CN108599457A - 一种多级功率传动装置 - Google Patents

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    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/12—Gearings comprising primarily toothed or friction gearing, links or levers, and cams, or members of at least two of these types
    • H—ELECTRICITY
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Abstract

本发明公开了一种多级功率传动装置，包括启动电瓶、第一电动机、两组功率传动装置、发电机和第二电动机；每组功率传动装置包括至少两级传动单元，各级传动单元逐级连接；启动电瓶连接第一电动机，第一电动机连接第一组功率传动装置的第一级传动单元的动力输入；第一组功率传动装置的第三级传动单元的动力输出连接发电机；发电机分别连接第二电动机和启动电瓶，第二电动机连接第二组功率传动装置的第一级传动单元的动力输入；第二组功率传动装置的第三级传动单元的动力输出是最终功率输出部件。本发明零件数量较少，连接关系简单、结构紧凑，能实现使用小功率的输入动力经过多级功率传动后，能获得较大传动比的输出功率，并且传动距离增大，能够达到绿色环保的积极效果。

Description

一种多级功率传动装置
技术领域
本发明属于动力机械装置领域，具体涉及一种多级功率传动装置。
背景技术
机械是降低人类工作强度的工具，为了节约能源更加环保，未来将以降低资源消耗，高效率的设备逐步代替自然能源消耗大的设备，从而为人类提供更加美好的生存环境施加的能量转变为最有用的形式或转变为有效的机械功是机械设计中的大问题，提高传动比，实现远距离传动，并应用在动力机械方面上，实现降低自然能耗的机械装置，正是本发明的主要目的。
发明内容
本发明的目的是提供一种多级功率传动装置，其结构简单，能实现使用小功率的输入动力经过多级功率传动后，能获得较大传动比的输出功率，并且传动距离增大，能够达到绿色环保的积极效果。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种多级功率传动装置，包括启动电瓶、第一电动机、两组功率传动装置、发电机和第二电动机；
两组功率传动装置结构相同，每组功率传动装置均包括多级结构相同的传动单元，各级传动单元之间逐级连接，即前一级传动单元的动力输出连接下一级传动单元的动力输入；
所述启动电瓶连接第一电动机，第一电动机连接第一组功率传动装置的第一级传动单元的动力输入；第一组功率传动装置的最后一级传动单元的动力输出连接发电机；
所述发电机分别连接第二电动机和启动电瓶，所述第二电动机连接第二组功率传动装置的第一级传动单元的动力输入；第二组功率传动装置的最后一级传动单元的动力输出是最终功率输出部件。
所述传动单元的结构为：
包括曲轴、曲柄、第一杠杆、第一从动轴、第一支架、第一杠杆支架、第一从动轴支架、从动飞轮、主动飞轮以及工作台；所述主动飞轮为动力输入，所述从动飞轮为动力输出；
所述曲轴的两端通过第一轴承固定在第一支架上端，第一支架下端固定在工作台上；曲柄一端通过第一铰链连接在曲轴的连杆颈上，曲柄另一端通过第二铰链与第一杠杆一端连接，第一杠杆另一端通过第三铰链与第一杠杆支架上端连接，第一杠杆支架下端固定在工作台上，第一杠杆上设有方向朝下的第一施力齿；第一施力齿到第三铰链的距离小于与第一施力齿到第二铰链的距离；
第一从动轴位于曲轴与第一杠杆支架之间，第一从动轴上设有第一齿轮，第一齿轮位于第一施力齿下方，第一从动轴两端通过第二轴承固定在第一从动轴支架上端，第一从动轴支架下端固定在工作台上；所述从动飞轮安装在第一从动轴一端，曲轴一端通过联轴器与主动飞轮连接；
所述第一施力齿与第一齿轮的轮齿接触过程中，第一施力齿的中心线始终位于第一齿轮的分度圆的切线上。
还包括工作机架，所述启动电瓶、第一电动机、两组功率传动装置、发电机和第二电动机分别安装在工作机架上。
本发明具备的有益效果：
本发明使用了两组功率传动装置，每一组功率传动装置均采用多级级连的传动单元，每个传动单元将杠杆原理结合到了曲柄连杆机构之上以实现较大的传动比。由启动电瓶输入电能给第一电动机，再通过第一组功率传动装置后驱动发电机发电，发电机一方面提供启动电瓶的充电电源，另一方面又提供第二电动机的电源，第二电动机再带动第二组功率传动装置工作，从而最终获得最大的传动比，传动距离也更远。本发明装置中零件数量少，连接关系简单、结构紧凑，在启动电瓶提供能源一定的条件下，实现了提高功率传动比的效果，且节能环保，经济性更为显著。
附图说明
图1为本发明一种多级功率传动装置的结构示意图。
图2为图1中传动单元的结构示意图。
图中，1：启动电瓶，2：第一电动机，3：第一组功率传动装置，4：发电机，5：第二电动机，6：第二组功率传动装置，7：传动单元。
8：第二轴承，9：第一齿轮，10：第一杠杆，11：曲轴，12：连杆颈，13：第一从动轴，14：第三铰链，15：第一施力齿，16：工作台，17：从动飞轮，18：主动飞轮，19：第一轴承，20：第一铰链，21：曲柄，22：第一支架，23：第二铰链，24：第一从动轴支架，25：第一杠杆支架。
