以飞轮的重力和转动惯性力为动力的动力机.pdf

本发明公开了一种，以飞轮的重力和转动惯性力为动力的动力机。其动力是由飞轮的重力驱动着摇臂自上而下作前半周运行的同时，由于摇臂上的行轨齿轮啮合的右半圆弧齿形轨道齿的反作用力，由增速传动系统驱动大直径重体飞轮增速空转，达到具有克服内阻力和输出功率之和能量的惯性力强度。当摇臂自上而下运行到飞轮重力作用消失时，由飞轮的转动惯性力接力，驱动行轨齿轮飞轮轴上的行轨齿轮啮合着左半圆弧齿形轨道齿，自下向上作后半周攀爬运行回到启动点处，形成飞轮的重力和转动惯性力的混合力，重新驱动着摇臂自上而下循环重复运行。无需消

1.  本发明的以飞轮的重力和转动惯性力为动力的动力机，主要特征在于其机构形式及动力原理如下：
在机座的顶部平面上固定安装满足上部机械总荷载的的抗压、抗弯扭强度的功率输出转动轴总成。该总成是由功率输出转动轴，配套轴承，轴承座套件所组成。
在功率输出转动轴上的一端长外悬挑部位，固定安装摇臂总成。(该摇臂是由共四部分小总成所组成，其中一部分是由摇臂主体件、各轴的轴承盖、轴承盖紧固螺丝所组成。其中二部分是由驱动飞轮旋转的主动行轨齿轮轴、配套轴承、固定安装在该轴上外悬挑部位，驱动飞轮旋转可倒滑链轮所组成。其中三部分是由驱动飞轮旋转的从动轴、配套轴承、固定安装在该轴上外悬挑部位驱动飞轮旋转的从动增速塔型链轮所组成。其中四部分是由行轨齿轮飞轮轴、配套轴承、固定安装在该轴上外悬挑部位驱动飞轮旋转的增速受力链轮所组成)。摇臂的组装合成，是现在摇臂主体件上的力矩质点处上轴孔内安装驱动飞轮旋转的主动行轨齿轮轴总成。再在摇臂主体件上的中部轴孔内安装，驱动飞轮旋转的从动链轮轴总成。
随后在摇臂主体件上的力矩质点处下轴孔内，安装行轨齿轮飞轮轴总成。摇臂上的各链轮之间用配型链条连接传动。及摇臂总成组装形成一体。
在同一基板或地基础上，固定安装与摇臂上的驱动飞轮旋转行轨齿轮和行轨齿轮飞轮轴上的齿轮，分别啮合并能周转运行通畅的左、右各半圆弧齿形轨道。
在行轨齿轮飞轮轴上的外悬挑部位安装大直径重体飞轮。(该大直径重体飞轮是由飞轮轴轴承、轴承盖、轴承盖紧固螺丝、停车装置所组成)。
在摇杆轴上另一端外悬挑部位，固定安装功率输出轮盘。

2.  按照权利要求1所述的机械构形，本发明的以飞轮的重力和转动惯性力为动力的动力机，主要特征在于其动力原理，是由功率输出转动轴起摇杆作用，摇臂起摇臂作用，行轨齿轮飞轮轴起摇柄作用，左、右半圆弧齿形轨道分别起驱动飞轮旋转和摇臂带着功率输出转动轴作后半周啮合攀爬的反作用力之作用的外悬挑摇杆式动力传动机构的纯机械能动力机。
该种动力机的动力原理是基于上述机构条件下，由大直径重体飞轮的重力，作用在摇臂的力矩质点处行轨齿轮轴上的齿轮上，与半圆弧齿形轨道啮合着从具有重力势能动态的起点，顺时针方向作前半周自上而下运行的同时，在齿形轨道齿的反作用力驱动下，驱动飞轮旋转的行轨齿轮主动轴，驱动飞轮旋转增速的传力从动轴和行轨齿轮飞轮轴上的大直径重体飞轮，在链条的传动下统作逆时针旋转，(其中大直径重体飞轮是作无荷载增速空转)。当摇臂上的行轨齿轮啮合着右半圆弧齿形轨道齿，自上而下运行到重力势能力无效的终点时，在这一段行程中重体飞轮经过两次增速后，具有一定的转动惯量能。当摇臂自上而下运行到大直径重体飞轮失去重力势能力的同时，摇臂上的功率输出转动轴齿轮，随机运行的惯性进入左半圆弧齿形轨道，由大直径重体飞轮的转动惯性力接力作用在摇柄轴上的齿轮齿上，与左半圆弧齿形轨道啮合，驱动着摇臂自下向上攀爬，直至该齿形轨道的终点，也是另一齿形轨道的起点。达到重复以上机械运行动作，形成周而复始循环运行的同时向外界提供有效大功率动力。

