CN104373515A - 多轴波动转动传递装置及其应用的发电装置 - Google Patents

多轴波动转动传递装置及其应用的发电装置 Download PDF

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田凯东
张农
张邦基
郑敏毅
张雨
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    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/20—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members
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Abstract

本发明是一种将多轴转动转换为单轴转动，继而将动能转化为电能的装置，其主要部分包括驱动轴(1、2)、超越离合器或棘轮机构(3、4)、传动齿轮组5、输出轴6。第一齿轮50经第一超越离合器3与第一驱动轴1相连，第二齿轮52经第二超越离合器4与第二驱动轴2相连，第一齿轮50与第二齿轮52相啮合，若有多个驱动轴，则第N齿轮经第N超越离合器与第N驱动轴相连。各齿轮之间以串联或并联方式相啮合，形成齿轮组5。齿轮组中某一齿轮轴6作为动力输出轴将动能输出。本发明结构简单、可靠性高，能保证多驱动轴转动不稳定的情况下，输出轴较为稳定旋转，减少能量损失，提升能量传递效率。与发电装置结合工作时，可使发电机工作稳定，提升发电效率。

Description

多轴波动转动传递装置及其应用的发电装置
技术领域
本发明涉及机械领域，尤其适用于将多轴间断的转动或方向不断改变的转动转换为单轴稳定的转动输出，尤其适用于同时收集多驱动轴驱动且各驱动轴转动状态不统一、不稳定的能量并用于发电。 
背景技术
目前，常用的机械转动传递装置为齿轮传动，当多个驱动轴向单个输出轴传递转动时要求各驱动轴转动必须相互配合统一、稳定，若各驱动轴转动无法按照与传动比相应的转速转动或转速波动较大时，转动传递会发生相互干涉，消耗大量能量，效率低，且难以输出稳定转动。 
在通常采用的发电装置中，均要求转子必须朝同一方向稳定旋转，当驱动轴转动不稳定，甚至正反转时，转子若与驱动轴直接相连，发电机将会工作效率低，甚至反向运动或被锁死或者不能产生电能。 
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种收集不稳定的多轴转动并转换为稳定的转动输出的方案。可有效提供能量传递效率，若与发电装置配合使用，可有效提升发电效率，并扩展可用于发电的运动范围，收集以往不适合发电的多轴波动转动的能量，促进节能环保。 
包含有超越离合器、齿轮组、输出轴、支撑物、两个或两个以上驱动轴，其中：，超越离合器可由棘轮所替代，齿轮组中可含有齿轮-齿轮、齿轮-齿圈、锥齿轮-锥齿轮等多种啮合方式，驱动轴各自通过超越离合器与齿轮组相连，各齿轮相互啮合起传动作用而构成齿轮组，输出轴为齿轮组中某一齿轮轴，各齿轮轴安装在支撑物上，各超越离合器传递力矩的方向应使得其对应驱动轴以传递力矩方向转动时，其转动经齿轮组传动，在输出轴上产生的转动方向相同。当输出轴与发电装置相连时，形成相应的多轴发电装置。 
优选的，在其中某个或某些齿轮轴上，装有飞轮。 
本发明具有以下优点： 
1、本发明结构简单合理，零部件易于生产或购买，成本低，便于实现和推广使用。同时，本发明可用于传递或收集多轴的不均匀转动、往复转动的能量，且内部能量损失小、传递效率高，输出转动稳定。 
2、与发电装置配合使用时，克服了以往通常要求驱动轴必须稳定旋转的限制，当驱动轴转动不稳定，甚至正反转时，发电装置仍可实现稳定、高效的工作，使可用于高效发电的运动状态领域得以扩展，以实现节能环保。 
附图说明
图1是本发明具体实施方式一的图示； 
图2是本发明具体实施方式二的图示； 
图3是本发明具体实施方式三的图示。 
图1-图3中：1、第一驱动轴；2、第二驱动轴；3、第一超越离合器；4、第二超越离合器；5、齿轮组；50、第一齿轮；51、第一锥齿轮；52、第二齿轮；53、第二锥齿轮；54、第三齿轮；55、第三锥齿轮；6、输出轴；7、支撑物；8、发电装置。 
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式包括第一驱动轴1、第一超越离合器3、第一齿轮50、第二驱动轴2、第二超越离合器4、第二齿轮52、输出轴6。第一齿轮50经第一超越离合器3与第一驱动轴1相连，第二齿轮52经第二超越离合器4与第二驱动轴2相连，第一齿轮50与第二齿轮52相啮合。两超越离合器的转动传递方向相反，各自传动方向分别如图中箭头所示。 
