專利名稱：行星齒輪機(jī)構(gòu)能量放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能源、動(dòng)力系統(tǒng)，特別是利用行星齒輪機(jī)構(gòu)，將能量放大的機(jī)器。
背景技術(shù)：
人類現(xiàn)在利用的能源主要有石油、水力、風(fēng)電、太陽(yáng)能等，成本高、環(huán)境污染嚴(yán)重。如果能發(fā)明一種可以放大能量，即輸出的動(dòng)力大于輸入的動(dòng)力的機(jī)器，那么人類 就可以獲得源源不斷的清潔能源了。對(duì)于將能量放大的理想，前人也有同樣的追求，如公告號(hào)為CN 2214561Y的“機(jī)械 能量放大器”，由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一級(jí)或幾級(jí)NGW型圓柱行星齒輪機(jī)構(gòu)組成，當(dāng)高速旋轉(zhuǎn)的原動(dòng) 機(jī)帶動(dòng)圓柱行星齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生的離心慣性力使輸出的扭矩增大，實(shí)現(xiàn)原動(dòng)機(jī)的輸出能 量放大。該裝置的輸入端為太陽(yáng)輪，內(nèi)齒圈固定，輸出端為行星架，行星架及行星齒輪產(chǎn)生 的離心慣性力由行星齒輪直接作用在內(nèi)齒圈上，而其反作用力又作用在行星架上，使行星 架的輸出扭矩增大，其扭矩等于輸入扭矩加上由于離心慣性力力產(chǎn)生的附加扭矩之和。從 以上描述我們不難看出，行星架的扭矩雖然增大了，但其轉(zhuǎn)速也相應(yīng)的降低了，并不能從實(shí) 質(zhì)上增加能量的輸出。本發(fā)明也是利用行星齒輪機(jī)構(gòu)將能量放大，但太陽(yáng)輪、行星架和齒圈都不固定，其 中一個(gè)為能量輸入端，另兩個(gè)為輸出端，而且兩個(gè)能量輸出端中，有一個(gè)輸出端的轉(zhuǎn)速很 慢，從而使兩個(gè)輸出端都可以輸出較高的能量，從而可以真正實(shí)現(xiàn)能量的放大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種行星齒輪機(jī)構(gòu)能量放大器，主要包括太陽(yáng)輪(1)、行星 架O)、行星齒輪(3)、齒圈G)、輸入軸(9)、輸出軸(10、11)和齒輪(5、6、7、8、12)，其特征 是原始動(dòng)力從太陽(yáng)輪輸入行星齒輪機(jī)構(gòu)，行星架和齒圈為動(dòng)力輸出端，或者，齒圈為動(dòng)力輸 入端，行星架和太陽(yáng)輪為動(dòng)力輸出端，在行星齒輪機(jī)構(gòu)的兩個(gè)輸出端中，一個(gè)輸出端向終端 輸出動(dòng)力的傳動(dòng)比較小或載荷較大，另一個(gè)輸出端向終端輸出動(dòng)力的傳動(dòng)比較大或載荷較 小，使行星齒輪機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)動(dòng)力輸出端的轉(zhuǎn)速比大于5，從而使得行星齒輪機(jī)構(gòu)中的兩個(gè) 動(dòng)力輸出端都可以同時(shí)輸出較大的動(dòng)力，輸出的能量總和大于輸入的能量。四種動(dòng)力輸入與輸出的情形分別是a.原始動(dòng)力從太陽(yáng)輪輸入，齒圈和行星架為動(dòng)力輸出端，齒圈向終端輸出動(dòng)力的 傳動(dòng)比較小或載荷較大，行星架向終端輸出動(dòng)力的傳動(dòng)比較大或載荷較小，齒圈的轉(zhuǎn)速較 低、行星架的轉(zhuǎn)速較高，行星架與齒圈的轉(zhuǎn)速比大于5 ；b.原始動(dòng)力從太陽(yáng)輪輸入，齒圈和行星架為動(dòng)力輸出端，行星架向終端輸出動(dòng)力 的傳動(dòng)比較小或載荷較大，齒圈向終端輸出動(dòng)力的傳動(dòng)比較大或載荷較小，行星架的轉(zhuǎn)速 較低、齒圈的轉(zhuǎn)速較高，齒圈與行星架的轉(zhuǎn)速比大于5 ；C.原始動(dòng)力從齒圈輸入，太陽(yáng)輪和行星架為動(dòng)力輸出端，太陽(yáng)輪終端輸出動(dòng)力的 傳動(dòng)比較小或載荷較大，行星架向終端輸出動(dòng)力的傳動(dòng)比較大或載荷較小，太陽(yáng)輪的轉(zhuǎn)速較低、行星架的轉(zhuǎn)速較高，行星架與太陽(yáng)輪的轉(zhuǎn)速比大于5 ；d.