以飞轮的重力和转动惯性力为动力的动力机
技术领域：
本发明涉及动力机械，特别是涉及一种以飞轮的重力和转动惯性力为动力的纯机械能动力机。
技术背景：
近年来人们为了摆脱对化石能源的长期依赖，在探索开发新能源的同时，致力于纯机械能动力装置的研究，例如在中国专利申请中[CN8510689]号，公开了一种“以静压力矩动力效应为原动力的动力机”，[CN1740562]号，公开了一种“重力机”，[CN1796778]号，公开了一种“重力动力机”。它们虽然都属于纯机械能动力机械范畴，但都存在着一种通病，其都是在以定转抽为支点的两边的动力矩和阻力矩之间，力求平衡差，为驱动转轴转动的动力，因此他们在运行中可获得的机械利益极少，可输出的有效动力不足于实用价值，因而未被广泛实用。
发明内容：
本发明的目的：是提供一种机构简单，不消耗任何外界能源，也不用外力，可向外界提供大功率动力的纯机械能动力机。开发运用纯机械能动力能源。
为了实现上述目的，本发明是在基板或地基础上，固定安装，满足上部机构总荷载的抗压、抗倾斜强度的机座。
在机座的顶部平面上固定安装，满足上部机构总荷载的抗压、抗弯扭强度的功率输出转动轴总成。(该总成是由功率输出转动轴，配套轴承，轴承座套件所组成)。
在功率输出转动轴上的一端长外悬挑部位，固定安装摇臂总成。该摇臂是由共四部分小总成所组成，(其中一部分是由摇臂主体件、各轴系的轴承盖、轴承盖紧固螺丝所组成。其中二部分是由驱动飞轮旋转的主动行轨齿轮轴、配套轴承、固定安装在该轴上外悬挑部位、驱动飞轮旋转可倒滑主动链轮所组成。其中三部分是由驱动飞轮旋转的从动轴、配套轴承、固定安装在该轴上外悬挑部位驱动飞轮旋转的从动增速塔型链轮所组成。其中四部分是由行轨齿轮飞轮轴、配套轴承、固定安装在该轴上外悬挑部位驱动飞轮旋转的增速受力链轮所组成)。摇臂总成的组装合成，是在摇臂主体件力矩质点处上轴孔内安装驱动飞轮旋转的主动行轨齿轮轴总成。再在摇臂主体件上中部轴孔内安装，驱动飞轮旋转的从动增速链轮轴总成。随后在摇臂主体件上力矩质点处下轴孔内，安装行轨齿轮飞轮轴总成。摇臂上的各链轮之间用配型链条连接传动。及摇臂总成组装形成一体。
在同一基板或地基础上，固定安装与摇臂上的驱动飞轮旋转行轨齿轮飞轮轴上的齿轮，分别啮合、并能周转运行通畅的左、右各半圆弧齿形轨道。
在行轨齿轮飞轮轴上的长外悬挑部位安装大直径重体飞轮。(该大直径重体飞轮是由飞轮轴轴承、轴承盖、轴承盖紧固螺丝、停车装置所组成)。
在功率输出转动轴上另一端外悬挑部位，固定安装功率输出轮盘。
以上构件总装合成后，即形成一种由功率输出转动轴起摇杆作用，摇臂起摇臂作用，行轨齿轮飞轮轴起摇柄作用，左、右半圆弧齿形轨道，分别起驱动飞轮增速旋转，和摇臂上行轨齿轮飞轮轴齿轮啮合着。由轨道齿的反作用力，帮助摇臂作后半周攀爬运行作用的，外悬挑摇杆式动力传动机构的，以飞轮的重力和转动惯性力为动力的纯机械能动力机。
