CN108775388B - 复式杠杆同步旋转增力传动箱 - Google Patents

复式杠杆同步旋转增力传动箱 Download PDF

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Abstract

复式杠杆同步旋转增力传动箱,它包括第一箱体(1)、第一杠杆增力装置、动力输入轴(2)和动力输出轴(3),第一箱体(1)内设有一对安装板(4),一对安装板(4)之间形成齿轮安装区域,第一杠杆增力装置包括齿轮组件、第一传动轴(5)、第二传动轴(6)和一对复式杠杆机构,齿轮组件包括第一齿轮(7)、第二齿轮(8)、第三齿轮(9)和第四齿轮(10),第一齿轮(7)与第二齿轮(8)相啮合,第三齿轮(9)与第四齿轮(10)相啮合,齿轮组件位于齿轮安装区域内;优点是:运行流畅,具有很强的增力效果。

Description

复式杠杆同步旋转增力传动箱
技术领域
本发明涉及机械设备领域,具体涉及复式杠杆同步旋转增力传动箱。
背景技术
目前,所谓减速机增力是通过输入和输出轴的速比大小来改变输出轴扭矩,速比越大输出轴的转速就越低,线速度就越小,扭矩就越大。本技术改变了上述情况,设计出在输入和输出轴的转速和线速度完全相同的情况下通过往复杆对旋转连杆的杠杆作用力达到增加输出轴的扭矩和功率,即输出大于输入功率的复式杠杆同步旋转增力传动机构。
发明内容
本发明的目的就是针对上述之不足,而提供复式杠杆同步旋转增力传动箱。
本发明它包括第一箱体、第一杠杆增力装置、动力输入轴和动力输出轴,
第一箱体内设有一对安装板,一对安装板之间形成齿轮安装区域,
第一杠杆增力装置包括齿轮组件、第一传动轴、第二传动轴和一对复式杠杆机构,齿轮组件包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮,第一齿轮与第二齿轮相啮合,第三齿轮与第四齿轮相啮合,齿轮组件位于齿轮安装区域内,
第一箱体、一对安装板和第一齿轮上分别开有动力输出轴安装孔,第一箱体、一对安装板和第四齿轮上分别开有动力输入轴安装孔,一对安装板和第二齿轮上分别开有第一传动轴安装孔,一对安装板和第三齿轮上分别开有第二传动轴安装孔,
动力输入轴依次穿过第一箱体、一对安装板和第四齿轮上的动力输出轴安装孔,并通过轴承活动安装在第一箱体和一对安装板上,动力输入轴与第四齿轮之间通过键连接,动力输出轴依次穿过第一箱体、一对安装板和第一齿轮上的动力输入轴安装孔,并通过轴承活动安装在第一箱体和一对安装板上,动力输出轴与第一齿轮之间通过键连接,
第一传动轴穿过一对安装板和第二齿轮上的第一传动轴安装孔,并通过轴承活动安装在一对安装板上,第一传动轴与第二齿轮之间通过键连接,第二传动轴穿过一对安装板和第三齿轮上的第二传动轴安装孔,并通过轴承活动安装在一对安装板上,第二传动轴与第三齿轮之间通过键连接,
复式杠杆机构包括输入连杆、第一往复杆、第一支点连杆、第二往复杆、第二支点连杆和输出连杆,
输入连杆的一端通过转轴与第一往复杆的一端活动连接,第一支点连杆的一端通过转轴与第一往复杆活动连接,第二往复杆的一端通过销轴与第一往复杆的另一端活动连接,第二支点连杆的一端通过转轴与第二往复杆活动连接,输出连杆的一端通过转轴与第二往复杆活动连接,
一对复式杠杆机构的输入连杆另一端分别与第二传动轴的两端固定连接,一对复式杠杆机构的第一支点连杆的另一端分别通过转轴、轴承和轴承座安装在第一箱体的内壁上,一对复式杠杆机构的第二支点连杆另一端分别通过转轴、轴承和轴承座安装在第一箱体的内壁上,一对复式杠杆机构的输出连杆一端分别与第一传动轴的两端固定连接。
