蝸輪蝸杆式磁動力驅動器的製作方法

2023-12-01 09:08:26

專利名稱：蝸輪蝸杆式磁動力驅動器的製作方法
技術領域：
本發明涉及到一種新的驅動方式，具體的說是一種"蝸輪蝸杆式磁動力驅動器"
背景技術：
在現有的技術領域中，所有驅動方式都是依靠各種能源產生的動力來驅動的，而 "蝸輪蝸杆式磁動力驅動器"將磁鐵的吸力應用到驅動器的領域，因此產生了一種全新的高 效節能的驅動方式。

發明內容
本發明的目的在於提供一種"蝸輪蝸杆式磁動力驅動器"為了實現上述目的，本發 明的技術方案是一種"蝸輪蝸杆式磁動力驅動器"它主要包括殼體、以及進行磁動力驅動 所需的相關的部件，各部件的名稱和編號如下1蝸輪，2蝸輪中心軸，3蝸杆，4軸承連接體， 5傘齒輪，6電動機，7殼體，8蝸輪齒牙，9同步驅動杆，10同步驅動曲柄。 圖1是蝸輪蝸杆式磁動力驅動器的平面正視圖，它的結構是在同一個蝸輪1上裝 有四個相同的蝸杆3，其中一個蝸杆3與電動機輸出軸6相連接，四個蝸杆3的兩端都裝有 45°的傘齒輪5，四個蝸杆3分別被定位在軸承連接體4中的軸承上，軸承連接體4的兩端 與殼體7固定連接。 圖2是蝸輪蝸杆組合的側視剖面圖，圖中1是蝸輪，2是蝸輪中心軸，3是蝸杆。
圖3是蝸輪蝸杆之間齒牙的嚙合示意圖，與蝸輪蝸杆減速器不同的是蝸輪1和蝸 杆3齒牙之間的嚙合存在著一定的空間，蝸輪齒牙的左邊和蝸杆齒牙的右邊都裝有磁鐵， (圖中滿色部分表述磁鐵)蝸輪蝸杆齒牙上的磁鐵按異性相吸的方式配置，從而使得蝸輪 蝸杆齒牙之間的磁鐵產生相互的吸引力。 圖3中如果把蝸輪的直徑設定為100cm，它的圓周線長度為314. 16cm，以蝸輪 配置24個齒牙來設定，中間應該留出24個放置蝸杆齒牙的空間，合計為48個等份， 314. 16cm+48 = 6. 5cm，即蝸輪每個齒牙在圓周線上的長度為6. 5cm，同理蝸杆齒牙的空間 也是6. 5cm。以蝸輪和蝸杆齒牙上磁鐵的厚度為2cm來設定，那麼a組磁鐵與b組磁鐵的距 離是9cm。 圖4中蝸輪的長寬比是4.56 : l，按圖紙的比例，當該蝸輪的直徑為100cm時，齒 牙8的寬度約為22cm，高度約為10cm，這時齒牙8的表面積為220cm2。
圖5是蝸輪蝸杆式磁動力驅動器的立體示意圖，(蝸杆的齒牙部分省略，僅表示蝸 杆軸)圖中的軸承連接體4與殼體7固定連接，每個蝸杆軸在軸承連接體4中穿過，蝸杆 軸的兩端有與其固定連接的45°傘齒輪5，每個傘齒輪分別與另一組蝸杆軸上的傘齒輪相 嚙合，圖中四組蝸杆互為呈90。並通過45°傘齒輪相嚙合，其中一組蝸杆與電動機6的輸 出軸相連接，蝸輪1與中心軸2是固定連接的，蝸輪的中心軸2定位在殼體7上的軸承中間 (同時參見圖6)。 圖7、圖8是組合在一起的"蝸輪蝸杆磁動力驅動器"，軸承連接體4中裝有軸承，