该种动力机的动力原理是在基于上述机构条件下，由大直径重体飞轮的重力，作用在摇臂的力矩质点处行轨齿轮轴的齿轮上，与右半圆弧齿形轨道啮合着从具有重力势能动态的起点，顺时针方向作前半周自上而下运行的同时，在齿形轨道齿的反作用力驱动下，驱动飞轮旋转的行轨齿轮主动轴、驱动飞轮旋转增速的传力从动轴和行轨齿轮飞轮轴上的大直径重体飞轮、在链条的传动下统作逆时针增速旋转，(其中大直径重体飞轮是作无荷载增速空转)。当摇臂上的行轨齿轮啮合着右半圆弧齿形轨道齿，自上而下运行到重力势能力消失的终点时，在这一段行程中重体飞轮经过两次增速后，具有克服内阻力加上向外输出功率之和的转动惯量能。当摇臂自上而下运行到大直径重体飞轮失去重力势能力的同时，摇臂上的行轨齿轮飞轮轴齿轮，随机运行的惯性进入左半圆弧齿形轨道，由大直径重体飞轮的转动惯性力接力作用在行轨齿轮飞轮轴上的齿轮齿上，与左半圆弧齿形轨道啮合，驱动着摇臂自下向上攀爬，作后半周运行，直至该齿形轨道的终点，也是另一齿形轨道的起点。即达到重复以上机械运行动作，形成周而复始连续循环运行的同时向外界提供有效大功率动力。
附图说明：
图1是本发明以飞轮的重力和转动惯性力为动力的纯机械能动力机，一个具体实施方式的传动示意图
图2¹、2²是本发明以飞轮的重力和转动惯性力为动力的纯机械能动力机，一个具体实施方式的传动平面图
图3是本发明以飞轮的重力和转动惯性力为动力的纯机械能动力机，一个具体实施方式的外形立面图
图4¹、4²是本发明以飞轮的重力和转动惯性力为动力的纯机械能动力机，一个具体实施方式的立剖面图
图5是本发明以飞轮的重力和转动惯性力为动力的纯机械能动力机，一个具体实施方式的左、右半圆弧齿形轨道立面图
图6是本发明以飞轮的重力和转动惯性力为动力的纯机械能动力机，一个具体实施方式的摇臂外形图
具体实施方式：
图1-6中所示的以飞轮的重力和转动惯性力为动力的纯机械能动力机，是在地基础上固定安装基座1，在基座1的顶平面上固定安装由功率输出转动轴2，配套轴承3，及轴承座套件4，摇臂挡圈5，挡圈螺丝6，摇臂固定花键销7，所组成的功率输出转动轴总成。
在功率输出转动轴2上的一端外悬挑部位，固定安装摇臂总成。(该动力臂总成是由共四部分机构所组成，其中一部分是由摇臂主体件8，组装螺栓9，安装各轴系的轴承盖10，轴承盖紧固螺丝11所组成。其中二部分是由驱动飞轮旋转的主动行轨齿轮轴13，配套轴承15，驱动飞轮旋转主动可倒滑链轮16，链轮安装键销17所组成。其中三部分是由驱动飞轮旋转的从动轴18，配套轴承19，驱动飞轮增速旋转的塔型链轮20，链轮安装键销21所组成。其中四部分是由行轨齿轮飞轮轴22，配套轴承23，驱动飞轮增速旋转的受力链轮25，链轮安装键销26所组成)。摇臂的组装合成：先在摇臂主体件8上的力矩质点处的上轴孔内安装驱动飞轮旋转主动行轨齿轮轴总成。再在摇臂主体件8中部轴孔内安装驱动飞轮增速旋转的从动连轮轴总成。随后在摇臂主体件8上的力矩质点处下轴孔内安装行轨齿轮飞轮轴总成。
摇臂上的各链轮之间用配型链条27连接，即摇臂总成形成传动系统。
在同一地基础上固定安装与摇臂上质点处驱动飞轮旋转行轨齿轮轴上的齿轮14和行轨齿轮飞轮轴上的齿轮24，能分别啮合并能周转通畅运行的左、右各半圆弧齿形轨道(该半圆弧齿形轨道是由轨道支架28，轨道支架固定螺栓29，轨道支架组合紧固螺栓30，轨道齿片31，轨道齿片紧固安装螺栓32所组成)。
