專利名稱：空氣發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬新型原動機器。發(fā)明目的是將空氣加壓充入由兩部分組成移動副的氣箱內(nèi)，使氣箱產(chǎn)生出等值、反向、共線的兩個力，利用這兩個力，驅(qū)動發(fā)動機的原理機構(gòu)運轉(zhuǎn)做功，以節(jié)省能源。
技術(shù)特征以轉(zhuǎn)軸為中心固定在機架上的軌道齒輪，與其嚙合的滾動齒輪，模數(shù)、齒數(shù)都相同，兩齒輪分度圓半徑之和，與轉(zhuǎn)軸一側(cè)的力臂相等，以滾動齒輪半徑及轉(zhuǎn)軸一側(cè)的力臂，分別與等值、反向、共線的兩個力，組成轉(zhuǎn)向相反，矩相差1倍的兩個力偶，轉(zhuǎn)軸以大力偶，用同步帶或鏈帶動滾動齒輪，以相同的轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)并做功。
實施實例

圖1是空氣發(fā)動機的主規(guī)圖。圖2是圖1中A-A剖視圖，表明了轉(zhuǎn)軸力臂、軸承座支架、空氣箱、滾動齒輪軸的聯(lián)接關(guān)系。附圖標(biāo)記說明1是機架。2是軸承座支架，在導(dǎo)槽中與軸承座3組成移動副，支架的兩端，架在轉(zhuǎn)軸力臂8的夾層中，有氣箱的一端組成轉(zhuǎn)動副，無氣箱的一端組成移動副。3是軸承座，通過軸承與滾動齒輪軸7聯(lián)接。4是同步帶或鏈，傳遞轉(zhuǎn)軸9與滾動齒輪軸7的運動。5是軌道齒輪，40齒，模數(shù)是3mm，分度圓直徑是120mm，通過軸承軌道輪支架10固定在機架1上，軌道輪中心線與轉(zhuǎn)軸中心線在同一直線上。6是滾動齒輪，40齒，模數(shù)是3mm，分度圓直徑是120mm，與軌道齒輪5嚙合。7是滾動齒輪軸，以鍵與滾動齒輪6連接。8是轉(zhuǎn)軸的力臂，支撐著軸承座支架2并受氣箱外層14的力作用。9是轉(zhuǎn)軸，通過軸承與軸承軌道輪支架10聯(lián)接。10是軸承軌道輪支架，用鍵與機架1連接。11是換向傳動齒輪，傳遞兩轉(zhuǎn)軸1的運動。12是氣箱內(nèi)層，固定在軸承座3上。13是傳遞動力軸，將軸承座支架2與轉(zhuǎn)軸力臂8組成轉(zhuǎn)動副。14是氣箱外層，頂在軸承座支架2上。
主要機構(gòu)特征滾動齒輪與軌道齒輪齒致相同，模數(shù)相同。軌道齒輪與滾動齒輪的半徑之和等于轉(zhuǎn)軸一側(cè)的力臂。滾動齒輪軸承座與軸承座支架組成移動副。轉(zhuǎn)軸與滾動齒輪軸的運動用同步帶或鏈傳遞，傳動比等于1?？諝庀鋬?nèi)層與外層組成移動副并且不漏氣，箱的端面有充氣閥門。兩轉(zhuǎn)軸上的對應(yīng)機件成軸對稱。
對發(fā)明的理解探索運用等值、反向、共線的兩個力做發(fā)動機的動力時，想求得兩個力在各座標(biāo)軸上的代數(shù)和不等于零以解決問題，目的是難以達到的；但是，僅管兩個力在各座標(biāo)軸上的代數(shù)和為零，只要兩力在同一平面內(nèi)以不相等的臂組成矩不相等的兩個力偶，如果機器設(shè)計也合理的話，上述目的是可以實現(xiàn)的?，F(xiàn)對《空氣發(fā)動機》的設(shè)計進行分析當(dāng)向各氣箱中充氣，達到額定壓力時，將裝在轉(zhuǎn)軸力臂上的橢圓輪開關(guān)(附圖上未畫出)轉(zhuǎn)在離開軸承座的位置處，箱蓋外層的推力便傳遞到轉(zhuǎn)軸力臂上，形成了轉(zhuǎn)軸的力偶；箱蓋內(nèi)層的推力傳遞到滾動輪軸上，根據(jù)力的平穩(wěn)定理，作用滾動輪中心的力平移到了滾動輪與軌道輪的嚙合線上，于是軌道齒輪和滾動齒輪都有了同轉(zhuǎn)向的力偶。由于兩轉(zhuǎn)軸上的對應(yīng)零件成軸對稱，故兩轉(zhuǎn)軸上對應(yīng)機件力偶的轉(zhuǎn)向均相反，又兩轉(zhuǎn)軸的軌道齒輪都固定在機架上，所以兩轉(zhuǎn)軸的軌道齒輪上的力偶相互平衡，機架上的合力為零合轉(zhuǎn)矩等于零，各轉(zhuǎn)軸滾動輪軸上的力偶矩比轉(zhuǎn)軸的力偶短小一倍，轉(zhuǎn)向相反，再經(jīng)同步帶或鏈的傳遞，故轉(zhuǎn)軸上的合力偶矩等于轉(zhuǎn)軸原力偶矩的一半。設(shè)轉(zhuǎn)軸力偶矩的值為1，則其滾輪軸力偶矩的值便是0.50，經(jīng)計算滾動摩阻力偶矩小于0.10，故機器效率為0.40多。機器能夠做功。
