CN115306870A

CN115306870A - 传动装置

Info

Publication number: CN115306870A
Application number: CN202110492622.0A
Authority: CN
Inventors: 徐洪德
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-05-07
Filing date: 2021-05-07
Publication date: 2022-11-08
Also published as: WO2022233150A1; GB202303654D0

Abstract

本发明涉及一种传动装置，其属于机械领域。本发明所涉及的传动装置包括：中心齿轮，行星齿轮，输出齿轮，其中行星齿轮与中心齿轮以90度角啮合，行星齿轮与输出齿轮以90度角啮合。本发明传动装置具有机械效率高，能源消耗低的特点。

Description

传动装置

发明领域

现有技术

目前的传动装置大部分都是通过转动来输出动力矩克服阻力矩进行做功，完成预定或设定的工作。通过装置内部机构的传导，动力直接对抗来自外部的阻力并同时克服内部的摩擦力，也就是动力要等于或大于这两部分力之和才能进行工作，才能做功，所以传动装置工作的效率高低会对整体装置的效率高低会产生很大影响。有效提高传动装置的工作效率，会有效提高整体机械装置的工作效率，并降低能耗。

发明内容

本发明目的是寻求一种提高机械工作效率，进而降低能耗的机械传动装置。本发明人发现通过有效组合传统机械装置中的中心齿轮，行星齿轮和输出齿轮以形成新的传动装置，可以大幅提高传动装置的机械效率，有效降低能耗。

本发明涉及一种传动装置包括：中心齿轮，行星齿轮，输出齿轮，其中行星齿轮与中心齿轮以90度角啮合，行星齿轮与输出齿轮以90度角啮合。

根据本发明，术语“中心齿轮”，“行星齿轮”及“输出齿轮”均按本领域常规含义所理解。

根据发明，本发明的传动装置通过不同齿轮之间的特定组合和特定的角度啮合，使得装置工作时来自外部的阻力在装置内部被转移和吸收，对装置输入的动力不需再对抗它，动力只需克服装置内部机构的摩擦力就可以使机械工作和做功，达到预期目的。由此，机械的机械效率会大幅度提高，同时也大幅度减少了能源的消耗。

根据本发明，本发明装置中各类齿轮的个数没有特别限制。作为举例，本发明的传动装置，包括：一个中心齿轮(太阳轮)，二个行星齿轮，一个输出齿轮；其中一个行星齿轮和中心齿轮以90度角啮合，另一个行星齿轮和输出齿轮也是以90度角啮合。行星齿轮采用双联齿轮方式。整个机构用齿轮连接架和轴联接起来。

附图说明：

图1是本发明传动装置的简易示意图，其中

1是中心齿轮(太阳轮)，直径＝2R1

2是双联齿轮(行星轮)，直径＝2R2

3是双联齿轮(行星轮)，直径＝2R3

4是输出齿轮，直径＝2R4

其中R1，R2，R3和R4分别表示半径，且R1，R2，R3和R4可相同或不同；

5是中心轴，

6是齿轮连接架，

7是标号2齿轮的轴，

8是标号3齿轮的轴，

1固定在5上，并和2啮合，

2固定在7上，并和3啮合，

3固定在8上，并和4啮合，

4可围绕5转动，

5固定在装置外部的固定件上，

6可围绕5转动，

7可在6上转动，

8可在6上转动。

以下结合简图对其工作方式进行描述。首先从外界阻力对机械装置的影响开始，然后讲到动力的作用。

当半径为R4(其中设定R4＝2R1＝2R2＝2R3＝2R)的标号4的齿轮的转动受到外界的阻力矩FR4时(在此设定为逆时针方向)，阻力F由标号4齿轮传到了标号3的双联齿轮上，标号3通过标号8的轴在标号6上产生了逆时针转动趋势，这个转动趋势使得标号3又把力F传到标号2双联齿轮的外侧齿轮上，由此标号3本身又受到了标号2逆时针的反作用力F。

这时标号3受到了两个力，即阻力F和反作用力F(都是逆时针方向。由于标号3离标号5的中心轴距离为2R，这两个力在标号8的轴上产生两个力矩：F×2R和F×2R，这两个力矩汇合到标号8与标号6的连接点上，于是标号6受到了F×2R+F×2R＝4FR的逆时针力矩。

标号2的双联齿轮的外侧齿轮离标号5的中心轴距离是2R，该外侧齿轮受到标号3的齿轮的顺时针方向的推力F后，标号2通过标号7的轴在标号6上同样产生了转动趋势，但方向是顺时针；这个转动趋势使得标号2的双联齿轮的内侧齿轮又把力传到了标号1的齿轮上，由于标号2的双联齿轮的内侧齿轮离标号5的中心轴的距离是1R，是外侧齿轮离标号5的中心轴距离2R的一半，因此内侧齿轮给予标号1的齿轮的推力增加一倍成为2F，所受到标号1的反作用力是2F，方向是顺时针。