它还有与第一杠杆增力装置呈镜像分布的第二杠杆增力装置、与第一箱体呈镜像分布的第二箱体,第一箱体和第二箱体是一体的。
第一往复杆的一端上开有滑槽,输入连杆的一端通过转轴活动安装在滑槽内。
输入连杆、第一支点连杆、第二支点连杆和输出连杆的长度相同。
第二支点连杆一端的转轴与输出连杆一端的转轴之间形成A线段,第二往复杆一端的销轴与第一往复杆一端的转轴之间形成B线段,A线段与B线段上设置有C线段,输出连杆一端的转轴与第二往复杆的销轴之间形成D线段,C线段的一端与A线段垂直,C线段的另一端与B线段之间形成夹角α,α<90°,D线段的一端与B线段之间形成夹角θ,θ>90°。
输出连杆一端的转轴与第二往复杆的销轴之间的间距分别小于或等于输入连杆、第一支点连杆、第二支点连杆和输出连杆的长度,第一支点连杆一端的转轴与输入连杆一端的转轴的间距分别小于或等于输入连杆、第一支点连杆、第二支点连杆和输出连杆的长度。
本发明优点是:运行流畅,具有很强的增力效果。
图1是本发明箱体内的第一杠杆增力装置结构示意图。
图2是本发明图1的局部放大结构示意图。
图3是本发明箱体内的第二杠杆增力装置结构示意图。
图4是本发明箱体内的俯视结构示意图。
图5是本发明箱体内第一杠杆增力装置和第二杠杆增力装置的结构示意图。
实施方式
如附图所示,本发明它包括第一箱体1、第一杠杆增力装置、动力输入轴2和动力输出轴3,
第一箱体1内设有一对安装板4,一对安装板4之间形成齿轮安装区域,
第一杠杆增力装置包括齿轮组件、第一传动轴5、第二传动轴6和一对复式杠杆机构,齿轮组件包括第一齿轮7、第二齿轮8、第三齿轮9和第四齿轮10,第一齿轮7与第二齿轮8相啮合,第三齿轮9与第四齿轮10相啮合,齿轮组件位于齿轮安装区域内,
第一箱体1、一对安装板4和第一齿轮7上分别开有动力输出轴安装孔,第一箱体1、一对安装板4和第四齿轮10上分别开有动力输入轴安装孔,一对安装板4和第二齿轮8上分别开有第一传动轴安装孔,一对安装板4和第三齿轮9上分别开有第二传动轴安装孔,
动力输入轴2依次穿过第一箱体1、一对安装板4和第四齿轮10上的动力输出轴安装孔,并通过轴承活动安装在第一箱体1和一对安装板4上,动力输入轴2与第四齿轮10之间通过键连接,动力输出轴3依次穿过第一箱体1、一对安装板4和第一齿轮7上的动力输入轴安装孔,并通过轴承活动安装在第一箱体1和一对安装板4上,动力输出轴3与第一齿轮7之间通过键连接,
第一传动轴5穿过一对安装板4和第二齿轮8上的第一传动轴安装孔,并通过轴承活动安装在一对安装板4上,第一传动轴5与第二齿轮8之间通过键连接,第二传动轴6穿过一对安装板4和第三齿轮9上的第二传动轴安装孔,并通过轴承活动安装在一对安装板4上,第二传动轴6与第三齿轮9之间通过键连接,
复式杠杆机构包括输入连杆11、第一往复杆12、第一支点连杆13、第二往复杆14、第二支点连杆15和输出连杆16,
输入连杆11的一端通过转轴与第一往复杆12的一端活动连接,第一支点连杆13的一端通过转轴与第一往复杆12活动连接,第二往复杆14的一端通过销轴与第一往复杆12的另一端活动连接,第二支点连杆15的一端通过转轴与第二往复杆14活动连接,输出连杆16的一端通过转轴与第二往复杆14活动连接,
