专利名称：离心式推力器的制作方法
离心式推力器它能把得到的转动动力，在离心式推力器内直接变成推力，这个推力可以做各种交通运输工具的动力。
火箭用喷出气体产生推力前进，但燃料消耗很大。飞机及船舶用螺旋浆作用于空气及水产生推力前进，但因空气与水均属流体，功率损失很大。车轮靠作用于地面而产生的反作用力前进，但又受到车轮和地面的最大摩擦力的限制。所以它们都有一定的缺点。
本发明的目的是把转动动力在离心式推力器内直接变成推力，而不需作用于水、空气、地面等，它的功率损失小，产生的推力大。
离心式推力器产生推力的原理是应用独特的变偏心距转动机构(以下简称偏心机构)组成。
发明的具体结构由以下的实施例及附出给出。
下面结合
图1详细说明依据本发明提出的偏心机构工作情况。
该机构有器壳〔1〕，在它的里面装有可以移动的滑板〔7〕，在滑板〔7〕内装有内套〔2〕，在滑板〔7〕与内套〔2〕之间有滚柱〔3〕。内套〔2〕与重块〔5〕是用连接活销〔6〕连接，连接活销〔6〕距内套〔2〕的距离很小。
该机构的转动中心是滑块轴〔4〕的中心为o1，坐标为x1o1y1，滑块轴〔4〕支承在器壳〔1〕上。内套〔2〕的园心为o，坐标为xoy。x轴与x1轴重合，y轴距y1轴为a。C点是滑块轴〔4〕转角φ1等于零时，重块〔5〕的重心位置。A点是滑块轴〔4〕转角φ1时重块〔5〕的重心位置，B点是连接活销〔6〕中心。
当滑块轴〔4〕转动时重块〔5〕即转动又移动，内套〔2〕也跟着转动，连接活销〔6〕作用于重块〔5〕，使重块〔5〕产生向心力F1，同时连接活销〔6〕也受到一个反作用力N1，两个力大小相等方向相反且在o1B延长线上，即-F1＝N1。N1即是本发明所要先求出的偏心机构产生的推力。
求解如下设o1o＝oc＝a o1A＝b1o1B＝l1oB＝R滑块轴〔4〕角速度为ω，重块〔5〕质量为m。
用余弦定理及求根公式求l1则l1＝ 1/2 〔2acosφ1+4a2cos2φ1- 4(a2-R2)]]>〕 (1)b1＝l1-(R-a) (2)N1＝mb1ω2(3)把(1)代入(2)中可绘出(2)的曲线，如图2中的1。
由图2中的1可以看出b1的变化，是由最大值2a逐渐减小到零，再由零逐渐增大到2a。
把(2)代入(3)中N1也是由最大值2maω2逐渐减小到零，再由零逐渐增加到最大值2maω2。
在工作时如果用力使滑板〔7〕向左移动，b1的变化率逐渐变小，当移距为a时两坐标重合，偏心距变成定值即b1＝a，如图2中的2。再继续向左移动滑板〔7〕，b1的变化率逐渐增大，当移距为2a时y轴在y1轴左侧，b1的变化如图2中的3。
在图2中的3上b1的变化是由零逐渐增大到最大值2a，再由最大值逐渐减小到零。N1的变化是由零逐渐增大到最大值2maω2(与x轴方向相反)，再由最大值逐渐小到零。
因此要使离心式推力器在角速度ω不变的情况下产生的推力大小和方向都不变，则需由8个偏心机构及其它另件按要求组成，如图3。
下面结合图3详细说明本发明提出的离心式推力器工作情况。
该推力器有基础〔1〕在它的上面装有动力输入轴〔3〕，及基础卡槽〔15〕。在动力输入轴〔3〕上连接着齿轮〔4〕、内齿〔8〕，及以它为轴可以转动的器壳〔5〕、滑块〔17〕。在器壳〔5〕内装有8个相同的偏心机构，在它的外面连接着液压缸〔18〕及器壳手把〔16〕。偏心机构的滑块轴〔6〕〔12〕由器壳〔5〕支承，而内套〔10〕是在器壳〔5〕内的园滑板〔14〕上。内套〔10〕与园滑板〔14〕之间有滚柱〔11〕，内套〔10〕与重块〔7〕用连接活销〔13〕连接。滑块轴中心坐标如x1o1y1与内套〔10〕园心坐标xoy的x与x1轴重合，y轴距y1为a。当液压缸〔18〕中的活塞〔19〕及活塞杆〔20〕移动时，拉动园滑板〔14〕在滑块〔17〕上往复移动，最大移距为2a。打开基础卡槽〔15〕用力作用于器壳手把〔16〕，可使器壳〔5〕左右转动。