原始動(dòng)力從齒圈輸入，太陽(yáng)輪和行星架為動(dòng)力輸出端，行星架向終端輸出動(dòng)力 的傳動(dòng)比較小或載荷較大，太陽(yáng)輪向終端輸出動(dòng)力的傳動(dòng)比較大或載荷較小，行星架的轉(zhuǎn) 速較低、太陽(yáng)輪的轉(zhuǎn)速較高，太陽(yáng)輪與行星架的轉(zhuǎn)速比大于5 ；。加大或降低傳動(dòng)比的辦法輸出端用大齒輪帶動(dòng)小齒輪，可以降低輸出端輸出動(dòng) 力的傳動(dòng)比；輸出端用小齒輪帶動(dòng)大齒輪，可以加大輸出端輸出動(dòng)力的傳動(dòng)比。由于齒輪副的傳動(dòng)比不宜過(guò)大，否則會(huì)使結(jié)構(gòu)尺寸過(guò)大，不利于制造和安裝，因 此，如果一個(gè)小齒輪不能使行星齒輪機(jī)構(gòu)中的一個(gè)輸出端降到足夠低的轉(zhuǎn)速，可以安裝多 級(jí)小齒輪。而且，由于在“傳動(dòng)比”的概念中，首主動(dòng)輪和末從動(dòng)輪傳動(dòng)方向的異同，傳動(dòng)比 有“ + ” “_”之分，因此，本發(fā)明內(nèi)容所述的“降低...傳動(dòng)比”僅僅是指主動(dòng)輪為大齒輪、從 動(dòng)輪為小齒輪的傳動(dòng)，而不涉及首末齒輪傳動(dòng)方向的異同，僅是為了說(shuō)明利用小齒輪降低 大齒輪的轉(zhuǎn)速。需要說(shuō)明的是，降低轉(zhuǎn)速并不代表降低輸出的動(dòng)能，轉(zhuǎn)速低只是因?yàn)閭鲃?dòng)比較小 或載荷較大。所謂“載荷”，動(dòng)力機(jī)械中通常指完成工作所需的功率。這里是指行星齒輪機(jī)構(gòu)輸 出端向終端輸出動(dòng)力時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)所需的功率。為什么行星齒輪機(jī)構(gòu)的兩個(gè)能量輸出端中，要求其中一個(gè)輸出端的轉(zhuǎn)速要很慢 呢？我們可以打個(gè)比喻假設(shè)公路是一條可以由車(chē)輪帶動(dòng)的履帶，汽車(chē)在上面行駛，可以肯 定的是，車(chē)輪有一個(gè)向后的力作用在履帶上，帶動(dòng)履帶轉(zhuǎn)動(dòng)，且無(wú)論履帶轉(zhuǎn)得快或慢，車(chē)輪 對(duì)履帶產(chǎn)生的作用力都是相同的，只是如果履帶轉(zhuǎn)動(dòng)得快，車(chē)子向前的速度就會(huì)變慢，如果 履帶轉(zhuǎn)動(dòng)得很慢，則車(chē)子向前的速度就會(huì)很快。因此，當(dāng)履帶轉(zhuǎn)動(dòng)的速度很慢時(shí)，車(chē)子可以 獲得較快的前進(jìn)速度，而履帶獲得的能量無(wú)論快慢是相同的。同樣道理，設(shè)動(dòng)力從太陽(yáng)輪輸 入，從行星架和齒圈輸出，齒圈的轉(zhuǎn)速很慢，那么在齒圈獲得固定的能量的同時(shí)，行星架獲 得的能量雖然比齒圈固定時(shí)少一點(diǎn)，但仍很大。所以齒圈與行星架獲得的能量總和大于輸 入的能量。在這個(gè)例子中，我們可以將齒圈看作是公路上的履帶，將行星齒輪看作是車(chē)輪， 將行星架視為車(chē)子，將太陽(yáng)輪視為汽車(chē)的動(dòng)力，如果沒(méi)有齒圈，行星架就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，齒圈轉(zhuǎn) 動(dòng)得越快，行星架就轉(zhuǎn)得越慢，反之，齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)得越慢，行星架就轉(zhuǎn)得越快。為什么行星齒輪機(jī)構(gòu)中的輸入端是太陽(yáng)輪或齒圈，而不是行星架呢？當(dāng)動(dòng)力從太 陽(yáng)輪輸入時(shí)，齒圈和行星架都可以獲得與輸入動(dòng)力相同或相近的輸出動(dòng)力；當(dāng)動(dòng)力從齒圈 輸入時(shí)，太陽(yáng)輪和行星架都可以獲得與輸入動(dòng)力相同或相近的輸出動(dòng)力；而當(dāng)動(dòng)力從行星 架輸入時(shí)，齒圈與太陽(yáng)輪獲得的動(dòng)力之和等于行星架輸入的動(dòng)力。