專利名稱：靜力發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)及一種用靜力作為能源的發(fā)動(dòng)機(jī)。
現(xiàn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)等都需要使用已知能源，將能源產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換成動(dòng)力輸出，因能量在轉(zhuǎn)換過程中存在著各種損耗，所以輸出功率始終小于輸入功率。受資源限制，常規(guī)能源(如石油、煤、水力等)潛力有限；太陽(yáng)能是一種干凈衛(wèi)生的能源，但太陽(yáng)能的單位面積能量太小，所以采集光能的設(shè)備龐大，加上受氣候和晝夜變化的影響，給太陽(yáng)能的集中使用帶來了一定的不便；核能雖潛力巨大，但它是一種使用技術(shù)復(fù)雜且危險(xiǎn)的能源。以上能源中有相當(dāng)一部分在生產(chǎn)和使用過程中還污染環(huán)境，為此需要投入大量的人力、物力、財(cái)力來解決已知能源在使用過程中帶來的各種負(fù)作用。
本發(fā)明的目的在于提供一種不使用已知能源的集發(fā)動(dòng)機(jī)和能源為一體的機(jī)械裝置，解決能源危機(jī)及已知能源在生產(chǎn)和使用過程中造成的環(huán)境污染問題。
上述目的是通過由輪系組成的單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)、動(dòng)力反饋機(jī)構(gòu)和靜力輸入機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的兩根固定軸在同一軸線上分別與機(jī)殼的兩端固聯(lián)，其中一根固定軸與中心輪固聯(lián)。兩只分別支持功能不同的行星輪的轉(zhuǎn)臂固聯(lián)為一體形成主轉(zhuǎn)臂，兩臂之間的夾角為90°，該轉(zhuǎn)臂的兩端活套在兩固定軸上，主轉(zhuǎn)臂上還固聯(lián)一個(gè)有過孔的齒輪作為輸入輪，共軸線。組合行星輪由載荷輪和單向輪組成，其中載荷輪是一大一小兩個(gè)圓錐齒輪固聯(lián)為一體的雙聯(lián)齒輪，兩輪共軸線，齒面同向，活套在主轉(zhuǎn)臂其中的一只轉(zhuǎn)臂上，其主要作用是承載負(fù)荷并化解由負(fù)荷產(chǎn)生的力。載荷輪的大圓錐齒輪與中心輪相嚙合，軸交角為90°；小圓錐齒輪與單向輪相嚙合，軸交角也為90°，以兩輪齒寬中部的節(jié)圓節(jié)點(diǎn)為公切點(diǎn)，其公切線指向載荷輪的大圓錐齒輪與中心輪兩輪節(jié)圓錐的公用母線。單向輪與萬(wàn)向聯(lián)軸器的主動(dòng)軸固聯(lián)，主動(dòng)軸在主轉(zhuǎn)臂另一只轉(zhuǎn)臂的內(nèi)孔中自由旋轉(zhuǎn)。當(dāng)單向輪受到負(fù)荷影響產(chǎn)生自轉(zhuǎn)趨勢(shì)時(shí)，該輪就會(huì)沿公切線方向產(chǎn)生一個(gè)指向公用母線的力，載荷輪將這個(gè)力分解為兩個(gè)方向相反的力，使正負(fù)力矩相互低消，因控制單向輪軸線移動(dòng)的約束力的作用點(diǎn)在中心輪的軸線上，所以當(dāng)約束力平行于公切線時(shí)，輪系的力矩和為零，靜止不動(dòng)。此時(shí)，只要在輸入輪上稍加一個(gè)力，輪系的力矩就會(huì)失衡而運(yùn)動(dòng)。該輪系的特點(diǎn)是動(dòng)力只能從輸入輪上輸入而不能從單向輪逆向輸入，它不直接對(duì)負(fù)荷作功，只對(duì)摩擦力和空氣阻力作功或?qū)ω?fù)荷作部分功，所以綜合輸出功率可以大于輸入功率，再配置相應(yīng)的輸出機(jī)構(gòu)，即可輸出動(dòng)力。如果將輸出動(dòng)力的一部分通過反饋機(jī)構(gòu)反饋到輸入端，整個(gè)裝置就會(huì)不停地運(yùn)動(dòng)下去。
