省功差速器.pdf

本发明公开了一种省功差速器。模数相同的两个行星齿轮相互外啮合，其支撑架相互固定在一起，并且与套装在同心轴上的输出轮的轮体固定在一起，固定齿轮套装并固定在同心轴上，并与一个行星齿轮内啮合或外啮合，与固定齿轮模数相同的转动齿轮套装在同心轴上，并与另一个行星齿轮内啮合，在转动齿轮上设有主动轮，转动齿轮分度圆直径和主动轮分度圆直径相同，固定齿轮、主动齿轮和输出齿轮三者之间成一定比例，内啮合时，两个行星齿轮的轴心连线到同心轴的距离大于主动齿轮分度圆直径的一半。本发明将杠杆原理和差速原理及滑轮组巧妙结合在一起，省力省功，适用于各行业的传动系统中，具有良好的社会和经济效益。

1.  一种省功差速器，含有固定齿轮、转动齿轮、行星齿轮、主动轮、输出轮和同心轴，其特征是：模数相同的两个行星齿轮相互外啮合，两个行星齿轮的支撑架相互固定在一起，并且与套装在同心轴上的输出轮的轮体固定在一起，固定齿轮套装并固定在同心轴上，并与一个行星齿轮内啮合，与固定齿轮模数相同的转动齿轮套装在同心轴上，并与另一个行星齿轮内啮合，在转动齿轮上设有主动轮，转动齿轮分度圆直径和主动轮分度圆直径相同，固定齿轮、主动齿轮和输出齿轮三者之间的分度圆直径之比为1∶1∶2，两个行星齿轮的轴心连线到同心轴的距离大于主动齿轮分度圆直径的一半。

2.  一种省功差速器，含有固定齿轮、转动齿轮、行星齿轮、主动轮、输出轮和同心轴，其特征是：模数相同的两个行星齿轮相互外啮合，两个行星齿轮的支撑架相互固定在一起，并且与套装在同心轴上的输出轮的轮体固定在一起，固定齿轮套装并固定在同心轴上，其与一个行星齿轮外啮合，与固定齿轮模数相同的转动齿轮套装在同心轴上，其与另一个行星齿轮内啮合，在转动齿轮上设有主动轮，转动齿轮分度圆直径和主动轮分度圆直径相同，固定齿轮、主动齿轮和输出齿轮三者之间的分度圆直径之比为1∶2∶3。