設(shè)太陽(yáng)輪為輸入端，行星架與齒圈為輸出端，兩個(gè)輸出端的轉(zhuǎn)速比越大，輸出的動(dòng) 力總和就越大。兩個(gè)輸出端的轉(zhuǎn)速比為1時(shí)，輸出的動(dòng)力總和等于輸入的動(dòng)力，兩個(gè)輸出端 口的轉(zhuǎn)速比為0時(shí)(一個(gè)輸出端口被固定)，輸出的動(dòng)力總和等于輸入的動(dòng)力。之所以將兩 輸出端的轉(zhuǎn)速比設(shè)為5以上，是因?yàn)閮奢敵龆说霓D(zhuǎn)速比為5時(shí)，已經(jīng)能顯現(xiàn)出能量放大器的 經(jīng)濟(jì)效益。兩輸出端的轉(zhuǎn)速比為1至4也可以將能量放大，只是其經(jīng)濟(jì)效益會(huì)大打折扣。根據(jù)能量守恒定律，能量不可能無(wú)中生有。那么能量放大器產(chǎn)生的能量總和比輸 入的能量更多，多出來(lái)的能量是無(wú)中生有的嗎？當(dāng)然不是。我們知道任何作用力的產(chǎn)生都 必然會(huì)產(chǎn)生出對(duì)等的反作用力，汽車(chē)向前行進(jìn)，必然會(huì)對(duì)地面產(chǎn)生一個(gè)向后的反作用力，這個(gè)反作用力被轉(zhuǎn)化為另一個(gè)設(shè)備的作用力，這就是被“放大”的能量。實(shí)際上能量并沒(méi)有增 加，也沒(méi)有減少，只是可利用的能量變多了。我們也可以這樣理解就如同骨牌效應(yīng)一樣，一 個(gè)骨牌推倒后，其它的骨牌跟著倒下了，假如推倒骨牌的反作用力(包括重力)又作用在骨 牌上，骨牌又可以豎起來(lái)，又重新倒下，如此可以循環(huán)往復(fù)(更何況反作用力還有反反作用 力可以利用)。能量放大器有一級(jí)或一級(jí)以上。多級(jí)能量放大器可以獲得更多的能量。在多級(jí) 能量放大器中，一個(gè)能量放大器的兩個(gè)輸出端中有一個(gè)輸出端為下一級(jí)能量放大器的原動(dòng) 力。能量放大器的兩個(gè)輸出端可以各自與終端(如發(fā)電機(jī)等)連接，也可以將兩個(gè)輸 出端的動(dòng)力匯合后與一個(gè)終端連接，也可以讓其中一個(gè)輸出端與輸入原始動(dòng)力的原動(dòng)機(jī)連 接，還可以讓其中一個(gè)輸出端與下一級(jí)能量放大器連接。機(jī)器啟動(dòng)時(shí)，需要輸入外部能量，機(jī)器啟動(dòng)后，部份輸出的能量以電能或機(jī)械能的 方式轉(zhuǎn)為原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，就無(wú)需另外輸入能量了。能量放大器具有廣泛的用途，可以用來(lái)發(fā)電，也可以作為交通工具的發(fā)動(dòng)機(jī)等等。


圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。第一實(shí)施例參見(jiàn)圖1，一種行星齒輪機(jī)構(gòu)能量放大器，主要包括太陽(yáng)輪(1)、行星架O)、行星 齒輪(3)、內(nèi)齒圈(4)、小齒輪(5)、外齒圈(6)、行星架齒輪(7)、大齒輪(8)、輸入軸(9)、行 星架輸出軸(10)、齒圈輸出軸(11)。原動(dòng)機(jī)(略)經(jīng)輸入軸從太陽(yáng)輪向行星齒輪機(jī)構(gòu)輸 入動(dòng)力，齒圈和行星架都不固定，齒圈和行星架都是動(dòng)力輸出端齒圈由內(nèi)齒圈和外齒圈合 成，外齒圈與小齒輪嚙合，外齒圈向小齒輪輸出動(dòng)力的傳動(dòng)比較小，齒圈轉(zhuǎn)速慢，小齒輪轉(zhuǎn) 速快，小齒輪與輸出軸鍵連接，輸出軸與終端(發(fā)電機(jī)等)連接；行星架(為了使圖視更直 觀，將行星架簡(jiǎn)畫(huà)為一個(gè)框)上設(shè)有齒輪與輸出軸上的齒輪嚙合，輸出軸上的齒輪比行星 架齒輪大，行星架齒輪向輸出軸齒輪輸出動(dòng)力的傳動(dòng)比大于1。由于兩個(gè)輸出端向外輸出動(dòng) 力的傳動(dòng)比相差較大，在兩個(gè)輸出終端的載荷相同的前提下，行星架的轉(zhuǎn)速較快，齒圈的轉(zhuǎn) 速較慢，兩個(gè)輸出端輸出能量的總和大于輸入的能量。第二實(shí)施例參見(jiàn)圖2，一種行星齒輪機(jī)構(gòu)能量放大器，主要包括太陽(yáng)輪(1)、行星架O)、行星 齒輪(3)、內(nèi)齒圈(4)、小齒輪(5)、二級(jí)小齒輪(5. 1)、外齒圈(6)、行星架齒輪(7)、大齒輪 (8)、輸入軸(9)、行星架輸出軸(10)、齒圈輸出軸(11)、中間大齒輪(12)。小齒輪與中間大 齒輪接合在一起，中間大齒輪與二級(jí)小齒輪嚙合，齒圈通過(guò)兩級(jí)小齒輪將動(dòng)力傳輸至終端， 傳動(dòng)比更低，齒圈的轉(zhuǎn)速更慢。其余未述部分同第一實(shí)施例，不再重復(fù)。