3軸承連接體4與殼體7固定連接，蝸輪的中心軸2定位在殼體7的軸承中間。為了使組合 的驅動器得以同步轉動，在蝸杆3上裝有曲柄10，9是曲柄的同步驅動杆，這樣可以對組合 的"蝸輪蝸杆磁動力驅動器"進行同步驅動。 圖9中看到三角體b的斜面上滿色部分是一條磁鐵A3，垂直面上有兩個滑輪d， 當三角體b受到來自左邊的橫向拉力時，支撐杆c就阻擋了來自滑輪d的橫向重力；與A3 斜面平行的是磁鐵A2，兩塊磁鐵相互吸引，磁鐵A1上有一根引線，引線的另一頭是一個重 量物體的A， a是一條滑軌，o是滑輪。當三角體b垂直向下驅動時，磁鐵A2原點的位置與斜 面磁鐵A3的吸附平面產生了分離，由於磁鐵吸力的作用，磁鐵A2就在滑軌a的平面上向右 移動，從而驅動物體A向上運行；同時當三角體向下驅動時，B1在三角體b的驅動下向右移 動，從而驅動物體B向上運行，然而這卻是兩種決然不同的兩種驅動方式，詳細說明如下
當三角體斜面磁鐵A3驅動物體A向上運行時，物體A的重量通過磁鐵A2吸住磁 鐵A3，磁鐵A3同時吸住磁鐵A2，使得三角體b產生向左拉力，這個拉力通過滑輪d被支撐杆 c阻擋後，當三角體被向下驅動時，三角體的驅動力只需要克服三角體滑輪d與支撐杆c之 間存在的被驅動重量物體產生的滾動阻力就可以了，當三角體向下驅動時，磁鐵2與磁鐵3 就會利用它們自身的磁力驅動物體A向上運行； 當三角體b驅動物體B向上運行時，驅動力驅動三角體向下時，除了需要克服三 角體滑輪與支撐杆之間的滾動阻力，還要克服由於Bl在滑杆a上向右移動時對三角體B3 位置上產生的重量阻力，而重量產生的阻力與和重量產生的滾動阻力是兩個截然不同的領 域，它們之間的阻力值至少相差十幾倍。 由此可見採用如圖9中三角體斜面磁鐵A3驅動A2的方式，驅動力只要克服物 體A對三角體滑輪與支撐杆之間產生的滾動阻力就可以了，同理如果把三角體斜面上的 磁鐵A3看作是蝸輪蝸杆磁動力驅動器的蝸杆，那麼蝸杆在轉動時，它齒牙上的磁鐵會與蝸 輪齒牙上的磁鐵產生持續的分離和持續的異性相吸。(見圖3)蝸輪的直徑設定為為100cm時，蝸輪和蝸杆齒牙的寬度可達到6. 5cm，而 按設計要求，蝸輪和蝸杆的齒牙之間的嚙合需要留出一定的間隙，因為一個蝸輪上配置四 個同步轉動的蝸杆，而四個蝸杆在轉動時會出現少許的不同步，而留出的間隙可以使得四 個蝸杆在轉動時，只會有一個蝸杆的齒牙會先碰到蝸輪齒牙的左邊或右邊，而磁動力驅動 的特點是當蝸杆螺旋形的齒牙轉動時就會驅動蝸輪上的齒牙，而蝸杆和蝸輪的齒牙都裝 有磁鐵，而磁鐵的吸力可以在一定的距離中產生作用，因此齒牙間的間隙有利於磁動力更 好的發揮作用。(見圖4)當設定蝸輪的直徑為100cm時，按圖中蝸輪與蝸杆的比例，蝸輪每個齒 牙的表面積應是220cm2，如設定磁鐵的吸力是每cm20. 5公斤，那麼當蝸輪齒牙8的磁鐵表 面積為220cm2的話，它就可以產生110公斤的吸力，同理蝸杆齒牙上的磁鐵也可以產生110 公斤的吸力，合計可以產生220公斤的吸力，本圖以一個蝸輪配置四個蝸杆來計算，那麼四 組蝸輪蝸杆的上齒牙的磁鐵可以產生880公斤的吸力。 