3.  根据权利要求1或2所述的省功差速器，其特征是：输出轮为齿轮，或为皮带轮，或为链轮。

4.  根据权利要求1或2所述的省功差速器，其特征是：主动轮为齿轮，或为皮带轮，或为链轮，或为转动力臂，并且固定在转动齿轮上。

5.  根据权利要求1或2所述的省功差速器，其特征是：主动轮与转动齿轮为连体式结构，并且主动轮为链轮，或为皮带轮，或为齿轮，或为转动力臂。

省功差速器
一.技术领域：本发明涉及一种机械传动装置，特别是涉及一种省功差速器。
二.背景技术：众所周知，我国人口众多，人均资源较少，如何充分利用能源，是人们重点研究的课题。一方面，人们在具体应用中，往往采用差速原理制造出各种差速器，如汽车差速器，通过速度变化，实现汽车性能的提高；另一方面，人们为了省力，往往利用杠杆的原理和动滑轮组制造出各种省力机械，通过能量转化，实现省力目的。上述技术通过能量转换实现一定的目的，但是它们没有省功，没有达到节约能源的目的。
三.发明内容：
本发明的目的：克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、能够节省能源的省功差速器。
本发明的技术方案：一种省功差速器，含有固定齿轮、转动齿轮、行星齿轮、主动轮、输出轮和同心轴，其中模数相同的两个行星齿轮相互外啮合，两个行星齿轮的支撑架相互固定在一起，并且与套装在同心轴上的输出轮的轮体固定在一起，固定齿轮套装并固定在同心轴上，并与一个行星齿轮内啮合，与固定齿轮模数相同的转动齿轮套装在同心轴上，并与另一个行星齿轮内啮合，在转动齿轮上设有主动轮，转动齿轮分度圆直径和主动轮分度圆直径相同，固定齿轮、主动齿轮和输出齿轮三者之间的分度圆直径之比为1∶1∶2，两个行星齿轮的轴心连线到同心轴的距离大于主动齿轮分度圆直径的一半。
一种省功差速器，含有固定齿轮、转动齿轮、行星齿轮、主动轮、输出轮和同心轴，其中模数相同的两个行星齿轮相互外啮合，两个行星齿轮的支撑架相互固定在一起，并且与套装在同心轴上的输出轮的轮体固定在一起，固定齿轮套装并固定在同心轴上，其与一个行星齿轮外啮合，与固定齿轮模数相同的转动齿轮套装在同心轴上，其与另一个行星齿轮内啮合，在转动齿轮上设有主动轮，转动齿轮分度圆直径和主动轮分度圆直径相同，固定齿轮、主动齿轮和输出齿轮三者之间的分度圆直径之比为1∶2∶3。
所述输出轮为齿轮，或为皮带轮，或为链轮。
所述主动轮为齿轮，或为皮带轮，或为链轮，或为转动力臂，并且固定在转动齿轮上。
所述主动轮与转动齿轮为连体式结构，并且主动轮为链轮，或为皮带轮，或为齿轮，或为转动力臂。
本发明的有益效果：
1.本发明将杠杆原理和差速原理及滑轮组巧妙结合在一起，固定齿轮、主动齿轮和输出齿轮三者之间的分度圆直径成一定比例，在行星齿轮的啮合下同时转动，这样利用差速原理，使主动齿轮和输出齿轮转动的线速度相等，实现了省力和省功，节约了能源，有利于国家的发展。
2.本发明结构简单。两个行星齿轮的模数相同，容易制造和更换，固定齿轮和转动齿轮的模数一样，用差速的原理，使转动齿轮和输出齿轮线速度相等。
3.本发明适用范围广，能够适用于国防、工业、农业等动力机构的传动系统中，尤其是适用于汽车、摩托车、自行车等的传动系统中，大幅度节约能源，推广后具有良好的社会和经济效益。
四.附图说明：
图1为省功差速器的结构示意图之一
图2为图1所示A-A的剖视图
图3为省功差速器的结构示意图之二
图4为图3所示B-B的剖视图
图5为省功差速器结构原理图
图6为图5所示省功差速器力学分析图
图7为两个行星齿轮啮合的结构示意图
五.具体实施方式：
实施例一：参见图1、图2、图5、图6、图7，图中省功差速器模数相同的两个行星齿轮5和8相互外啮合，它们通过转轴4和9分别活动固定在两个支撑架3和10上，两个支撑架3和10固定在套装在同心轴12上的转动套11上，固定齿轮7套装在同心轴12上，并通过紧固件固定(图中未画出)，其与一个行星齿轮8内啮合，与固定齿轮7模数、齿数、分度圆直径相同的转动齿轮2套装在同心轴12上，其与另一个行星齿轮5内啮合，该行星齿轮5的支撑架3与套装在同心轴12上的输出轮6的轮体固定在一起，主动轮1为齿轮固定在转动齿轮2上，二者分度圆直径和齿数相同，输出轮6为齿轮，其分度圆直径是固定齿轮7分度圆直径的两倍。
从图5～图7中可以看出：
当把输出轮半径看作一个杠杆OA，其中O为支点(圆心)，B为OA的中点，K为OB的中点，C在BK上，因此OB相当于主动轮的半径，OC相当于两个行星轮的连线到圆心的距离。
设A点的力为P，那么，根据杠杆的原理B点的反向力为2P，K点的反向力为4P，C点的反向力为2P～4P。
由于点C位于两个行星轮连线的中点，相当于一个等臂杠杆，因此两个行星轮的轮心D点和E点的力等于C点力的一半，即D点和E点的力分别为：2P～4P/2＝P～2P。
每一个行星轮相对于圆心为一等臂杠杆，因此F点的力等于E点的一半，即P～2P/2＝1/2P～P，由此可见，F点的力小于A点的力，因此F点是一个省力点，即主动轮是一个省力轮。
图7中G点和F点相当于图5中的绳子，F点为动点，G点为支点，F点到O的距离等于OA的一半，即等于OB地距离，动滑轮绳子与轮子移动的距离有差异，绳子移动的距离等于轮子移动距离的2倍。
因此，以OA为半径组成一个大圆，以OB为半径组成一个小圆，大圆直径是小圆直径的2倍，把它们按图5的结构合成，在大圆和小圆连动时，由于定轮D不动，大圆转动1圈，小圆要转动2圈，这就是现有汽车差速器的原理，小圆转动2圈的距离等于大圆转动1圈的距离，从而达到两个圆的线速度相等。
结论，点F比动点A省力，而它们移动距离相等，因此点F和点A相比，既省力又省功。
本发明正是利用上述理论和事实，研制出该省功差速器，其中，输出轮6的分度圆直径相当于以点A为半径的圆，转动齿轮2的分度圆直径相当于以点F为半径的圆，同心轴12相当于点O，因此本装置省力又省功。
实施例二：本实施例与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同之处在于：输出轮6为链轮，主动轮1为链轮，并且与转动齿轮2为联体结构，二者的分度圆直径相同，输出轮6的分度圆直径是转动齿轮2分度圆直径的两倍。
实施例三：本实施例与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同之处在于：输出轮6为皮带轮，主动轮1为皮带轮，输出轮6的轮径是转动齿轮2分度圆直径的两倍，主动轮1的轮径等于转动齿轮2的分度圆直径。
实施例四：本实施例与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同之处在于：主动轮1为转动力臂，其一侧单个力臂的长度等于转动齿轮2的分度圆的半径，输出轮6为链轮。
实施例五：参见图3和图4，图中编号与实施例一相同的代表的意义相同，相同之处不重述，不同之处在于：行星齿轮8与固定齿轮7外啮合，行星齿轮5与转动齿轮2内啮合，固定齿轮、主动齿轮和输出齿轮三者之间的分度圆直径之比为1∶2∶3。