專利名稱：行星齒輪側轉式功率放大器的制作方法
技術領域：
本發明涉及機械傳動裝置，特別涉及行星齒輪的傳動裝置。
在目前的機械傳動中，功率是不可以放大的，在傳動路線上隨傳動環節增多，效率逐漸下降，輸出的功率逐漸減少。
本發明目的是提供一種完全靠齒輪嚙合和萬向節傳動的行星齒輪側轉式功率放大器。
本發明的行星齒輪側轉式功率放大器，是按如下技術方案實現的，行星齒輪側轉式功率放大器具有一輸入運動的轉架，輸入轉架上裝有大小不等的兩個齒輪，兩齒輪軸線均垂直于輸入運動的旋轉軸線，各齒輪分別經萬向節和傳動軸同固定軸和輸出軸相聯。
輸入運動同輸出運動的關系式為 其中W出-輸出軸17的角速度；W-輸入齒輪3，輸入轉架5的角速度；Z大-齒輪18的齒數；Z小-齒輪15的齒數。
輸出軸17承受的阻力矩經萬向節，傳動軸以力偶矩的形式作用在小齒輪15上，齒輪上承受的力偶矩均與輸入轉架5的輸入力矩垂直，輸出力矩同輸入力矩無函數關系，輸入力距只與輸入轉架各軸承處的摩擦有關，因而可以達到功率放大目的。
下面，結合附圖和實施例，對本發明的行星齒輪側轉式功率放大器作詳細的描述。


圖1是本發明行星齒輪側轉式功率放大器的傳動示意圖。
圖2是本發明的功率放大器大齒輪公轉一周在嚙合點0上輪齒變化的原理圖。
圖3是本發明的功率放大器假設輸出軸同機架固定，小齒輪公轉一周時，在嚙合點0上輪齒變化的原理圖。
圖4是本發明的功率放大器受外力偶矩和輸入輸出運動方向示意圖。
圖5是本發明的功率放大器中行星齒輪受外力偶矩和由于相互嚙合產生的徑向力及輸入轉架左、右軸承受徑向力的示意圖。
圖6是本發明輸入運動的轉架受外力矩和外力的示意圖。
本發明的功率放大器的構成由機架1，固定軸2，固定軸2經萬向節6、傳動軸7、萬向節8、軸承9、萬向節10、傳動軸11、萬向節12同大齒輪18相聯接。輸出軸17經萬向節27、傳動軸26、萬向節25、軸承24、萬向節23、傳動軸22、萬向節21同小齒輪15聯接。輸入運動由齒輪3輸入旋轉運動，齒輪3同輸入運動轉架5固聯，輸入轉架5經軸承4和16空套在固定軸2和輸出軸17上，軸承13、14、19、20、9、24均裝在輸入運動轉架5上。大齒輪18和小齒輪15經軸承13、19、14、20裝在輸入運動轉架5上，其軸線垂直于輸入和輸出的旋轉軸線X-X，嚙合點0在三維垂直坐標X-X、Y-Y、Z-Z的交點上。
當輸入運動由齒輪3輸入時，輸入轉架5，各萬向節，傳動軸，大小齒輪均繞X-X軸線公轉，大齒輪18輪齒在0點的連續變化產生驅動力，驅使小齒輪在公轉同時產生自轉使輸出軸17有運動輸出。
本發明的功率放大器的功率放大原理如下在機械傳動中有些機械零件只能傳遞力偶矩，而自身不產生徑向力，如萬向節。有些機械零件是以傳遞力矩的形式傳遞動力，同時自身產生徑向力，如齒輪。
大齒輪公轉一周時輪齒在嚙合點0的變化如圖2示。萬向節10是經萬向節8，傳動軸7，萬向節6，固定軸2同機架1固定聯接的。萬向節6始終是不作園周運動的，允許傳動軸7隨輸入轉架5作公轉，萬向節8和10也隨公轉而不產生自轉。為觀察出大齒輪18的輪齒在嚙合點0的變化，在萬向節10和大齒輪的園周上分四等份，并在相對應的點上分別作標記點A、B、C、D。為觀察方便將公轉一周的360°分四等份，分別為0°、90°、180°、270°的四個位置。在一周的過程中由于萬向節10不自轉，萬向節10上的A點始終處于上方，C點處于下方，B、D、兩點分別在90°時B點在外側，D點在里側，在270°時B點在里側，D點在外側。大齒輪上的A、B、C、D四點必然對應萬向節10上的A、B、C、D四點，大齒輪上的A、B、C、D依先后次序出現在0點處，在0點走過的齒數為Z大，大齒輪18的全部輪齒在公轉一周時，在0點均走過一次，從大齒輪18無萬向節的端面看輪齒運動方向為逆時針，W驅的方向為逆時針。
假設將輸出軸17同機架固定，小齒輪15不同大齒輪18嚙合，公轉一周時小齒輪的輪齒在0點變化如圖3示。萬向節23在公轉一周時只公轉不自轉，萬向節23上的A點始終處于下方。小齒輪上的對應點A、B、C、D依先后次序出現在0點，在0點走的齒數為Z小。從小齒輪15無萬向節的端面看輪齒運動方向為順時針。