圖3中看到蝸輪蝸杆中間的一組齒牙總是完全嚙合的，而它們左右兩邊的齒牙 則總是處於半嚙合狀態的，因此它們齒牙上的磁鐵也是處於半吸附狀態，以每組半吸附狀 態齒牙磁鐵的吸附力為一半計算，那麼每組齒牙的磁鐵具有110公斤吸附力，這樣四組齒 牙上的磁鐵具備440公斤的吸附力，合計可以產生1320公斤的吸附力。
我們知道磁鐵與磁鐵間的磁力關係是同性相斥，異性相吸，圖3中看到蝸輪和 蝸杆齒牙上的磁鐵是按異性相吸的方式組合的，磁鐵的另一個特性是磁力的作用範圍是 近大遠小，當磁鐵的間距在幾毫米時，是兩塊磁鐵間相互吸力最大的而又不產生摩擦力的 最佳位置，而兩塊磁鐵的距離超過5cm以上時，磁鐵間的相互吸力是非常微弱的，因此齒牙 間的距離可以根據磁鐵的磁力特性來設定。 綜合上述原理可以看到設定蝸輪中心軸上被驅動的物體可以對蝸杆的齒牙產生 1320公斤重力時，因為蝸杆是穿過軸承的，而軸承是固定在軸承連接體上的，軸承連接體是 與殼體固定連接的，因此蝸杆齒牙上承受的1320公斤的重力被殼體所支撐，由於蝸杆是在 軸承定為體的軸承裡轉動的，當重力被殼體支撐以後，蝸杆轉動時只需要克服蝸杆與軸承 間的滾動摩擦力就可以了 ，而重力物體在軸承中的滾動摩擦力是非常小的，因此蝸輪蝸杆 式磁動力驅動器用很小的驅動力就可以驅動超越其本身驅動力十幾倍的重力物體，從而產 生極大的節能效果。


； 1，圖1是"蝸輪蝸杆式磁動力驅動器"的平面正視圖。
2，圖2是"蝸輪蝸杆式磁動力驅動器"側視剖面圖。
3，圖3是蝸輪與蝸杆齒牙間各自的結構平面正視圖。
4，圖4是蝸輪齒牙側視剖面圖。 5，圖5是"蝸輪蝸杆式磁動力驅動器"的立體示意圖。 6，圖6是"蝸輪蝸杆式磁動力驅動器"的殼體外觀立體示意圖。 7，圖7是"蝸輪蝸杆式磁動力驅動器"組合式時的側視剖面示意圖 8，圖8是"蝸輪蝸杆式磁動力驅動器"的側視立體圖。 9，圖9是"蝸輪蝸杆式磁動力驅動器"的工作原理示意圖。 10，圖9另作摘要附圖 下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的描述"蝸輪蝸杆式磁動力驅動器"以蝸輪蝸杆驅動的方式結合磁鐵的動力進行驅動的，
其工作方式是當電動機(或發動機)的輸出軸帶動與其連接的蝸杆時，因為四個蝸杆都是
通過傘齒輪的嚙合而進行同步同向轉動的，這樣四組蝸杆的齒牙就同時驅動同一個蝸輪轉
動。而蝸杆螺旋形的齒牙在轉動時會與蝸輪的齒牙產生分離的現象，因為蝸輪蝸杆的齒牙
間有一定的間隙，又由於蝸輪蝸杆的齒牙都裝有異性相吸的磁鐵，因此蝸輪蝸杆齒牙上磁
鐵的吸力就會帶動蝸輪的齒牙追補被分離出來的間隙，從而驅動蝸輪轉動。"蝸輪蝸杆式磁動力驅動器"可以裝有一個蝸杆，也可以安裝多個蝸杆，並且還可
以把幾個蝸輪蝸杆式磁動力驅動器組合成一個"組合式磁動力驅動器"(見圖7)，當採用組