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第三實(shí)施例參見(jiàn)圖3，本例為兩級(jí)能量放大器，第一級(jí)能量放大器的齒圈輸出軸與二級(jí)能量放 大器的輸入軸共軸(13)，一級(jí)能量放大器齒圈輸出端輸出的動(dòng)力為二級(jí)能量放大器的原動(dòng) 力。其余未述部分同第一實(shí)施例，不再重復(fù)。
權(quán)利要求
1.一種行星齒輪機(jī)構(gòu)能量放大器，主要包括太陽(yáng)輪(1)、行星架O)、行星齒輪(3)、齒 圈G)、輸入軸(9)、輸出軸(10、11)和齒輪，其特征是原始動(dòng)力從太陽(yáng)輪輸入行星齒輪機(jī) 構(gòu)，行星架和齒圈為動(dòng)力輸出端，或者，齒圈為動(dòng)力輸入端，行星架和太陽(yáng)輪為動(dòng)力輸出端， 在行星齒輪機(jī)構(gòu)的兩個(gè)輸出端中，一個(gè)輸出端向終端輸出動(dòng)力的傳動(dòng)比較小或載荷較大， 另一個(gè)輸出端向終端輸出動(dòng)力的傳動(dòng)比較大或載荷較小，使行星齒輪機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)動(dòng)力輸 出端的轉(zhuǎn)速比大于5，從而使得行星齒輪機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)動(dòng)力輸出端都可以同時(shí)輸出較大的 動(dòng)力，輸出的能量總和大于輸入的能量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種行星齒輪機(jī)構(gòu)能量放大器，其特征是能量放大器有一級(jí)或 一級(jí)以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種行星齒輪機(jī)構(gòu)能量放大器，其特征是在多級(jí)能量放大器 中，上一級(jí)能量放大器的一個(gè)輸出端的輸出軸與下一級(jí)能量放大器的輸入軸共軸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種行星齒輪機(jī)構(gòu)能量放大器，主要包括太陽(yáng)輪(1)、行星架(2)、行星齒輪(3)、齒圈(4)、輸入軸(9)、輸出軸(10、11)和齒輪。原始動(dòng)力從太陽(yáng)輪輸入行星齒輪機(jī)構(gòu)，行星架和齒圈為動(dòng)力輸出端，或者，齒圈為動(dòng)力輸入端，行星架和太陽(yáng)輪為動(dòng)力輸出端，在行星齒輪機(jī)構(gòu)的兩個(gè)輸出端中，一個(gè)輸出端向終端輸出動(dòng)力的傳動(dòng)比較小或載荷較大，另一個(gè)輸出端向終端輸出動(dòng)力的傳動(dòng)比較大或載荷較小，使行星齒輪機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)動(dòng)力輸出端的轉(zhuǎn)速比大于5，從而使得行星齒輪機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)動(dòng)力輸出端都可以同時(shí)輸出較大的動(dòng)力，輸出的能量總和大于輸入的能量。
文檔編號(hào)F16H1/28GK102072283SQ200910194018
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2009年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者李貴祥 申請(qǐng)人:李貴祥