一对复式杠杆机构的输入连杆11另一端分别与第二传动轴6的两端固定连接,一对复式杠杆机构的第一支点连杆13的另一端分别通过转轴、轴承和轴承座安装在第一箱体1的内壁上,一对复式杠杆机构的第二支点连杆15另一端分别通过转轴、轴承和轴承座安装在第一箱体1的内壁上,一对复式杠杆机构的输出连杆16一端分别与第一传动轴5的两端固定连接。
它还有与第一杠杆增力装置呈镜像分布的第二杠杆增力装置、与第一箱体1呈镜像分布的第二箱体18,第一箱体1和第二箱体18是一体的。
第一往复杆12的一端上开有滑槽17,输入连杆11的一端通过转轴活动安装在滑槽17内。
输入连杆11、第一支点连杆13、第二支点连杆15和输出连杆16的长度相同。
第二支点连杆15一端的转轴与输出连杆16一端的转轴之间形成A线段,第二往复杆14一端的销轴与第一往复杆12一端的转轴之间形成B线段,A线段与B线段上设置有C线段,输出连杆16一端的转轴与第二往复杆14的销轴之间形成D线段,C线段的一端与A线段垂直,C线段的另一端与B线段之间形成夹角α,α<90°,D线段的一端与B线段之间形成夹角θ,θ>90°。
输出连杆16一端的转轴与第二往复杆14的销轴之间的间距分别小于或等于输入连杆11、第一支点连杆13、第二支点连杆15和输出连杆16的长度,第一支点连杆13一端的转轴与输入连杆11一端的转轴的间距分别小于或等于输入连杆11、第一支点连杆13、第二支点连杆15和输出连杆16的长度。
工作方式:第一杠杆增力装置内包含两个复式杠杆机构,分别为A复式杠杆机构和B复式杠杆机构,A复式杠杆机构内的输入连杆11、第一支点连杆13、第二支点连杆15和输出连杆16均竖直向上设置,B复式杠杆机构的输入连杆11、第一支点连杆13、第二支点连杆15和输出连杆16均竖直向下设置,
第二杠杆增力装置内也包含两个复式杠杆机构,分别为C复式杠杆机构和D复式杠杆机构,C复式杠杆机构的输入连杆11、第一支点连杆13、第二支点连杆15和输出连杆16均与垂直面之间形成90°的夹角,D复式杠杆机构的输入连杆11、第一支点连杆13、第二支点连杆15和输出连杆16均与垂直面之间形成-90°的夹角。
通过动力输入轴2带动第一杠杆增力装置和第二杠杆增力装置的第四齿轮10旋转,第四齿轮10带动第三齿轮9旋转,第三齿轮9通过第二传动轴6带动输入连杆11围绕第二传动轴6旋转,输入连杆11带动第一往复杆12运动,第一往复杆12带动第一支点连杆13旋转,同时第一往复杆12也带动第二往复杆14运动,第二往复杆14带动第二支点连杆15和输出连杆16旋转,输出连杆16带动第二齿轮8旋转,第二齿轮8带动第一齿轮7旋转,第一杠杆增力装置和第二杠杆增力装置的第一齿轮7同时带动动力输出轴3旋转。
第一往复杆12的一端上开有滑槽17,输入连杆11的一端通过转轴活动安装在滑槽17内;可使输入连杆11向前和向下旋转时对第一往复杆12只产生压力而没有推力。A线段与D线段之间形成的夹角大于90°。
本增力机构已经在自行车上试验成功,增力最大在2.5-3倍,但受到自行车自身的结构限制只能用两组杠杆和人力脚踏板驱动,两组杠杆的有效增力角度稳定性不足,脚踏板受力时会向外变形倒置力矩不正而损失部分杠杆力。由四个完全相同的杠杆系统组成增力传动系统,安装在箱体1内,杠杆系统由旋转连杆和往复杠杆两部组成,所有旋转连杆长度都完全相同,每两组用转轴两端呈180°固定成一套,且两套之间相互垂直成90°,每组杠杆的增力值和有效增力角度完全相同(每组有效增力角度为85°-95°),每组杠杆的增力值就是本机构的增力值,本机构的有效增力角度为四组杠杆有效增力角度之合。每组杠杆是三个平行四边形作往复旋转运动。往复杠杆作力端与受力端比例确定机构的最大增力值。

