離心式推力器的製作方法

2023-12-09 14:52:41 2

專利名稱：離心式推力器的製作方法
離心式推力器它能把得到的轉動動力，在離心式推力器內直接變成推力，這個推力可以做各種交通運輸工具的動力。
火箭用噴出氣體產生推力前進，但燃料消耗很大。飛機及船舶用螺旋漿作用於空氣及水產生推力前進，但因空氣與水均屬流體，功率損失很大。車輪靠作用於地面而產生的反作用力前進，但又受到車輪和地面的最大摩擦力的限制。所以它們都有一定的缺點。
本發明的目的是把轉動動力在離心式推力器內直接變成推力，而不需作用於水、空氣、地面等，它的功率損失小，產生的推力大。
離心式推力器產生推力的原理是應用獨特的變偏心距轉動機構(以下簡稱偏心機構)組成。
發明的具體結構由以下的實施例及附出給出。
下面結合

圖1詳細說明依據本發明提出的偏心機構工作情況。
該機構有器殼〔1〕，在它的裡面裝有可以移動的滑板〔7〕，在滑板〔7〕內裝有內套〔2〕，在滑板〔7〕與內套〔2〕之間有滾柱〔3〕。內套〔2〕與重塊〔5〕是用連接活銷〔6〕連接，連接活銷〔6〕距內套〔2〕的距離很小。
該機構的轉動中心是滑塊軸〔4〕的中心為o1，坐標為x1o1y1，滑塊軸〔4〕支承在器殼〔1〕上。內套〔2〕的園心為o，坐標為xoy。x軸與x1軸重合，y軸距y1軸為a。C點是滑塊軸〔4〕轉角φ1等於零時，重塊〔5〕的重心位置。A點是滑塊軸〔4〕轉角φ1時重塊〔5〕的重心位置，B點是連接活銷〔6〕中心。
當滑塊軸〔4〕轉動時重塊〔5〕即轉動又移動，內套〔2〕也跟著轉動，連接活銷〔6〕作用於重塊〔5〕，使重塊〔5〕產生向心力F1，同時連接活銷〔6〕也受到一個反作用力N1，兩個力大小相等方向相反且在o1B延長線上，即-F1＝N1。N1即是本發明所要先求出的偏心機構產生的推力。
求解如下設o1o＝oc＝a o1A＝b1o1B＝l1oB＝R滑塊軸〔4〕角速度為ω，重塊〔5〕質量為m。
用餘弦定理及求根公式求l1則l1＝ 1/2 〔2acosφ1+4a2cos2φ1- 4(a2-R2)]]>〕 (1)b1＝l1-(R-a) (2)N1＝mb1ω2(3)把(1)代入(2)中可繪出(2)的曲線，如圖2中的1。
由圖2中的1可以看出b1的變化，是由最大值2a逐漸減小到零，再由零逐漸增大到2a。
把(2)代入(3)中N1也是由最大值2maω2逐漸減小到零，再由零逐漸增加到最大值2maω2。
在工作時如果用力使滑板〔7〕向左移動，b1的變化率逐漸變小，當移距為a時兩坐標重合，偏心距變成定值即b1＝a，如圖2中的2。再繼續向左移動滑板〔7〕，b1的變化率逐漸增大，當移距為2a時y軸在y1軸左側，b1的變化如圖2中的3。
在圖2中的3上b1的變化是由零逐漸增大到最大值2a，再由最大值逐漸減小到零。N1的變化是由零逐漸增大到最大值2maω2(與x軸方向相反)，再由最大值逐漸小到零。
因此要使離心式推力器在角速度ω不變的情況下產生的推力大小和方向都不變，則需由8個偏心機構及其它另件按要求組成，如圖3。
下面結合圖3詳細說明本發明提出的離心式推力器工作情況。