動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)由另一組行星輪系組成。該輪系的寄生轉(zhuǎn)臂也由兩只轉(zhuǎn)臂固聯(lián)而成，兩臂之間的夾角為180°，通過同一軸線上的兩鉸鏈活套在主轉(zhuǎn)臂上，兩鉸鏈的軸線與上述萬(wàn)向聯(lián)軸器的軸線垂直并通過其節(jié)點(diǎn)，使主轉(zhuǎn)臂和寄生轉(zhuǎn)臂即可同時(shí)圍繞固定軸旋轉(zhuǎn)，也可相互折疊，其作用是消除轉(zhuǎn)臂主動(dòng)方的圓周力對(duì)從動(dòng)方的影響。中心輪固定在另一根固定軸上，與單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的中心輪錐面相對(duì)，共軸線。反饋輪是一個(gè)圓錐齒輪，輸出輪是一個(gè)有過孔的圓柱齒輪，兩輪固聯(lián)在一起，也活套在該固定軸上，共軸線，用作輸出動(dòng)力和反饋動(dòng)力。反饋輪上固聯(lián)一撥桿，通過該桿與寄生轉(zhuǎn)臂活動(dòng)聯(lián)接，即可撥動(dòng)轉(zhuǎn)臂，又可在聯(lián)接處作小范圍的滑動(dòng)。行星輪是由三個(gè)齒輪組成的一組變速機(jī)構(gòu)，其中一個(gè)圓錐齒輪和一個(gè)圓柱齒輪固聯(lián)在一根軸上或組成雙聯(lián)齒輪軸，齒輪軸的兩端軸頸分別在寄生轉(zhuǎn)臂兩臂的內(nèi)孔中自由旋轉(zhuǎn)；第三個(gè)齒輪是圓柱齒輪，該輪和雙聯(lián)齒輪軸的圓柱齒輪相嚙合，軸線平行，并和萬(wàn)向聯(lián)軸器的從動(dòng)軸固聯(lián)，從動(dòng)軸的軸頸在寄生轉(zhuǎn)臂的一只臂的內(nèi)孔中自由旋轉(zhuǎn)；齒輪軸的圓錐齒輪和中星輪相嚙合。組合行星輪的作用是保證主轉(zhuǎn)臂和寄生轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)速相等、轉(zhuǎn)向相同并輸出動(dòng)力，兩組行星輪系通過萬(wàn)向聯(lián)軸器相互發(fā)生作用。
動(dòng)力反饋機(jī)構(gòu)的分力輪和惰輪是由圓錐齒輪和圓柱齒輪固聯(lián)為一體的兩組雙聯(lián)齒輪，其中兩圓柱齒輪相互嚙合，兩圓錐齒輪在輸入輪和反饋輪之間分別與兩輪相嚙合。惰輪與其相應(yīng)的軸固聯(lián)，軸的軸頸可在軸承座內(nèi)孔里自由旋轉(zhuǎn)，處于定軸狀態(tài)。搖桿通過與其相應(yīng)的軸和另一個(gè)軸承座組裝在一起，也處于定軸狀態(tài)，軸的軸頸可在這個(gè)軸承座的內(nèi)孔里自由旋轉(zhuǎn)。分力輪也與其相應(yīng)的軸固聯(lián)，軸的軸頸可在搖桿一端的內(nèi)孔里自由旋轉(zhuǎn)，其軸線可隨搖桿旋轉(zhuǎn)。只要我們通過搖桿在分力輪的軸上加一個(gè)力，分力輪就會(huì)將這個(gè)力一分為二，由分力輪的圓錐齒輪和圓柱齒輪分別將力加在反饋輪和惰輪的圓柱齒輪上，惰輪的圓錐齒輪又將力傳遞給輸入輪，因?yàn)榧釉诜答佪喩系牧κ峭ㄟ^輸出機(jī)構(gòu)的組合行星輪和萬(wàn)向聯(lián)軸器傳遞到單向輪上的，所以這個(gè)力的大小無論如何變化，兩組輪系靜止不動(dòng)，而加在輸入輪上的力卻能輕松地使主轉(zhuǎn)臂和寄生轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)，只要在反饋輪上固聯(lián)一個(gè)齒輪作輸出輪，就可輸出動(dòng)力。我們可以調(diào)整反饋系統(tǒng)各齒輪的傳動(dòng)比，使分力輪的軸線只能有旋轉(zhuǎn)趨勢(shì)而不能發(fā)生位移，這樣就可實(shí)現(xiàn)靜力作功的目的。
靜力輸入機(jī)構(gòu)的螺桿的一端通過與其相應(yīng)的軸安裝在搖桿未裝齒輪一端的內(nèi)孔中，可自由旋轉(zhuǎn)，另一端則穿過機(jī)蓋的螺蚊孔與手柄相配合，緊固件將機(jī)蓋固定在機(jī)殼上。當(dāng)旋轉(zhuǎn)手柄時(shí)螺桿就會(huì)對(duì)搖桿產(chǎn)生一個(gè)壓力，搖桿以軸承座為支點(diǎn)，將力傳遞給分力輪，從而實(shí)現(xiàn)力的輸入。
一般的動(dòng)力裝置不但對(duì)負(fù)荷作功，同時(shí)還要對(duì)摩擦力和空氣阻力等作功，都需要不斷地注入能源才能運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)質(zhì)上是能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，而上述發(fā)動(dòng)機(jī)不需要注入能源即可輸出動(dòng)力，是一種集發(fā)動(dòng)機(jī)和能源為一體的機(jī)械裝置。
下面結(jié)合附圖和最佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖1、圖2是動(dòng)力單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的原理圖。