經圖2和圖3對比，在0點大齒輪走過齒數為Z大，小齒輪走過齒數為Z小，大齒輪比小齒輪多走過的齒數為Z大減Z小的差值，行星齒輪側轉式功率放大器的大小齒輪在0點嚙合，Z大于Z小的那部分輪齒驅動小齒輪自轉，輸出軸17和小齒輪的自轉同步旋轉運動。
公轉一周時小齒輪15自轉圈數為 輸出軸17輸出的角速度W出為 W出-輸出軸17的角速度W-輸入轉架5的角速度Z大-大齒輪的齒數
Z小-小齒輪的齒數任何機械工作時，另件上承受的力矩應根據阻力矩確定，圖4示出輸出軸17受的阻力矩M阻，M阻以力偶矩的形式經萬向節和傳動軸傳遞到小齒輪上，M阻方向平行于小齒輪軸線，垂直于X-X軸。
由于大小齒輪在0點嚙合，在0點的齒面上產生嚙合力P15和P18、P15驅動小齒輪自轉克服M阻，P18與大齒輪半徑乘積為M驅，M驅平行于大齒輪軸線，垂直于X-X軸，M驅以力偶矩的形式經萬向節和傳動軸傳遞到固定軸2、機架1上。齒輪3輸入的主力矩M主同X-X軸平行。
輸入運動的轉架5和大小齒輪受外力偶矩如圖5示，嚙合點0處的嚙合力P15和P18等值相反，P15和P18屬于內力，經齒輪軸傳遞到轉架5上。各力與各自的齒輪半徑乘積應分別等M阻和M驅，嚙合力在齒輪軸線上產生徑向力P15和P18。P15和P18形成力矩作用在軸承4和16產生支反力、P4、P16。
輸入運動的轉架5受外力和力矩如圖6示，外力P4、P18、P15、P16均垂直于X-X軸，并通過X-X軸，對X-X軸不產生任何力矩和力偶矩，只有輸入力矩M主經齒輪3作用在轉架5上，力矩方向平行于X-X軸并有力矩作用，可以使輸入運動的轉架5繞X-X軸旋轉。
經以上敘述行星齒輪側轉式功率放大器，只要輸入運動的轉架5旋轉，輸出軸17就會產生旋轉運動W出；并能克服阻力矩M阻作功。輸出軸17輸出的功率為； 轉架5輸入的功率N入=M主·WM主與M阻經以上敘述無函數關系，M主只與各軸承點的摩擦力有關，M阻可遠大于M主，產生了功率放大作用。
本發明的行星齒輪側轉式功率放大器，利用行星齒輪在垂直于旋轉軸線的側轉產生了能量，是一種的能源發生器。
權利要求
1．一種行星齒輪側轉式功率放大器，具有機架1，固定軸2，輸入運動的轉架5，大小兩個齒輪，輸出軸17，其特征在于大小兩個齒輪18、15的軸線垂直轉架5的旋轉軸線X-X，并經軸承安裝在轉架5上、并相互嚙合，大齒輪經萬向節、傳動軸同固定軸聯接，小齒輪經萬向節、傳動軸同輸出軸聯接，固定軸，轉架5，輸出軸具有同一旋轉軸線X-X；其傳動運動的關系式為 其中W出-輸出軸17的角速度；Z大-大齒輪的齒數；Z小-小齒輪的齒數；W-轉架5輸入運動的角速度。
2．如權利要求1所述的行星齒輪側轉式功率放大器，其特征在于大小齒輪之間可加多個齒輪實現相互嚙合。
3．如權利要求1所述的行星齒輪側轉式功率放大器，其特征在于大小齒輪上的萬向節對稱于X-X軸線安裝。
4．如權利要求1所述的行星齒輪側轉式功率放大器，其特征在于大小齒輪與固定軸和輸出軸的傳動聯接用傳遞力偶矩的零件。
5．如權利要求1所述的行星齒輪側轉式功率放大器，其特征在于固定軸和輸出軸用等半徑曲柄連桿機構、等徑鏈輪、行星齒輪經萬向節、傳動軸同大小齒輪連接。
6．如權利要求1所述的行星齒輪側轉式功率放大器，其特征在于固定軸2同機架1聯接松開，作輸出軸，輸出軸17同機架1固定。其運動關系式為
7．如權利要求1所述的行星齒輪側轉式功率放大器，其特征在于輸入運動零件3用皮帶輪、鏈輪、摩擦輪。
8．如權利要求1所述的行星齒輪側轉式功率放大器，其特征在于大小齒輪上的萬向節部置在旋轉軸線X-X同側。
9．如權利要求1所述的行星齒輪側轉式功率放大器，其特征在于輸出運動做下一功率放大器輸入，串聯工作。
全文摘要
一種行星齒輪側轉式功率放大器,僅采用大小不等的兩個齒輪其軸線垂直于輸入轉架5的旋轉軸線,并安裝在轉架5上,將大齒輪和小齒輪分別用萬向節和傳動軸同固定軸2,輸出軸17聯接,輸出軸會輸出放大的功率。
文檔編號F16H1/04GK1285478SQ9911782
公開日2001年2月28日 申請日期1999年8月22日 優先權日1999年8月22日
發明者宋建軍 申請人:宋建軍