一种通过改变力臂来变更扭矩的传动装置的制作方法

本实用新型属于传动装置技术领域，具体涉及一种通过改变力臂来变更扭矩的传动装置。

背景技术：

扭矩，也称为转矩，在物理学中就是特殊的力矩，等于力和力臂的乘积。在作用力大小和作用点位置不变时，由于作用点与支点之间的距离固定不变，即力臂的长度不变，若想提高扭矩，需要增加杠杆的长度来实现。在一些场合，如风机、螺旋桨或水力发动机组等场合，在扇叶旋转过程中，在迎风方向上或迎水流方向上，即冲击扇叶做功的情况下，扇叶距离转轴越远，产生的扭矩就越大，功率输出大，但在反方向上，如果同样在相等作用力的情况下，阻力产生的力矩也会非常大，为了克服上述阻力，人们通过更改扇叶形状来实现，虽然降低了反向扭矩，但仍然消耗了非常多的能量，降低了能量转化率。

又如在发动机的活塞上升的过程中，自行车的踏板上升的过程中，均处于复位过程，并不做功，因此在该类机构中，无论在做功时，还是不做功时，以传动轴为圆心，力臂长度始终保持不变，做功时产生的扭矩不变，因此输出的扭矩有限。

技术实现要素：

本实用新型要解决的问题就是提供一种力臂可以变化、提高能量转化效率的通过改变力臂来变更扭矩的传动装置。

为解决上述问题，本实用新型一种通过改变力臂来变更扭矩的传动装置采用的技术方案为：包括传动轴，在传动轴上设置有转动杆，在所述转动杆上设置有滑动体，在所述传动轴外侧设置有底座，在所述底座上设置有导向滑道，所述导向滑道内某个位置到传动轴的距离随着该位置所对应的以传动轴圆心的圆心角度数的变化而变化，所述滑动体位于所述导向滑道内，位于所述传动轴一侧的所述转动杆与传动轴固定而位于滑动体一侧的所述转动杆与滑动体活动连接；或者位于所述传动轴一侧的所述转动杆与传动轴活动连接而位于滑动体一侧的所述转动杆与滑动体固定；再或者所述转动杆与所述传动轴及所述滑动体都是活动连接且在所述转动杆的两端有挡体；亦或者所述转动杆与所述传动轴及所述滑动体都是固定连接且所述转动杆中部是伸缩结构。

其附加技术特征为：

在所述传动轴上设置有第一通孔，所述的转动杆插入所述的第一通孔内，在所述滑动体上设置有第二通孔，所述转动杆插入所述的第二通孔内；

在所述第一通孔内设置有第一滚珠轴承，或者在所述第二通孔内设置有第二滚珠轴承；

所述导向滑道为圆形，所述传动轴偏离该导向滑道的圆心；

所述导向滑道为椭圆型、心形。

本实用新型所提供的一种通过改变力臂来变更扭矩的传动装置与现有技术相比，具有以下优点：其一，由于包括传动轴，在传动轴上设置有转动杆，在所述转动杆上设置有滑动体，在所述传动轴外侧设置有底座，在所述底座上设置有导向滑道，所述导向滑道内某个位置到传动轴的距离随着该位置所对应的以传动轴圆心的圆心角度数的变化而变化，所述滑动体位于所述导向滑道内，位于所述传动轴一侧的所述转动杆与传动轴固定而位于滑动体一侧的所述转动杆与滑动体活动连接；或者位于所述传动轴一侧的所述转动杆与传动轴活动连接而位于滑动体一侧的所述转动杆与滑动体固定，再或者所述转动杆与所述传动轴及所述滑动体都是活动连接且在所述转动杆的两端有挡体；亦或者所述转动杆与所述传动轴及所述滑动体都是固定连接且所述转动杆中部是伸缩结构，根据不同场合的需要，可以将作用力的作用点设置在滑动体上，当需要在传动轴输出扭矩时，使滑动体远离传动轴，此时作用力的力臂变长，在作用力不变的情况下，其扭矩大大增加，当传动轴不输出扭矩或反向作用力较小时，可以将滑动体移动至贴近传动轴，作用力的力臂变小，这样，在作用力大小不变的情况下，反向扭矩较小，降低了传动轴的反向阻力扭矩，提高了能量转化效率；其二，由于在所述传动轴上设置有第一通孔，所述的转动杆插入所述的第一通孔内，在所述滑动体上设置有第二通孔，所述转动杆插入所述的第二通孔内，在滑动体沿导向滑道移动过程中，由于滑动体与传动轴之间的距离发生变动，转动杆可以与第二通孔固定，通过在第一通孔内来回移动来实现滑动体与传动轴之间的距离变化，转动杆也可以与第一通孔固定，通过在第二通孔内来回移动来实现滑动体与传动轴之间的距离变化，这样使用更加方便；其三，由于在所述第一通孔内设置有第一滚珠轴承，或者在所述第二通孔内设置有第二滚珠轴承，这样，转动杆在第一通孔或者在第二通孔内移动时的阻力大大降低，提高了转化效率；其四，由于所述导向滑道为圆形，所述传动轴偏离该导向滑道的圆心，对用于自行车、风扇等场所来说，使用更加舒适方便；其五，由于所述导向滑道为椭圆型、心形，使用更加方便，当然导向滑道也可以根据使用场合不同设计成为其它封闭的形状。