圖3是最佳實(shí)施例的主視4是沿圖3中的B-B線的剖視5是沿圖3中的C-C線的剖視6是主轉(zhuǎn)臂5、6和寄生轉(zhuǎn)臂36、37的結(jié)構(gòu)示意3展示了靜力發(fā)動(dòng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)和原理，該機(jī)由單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)、動(dòng)力反饋機(jī)構(gòu)和靜力輸入機(jī)構(gòu)組成。
靜力發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部分是由行星輪系組成的單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)的固定軸2和固定軸32在同一軸線上分別通過銷軸4和銷軸33與機(jī)殼1的兩端固聯(lián)，支持著整個(gè)機(jī)構(gòu)，以下稱兩固定軸的軸線為主軸線。兩只分別支持不同行星輪的轉(zhuǎn)臂5和轉(zhuǎn)臂6固聯(lián)為一體形成主體轉(zhuǎn)臂，兩臂之間的夾角為90°，以下稱主轉(zhuǎn)臂，在與轉(zhuǎn)臂5、6的相對(duì)位置上還設(shè)置有一平衡塊，起平衡作用。在本施實(shí)例中，轉(zhuǎn)臂5為E形結(jié)構(gòu)，一端通過圓錐滾子軸承9和向心力軸承10活套在固定軸2上，另一端通過圓錐滾子軸承21和向心力軸承20活套在固定軸32上，圖6示出轉(zhuǎn)臂的基本結(jié)構(gòu)。中心輪3是一個(gè)圓錐齒輪，與固定軸2固聯(lián)。組合行星輪由載荷輪和單向輪11組成。其中載荷輪是由一小一大兩個(gè)圓錐齒輪15、16固聯(lián)為一體的雙聯(lián)齒輪，共軸線，齒面同向；小圓錐齒輪15可在大圓錐齒輪16的分度圓錐里固聯(lián)為塔型輪，也可在同一平面內(nèi)固聯(lián)為雙聯(lián)齒輪，在本施實(shí)例中，載荷輪用的是后者。載荷輪的主要作用是承載負(fù)荷并和單向輪11相配合將負(fù)荷產(chǎn)生的力分解為兩個(gè)方向相反的力，使兩個(gè)力所產(chǎn)生的力矩相互抵消，機(jī)構(gòu)自鎖。如圖4所示，載荷輪與軸19固聯(lián)，軸19又通過向心力軸承17和圓錐滾子軸承18安裝在轉(zhuǎn)臂6的內(nèi)孔中。載荷輪的大圓錐齒輪16與中心輪3相嚙合，兩軸線相交于O點(diǎn)，軸交角為90°，兩輪節(jié)圓的節(jié)點(diǎn)為C點(diǎn)，節(jié)圓錐的公用母線為CO；小圓錐齒輪15與單向輪11相嚙合，兩軸線也相交于O點(diǎn)，軸交角也為90°，以兩輪在齒寬中部的節(jié)圓節(jié)點(diǎn)C1為公切點(diǎn)，其公切線須指向公用母線CO，以此確定單向輪11的安裝位置。綜上所述，可以看出沿公切線指向公用母線CO的力通過作用點(diǎn)，所以力矩為零不作功。小圓錐齒輪15的分度圓半徑是這樣確定的在大圓錐齒輪16的分度圓錐里，小圓錐齒輪15的分度圓半徑R分15須小于或等于與這個(gè)錐體等高截圓的半徑R截減去大圓錐齒輪16的齒長(zhǎng)b，即R分15≤R截-b。單向輪11是一個(gè)圓錐齒輪，它的分度圓半徑是這樣確定的單向輪11的分度圓半徑R分11＝中心輪3的分度圓半徑R分3-載荷輪15、16兩輪分度圓之間的距離h，即R分11＝R分3-h。該輪與萬(wàn)向聯(lián)軸器14的主動(dòng)軸固聯(lián)，主動(dòng)軸的軸頸又通過向心力軸承12和圓錐滾子軸承13安裝在轉(zhuǎn)臂5的內(nèi)孔中。在本施實(shí)例中，載荷輪15、16采用的是在同一平內(nèi)固聯(lián)為一體的雙聯(lián)齒輪，h為零，固R分11＝R分3。因各行星輪在轉(zhuǎn)臂上的位置不對(duì)稱，在旋轉(zhuǎn)中受離心力的作用會(huì)發(fā)生竄動(dòng)，固行星輪安裝后應(yīng)用端蓋41和緊固件42將其蓋住。為了使動(dòng)力能從主轉(zhuǎn)臂上輸入，緊固件7將中心有一過孔的輸入輪8和主轉(zhuǎn)臂固聯(lián)在一起在，共軸線，輸入輪8是一個(gè)圓錐齒輪，用作動(dòng)力輸入。該機(jī)構(gòu)的基本工作原理如圖1、2所示當(dāng)給單向輪11施加一個(gè)能使其產(chǎn)生自轉(zhuǎn)趨勢(shì)的負(fù)荷P時(shí)，該輪就對(duì)節(jié)點(diǎn)C1產(chǎn)生一個(gè)沿嚙合角∠α方向的壓力F，這個(gè)力可以分解為兩個(gè)力，一個(gè)是以節(jié)點(diǎn)C1為公切點(diǎn)，沿公切線方向通過公用母線CO的力F1，力矩和為零；另一個(gè)是使相互嚙合的圓錐齒輪15和單向輪11分離的力F2，這個(gè)力和反作用力-F2共同作用于主轉(zhuǎn)臂上，為系統(tǒng)內(nèi)力也不作功。