該推力器有基礎〔1〕在它的上面裝有動力輸入軸〔3〕，及基礎卡槽〔15〕。在動力輸入軸〔3〕上連接著齒輪〔4〕、內齒〔8〕，及以它為軸可以轉動的器殼〔5〕、滑塊〔17〕。在器殼〔5〕內裝有8個相同的偏心機構，在它的外面連接著液壓缸〔18〕及器殼手把〔16〕。偏心機構的滑塊軸〔6〕〔12〕由器殼〔5〕支承，而內套〔10〕是在器殼〔5〕內的園滑板〔14〕上。內套〔10〕與園滑板〔14〕之間有滾柱〔11〕，內套〔10〕與重塊〔7〕用連接活銷〔13〕連接。滑塊軸中心坐標如x1o1y1與內套〔10〕園心坐標xoy的x與x1軸重合，y軸距y1為a。當液壓缸〔18〕中的活塞〔19〕及活塞杆〔20〕移動時，拉動園滑板〔14〕在滑塊〔17〕上往復移動，最大移距為2a。打開基礎卡槽〔15〕用力作用於器殼手把〔16〕，可使器殼〔5〕左右轉動。
8個偏心機構轉動中心編號為o1、o2……o7、o8，它們均勻的分布在器殼〔5〕上的XOY坐標內半徑為r的園上。取o1、o3、o5、o7稱為甲組，它們滑塊軸齒輪均和滑塊軸齒輪〔9〕相同，它們分別與內齒〔8〕嚙合。取o2、o4、o6、o8稱為乙組，它們滑塊軸齒輪均和滑塊軸齒輪〔2〕相同，它們分別與齒輪〔4〕嚙合。
設內齒〔8〕節園半徑為R1滑塊軸齒輪〔9〕節園半徑為R2齒輪〔4〕節園半徑為R3滑塊軸齒輪〔2〕節園半徑為R4隻要取R1∶R2＝R3∶R4則甲組與乙組轉速相同轉向相反。
在甲組中o1中的b1與x1軸夾角為φ1＝φ (4)o3中的b3與x3軸夾角為φ3＝π+φ (5)o5中的b5與x5軸夾角為φ5＝ (π)/2 +φ (6)o7中的b7與x7軸夾角為φ7＝ 3/2 π+φ (7)在乙組中
o2中的b2與x2軸夾角為φ2＝φ (8)o4中的b4與x4軸夾角為φ4＝π+φ (9)o6中的b6與x6軸夾角為φ6＝ (π)/2 +φ (10)o8中的b8與x8軸夾角為φ8＝ 3/2 π+φ (11)由(4)到(11)可知 φ1＝φ2φ3＝φ4φ5＝φ6φ7＝φ8(12)把(12)分別代入(1)(2)中則得 b1＝b2b3＝b4b5＝b6b7＝b8(13)把(13)分別代入(3)中則得 N1＝N2N3＝N4N5＝N6N7＝N8(14)在(14)中相等的兩個推力可以同時在y軸上或y軸的同側，及x軸上或x軸的導側，因此它們在Y軸上的合力總是零。在X軸上的合力即是離心式推力器的推力N。
則N＝2N1cosφ1+2N3cosφ3+2N5cosφ5+2N7cosφ7＝2mb1ω2cosφ1+2mb3ω2cosφ3+2mb5ω2cosφ5+2mb7ω2cosφ7(15)把(1)(2)(4)(5)(6)(7)同時代入(15)則 N＝2m·2a·ω2＝4maω2(16)即推力N與ω是二次函數關係，在ω是定值時N也是定值。
由(4)到(7)及(8)到(11)可以看出相角差次序為0、π、 (π)/2 、 3/2 π，如果按(12)關係只改變上述相角差的前後次序，求出的N與前者相同。
如果要把N在X軸上變成相反的方向，可用液壓缸〔18〕，當活塞〔19〕向左移動時，由活塞杆〔20〕拉園滑板〔14〕在滑塊〔17〕上向左移動，此時N逐漸變小，當移距為a時b1＝b2＝……＝b7＝b8＝a，則N＝0。當移距大於a時N沿X的反方向逐漸增加，當移距為2a時N沿X反方向達最大值(4maω2)。再向右移距為2a時在X方向的N達最大值(4maω2)，在移動過程中的任何位置時，由(12)(13)(14)的關係Y軸合力總是零。
如果要使N的方向在平面內轉動，可打開基礎卡槽〔15〕，用力作用器殼手把〔16〕，在器殼〔5〕轉動時N的方向也跟著轉動，按圖3中B-B剖面使器殼〔5〕順時針轉動時會使ω增大，逆時針轉動器殼〔5〕時會使ω變小。要使N在平面內轉動時大小不變，可調整動力輸入軸〔3〕轉數的大小實現。