本实施方式的工作原理为： 
当第一驱动轴1轴沿如图所示方向(从A方向望去为逆时针方向)达到第一齿轮50转速时，第一超越离合器3起传递转矩作用，动力传递路线为第一驱动轴1-第一齿轮50-第二齿轮52-输出轴6。当第一驱动轴1沿如图所示方向转速小于第一齿轮50转速时，第一超越离合器3处于超越状态，不起动力传递作用。 
当第二驱动轴2轴沿如图所示方向(从A方向望去为顺时针方向)达到第二齿轮52转速时，第二超越离合器4起传递转矩作用，动力传递路线为第二驱动轴2-第二齿轮52-输出轴6。当第二驱动轴2沿如图所示方向转速小于第二齿轮52转速时，第二超越离合器4处于超越状态，不起动力传递作用。 
由此可知，当第一驱动轴1、第二驱动轴2其中一个达到转速要求时，均可为齿轮组5提供动力，若第一驱动轴1、第二驱动轴2转速均迅速降低或反向旋转时，由于第一超越离合器3、第二超越离合器4均处于超越状态，因此不会带动齿轮组转速迅速降低或反向旋转，输出轴6的转动方向始终为如图所示方向(从A方向望去为顺时针方向)。也可为齿轮组串联飞轮，增大其转动惯量，从而提高输出轴转速稳定性。 
具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式包括第一驱动轴1、第一超越离合器3、第一锥齿轮51、第二驱动轴2、第二超越离合器4、第二锥齿轮53、第三锥齿轮55、输出轴6。第一锥齿轮51经第一超越离合器3与第一驱动轴1相连，第二锥齿轮53经第二超越离合器4与第二驱动轴2相连，第一锥齿轮51、第二锥齿轮53分别与第三锥齿轮55相啮合。两超越离合器(3、4)的转动传递方向相反，各自传动方向分别如图中箭头所示。其中超越离合器可被起相同作用方向的棘轮代替。 
本实施方式的工作原理为： 
当第一驱动轴1轴沿如图所示方向(从A方向望去为逆时针方向)达到第一锥齿轮51转速时，第一超越离合器3起传递转矩作用，动力传递路线为第一驱动轴1-第一锥齿轮51-第三锥齿轮55-输出轴6。当第一驱动轴1沿如图所示方向转速小于第一锥齿轮51转速时，第一超越离合器3处于超越状态，不起动力传递作用。 
当第二驱动轴2轴沿如图所示方向(从A方向望去为顺时针方向)达到第二锥齿轮53转速时，第二超越离合器4起传递转矩作用，动力传递路线为第二驱动轴2-第二锥齿轮53-第三锥齿轮55-输出轴6。当第二驱动轴2沿如图所示方向转速小于第二锥齿轮53转速时，第二超越离合器4处于超越状态，不起动力传递作用。 
由此可知，当第一驱动轴1、第二驱动轴2其中一个达到转速要求时，均可为锥齿轮组提供动力，若第一驱动轴1、第二驱动轴2转速均迅速降低或反向旋转时，由于第一超越离合器3、第二超越离合器4均处于超越状态，因此不会带动齿轮组转速迅速降低或反向旋转，输出轴6的转动方向始终为如图所示方向(从B方向望去为顺时针方向)。也可在输出轴6上串联飞轮，增大其转动惯量，从而提高输出轴转速稳定性。 
具体实施方式三：结合图3说明本实施方式，本实施方式包括第一驱动轴1、第一超越离合器3、第一齿轮50、第二驱动轴2、第二超越离合器4、第二齿轮52、第三齿轮54、输出轴6、发电装置5。第一齿轮50经第一超越离合器3与第一驱动轴1相连，第二齿轮52经第二超越离合器4与第二驱动轴2相连，第一齿轮50、第二齿轮52分别与第三齿轮54相啮合、输出轴与发电装置相连，驱动发电装置发电。两超越离合器的转动传递方向相同，传动方向如图中箭头所示。其中超越离合器可被起相同作用方向的棘轮代替。 
本实施方式的工作原理为： 
当第一驱动轴1轴沿如图所示方向(从A方向望去为逆时针方向)达到第一齿轮50转速时，第一超越离合器3起传递转矩作用，动力传递路线为第一驱动轴1-第一齿轮50-第三齿轮54-输出轴6。当第一驱动轴1沿如图所示方向转速小于第一齿轮50转速时，第一超越离合器3处于超越状态，不起动力传递作用。 
当第二驱动轴2轴沿如图所示方向(从A方向望去为逆时针方向)达到第二齿轮52转速时，第二超越离合器4起传递转矩作用，动力传递路线为第二驱动轴2-第二齿轮52-第三齿轮54-输出轴6。当第二驱动轴2沿如图所示方向转速小于第二齿轮52转速时，第二超越离合器4处于超越状态，不起动力传递作用。 
由此可知，当第一驱动轴1、第二驱动轴2其中一个达到转速要求时，均可为齿轮组提供动力，若第一驱动轴1、第二驱动轴2转速均迅速降低或反向旋转时，由于第一超越离合器3、第二超越离合器4均处于超越状态，因此不会带动齿轮组转速迅速降低或反向旋转，输出轴6的转动方向始终为如图所示方向(从A方向望去为顺时针方向)，从而连续不断、稳定地驱动发电装置发电。也可在输出轴6上串联飞轮，增大其转动惯量，从而提高输出轴转速稳定性，提高发电装置工作效率。 
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。 