因中星輪3和圓錐齒輪16的軸交角為90°，單向輪11和圓錐齒輪15的軸交角也為90°，又因控制單向輪的11軸線平移的約束力F3的作用點(diǎn)在中心輪3的軸線上，單向輪11和中心輪3的分度圓半徑相等，所以約束力F3平行于沿公切線方向的力F1，力矩和也為零，也就是說負(fù)荷P無論大小如何變化，行星輪系中的力矩和始終等于零，機(jī)構(gòu)自鎖，處于靜止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)，在輸入輪8上稍加一個(gè)力，就會(huì)使輪系的力矩失衡而旋轉(zhuǎn)，輸入輪8帶動(dòng)主轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)，主轉(zhuǎn)臂中的轉(zhuǎn)臂6帶動(dòng)載荷輪旋轉(zhuǎn)，載荷輪的小圓錐齒輪15又帶動(dòng)單向輪11旋轉(zhuǎn)，動(dòng)力從單向輪11輸出，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)力單向傳輸?shù)哪康模乖摍C(jī)構(gòu)的輸出功率大于輸入功率。單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有三種狀態(tài)，如圖2所示(1)沿公切方向的力F1通過公用母線CO，該狀態(tài)無論負(fù)荷如何變化，輪系的力矩和始終為零，處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)只要在輸入輪8上稍加一個(gè)力，輪系的力矩就會(huì)失衡而旋轉(zhuǎn)。這是一組典型的單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在這個(gè)機(jī)構(gòu)中力只能從輸入輪8上輸入而不能從單向輪11逆向輸入，若再把輸出功的一部分反饋到輸入輪8上，輪系就會(huì)不停的旋轉(zhuǎn)并輸出動(dòng)力。(2)沿公切線方向的力F1雖指向公用母線CO但沒有通過它，該狀態(tài)的力矩和不為零時(shí)，輪系發(fā)生旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向和負(fù)荷力的方向一致時(shí)，就需要輸入一定的動(dòng)力來克服這個(gè)旋轉(zhuǎn)力，這是一組省功的機(jī)械。(3)沿公切線方向的力F1雖指向公用母線CO但沒有通過它，該狀態(tài)的力矩和不為零時(shí)，輪系發(fā)生旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向和負(fù)荷力的方向相反時(shí)，就可直接輸出動(dòng)力，這是一組負(fù)荷作正功的機(jī)械裝置，本施實(shí)例屬于第一種狀態(tài)。
以上單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的單向輪11除自轉(zhuǎn)外其軸線還圍繞中星輪3的軸線公轉(zhuǎn)，給動(dòng)力輸出造成了不便，第二組行星輪系就是為解決這一問題而設(shè)置的，它構(gòu)成了動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)。如圖3所示，這個(gè)輪系的轉(zhuǎn)臂36和轉(zhuǎn)臂37固聯(lián)為一體，因該轉(zhuǎn)臂依附于主轉(zhuǎn)臂，固稱其為寄生轉(zhuǎn)臂，即可和主轉(zhuǎn)臂同時(shí)圍繞固定軸2、32旋轉(zhuǎn)，又可相互折疊，兩臂之間的夾角為180°，轉(zhuǎn)臂主體呈F型，它的兩端分別通過銷軸25、26和主轉(zhuǎn)臂中的轉(zhuǎn)臂5相聯(lián)接，兩端共軸線，并與萬(wàn)向聯(lián)軸器14主動(dòng)軸的軸線垂直，萬(wàn)向聯(lián)軸器14的節(jié)點(diǎn)C2應(yīng)在該軸線上。這種結(jié)構(gòu)的作用是當(dāng)主轉(zhuǎn)臂和寄生轉(zhuǎn)臂在一定范圍內(nèi)作對(duì)折運(yùn)動(dòng)時(shí)，消除轉(zhuǎn)臂主動(dòng)方產(chǎn)生的圓周力對(duì)從動(dòng)方的影響。中心輪27是一個(gè)圓錐齒輪，和固定軸32固聯(lián)，該輪和單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的中心輪3錐面相對(duì)。