具体实施方式
下面通过实施例和附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例
本实施例采用两组结构完全相同的功率传动装置，每一组有三级传动单元。
如图1所示，一种多级功率传动装置，包括启动电瓶1，第一电动机2，第一组功率传动装置3，发电机4，第二电动机5，第二组功率传动装置6。
所述启动电瓶1、第一电动机2、第一组功率传动装置3、发电机4、第二电动机5和第二组功率传动装置6分别安装在工作机架上。
第一组功率传动装置3和第二组功率传动装置6结构相同，均各有三级传动单元7，每级传动单元7的结构都相同。
如图2所示，所述传动单元的结构为：
包括曲轴11、曲柄21、第一杠杆10、第一从动轴13、第一支架22、第一杠杆支架25、第一从动轴支架24、从动飞轮17、主动飞轮18以及工作台16；所述主动飞轮18为动力输入，所述从动飞轮17为动力输出。
所述曲轴11的两端各通过一个第一轴承19固定在第一支架22顶上两端，第一支架22下端固定在工作台16上；曲柄21一端通过第一铰链20连接在曲轴11的连杆颈12上，曲柄21另一端通过第二铰链23与第一杠杆10一端连接，第一杠杆10另一端通过第三铰链14与第一杠杆支架25上端连接，第一杠杆支架25下端固定在工作台16上，第一杠杆10上设有方向朝下的第一施力齿15；第一施力齿15到第三铰链14的距离小于第一施力齿15到第二铰链23的距离。
第一从动轴13位于曲轴11与第一杠杆支架25之间，第一从动轴13上设有第一齿轮9，第一齿轮9位于第一施力齿15下方，第一从动轴13两端各通过一个第二轴承8固定在第一从动轴支架24顶部两端，第一从动轴支架24下端固定在工作台16上；所述从动飞轮17安装在第一从动轴13一端，曲轴11一端通过联轴器与主动飞轮18连接；
所述第一施力齿15与第一齿轮9的轮齿接触过程中，第一施力齿15的中心线始终位于第一齿轮9的分度圆的切线上。
所述启动电瓶1与第一电动机2相连，第一电动机2连接第一组功率传动装置3的第一级传动单元7的主动飞轮18，第一组功率传动装置3的三个传动单元7逐级级连，即第一级传动单元的从动飞轮17连接第二级传动单元的主动飞轮18，第二级传动单元的从动飞轮17连接第三级传动单元的主动飞轮18。第三级传动单元的从动飞轮17连接发电机4，发电机4分别连接启动电瓶1和第二电动机5，第二电动机5连接第二组功率传动装置6的第一级传动单元7的主动飞轮18，第二组功率传动装置6的三个传动单元7与第一组功率传动装置3的级连方式相同，即第一级传动单元的从动飞轮17连接第二级传动单元的主动飞轮18，第二级传动单元的从动飞轮17连接第三级传动单元的主动飞轮18。第二组功率传动装置6的第三级传动单元7的从动飞轮17是最终功率输出部件。
该发明的工作原理和过程：
所述启动电瓶1给第一电动机2提供电能带动第一电动机2运转，第一电动机2带动第一组功率传动装置3的第一级传动单元7的主动飞轮18运转。
第一组功率传动装置3的工作过程：第一级传动单元7的主动飞轮18通过联轴器带动曲轴11旋转，曲轴11旋转时，通过曲柄21将连杆颈12的圆周运动转化为第一杠杆10围绕第三铰链14的往复运动。第一杠杆10上设有方向朝下的第一施力齿15，第一杠杆10围绕第三铰链14做往复运动时，第一施力齿15做上下方向的往复运动。当第一施力齿15向下运动时，对第一齿轮9的第一轮齿施加压力，使得第一从动轴13旋转，第一施力齿15向下运动至最低位置即完成本行程的施力过程。然后第一施力齿15开始向上运动，向上运动也是第一施力齿15退出第一齿轮9上第一轮齿的过程，此时，第一从动轴13随惯性继续旋转，当第一施力齿15向上运动至最高位置时即从第一齿轮9的第一轮齿中完全退出。然后第一施力齿15再次向下运动对第一齿轮9第二轮齿进行施力。不断重复上述运动过程，使得第一从动轴13带动从动飞轮17不断旋转，通过从动飞轮17带动第二级传动单元7的主动飞轮18运转。如此循环传递动力，通过第三级传动单元7的从动飞轮17带动发电机4运转发电。
发电机4输出的电能分别供给启动电瓶1充电和启动第二电动机5工作，第二电动机5带动第二组功率传动装置6的第一级传动单元7的主动飞轮18运转。第二组功率传动装置6各级传动单元的连接和传动关系与第一组功率传动装置3同理。第二组功率传动装置6的第三级传动单元7的从动飞轮17是最终功率输出部件。
在上述过程中，每级传动单元7的第三铰链14起到支点的作用，当第一施力齿15到第三铰链14的距离小于第一施力齿15到第二铰链23的距离时，所述第一杠杆10为省力杠杆，能够达到输入功率较小的情况下，从从动飞轮17上输出较大传动比的输出功率。
所述传动单元7的第一施力齿15与第一齿轮9的齿轮接触过程中，第一施力齿15的中心线始终位于第一齿轮9的分度圆的切线上。这意味着第一施力齿15可以从靠近第二铰链23一端与第一齿轮9发生啮合，也可以从靠近第三铰链14一端与第一齿轮9发生啮合；并且第一施力齿15与第一齿轮9啮合传动过程稳定均匀。
本发明的技术方案，也可以只有第一组功率传动装置3，其结构依照图1取消第二电动机4和第二组功率传动装置6，第一组功率传动装置3的第三级传动单元7的从动飞轮17同时连接发电机4和功率输出部件即可。
本发明技术方案中的每组功率传动装置，可以根据传动比需要采用1级以上的传动单元。