Claims (8)

1.一种将多轴不稳定转动转换为单轴较稳定转动的装置，其特征在于：包含有超越离合器、齿轮组、输出轴、支撑物、两个或两个以上驱动轴，其中：驱动轴各自通过超越离合器与齿轮组相连，各齿轮相互啮合起传动作用而构成齿轮组，输出轴为齿轮组中某一齿轮轴，各齿轮轴安装在支撑物上，各超越离合器传递力矩的方向应使得其对应驱动轴以传递力矩方向转动时，其转动经齿轮组传动，在输出轴上产生的转动方向相同。
2.根据权利要求1所述的一种将多轴不稳定转动转换为单轴较稳定转动的装置，其特征在于：超越离合器由棘轮替代，其传递力矩方向相同。
3.根据权利要求1所述的一种将多轴不稳定转动转换为单轴较稳定转动的装置，其特征在于：在其中某个或某些齿轮轴上，装有飞轮。
4.根据权利要求1所述的一种将多轴不稳定转动转换为单轴较稳定转动的装置，其特征在于：齿轮组由两个或两个以上齿轮啮合组成。
5.根据权利要求1和4所述的一种将多轴不稳定转动转换为单轴较稳定转动的装置，其特征在于：齿轮组中存在齿轮、齿圈啮合。
6.根据权利要求1和4所述的一种将多轴不稳定转动转换为单轴较稳定转动的装置，其特征在于：齿轮组中存在锥齿轮啮合。
7.根据权利要求1所述的一种将多轴不稳定转动转换为单轴较稳定转动的装置，其特征在于：有两个或两个以上的驱动轴，且各驱动轴与齿轮之间均设有超越离合器或棘轮，各驱动轴在超越离合器或棘轮传递力矩方向上的转动经齿轮组传动后，在输出轴上产生的转动方向相同。
8.根据权利要求1所述的一种将多轴不稳定转动转换为单轴较稳定转动的装置，其特征在于：输出轴上装有发电装置。
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