行星輪是由齒輪23、24、43組成的變速機(jī)構(gòu)，其中圓柱齒輪23和圓錐齒輪24組成齒輪軸，齒輪軸靠圓柱齒輪23的一端軸頸通過向心力軸承22安裝在轉(zhuǎn)臂36的內(nèi)孔中，靠圓錐齒輪24的一端軸頸通過圓錐滾子軸承40和向心力軸承39安裝在轉(zhuǎn)臂37的第一個(gè)內(nèi)孔中，并分別用端蓋41和緊固件42將其蓋住。圓柱齒輪23、43相互嚙合，兩輪軸線相互平行。圓柱齒輪43與萬(wàn)向聯(lián)軸器14的從動(dòng)軸固聯(lián)，萬(wàn)向聯(lián)軸器14的從動(dòng)軸的軸頸再通過圓錐滾子軸承45和向心力軸承44安裝在轉(zhuǎn)臂37的第二個(gè)內(nèi)孔中，并用端蓋41和緊固件42將其蓋住。圓錐齒輪24和中心輪27相嚙合，在齒寬中部的節(jié)圓節(jié)點(diǎn)為C3點(diǎn)，并和單向輪11錐面相對(duì)、軸線平行。因單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和輸出機(jī)構(gòu)是通過萬(wàn)向聯(lián)軸器14聯(lián)接在一起，所以它們互為萬(wàn)向聯(lián)軸器14的托架，為了減小或消除從動(dòng)軸的的不等速、加速度和力偶矩等的影響，萬(wàn)向聯(lián)軸器14的節(jié)點(diǎn)傾角應(yīng)接近或等于零0°，節(jié)點(diǎn)C2應(yīng)在主軸線上。萬(wàn)向聯(lián)軸器14的主要作用是(1)傳遞動(dòng)力；(2)減小或消除兩輪系之間的圓周力的相互影響。為了輸出動(dòng)力，用緊固件30將反饋輪輪28和輸出輪29在同一軸線上固聯(lián)為一體，通過軸承31安裝在固定軸32上，反饋輪28是圓錐齒輪，輸出輪29是圓柱齒輪。撥桿34固聯(lián)在反饋輪28上，并和轉(zhuǎn)臂37裝有圓錐齒輪24的一端活動(dòng)聯(lián)接，其節(jié)點(diǎn)C4與上述節(jié)點(diǎn)C3、節(jié)點(diǎn)C2應(yīng)在一條直線上或偏向主軸線，保證以節(jié)點(diǎn)C3為支點(diǎn)，在給節(jié)點(diǎn)C4上加一個(gè)圓周力時(shí)，整個(gè)裝置靜止不動(dòng)，或向該圓周力相反的方向旋轉(zhuǎn)。輸出輪29是圓柱齒輪，該輪和齒輪軸35軸頭部分的圓柱齒輪相嚙合。齒輪軸35的軸頸部分通過向心力軸承38相應(yīng)的安裝在機(jī)殼1的一端。輸出機(jī)構(gòu)的工作原理如下我們以單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的中心輪3為參照物，當(dāng)輸入輪8帶動(dòng)主轉(zhuǎn)臂朝順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，主轉(zhuǎn)臂中的轉(zhuǎn)臂6就帶動(dòng)載荷輪圍繞著中星輪3朝順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，與載荷輪的圓錐齒輪15相嚙合的單向輪11在轉(zhuǎn)臂5的支持下朝逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，單向輪11通過聯(lián)軸器14迫使輸出機(jī)構(gòu)的圓柱齒輪43也朝逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，與圓柱齒輪43相嚙合的圓柱齒輪23帶動(dòng)圓錐齒輪24朝順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，圓錐齒輪24又帶動(dòng)支持它的寄生轉(zhuǎn)臂圍繞中心輪27的軸線朝順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，寄生轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)臂37通過撥桿34帶動(dòng)反饋輪28、輸出輪29旋轉(zhuǎn)，輸出輪29又帶動(dòng)齒輪軸35旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出。在本施實(shí)例中，中心輪3、27的傳動(dòng)比為1∶1；載荷輪的圓錐齒輪15、16的傳動(dòng)比為1∶2；單向輪11和圓柱齒輪43的傳動(dòng)比為1∶2；圓柱齒輪43和圓柱齒輪23的傳動(dòng)比為2∶1；圓柱齒輪23和圓錐齒輪24的傳動(dòng)比為1∶1，從而保證了主轉(zhuǎn)臂和寄生轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)速相等和轉(zhuǎn)向相同。