合式磁動力驅動器時，可以在每一單個"蝸輪蝸杆式磁動力驅動器"上安裝電動機，也可以
通過蝸杆上的同步驅動曲柄與同步驅動連杆結合，從而使得組合式磁動力驅動器的驅動得
到同步運行(見圖8)。
權利要求
「蝸輪蝸杆式磁動力驅動器」把磁鐵的吸力應用到蝸輪蝸杆式減速機中，而目的是在於應用磁鐵的特性來得到額外的驅動力。該驅動器的特性為蝸杆3的齒牙是螺旋形的，在蝸杆3齒牙的右側安裝適宜厚度的螺旋形磁鐵，蝸輪1的齒牙是斜面齒，在蝸輪1斜面齒牙的左邊安裝適宜厚度的磁鐵，蝸杆3齒牙右邊的磁鐵與蝸輪1齒牙左邊的磁鐵以異性相吸的方式配置，從而使得蝸輪和蝸杆齒牙上的磁鐵產生相互間的吸引力。
2. "蝸輪蝸杆式磁動力驅動器"可以在一個蝸輪1上配置一個或者若干個蝸杆3，當配 置若干個蝸杆3時，蝸杆3兩端傘齒輪5的齒牙按適宜的角度與相鄰蝸杆的傘齒輪5的齒 牙相嚙合，其中一個蝸杆3與電動機6的輸出軸(或發動機)相連接，蝸杆3被定位在軸承 定為體4的軸承中間，軸承定為體4與殼體7固定連接，蝸輪通過它的中心軸2定位在殼體 7中間的軸承中間，當電動機驅動一個蝸杆3轉動時，其它若干個蝸杆3也作同向、同步轉 動，與此同時若干個蝸杆3驅動蝸輪1轉動。
3. "蝸輪蝸杆式磁動力驅動器"與蝸輪蝸杆減速機不同的是蝸輪1的齒牙與蝸杆3齒 牙間的嚙合是留有一定間隙的，因為該驅動器是以蝸輪蝸杆齒牙間磁鐵相互的吸引力進行 驅動的，因此齒牙間的間隙不影響磁鐵間的相互吸引力。又由於若干個蝸杆在開始轉動時 是依次進行的，因此初始的轉動會使被驅動的各個蝸杆間產生少許的不同步，而合適的間 隙有利於若干個蝸杆在工作避免產生齒牙間的衝突。
4. "蝸輪蝸杆式磁動力驅動器"可以組合，組合後既可以在每一單個驅動器上安裝電動 機，也可以通過蝸杆上的同步驅動曲柄10與同步驅動連杆9結合，然後在同一個電動機的 驅動下，得到同步轉動的效果。
全文摘要
「蝸輪蝸杆式磁動力驅動器」是以蝸輪蝸杆驅動的方式結合磁鐵的動力進行驅動的，其工作方式是當電動機(或發動機)的輸出軸帶動與其連接的蝸杆時，因為四個蝸杆都是通過傘齒輪的嚙合而進行同步、同向轉動的，這樣四組蝸杆的齒牙就同時驅動同一個蝸輪轉動。而蝸杆螺旋形的齒牙在轉動時會與蝸輪的齒牙產生分離的現象，因為蝸輪蝸杆的齒牙間有一定的間隙，又由於蝸輪蝸杆的齒牙都裝有異性相吸的磁鐵，因此蝸輪蝸杆上磁鐵的吸力就會帶動蝸輪的齒牙追補被分離出來的間隙，從而驅動蝸輪轉動。由於磁鐵永恆的磁力作用，使得驅動器在工作時可以大量的節省能量的消耗，因此具有廣闊的應用前景。
文檔編號H02K7/10GK101741171SQ200810202520
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月11日 優先權日2008年11月11日
發明者王維民, 王穎蕾 申請人:王維民;王穎蕾