专利名称：蜗轮蜗杆式磁动力驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种新的驱动方式，具体的说是一种"蜗轮蜗杆式磁动力驱动器"
背景技术：
在现有的技术领域中，所有驱动方式都是依靠各种能源产生的动力来驱动的，而 "蜗轮蜗杆式磁动力驱动器"将磁铁的吸力应用到驱动器的领域，因此产生了一种全新的高 效节能的驱动方式。
发明内容
本发明的目的在于提供一种"蜗轮蜗杆式磁动力驱动器"为了实现上述目的，本发 明的技术方案是一种"蜗轮蜗杆式磁动力驱动器"它主要包括壳体、以及进行磁动力驱动 所需的相关的部件，各部件的名称和编号如下1蜗轮，2蜗轮中心轴，3蜗杆，4轴承连接体， 5伞齿轮，6电动机，7壳体，8蜗轮齿牙，9同步驱动杆，10同步驱动曲柄。 图1是蜗轮蜗杆式磁动力驱动器的平面正视图，它的结构是在同一个蜗轮1上装 有四个相同的蜗杆3，其中一个蜗杆3与电动机输出轴6相连接，四个蜗杆3的两端都装有 45°的伞齿轮5，四个蜗杆3分别被定位在轴承连接体4中的轴承上，轴承连接体4的两端 与壳体7固定连接。 图2是蜗轮蜗杆组合的侧视剖面图，图中1是蜗轮，2是蜗轮中心轴，3是蜗杆。
图3是蜗轮蜗杆之间齿牙的啮合示意图，与蜗轮蜗杆减速器不同的是蜗轮1和蜗 杆3齿牙之间的啮合存在着一定的空间，蜗轮齿牙的左边和蜗杆齿牙的右边都装有磁铁， (图中满色部分表述磁铁)蜗轮蜗杆齿牙上的磁铁按异性相吸的方式配置，从而使得蜗轮 蜗杆齿牙之间的磁铁产生相互的吸引力。 图3中如果把蜗轮的直径设定为100cm，它的圆周线长度为314. 16cm，以蜗轮 配置24个齿牙来设定，中间应该留出24个放置蜗杆齿牙的空间，合计为48个等份， 314. 16cm+48 = 6. 5cm，即蜗轮每个齿牙在圆周线上的长度为6. 5cm，同理蜗杆齿牙的空间 也是6. 5cm。以蜗轮和蜗杆齿牙上磁铁的厚度为2cm来设定，那么a组磁铁与b组磁铁的距 离是9cm。 图4中蜗轮的长宽比是4.56 : l，按图纸的比例，当该蜗轮的直径为100cm时，齿 牙8的宽度约为22cm，高度约为10cm，这时齿牙8的表面积为220cm2。
图5是蜗轮蜗杆式磁动力驱动器的立体示意图，(蜗杆的齿牙部分省略，仅表示蜗 杆轴)图中的轴承连接体4与壳体7固定连接，每个蜗杆轴在轴承连接体4中穿过，蜗杆 轴的两端有与其固定连接的45°伞齿轮5，每个伞齿轮分别与另一组蜗杆轴上的伞齿轮相 啮合，图中四组蜗杆互为呈90。并通过45°伞齿轮相啮合，其中一组蜗杆与电动机6的输 出轴相连接，蜗轮1与中心轴2是固定连接的，蜗轮的中心轴2定位在壳体7上的轴承中间 (同时参见图6)。 图7、图8是组合在一起的"蜗轮蜗杆磁动力驱动器"，轴承连接体4中装有轴承，
3轴承连接体4与壳体7固定连接，蜗轮的中心轴2定位在壳体7的轴承中间。为了使组合 的驱动器得以同步转动，在蜗杆3上装有曲柄10，9是曲柄的同步驱动杆，这样可以对组合 的"蜗轮蜗杆磁动力驱动器"进行同步驱动。 图9中看到三角体b的斜面上满色部分是一条磁铁A3，垂直面上有两个滑轮d， 当三角体b受到来自左边的横向拉力时，支撑杆c就阻挡了来自滑轮d的横向重力；与A3 斜面平行的是磁铁A2，两块磁铁相互吸引，磁铁A1上有一根引线，引线的另一头是一个重 量物体的A， a是一条滑轨，o是滑轮。当三角体b垂直向下驱动时，磁铁A2原点的位置与斜 面磁铁A3的吸附平面产生了分离，由于磁铁吸力的作用，磁铁A2就在滑轨a的平面上向右 移动，从而驱动物体A向上运行；同时当三角体向下驱动时，B1在三角体b的驱动下向右移 动，从而驱动物体B向上运行，然而这却是两种决然不同的两种驱动方式，详细说明如下