在上述裝置中，只要把輸出動(dòng)力的一部分反饋到單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入輪8上作為動(dòng)力輸入，就可以形成一種不停旋轉(zhuǎn)并可輸出動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)，即靜力發(fā)動(dòng)機(jī)。動(dòng)力反饋機(jī)構(gòu)主要是由分力輪、惰輪、搖桿、軸承座和靜力輸入機(jī)構(gòu)等組成。分力輪是由圓錐齒輪48和圓柱齒輪49固聯(lián)為一體的一組雙聯(lián)齒輪，該輪和軸47固聯(lián)，軸47的軸頸又通過軸承46安裝在搖桿51一端的內(nèi)孔中，分力輪的軸線可隨搖桿51旋轉(zhuǎn)，搖桿51中部的內(nèi)孔活套在軸50上，如圖5所示，軸50的軸頸安裝在軸承座58的內(nèi)孔中。它們的作用是通過搖桿51將力加在分力輪的軸線上，由分力輪將力分為兩部分，分別傳遞到反饋輪28和惰輪的園柱齒輪54上。惰輪是由圓柱齒輪54和圓錐齒輪53固聯(lián)為一體的另一組雙聯(lián)齒輪，該輪和軸55固聯(lián)在一起，軸55的軸頸又通過軸承56安裝在軸承座57的內(nèi)孔中，它的作用是改變齒輪的旋轉(zhuǎn)方向，保證分力輪的軸線在發(fā)動(dòng)機(jī)靜止和運(yùn)行狀態(tài)下其軸線均不發(fā)生位移。分力輪和惰輪的兩圓柱齒輪49、54相互嚙合，其節(jié)圓節(jié)點(diǎn)為C5點(diǎn)；兩圓錐齒輪48、53在反饋輪28和輸入輪8之間分別與它們相嚙合。從圖5上看，兩節(jié)點(diǎn)C6、C7和節(jié)點(diǎn)C5應(yīng)在一條直線上。緊固件59將軸承座57、58和機(jī)殼1固聯(lián)在一起，支持著惰輪和搖桿51。該機(jī)構(gòu)的工作原理如下我們只要在搖桿51上加一個(gè)力，搖桿51就會(huì)將這個(gè)力通過軸47傳遞給分力輪，分力輪通過節(jié)點(diǎn)C5、C6將這個(gè)力一分為二，其圓錐齒輪48將一份力傳遞給反饋輪28，圓柱齒輪49將另一份力傳遞給惰輪的圓柱齒輪54，再通過惰輪的圓錐齒輪53將力傳遞給輸入輪8，因?yàn)榧釉诜答佪?8上的力是通過組合行星輪的圓柱齒輪43和萬(wàn)向聯(lián)軸器14傳遞給單向輪11的，所以這個(gè)力的大小無論如何變化整個(gè)裝置都靜止不動(dòng)，而加在輸入輪8上的力卻能使主轉(zhuǎn)臂和寄生轉(zhuǎn)臂同向、等速旋轉(zhuǎn)。在本實(shí)施例中，輸入輪8、反饋輪28的傳動(dòng)比相等；分力輪、惰輪的圓錐齒輪48、53和圓柱齒輪49、54的傳動(dòng)比均相等，所以分力輪的軸線實(shí)際上只有圍繞軸承座58旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)而沒有發(fā)生位移，不作功，也就是說只要在搖桿51未裝齒輪的一端施加一個(gè)靜止的力，就可輸出動(dòng)力。
圖5示出了靜力輸入機(jī)構(gòu)的基本結(jié)購(gòu)。螺桿60的一端活套在軸52上，軸52兩端軸頸安裝在搖桿51未裝齒輪一端的內(nèi)孔中，另一端穿過機(jī)蓋62的螺紋孔和手柄61相配合。如圖4所示緊固件63將機(jī)蓋62固定在機(jī)殼1上。當(dāng)旋轉(zhuǎn)手柄61時(shí)，螺桿60就將力傳遞給搖桿51，搖桿51又將力傳遞給分力輪的軸47，因該輪的軸線不發(fā)生位移，從而實(shí)現(xiàn)了靜力作功的目的，靜力輸入機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)可根據(jù)需要配置。
在上述裝置中，除載荷輪的圓錐齒輪15、16和單向輪11的相關(guān)位置及尺寸外，其它齒輪均可以在保證輸入輪8、反饋輪28的轉(zhuǎn)向相同、轉(zhuǎn)速相等和分力輪的軸線不發(fā)生位移的前提下，自定義其規(guī)格尺寸。輸出機(jī)構(gòu)、靜力輸入機(jī)構(gòu)也可采用其它結(jié)構(gòu)。為了保證中心輪27和圓錐齒輪24準(zhǔn)確的嚙合，可將中心輪27浮動(dòng)。本實(shí)施例屬靜力發(fā)動(dòng)機(jī)，因其具有不使用已知能源卻能作功的特性，固也可稱為剛體能源。根據(jù)其原理，當(dāng)沿公切線方向的力沒有指向公用母線CO，而是指向公用母線CO的附近時(shí)，就可產(chǎn)生另外兩種形式的機(jī)械裝置(1)省功的機(jī)械裝置，它需要輸入一定的動(dòng)力。