Claims (3)

1.一种多级功率传动装置，其特征在于：包括启动电瓶、第一电动机、两组功率传动装置、发电机和第二电动机；
两组功率传动装置结构相同，每组功率传动装置均包括多级结构相同的传动单元，各级传动单元之间逐级连接，即前一级传动单元的动力输出连接下一级传动单元的动力输入；
所述启动电瓶连接第一电动机，第一电动机连接第一组功率传动装置的第一级传动单元的动力输入；第一组功率传动装置的最后一级传动单元的动力输出连接发电机；
所述发电机分别连接第二电动机和启动电瓶，所述第二电动机连接第二组功率传动装置的第一级传动单元的动力输入；第二组功率传动装置的最后一级传动单元的动力输出是最终功率输出部件。
2.如权利要求1所述的一种多级功率传动装置，其特征在于：
所述传动单元的结构为：
包括曲轴、曲柄、第一杠杆、第一从动轴、第一支架、第一杠杆支架、第一从动轴支架、从动飞轮、主动飞轮以及工作台；所述主动飞轮为动力输入，所述从动飞轮为动力输出；
所述曲轴的两端通过第一轴承固定在第一支架上端，第一支架下端固定在工作台上；曲柄一端通过第一铰链连接在曲轴的连杆颈上，曲柄另一端通过第二铰链与第一杠杆一端连接，第一杠杆另一端通过第三铰链与第一杠杆支架上端连接，第一杠杆支架下端固定在工作台上，第一杠杆上设有方向朝下的第一施力齿；第一施力齿到第三铰链的距离小于与第一施力齿到第二铰链的距离；
第一从动轴位于曲轴与第一杠杆支架之间，第一从动轴上设有第一齿轮，第一齿轮位于第一施力齿下方，第一从动轴两端通过第二轴承固定在第一从动轴支架上端，第一从动轴支架下端固定在工作台上；所述从动飞轮安装在第一从动轴一端，曲轴一端通过联轴器与主动飞轮连接；
所述第一施力齿与第一齿轮的轮齿接触过程中，第一施力齿的中心线始终位于第一齿轮的分度圆的切线上。
3.如权利要求1所述的一种多级功率传动装置，其特征在于：还包括工作机架，所述启动电瓶、第一电动机、两组功率传动装置、发电机和第二电动机分别安装在工作机架上。
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WO2020015718A1 (zh) * 2018-07-19 2020-01-23 梁周祖 一种多级功率传动装置

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