这时标号2的双联齿轮的外侧齿轮受到标号3的齿轮的顺时针推力F，在标号7的轴上产生顺时针力矩F×2R＝2FR，标号2的双联齿轮的内侧齿轮受到2F的顺时针反作用力，在标号7轴上产生的力矩为2F×1R＝2FR；这两个力矩最后汇合在标号7和标号6的连接点上，于是标号6又受到了2FR+2FR＝4FR的顺时针力矩。

此时标号6受到两个大小相等，方向相反的力矩，它的总力矩为零，标号6呈静止状态，标号6只能水平方向围绕标号5的中心轴转动的可能性没有了，同时由于标号1的齿轮是固定静止的，导致标号2和3的双联齿轮也是静止的，标号4的齿轮也是静止的，转动不了。

标号2的双联齿轮的内侧齿轮对标号1的齿轮的2F逆时针推力，因标号1的齿轮半径为R1，对标号1所产生的逆时针力矩为2FR1；由于标号1固定在标号5的中心轴上，标号5又是固定在装置的外部固定件上，这个标号1得到的2FR1力矩传到装置的外部固定件上而被吸收。因2FR1＝FR4，也就是原来标号4的齿轮受到的FR4阻力矩经过装置机构传导最终被装置外固定件吸收，阻力矩对机构的运动状态影响为零。无论标号4受到多大的阻力矩，装置不为所动。装置外的固定件的反作用提供了对抗的源泉。

以上是外界阻力对装置产生的影响的描述，下面开始描述动力的作用。

当对标号6施加一定的动力(方向为顺时针)，力的大小能克服掉装置机构内部的摩擦力时，就可以使处于静止状态的机构转动起来，标号4就可以推动外界阻力顺时针运动起来；这个施加的动力会远小于外界阻力。

当标号6得到顺时针方向动力后，顺时针围绕标号5中心轴转动一周时，标号7的轴和标号的8轴也将随标号6同时绕标号5的中心轴转动一周；标号2的双联齿轮的内侧齿轮由于离标号5的距离为1R，将会在和标号1的齿轮啮合的同时，顺时针方向滚动，即顺时针自转一周(2πR)，同时围绕标号5顺时针方向公转一周(2πR)；而标号2的双联齿轮的外侧齿轮也将顺时针自转一周(2πR)，同时围绕标号5顺时针公转一周；但由于外侧齿轮离标号5的距离是2R，它的公转一周距离是2π2R。此时标号3的双联齿轮在和标号2的双联齿轮的外侧齿轮啮合带动下，将是逆时针自转一周(2πR)，顺时针围绕标号5公转一周，也是2π2R。标号3和标号4相互啮合，给标号4带来的结果将是顺时针转动2π2R和逆时针转动2πR的差数，即2π2R-2πR＝2πR，也就是半径2R(R4)的标号4的齿轮顺时针转动半周。

以上的描述是阐述了一个工作方式：在新型转动机械装置工作中，外界阻力如何被机械装置的外部固定件吸收和转化掉，动力和外界阻力不发生直接对抗的关系，外界阻力是遭到了装置外的固定件的反作用的对抗。

根据以上工作方式，当结构中的各个齿轮的直径采用不同的大小比例，可使装置产生不同的效果和作用。在此不再一一列举。

综上所述，由于外界阻力在机构运转中已被吸收和转化，动力不需对抗它，仅是用来克服摩擦力，从而使这新型机械装置的机械效率得以提高。

新发明的转动机械装置可应用在大部分依靠转动来传递动力的机械装置中。如装在汽车上，在保证原有性能不变的基础上，可使发动机变小，油(电)耗降低。

Claims

1.一种传动装置，包括：中心齿轮，行星齿轮，输出齿轮，其中行星齿轮与中心齿轮以90度角啮合，行星齿轮与输出齿轮以90度角啮合。

2.权利要求1的装置，包括：一个中心齿轮(太阳轮)，二个行星齿轮，一个输出齿轮；其中一个行星齿轮和中心齿轮以90度角啮合，另一个行星齿轮和输出齿轮也是以90度角啮合。

3.权利要求1或2的装置，其中行星轮是双联齿轮，双联齿轮的两个齿轮直径相同或不同。

4.权利要求1或2的装置，其中中心齿轮、行星齿轮、及输出齿轮的半径相同或不同。