(2)負(fù)荷力作正功的機(jī)械裝置，該裝置需要一個(gè)控制轉(zhuǎn)速的機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種用靜力作為能源的發(fā)動(dòng)機(jī)，它包括單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)、動(dòng)力反饋機(jī)構(gòu)和靜力輸入機(jī)構(gòu)單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由行星輪系組成，該機(jī)構(gòu)的固定軸[2、32]固聯(lián)在機(jī)殼[1]的兩端；主轉(zhuǎn)臂由支持不同行星輪的轉(zhuǎn)臂[5、6]]固聯(lián)組成，兩臂之間的夾角為90°，兩端活套在固定軸[2、32]上；輸入輪[8]是一個(gè)有過孔的圓錐齒輪，該輪和主轉(zhuǎn)臂固聯(lián)并與其共軸線；中心輪[3]是一個(gè)圓錐齒輪，和固定軸[2]固聯(lián)；組合行星輪由載荷輪和單向輪[11]組成載荷輪是由一小一大兩個(gè)圓錐齒輪[15、16]固聯(lián)為一體的雙聯(lián)齒輪，兩輪共軸線，錐面同向；該輪和軸[19]固聯(lián)，軸[19]的軸頸在轉(zhuǎn)臂[6]的內(nèi)孔中自由旋轉(zhuǎn)；載荷輪大圓錐齒輪[16]和中心輪[3]相嚙合，軸交角為90°；小圓錐齒輪[15]和單向輪[11]相嚙合，軸交角也為90°，以兩輪在齒寬中部的節(jié)圓節(jié)點(diǎn)C1為公切點(diǎn)，其公切線須指向大圓錐齒輪[16]和中心輪[3]兩節(jié)圓錐的公用母線CO，以此確定單向輪[11]的安裝位置；單向輪[11]是一個(gè)圓錐齒輪，該輪和萬(wàn)向聯(lián)軸器[14]的主動(dòng)軸固聯(lián)，萬(wàn)向聯(lián)軸器[14]的主動(dòng)軸的軸頸在轉(zhuǎn)臂[5]的內(nèi)孔中自由旋轉(zhuǎn)，動(dòng)力從單向輪[11]輸出，通過萬(wàn)向聯(lián)軸器[14]傳遞到動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)；動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)由另一組行星輪系組成，該機(jī)構(gòu)的中心輪[27]與固定軸[32]固聯(lián)；寄生轉(zhuǎn)臂由轉(zhuǎn)臂[36、37]固聯(lián)組成，兩臂之間的夾角為180°，兩端通過鉸鏈活套在主轉(zhuǎn)臂上；組合行星輪由齒輪[23、24、43]組成，其中圓柱齒輪[23]和圓錐齒輪[24]固聯(lián)成齒輪軸，靠圓柱齒輪[23]的一端軸頸在轉(zhuǎn)臂[36]的內(nèi)孔中自由旋轉(zhuǎn)，靠圓錐齒輪[24]的一端軸頸在轉(zhuǎn)臂[37]的第一個(gè)內(nèi)孔中自由旋轉(zhuǎn)，圓錐齒輪[24]和中心輪[27]相嚙合，圓柱齒輪[23]和圓柱齒輪[43]相嚙合，軸線平行，圓柱齒輪[43]又和萬(wàn)向聯(lián)軸器[14]的從動(dòng)軸固聯(lián)，從動(dòng)軸的軸頸在轉(zhuǎn)臂[37]的第二個(gè)內(nèi)孔中自由旋轉(zhuǎn)；反饋輪[28]是圓錐齒輪，輸出輪[29]是圓柱齒輪，兩輪共軸線并通過緊固件[30]固聯(lián)，活套在固定軸[32]上，輸出輪[29]和齒輪軸[35]相嚙合，齒輪軸[35]的軸頸相應(yīng)地安裝在機(jī)殼[1]的一端，并在其內(nèi)孔中自由旋轉(zhuǎn)，輸出動(dòng)力；動(dòng)力反饋機(jī)構(gòu)由定軸輪系組成，該機(jī)構(gòu)的分力輪是由圓錐齒輪[48]和圓柱齒輪[49]固聯(lián)為一體的雙聯(lián)齒輪，兩輪共軸線并和軸[47]固聯(lián)，軸[47]的軸頸在搖桿[51]一端的內(nèi)孔中自由旋轉(zhuǎn)，搖桿[51]中部的內(nèi)孔活套在軸[50]上，軸[50]的兩端軸頸安裝在軸承座[58]的內(nèi)孔中，使分力輪處于懸掛狀態(tài)，即可自轉(zhuǎn)又可隨搖桿[51]旋轉(zhuǎn)；用于變向的惰輪是由圓錐齒輪[53]和圓柱齒輪[54]固聯(lián)為一體的另一組雙聯(lián)齒輪，兩輪共軸線并和軸[55]固聯(lián)，軸[55]的軸頸在軸承座[57]的內(nèi)孔中自由旋轉(zhuǎn)，使惰輪處于定軸狀態(tài)；分力輪的圓錐齒輪[48]和反饋輪[28]相嚙合，圓柱齒輪[49]和惰輪的圓柱齒輪[54]相嚙合；惰輪的圓錐齒輪[53]和輸入輪[8]相嚙合；靜力輸入機(jī)構(gòu)的螺桿[60]的一端活套在軸[52]上，軸[52]安裝在搖桿[51]未裝齒輪一端的內(nèi)孔中，另一端則穿過機(jī)蓋[62]的螺蚊孔與手柄[61]相配合，用緊固件[63]將機(jī)蓋[62]固定在機(jī)殼[1]上。