在摇柄轴上的外悬挑部位安装大直径重体飞轮(该大直径重体飞轮是由飞轮毂33，飞轮轴承34，轴承盖35，轴承盖紧固螺丝36，飞轮拉条37，拉条调紧螺母38，飞轮钢圈39，飞轮配重铁块40，配重铁块安装螺栓41所组成)。
在飞轮毂的外侧面配合啮口处固定安装有轮毂合口件42，合口件紧固螺丝43，停车装置套件(该停车装置是由锁销44，钩扣45，拉簧46，拉环47，停车装置安装螺栓48所组成)。
在功率输出转动轴另一端的外悬挑部位，固定安装由功率输出皮带轮盘49，皮带轮盘固定键销50所组成的功率输出部分。
至此本发明的一个具体实施例的整体机构完整形成，要在这个机构的条件下实现本发明的目的，在于其动力机构件的技术参数：
1.大直径重体飞轮，直径d＝5m，总重量＝2200kg
2.摇臂力矩长度＝1m，摇臂自重量＝300kg，摇臂上的驱动飞轮旋转行轨齿轮轴齿轮外圆直径d＝250mm，该轴上的驱动飞轮旋转主动链轮外圆直径d＝250mm。摇臂上驱动飞轮旋转从动轴上的塔型增速链轮，一层链齿外圆直径d＝250mm，二层链齿外圆直径d＝125mm。摇柄轴上的行轨齿轮外圆直径d＝250mm，该轴上驱动飞轮旋转增速受力链轮外圆直径d＝125mm。
3.左、右半圆弧齿形轨道齿根圆的半径r＝1125mm，以圆心的垂直中心线由上、下各偏15°处，为左、右各半周轨道的起点，同时也为终点，其中右半圆弧齿形轨道弧度＝150°，轨道长度＝2.9m。其中右半圆齿形轨道弧度＝210°，轨道长度等于4.16m。
4.功率输出轮盘的只直径d＝2m
参考以上数据：
大直径重体飞轮作用在动力臂上使之自上而下作前半周运行的力为F^a等于飞轮的重量2200kg×动力臂力矩长度1m的乘积F¹，减去驱动飞轮旋转消耗的力F²，其结果由下式计算得出：
F¹＝(kg·rm)-F²＝(kg·rm)
F¹＝(2200kg×1m)-F²＝(2200kg×0.125m)
F＝F¹2200kg-F²260kg
F＝1940kg
大直径重体飞轮作用在动力臂上的启动力等于1940kg
大直径重体飞轮的转动惯性能作用在动力臂上的力为F^b，等于飞轮的重力2200kg，乘以飞轮的半径r＝2.25m除以1/2后，再乘以飞轮转动的角速度ω²等于2.56n/s，(驱动飞轮旋转行轨齿轮在右半圆弧齿形轨道上运行的转数)其结果由下式计算得出：
1/2Iω²
式中：I为飞轮的转动能，ω²等于飞轮转动的角速度。
F^b＝1/2×2200kg×r2.25m×2.56n/s
  ＝1/2×4950kg
  ＝1/2×12672kg
  ＝6336kg
大直径重体飞轮的转动惯性能作用在动力臂上的力为F^b，等于6336kg
当飞轮的转动惯性能6336kg的力，驱动着动力臂作自下向上作后半周运行时，飞轮的转动惯性力克服了飞轮重量2200kg加动力臂自重300kg之和后等于2500kg的内阻力，再加上向外输出3000kg的动力后，下剩192kg的余力投入到飞轮的重力一起，形成循环驱动动力臂自上而下运行的混合力。
本实施例动力机可向外界输出3000kg的力，也等于40匹马力的动力功率。
另外只需照本发明的以飞轮的重力和转动惯性力为动力的动力机的机构形式和动力原理，根据需要可设计出各种大小功率的动力机。制造该种动力机的构件材料的材质，以能满足机构运行时的物理强度即可。