為免去繁雜的計算在忽略摩擦的情況下，對離心式推力器所產生的推力估算如下把偏心機構看成是定偏心距轉動機構，而定偏心距轉動機構已有產品如B-11型附著式混凝土振動器，它的功率為1.1千瓦;振動力430公斤;偏心距0.02米;偏心塊兩個重23公斤;轉數2800轉/分;自重27公斤。
把離心式推力器的a＝0.01米;重塊〔7〕的質量為23公斤，轉動的角速度ω＝47×2π代入(16)中則N＝2×23×2×0.01×(47×2π〕2÷9.8＝860公斤功率消耗＝1.1×8×1.36＝11馬力一個馬力產生推力約71公斤。(17)米格17型飛機發動機功率一萬馬力時產生推力約2700公斤。
一個馬力產生推力3.7公斤(18)把(17)和(18)加以比較可以看出離心式推力器產生的推力，比噴氣發動機產生的推力大拾幾倍。
可以把這個推力作各種運輸工具前進或後退的動力。
權利要求
1.離心式推力器有基礎[1]在它上面有動力輸入軸[3]，及基礎卡槽[15]。在動力輸入軸[3]上連接著齒輪[4]、內齒[8]，以及以它為軸可以轉動的器殼[5]滑塊[17]。在器殼[5]內裝有8個相同的偏心機構，在它的外面連接著液壓缸[18]及器殼手把[16]。偏心機構的滑塊軸[6][12]由器殼[5]支承，而內套[10]是裝在器殼[5]內的園滑板[14]上，內套[10]與園滑板[14]之間有滾柱[11]，內套[10]與重塊[7]用連接活銷[13]連接。滑塊軸中心坐標和x1o1y1與內套[10]園心坐標xoy的x與x1軸重合，y軸距y1為a。當液壓缸[18]中的活塞[19]及活塞杆[20]移動時拉園滑板[14]在滑塊[17]上往復移動，最大移距為2a。打開基礎卡槽[15]，用力作用於器殼手把[16]，可使器殼[5]左右轉動。8個偏心機構的轉動中心編號為o1、o2……o7、o8，它們均勻的分布在器殼[5]上的XOY坐標內半徑為r的園上。取o1、o3、o5、o7稱為甲組，它們滑塊軸齒輪均和滑塊軸齒輪[9]相同，它們分別與內齒[8]嚙合。取o2、o4、o6、o8稱為乙組，它們滑塊軸齒輪均和滑塊軸齒輪[2]相同，它們分別與齒輪[4]嚙合。其特徵在於a、所述離心式推力器中偏心機構轉動中心坐標x1o1y1、x2o2y2……x7o7y7、x8o8y8，均和器殼[5]上的XOY坐標方向相同。
2.根據權利要求1所述的離心式推力器，其特徵是在甲乙兩組偏心機構中的轉角φ1＝φ2＝φ φ3＝φ4＝π+φ φ5＝φ6＝ (π)/2 +φ φ7＝φ8＝ 3/2 π+φa、所述甲乙兩組偏心機構轉速相同轉向相反。
3.根據權利要求1所述的離心式推力器，其特徵是在甲乙兩組偏心機構中產生的推力;N1＝N2N3＝N4N5＝N6N7＝N8
4.根據權利要求1、2、3所述的離心式推力器，其特徵是在甲乙兩組偏心機構中，偏心機構的轉角差值排列次序均為π、 (π)/2 、 3/2 π，也可以改變轉角差值的前後排列次序。
全文摘要
離心式推力器它能把得到的轉動動力，在離心式推力器內直接變成推力，這個推力的大小與轉動動力的角速度是二次函數關係。在功率相同的情況下離心式推力器所產生的推力，比用螺旋槳作用於水或空氣所產生的推力大幾倍或十幾倍，可以把這個推力作宇航、飛機、船舶等的前進動力。也可以把這個推力作機車、氣車、電車、牽引車等的前進動力，車輪不打滑便爬坡能力增大。
文檔編號F16H21/44GK1045445SQ8910023
公開日1990年9月19日 申請日期1989年1月12日 優先權日1989年1月12日
發明者王樹春, 林英, 王雷射, 王旭進, 高振海 申請人:王樹春