8个偏心机构转动中心编号为o1、o2……o7、o8，它们均匀的分布在器壳〔5〕上的XOY坐标内半径为r的园上。取o1、o3、o5、o7称为甲组，它们滑块轴齿轮均和滑块轴齿轮〔9〕相同，它们分别与内齿〔8〕啮合。取o2、o4、o6、o8称为乙组，它们滑块轴齿轮均和滑块轴齿轮〔2〕相同，它们分别与齿轮〔4〕啮合。
设内齿〔8〕节园半径为R1滑块轴齿轮〔9〕节园半径为R2齿轮〔4〕节园半径为R3滑块轴齿轮〔2〕节园半径为R4只要取R1∶R2＝R3∶R4则甲组与乙组转速相同转向相反。
在甲组中o1中的b1与x1轴夹角为φ1＝φ (4)o3中的b3与x3轴夹角为φ3＝π+φ (5)o5中的b5与x5轴夹角为φ5＝ (π)/2 +φ (6)o7中的b7与x7轴夹角为φ7＝ 3/2 π+φ (7)在乙组中
o2中的b2与x2轴夹角为φ2＝φ (8)o4中的b4与x4轴夹角为φ4＝π+φ (9)o6中的b6与x6轴夹角为φ6＝ (π)/2 +φ (10)o8中的b8与x8轴夹角为φ8＝ 3/2 π+φ (11)由(4)到(11)可知 φ1＝φ2φ3＝φ4φ5＝φ6φ7＝φ8(12)把(12)分别代入(1)(2)中则得 b1＝b2b3＝b4b5＝b6b7＝b8(13)把(13)分别代入(3)中则得 N1＝N2N3＝N4N5＝N6N7＝N8(14)在(14)中相等的两个推力可以同时在y轴上或y轴的同侧，及x轴上或x轴的导侧，因此它们在Y轴上的合力总是零。在X轴上的合力即是离心式推力器的推力N。
则N＝2N1cosφ1+2N3cosφ3+2N5cosφ5+2N7cosφ7＝2mb1ω2cosφ1+2mb3ω2cosφ3+2mb5ω2cosφ5+2mb7ω2cosφ7(15)把(1)(2)(4)(5)(6)(7)同时代入(15)则 N＝2m·2a·ω2＝4maω2(16)即推力N与ω是二次函数关系，在ω是定值时N也是定值。
由(4)到(7)及(8)到(11)可以看出相角差次序为0、π、 (π)/2 、 3/2 π，如果按(12)关系只改变上述相角差的前后次序，求出的N与前者相同。
如果要把N在X轴上变成相反的方向，可用液压缸〔18〕，当活塞〔19〕向左移动时，由活塞杆〔20〕拉园滑板〔14〕在滑块〔17〕上向左移动，此时N逐渐变小，当移距为a时b1＝b2＝……＝b7＝b8＝a，则N＝0。当移距大于a时N沿X的反方向逐渐增加，当移距为2a时N沿X反方向达最大值(4maω2)。再向右移距为2a时在X方向的N达最大值(4maω2)，在移动过程中的任何位置时，由(12)(13)(14)的关系Y轴合力总是零。
如果要使N的方向在平面内转动，可打开基础卡槽〔15〕，用力作用器壳手把〔16〕，在器壳〔5〕转动时N的方向也跟着转动，按图3中B-B剖面使器壳〔5〕顺时针转动时会使ω增大，逆时针转动器壳〔5〕时会使ω变小。要使N在平面内转动时大小不变，可调整动力输入轴〔3〕转数的大小实现。