2.按照權(quán)力要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的固定軸[2、32]的軸線均和主軸線重合，中心輪[3、27]兩輪錐面相對(duì)。
3.按照權(quán)力要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的單向輪[11]和動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)的圓錐齒輪[24]錐面相對(duì)，軸線平行。
4.按照權(quán)力要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)依附與單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過萬(wàn)向聯(lián)軸器[14]相互發(fā)生作用。
5.按照權(quán)力要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于萬(wàn)向聯(lián)軸器[14]的節(jié)點(diǎn)傾角應(yīng)盡量等于零，節(jié)點(diǎn)C2在固定軸[2、32]的軸線上。
6.按照權(quán)力要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)的中心輪[27]、組合行星輪的齒輪[23、24、43]的傳動(dòng)比的設(shè)置應(yīng)保證主轉(zhuǎn)臂和寄生轉(zhuǎn)臂同向、等速旋轉(zhuǎn)。
7.按照權(quán)力要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于連接主轉(zhuǎn)臂和寄生轉(zhuǎn)臂鉸鏈的銷軸[25、26]和萬(wàn)向聯(lián)軸器的節(jié)點(diǎn)[C2]應(yīng)在一條軸線上，該軸線和萬(wàn)向聯(lián)軸器的主動(dòng)軸的軸線相互垂直。
8.按照權(quán)力要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于轉(zhuǎn)臂[37]和撥桿[34]的節(jié)點(diǎn)[C4]應(yīng)和萬(wàn)向聯(lián)軸器的節(jié)點(diǎn)[C2]、圓錐齒輪[24]和中心輪[27]在齒寬中部的節(jié)點(diǎn)[C3]在一條直線上或偏向主軸線。
9.按照權(quán)力要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于輸入輪[8]、反饋輪[28]、惰輪[53、54]的傳動(dòng)比的設(shè)置應(yīng)保證分力輪的軸線在靜力發(fā)動(dòng)機(jī)處于靜止和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中均不發(fā)生位移，處于懸掛狀態(tài)。
10.按照權(quán)力要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于單向輪[11]的分度圓半徑R分11＝中心輪[3]的分度圓半徑R分3-載荷輪[15、16]兩輪之間的距離h，即R分11＝R分3-h
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用靜力作為能源的發(fā)動(dòng)機(jī)，它通過復(fù)合輪系將負(fù)荷產(chǎn)生的力分解為兩個(gè)大小相等方向相反的力矩，使輪系在負(fù)載狀態(tài)下的力矩和接近或等于零。此時(shí)只要在輸入端上輸入一個(gè)動(dòng)力用于克服除負(fù)載以外的其它阻力，輪系的力矩就會(huì)失衡而旋轉(zhuǎn)，再通過動(dòng)力反饋機(jī)構(gòu)、靜力輸入機(jī)構(gòu)將輸出動(dòng)力的一部分反饋到輸入端，就可使該發(fā)動(dòng)機(jī)不停的旋轉(zhuǎn)下去，并輸出動(dòng)力。
文檔編號(hào)F03G7/00GK1456807SQ0311449
公開日2003年11月19日 申請(qǐng)日期2003年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月18日
發(fā)明者楊云山 申請(qǐng)人:楊云山, 鄭玉蘭, 楊永和