轉(zhuǎn)軸力偶用同步帶或鏈帶動滾軸輪等角速回轉(zhuǎn)，是怎樣維持動力持續(xù)存在的？轉(zhuǎn)軸和滾動輪軸用同步帶或鏈傳遞運動，由于它們持有的力偶轉(zhuǎn)向相反，所以兩軸是相互逆作用的。轉(zhuǎn)軸力偶受到滾輪軸力偶作用的情況下，轉(zhuǎn)軸還能剩下50％的力偶矩回轉(zhuǎn)，氣箱外層外移，氣體壓力降低；同時，滾輪軸力偶在受到轉(zhuǎn)軸力偶作用的情況下，因力偶矩小一倍，滾輪不能依本有力偶的方向滾動，只能受轉(zhuǎn)軸力偶作用著隋轉(zhuǎn)軸等角速滾動，氣箱內(nèi)層被滾輪軸推著內(nèi)移，氣體壓力升高，氣體由氣箱內(nèi)層端向外層端運動，壓力由內(nèi)層端向外層端傳遞，轉(zhuǎn)軸的動力在上述持續(xù)循環(huán)中得到補充，保證了機器的持續(xù)做功。
機器做功遵循力偶平衡和守恒規(guī)律。
氣箱外層的推力與轉(zhuǎn)軸力臂組成的力偶是動力偶，氣箱內(nèi)層的推力與滾軸輪組成的力偶、滾動摩阻力偶和做功負(fù)荷的力偶是阻力偶，三個阻力偶的合力偶矩是阻力偶矩，當(dāng)動力偶矩大于阻力偶矩時，機器才能做功。動力偶矩的用途分三部分第一部分用來平衡滾動摩阻力偶和做功負(fù)荷力偶，這部分動力偶矩可以領(lǐng)會為在做功過程中被消耗。第二部分(50％矩)用來帶動滾動齒輪等角速回轉(zhuǎn)，作用是維持動力(即空氣箱中的氣體壓力)持續(xù)存在。第三部分矩不被平衡而守恒，起維持機器轉(zhuǎn)速的作用。第一、三兩部分矩之和等于動力偶矩的50％。
若做微小型機器，等值、反向、共線的兩個力可以由受力形變的彈性材料供給，這便是《彈力發(fā)動機》。
發(fā)明的用途該發(fā)動機能帶動吸水泵、機床、發(fā)電機等做功，能做摩托車、汽車、火車、飛機、船舶等運輸機械的動力機，還能做多種自動型產(chǎn)品的動力裝置，例自動風(fēng)扇、自動鉆、鐘表等產(chǎn)品的動力裝置。
其優(yōu)點節(jié)省能源，開關(guān)機輕便靈活，不污染環(huán)境。
權(quán)利要求
1.《空氣發(fā)動機》屬新型動力機器，其技術(shù)特征以轉(zhuǎn)軸為中心固定在機架上的軌道齒輪，與其嚙合的滾動齒輪，模數(shù)、齒數(shù)都相同，兩齒輪分度圓半徑之和，與轉(zhuǎn)軸一側(cè)的力臂相等，以滾動齒輪半徑及轉(zhuǎn)軸一側(cè)的力臂分別與等值、反向、共線的兩個力組成轉(zhuǎn)向相反、矩相差一倍的兩個力偶，轉(zhuǎn)軸以大力偶，用同步帶或鏈帶動滾動齒輪以相同的轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)并做功。
2.主要機構(gòu)特征滾動齒輪與軌道齒輪齒數(shù)相同，模數(shù)相同，軌道齒輪與滾動齒輪的半徑之和等于轉(zhuǎn)軸一側(cè)的力臂，軸承座支架在導(dǎo)槽中與軸承座組成移動副，支架的兩端，架在轉(zhuǎn)臂的夾層中，有氣箱的一端組成轉(zhuǎn)動副，無氣箱的一端組成移動副，轉(zhuǎn)軸與滾動齒輪軸的運動用同步帶或鏈傳遞，傳動比等于1，空氣箱內(nèi)層與外層組成移動副并且不漏氣，箱的端面有充氣閥門，兩轉(zhuǎn)軸上的對應(yīng)機件成軸對稱。
3.具有1、2的技術(shù)和機構(gòu)特征，而等值、反向、共線的兩個力是由高壓空氣箱供給的《空氣發(fā)動機》。
4.具有1、2的技術(shù)和機構(gòu)特征，而等值、反向、共線的兩個力是由受力形變的彈性材料供給的《彈力發(fā)動機》。
5.各種自動型產(chǎn)品中，實質(zhì)上運用1、2的技術(shù)和機構(gòu)特征制做的動力裝置，例自動風(fēng)扇、自動鉆、大型鐘表的動力裝置實質(zhì)是運用了1的技術(shù)特征和2的機構(gòu)特征制做的。
全文摘要
發(fā)明名稱:空氣發(fā)動機。該機是用被壓縮空氣做動力的新型原動機器。滾動齒輪與軌道齒輪齒數(shù)、模數(shù)相同,兩輪半徑之和與轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)臂相等。以滾輪半徑及轉(zhuǎn)臂分別與空氣箱的兩力組成轉(zhuǎn)向相反、矩相差1倍的兩個力偶,轉(zhuǎn)軸以大力偶用帶或鏈帶動滾輪同轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)做功。該機能帶動吸水泵機床、發(fā)電機等做功,能做摩托車、汽車、飛機、船舶等運輸機械的動力機,還能做自動風(fēng)扇、自動鉆、鐘表等產(chǎn)品的動力裝置。優(yōu)點:節(jié)省能源,開關(guān)機輕便靈活,不污染環(huán)境。
文檔編號F01B29/00GK1229877SQ99102698
公開日1999年9月29日 申請日期1999年4月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月20日
發(fā)明者劉東嶺 申請人:劉東嶺