为免去繁杂的计算在忽略摩擦的情况下，对离心式推力器所产生的推力估算如下把偏心机构看成是定偏心距转动机构，而定偏心距转动机构已有产品如B-11型附着式混凝土振动器，它的功率为1.1千瓦;振动力430公斤;偏心距0.02米;偏心块两个重23公斤;转数2800转/分;自重27公斤。
把离心式推力器的a＝0.01米;重块〔7〕的质量为23公斤，转动的角速度ω＝47×2π代入(16)中则N＝2×23×2×0.01×(47×2π〕2÷9.8＝860公斤功率消耗＝1.1×8×1.36＝11马力一个马力产生推力约71公斤。(17)米格17型飞机发动机功率一万马力时产生推力约2700公斤。
一个马力产生推力3.7公斤(18)把(17)和(18)加以比较可以看出离心式推力器产生的推力，比喷气发动机产生的推力大拾几倍。
可以把这个推力作各种运输工具前进或后退的动力。
权利要求
1.离心式推力器有基础[1]在它上面有动力输入轴[3]，及基础卡槽[15]。在动力输入轴[3]上连接着齿轮[4]、内齿[8]，以及以它为轴可以转动的器壳[5]滑块[17]。在器壳[5]内装有8个相同的偏心机构，在它的外面连接着液压缸[18]及器壳手把[16]。偏心机构的滑块轴[6][12]由器壳[5]支承，而内套[10]是装在器壳[5]内的园滑板[14]上，内套[10]与园滑板[14]之间有滚柱[11]，内套[10]与重块[7]用连接活销[13]连接。滑块轴中心坐标和x1o1y1与内套[10]园心坐标xoy的x与x1轴重合，y轴距y1为a。当液压缸[18]中的活塞[19]及活塞杆[20]移动时拉园滑板[14]在滑块[17]上往复移动，最大移距为2a。打开基础卡槽[15]，用力作用于器壳手把[16]，可使器壳[5]左右转动。8个偏心机构的转动中心编号为o1、o2……o7、o8，它们均匀的分布在器壳[5]上的XOY坐标内半径为r的园上。取o1、o3、o5、o7称为甲组，它们滑块轴齿轮均和滑块轴齿轮[9]相同，它们分别与内齿[8]啮合。取o2、o4、o6、o8称为乙组，它们滑块轴齿轮均和滑块轴齿轮[2]相同，它们分别与齿轮[4]啮合。其特征在于a、所述离心式推力器中偏心机构转动中心坐标x1o1y1、x2o2y2……x7o7y7、x8o8y8，均和器壳[5]上的XOY坐标方向相同。
2.根据权利要求1所述的离心式推力器，其特征是在甲乙两组偏心机构中的转角φ1＝φ2＝φ φ3＝φ4＝π+φ φ5＝φ6＝ (π)/2 +φ φ7＝φ8＝ 3/2 π+φa、所述甲乙两组偏心机构转速相同转向相反。
3.根据权利要求1所述的离心式推力器，其特征是在甲乙两组偏心机构中产生的推力;N1＝N2N3＝N4N5＝N6N7＝N8
4.根据权利要求1、2、3所述的离心式推力器，其特征是在甲乙两组偏心机构中，偏心机构的转角差值排列次序均为π、 (π)/2 、 3/2 π，也可以改变转角差值的前后排列次序。
全文摘要
离心式推力器它能把得到的转动动力，在离心式推力器内直接变成推力，这个推力的大小与转动动力的角速度是二次函数关系。在功率相同的情况下离心式推力器所产生的推力，比用螺旋桨作用于水或空气所产生的推力大几倍或十几倍，可以把这个推力作宇航、飞机、船舶等的前进动力。也可以把这个推力作机车、气车、电车、牵引车等的前进动力，车轮不打滑便爬坡能力增大。
文档编号F16H21/44GK1045445SQ8910023
公开日1990年9月19日 申请日期1989年1月12日 优先权日1989年1月12日
发明者王树春, 林英, 王激光, 王旭进, 高振海 申请人:王树春