本发明涉及利用中心距可调以实现变速的机械式无级变速器。 机械式无级变速器的种类很多，但由于结构不够紧凑及易打滑等原因，都不能在自行车等场合得到实际应用。
本发明的目的是提供一种结构较紧凑、不易打滑、适用于自行车等场合的机械式无级变速器。
图1是实现本发明的示意图。在从动件〔2〕上安装两个以上超越装置〔3〕（图中为四个）。每个超越装置有一个传动销〔4〕，插在主动件〔1〕的长槽内。〔O1〕为主动件〔1〕的回转中心。〔O2〕为从动件〔2〕的回转中心。主动件〔1〕沿某方向（假定为顺时针方向）转动时，调节中心距O1O2可改变从动件〔2〕的转速。主动件〔1〕沿相反方向（逆时针方向）转动时，不能带动从动件〔2〕转动。
按照超越装置可能进入楔紧状态的相位不同，本发明有三种类型。
第一种，超越装置在第二象限才有可能进入楔紧状态。图1所示超越装置在第二象限a处进入楔紧状态，在b处脱开。主动件〔1〕转过90°，从动件〔2〕转过A角，A＜90°，为减速传动。当从动件〔2〕向上移动，其中心位于主动件〔1〕中心之上时，其传动状况如图2所示。超越装置在第二象限a处进入楔紧状态，在第一象限c处脱开。主动件〔1〕转过90°，从动件〔2〕转过B角，B＞90°，为增速传动。〔O2〕与〔O1〕重合时传动比等1。
第二种，超越装置在第三象限及第二象限都有可能进入楔紧状态。〔O2〕不论在〔O1〕的上方还是下方，都是增速传动，以在上方变速为佳。
第三种，超越装置在四个象限都有可能进入楔紧状态。〔O2〕不论在〔O1〕的上方还是下方，增速状况相同。
第一种变速器所使用的超越装置，其示意图如图3。图中〔1〕为主动件，〔2〕为从动件，〔3〕为钢球。当超越装置顺时针转到第一象限脱开后，钢球〔3〕从槽的窄端流向宽端，并在第三象限由缺口A跌入槽底，直至转到第二象限时钢球〔3〕才从缺口A倒出并流回窄端，超越装置又可能重新进入楔紧状态。改变缺口侧面的倾斜度可控制可能进入楔紧状态的相位。
第二种变速器所使用超越装置钢球的流动和上述超越装置一样是依靠自身的重力，但主动件不开缺口。这两种超越装置只适用于低速传动。第三种变速器所使用超越装置是依靠弹簧的力量进入楔紧状态。
上述三种变速器所使用超越装置都属于“大楔角超越离合器”（申请号为85107128），进入楔紧可靠，脱开省力，钢球被楔紧在斜弧槽与V型槽之间。为了降低接触应力，V型槽的两个边可做成园弧形。
图4是本发明第一种变速器安装在自行车中轴的剖视图。图中双点划线表示自行车上原有的结构：〔a〕为脚蹬，〔b〕为中轴。主动件〔1〕和〔a〕铆接在一起。和超越装置滑体〔2〕做成一体或铆接在一起的传动销〔3〕，插在主动件〔1〕的长槽内。开有V型槽地零件〔4〕固定在轴承座内圈〔5〕的孔内。轴承座外圈〔6〕与可绕自行车后轴上下摆动的摆动板〔7〕用螺钉联接在一起。链轮〔8〕拧紧在轴承座内圈〔5〕右端螺纹上。位于上方的钢球〔9〕处于楔紧状态。位于下方的钢球〔10〕脱开后跌进槽底。摆动板〔7〕向上摆动时传动增速，摆动越多增速越多。相反，摆动板〔7〕向下摆动时传动减速，摆动越多减速越多。摆动板〔7〕在中间位置时传动比等1，链轮〔8〕与中轴〔6〕同步转动。这时传动均匀，机械效率最高，自行车变速器通常在这种情况或接近这种情况下使用。
本发明当传动比不等1时瞬时传动比不能保持恒定，适用于自行车及其他对瞬时传动比要求不严的场合。