Claims (3)

1.复式杠杆同步旋转增力传动箱,其特征在于它包括第一箱体(1)、第一杠杆增力装置、动力输入轴(2)和动力输出轴(3),
第一箱体(1)内设有一对安装板(4),一对安装板(4)之间形成齿轮安装区域,
第一杠杆增力装置包括齿轮组件、第一传动轴(5)、第二传动轴(6)和一对复式杠杆机构,齿轮组件包括第一齿轮(7)、第二齿轮(8)、第三齿轮(9)和第四齿轮(10),第一齿轮(7)与第二齿轮(8)相啮合,第三齿轮(9)与第四齿轮(10)相啮合,齿轮组件位于齿轮安装区域内,
第一箱体(1)、一对安装板(4)和第一齿轮(7)上分别开有动力输出轴安装孔,第一箱体(1)、一对安装板(4)和第四齿轮(10)上分别开有动力输入轴安装孔,一对安装板(4)和第二齿轮(8)上分别开有第一传动轴安装孔,一对安装板(4)和第三齿轮(9)上分别开有第二传动轴安装孔,
动力输入轴(2)依次穿过第一箱体(1)、一对安装板(4)和第四齿轮(10)上的动力输出轴安装孔,并通过轴承活动安装在第一箱体(1)和一对安装板(4)上,动力输入轴(2)与第四齿轮(10)之间通过键连接,动力输出轴(3)依次穿过第一箱体(1)、一对安装板(4)和第一齿轮(7)上的动力输入轴安装孔,并通过轴承活动安装在第一箱体(1)和一对安装板(4)上,动力输出轴(3)与第一齿轮(7)之间通过键连接,
第一传动轴(5)穿过一对安装板(4)和第二齿轮(8)上的第一传动轴安装孔,并通过轴承活动安装在一对安装板(4)上,第一传动轴(5)与第二齿轮(8)之间通过键连接,第二传动轴(6)穿过一对安装板(4)和第三齿轮(9)上的第二传动轴安装孔,并通过轴承活动安装在一对安装板(4)上,第二传动轴(6)与第三齿轮(9)之间通过键连接,
复式杠杆机构包括输入连杆(11)、第一往复杆(12)、第一支点连杆(13)、第二往复杆(14)、第二支点连杆(15)和输出连杆(16),
输入连杆(11)的一端通过转轴与第一往复杆(12)的一端活动连接,第一支点连杆(13)的一端通过转轴与第一往复杆(12)活动连接,第二往复杆(14)的一端通过销轴与第一往复杆(12)的另一端活动连接,第二支点连杆(15)的一端通过转轴与第二往复杆(14)活动连接,输出连杆(16)的一端通过转轴与第二往复杆(14)活动连接,
一对复式杠杆机构的输入连杆(11)另一端分别与第二传动轴(6)的两端固定连接,一对复式杠杆机构的第一支点连杆(13)的另一端分别通过转轴、轴承和轴承座安装在第一箱体(1)的内壁上,一对复式杠杆机构的第二支点连杆(15)另一端分别通过转轴、轴承和轴承座安装在第一箱体(1)的内壁上,一对复式杠杆机构的输出连杆(16)一端分别与第一传动轴(5)的两端固定连接;
输入连杆(11)、第一支点连杆(13)、第二支点连杆(15)和输出连杆(16)的长度相同;
第二支点连杆(15)一端的转轴与输出连杆(16)一端的转轴之间形成A线段,第二往复杆(14)一端的销轴与第一往复杆(12)一端的转轴之间形成B线段,A线段与B线段上设置有C线段,输出连杆(16)一端的转轴与第二往复杆(14)的销轴之间形成D线段,C线段的一端与A线段垂直,C线段的另一端与B线段之间形成夹角α,α<90°,D线段的一端与B线段之间形成夹角θ,θ>90°;
输出连杆(16)一端的转轴与第二往复杆(14)的销轴之间的间距分别小于或等于输入连杆(11)、第一支点连杆(13)、第二支点连杆(15)和输出连杆(16)的长度,第一支点连杆(13)一端的转轴与输入连杆(11)一端的转轴的间距分别小于或等于输入连杆(11)、第一支点连杆(13)、第二支点连杆(15)和输出连杆(16)的长度。
2.根据权利要求1所述的复式杠杆同步旋转增力传动箱,其特征在于它还有与第一杠杆增力装置呈镜像分布的第二杠杆增力装置、与第一箱体(1)呈镜像分布的第二箱体(18),第一箱体(1)和第二箱体(18)是一体的。
3.根据权利要求1所述的复式杠杆同步旋转增力传动箱,其特征在于第一往复杆(12)的一端上开有滑槽(17),输入连杆(11)的一端通过转轴活动安装在滑槽(17)内。
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