附图说明

图1为本实用新型一种通过改变力臂来变更扭矩的传动装置的结构示意图；

图2为滑动体处于远离传动轴位置的一种通过改变力臂来变更扭矩的传动装置的结构示意图；

图3为滑动体处于靠近传动轴位置的一种通过改变力臂来变更扭矩的传动装置的结构示意图；

图4为转动杆及第一通孔和第二通孔处的剖面图；

图5为导向滑道为椭圆形的一种通过改变力臂来变更扭矩的传动装置的结构示意图；

图6为导向滑道为心形的一种通过改变力臂来变更扭矩的传动装置的结构示意图；

图7为用于风力发电机传动机构的结构示意图；

图8为用于自行车传动机构的结构示意图；

图9为内燃机传动机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型一种通过改变力臂来变更扭矩的传动装置的结构和使用原理做进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型一种通过改变力臂来变更扭矩的传动装置的结构示意图，本实用新型一种通过改变力臂来变更扭矩的传动装置包括传动轴1，在传动轴1上设置有转动杆2，在转动杆2上设置有滑动体3，在传动轴1的外侧设置有底座4，在底座4上设置有导向滑道5，导向滑道5内某个位置到传动轴1的距离随着该位置所对应的以传动轴圆心的圆心角度数的变化而变化。也就是说，以传动轴1为圆心以任意半径画圆，导向滑道5上的每个点不是在该圆的半径上就是在该圆的半径延长线上，即导向滑道上的每个点都对应该圆的一个圆心角，每个点到传动轴1的距离随着该圆圆心角度数的变化而变化。滑动体3位于导向滑道5内，如图2所示，对于圆形导向滑道5来说，此时滑动体3处于远离传动轴1的位置，如图3所示，此时滑动体3处于靠近传动轴1的位置。位于传动轴1一侧的转动杆2与传动轴定而位于滑动体3一侧的转动杆2与滑动体3活动连接。或者位于传动轴1一侧的转动杆2与传动轴1活动连接而位于滑动体3一侧的转动杆2与滑动体3固定。如图5所示，转动杆2与传动轴1及滑动体3都是活动连接，在转动杆1的两端有挡体15。亦转动杆2与传动轴1及滑动体3都是固定连接，转动杆2的中部是伸缩结构。根据不同场合的需要，可以将作用力的作用点设置在滑动体上，当需要在传动轴1输出扭矩时，使滑动体3远离传动轴1，此时作用力的力臂变长，在作用力不变的情况下，其扭矩大大增加，当传动轴1不输出扭矩或反向作用力较小时，可以将滑动体移动至贴近传动轴，作用力的力臂变小，这样，在作用力大小不变的情况下，反向扭矩较小，降低了传动轴的反向阻力扭矩，提高了能量转化效率。

在传动轴1上设置有第一通孔6，转动杆2插入第一通孔6内，在滑动体3上设置有第二通孔7，转动杆2插入第二通孔7内，在滑动体3沿导向滑道5移动过程中，由于滑动体3与传动轴1之间的距离发生变动，转动杆2可以与第二通孔7固定，通过在第一通孔6内来回移动来实现滑动体3与传动轴1之间的距离变化，转动杆2也可以与第一通孔3固定，通过在第二通孔7内来回移动来实现滑动体3与传动轴1之间的距离变化，这样使用更加方便。

如图4所示，在第一通孔6内设置有第一滚珠轴承8，或者在第二通孔7内设置有第二滚珠轴承9，这样，转动杆2在第一通孔6或者在第二通孔7内移动时的阻力大大降低，提高了转化效率。

如图1、图2和图3所示，导向滑道5为圆形，传动轴1偏离该导向滑道的圆心，对用于自行车、风扇等场所来说，使用更加舒适方便。

如图5所示，导向滑道5可以为椭圆型，还可以为如图6所示的心形，使用更加方便，当然导向滑道也可以根据使用场合不同设计成为其它封闭的形状。

如图7所示，为用于风力发电机传动机构的结构示意图，风扇10位于滑动体3上，传动轴1与风力发电机的转子连接，在风扇10处于带动转子转动做功时，风扇10位于远离转子的一端，扭矩增大，功率输出大，在风扇受力处于阻止转子转动时，风扇10位于靠近转子一端，在同样阻力情况下，风阻产生的扭矩大大降低，提高了能量转化效率。

如图8所示，为用于自行车传动机构的结构示意图，将一个脚蹬11位于滑动体3上，将另一个脚蹬12位于转动杆2的另一侧，传动轴1与自行车的中轴连接，在脚蹬11由上至下运行中，脚,11位于远离中轴的一端，扭矩增大，功率输出大，而另一个脚蹬12正好位于脚蹬上行区间，此时，该脚蹬12位于靠近中轴一端，在同样阻力情况下，扭矩大大降低。

如图9所示，为内燃机传动机构的结构示意图，将与活塞13连接的活塞连杆14的另一端与滑动体3连接，传动轴1与输出转子连接。活塞向下运动做功，活塞向上运动复位，力臂的长度变化周期与滑动体3沿着导向滑道5的轨迹运动周期相同，也与做功、复位的变化周期相同，在做功的过程中，滑动体3位于远离转子的一端，扭矩增大，功率输出大，复位的过程中，滑动体3位于靠近转子一端，力臂处于较小的状态；在活塞行程不变和排量不变的情况下能够产生更大的扭矩，从而提高发动机的输出扭矩。

本实用新型的保护范围不仅仅局限于上述实施例，只要结构与本实用新型一种通过改变力臂来变更扭矩的传动装置结构相同，就落在本实用新型保护的范围。