施加于上述控制滑动件时，该力就提供负载情况下的动力转变。
64.如权利要求56所述的传动装置，其特征在于：上述偏压装置包括连接着上述同心轴的偏压凸轮，以及至少一个凸轮随动轮，该随动轮连接着上述凸轮随动件，并与上述偏压凸轮接触，该偏压凸轮被构造得在上述凸轮随动轮与上述驱动凸轮之间保持接触。
65.如权利要求56所述的传动装置，其特征在于：上述偏压装置包括一个偏压凸轮、一个偏压凸轮齿轮(biasing cam wheel)以及至少一个凸轮随动轮，该凸轮随动轮被构造得在上述输入轴转动的一部分期间，提供恒定速度，且上述至少一个凸轮随动轮与偏压凸轮齿轮连接在一起，并被定位于上述偏压凸轮相反的两侧上，以便在上述偏压凸轮与上述至少一个凸轮随动轮之间保持接触。
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