当三角体斜面磁铁A3驱动物体A向上运行时，物体A的重量通过磁铁A2吸住磁 铁A3，磁铁A3同时吸住磁铁A2，使得三角体b产生向左拉力，这个拉力通过滑轮d被支撑杆 c阻挡后，当三角体被向下驱动时，三角体的驱动力只需要克服三角体滑轮d与支撑杆c之 间存在的被驱动重量物体产生的滚动阻力就可以了，当三角体向下驱动时，磁铁2与磁铁3 就会利用它们自身的磁力驱动物体A向上运行； 当三角体b驱动物体B向上运行时，驱动力驱动三角体向下时，除了需要克服三 角体滑轮与支撑杆之间的滚动阻力，还要克服由于Bl在滑杆a上向右移动时对三角体B3 位置上产生的重量阻力，而重量产生的阻力与和重量产生的滚动阻力是两个截然不同的领 域，它们之间的阻力值至少相差十几倍。 由此可见采用如图9中三角体斜面磁铁A3驱动A2的方式，驱动力只要克服物 体A对三角体滑轮与支撑杆之间产生的滚动阻力就可以了，同理如果把三角体斜面上的 磁铁A3看作是蜗轮蜗杆磁动力驱动器的蜗杆，那么蜗杆在转动时，它齿牙上的磁铁会与蜗 轮齿牙上的磁铁产生持续的分离和持续的异性相吸。(见图3)蜗轮的直径设定为为100cm时，蜗轮和蜗杆齿牙的宽度可达到6. 5cm，而 按设计要求，蜗轮和蜗杆的齿牙之间的啮合需要留出一定的间隙，因为一个蜗轮上配置四 个同步转动的蜗杆，而四个蜗杆在转动时会出现少许的不同步，而留出的间隙可以使得四 个蜗杆在转动时，只会有一个蜗杆的齿牙会先碰到蜗轮齿牙的左边或右边，而磁动力驱动 的特点是当蜗杆螺旋形的齿牙转动时就会驱动蜗轮上的齿牙，而蜗杆和蜗轮的齿牙都装 有磁铁，而磁铁的吸力可以在一定的距离中产生作用，因此齿牙间的间隙有利于磁动力更 好的发挥作用。(见图4)当设定蜗轮的直径为100cm时，按图中蜗轮与蜗杆的比例，蜗轮每个齿 牙的表面积应是220cm2，如设定磁铁的吸力是每cm20. 5公斤，那么当蜗轮齿牙8的磁铁表 面积为220cm2的话，它就可以产生110公斤的吸力，同理蜗杆齿牙上的磁铁也可以产生110 公斤的吸力，合计可以产生220公斤的吸力，本图以一个蜗轮配置四个蜗杆来计算，那么四 组蜗轮蜗杆的上齿牙的磁铁可以产生880公斤的吸力。 图3中看到蜗轮蜗杆中间的一组齿牙总是完全啮合的，而它们左右两边的齿牙 则总是处于半啮合状态的，因此它们齿牙上的磁铁也是处于半吸附状态，以每组半吸附状 态齿牙磁铁的吸附力为一半计算，那么每组齿牙的磁铁具有110公斤吸附力，这样四组齿 牙上的磁铁具备440公斤的吸附力，合计可以产生1320公斤的吸附力。
我们知道磁铁与磁铁间的磁力关系是同性相斥，异性相吸，图3中看到蜗轮和 蜗杆齿牙上的磁铁是按异性相吸的方式组合的，磁铁的另一个特性是磁力的作用范围是 近大远小，当磁铁的间距在几毫米时，是两块磁铁间相互吸力最大的而又不产生摩擦力的 最佳位置，而两块磁铁的距离超过5cm以上时，磁铁间的相互吸力是非常微弱的，因此齿牙 间的距离可以根据磁铁的磁力特性来设定。 综合上述原理可以看到设定蜗轮中心轴上被驱动的物体可以对蜗杆的齿牙产生 1320公斤重力时，因为蜗杆是穿过轴承的，而轴承是固定在轴承连接体上的，轴承连接体是 与壳体固定连接的，因此蜗杆齿牙上承受的1320公斤的重力被壳体所支撑，由于蜗杆是在 轴承定为体的轴承里转动的，当重力被壳体支撑以后，蜗杆转动时只需要克服蜗杆与轴承 间的滚动摩擦力就可以了 ，而重力物体在轴承中的滚动摩擦力是非常小的，因此蜗轮蜗杆 式磁动力驱动器用很小的驱动力就可以驱动超越其本身驱动力十几倍的重力物体，从而产 生极大的节能效果。
； 1，图1是"蜗轮蜗杆式磁动力驱动器"的平面正视图。
2，图2是"蜗轮蜗杆式磁动力驱动器"侧视剖面图。
3，图3是蜗轮与蜗杆齿牙间各自的结构平面正视图。
4，图4是蜗轮齿牙侧视剖面图。 5，图5是"蜗轮蜗杆式磁动力驱动器"的立体示意图。 6，图6是"蜗轮蜗杆式磁动力驱动器"的壳体外观立体示意图。 7，图7是"蜗轮蜗杆式磁动力驱动器"组合式时的侧视剖面示意图 8，图8是"蜗轮蜗杆式磁动力驱动器"的侧视立体图。 9，图9是"蜗轮蜗杆式磁动力驱动器"的工作原理示意图。 10，图9另作摘要附图 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述"蜗轮蜗杆式磁动力驱动器"以蜗轮蜗杆驱动的方式结合磁铁的动力进行驱动的，
其工作方式是当电动机(或发动机)的输出轴带动与其连接的蜗杆时，因为四个蜗杆都是
通过伞齿轮的啮合而进行同步同向转动的，这样四组蜗杆的齿牙就同时驱动同一个蜗轮转
动。而蜗杆螺旋形的齿牙在转动时会与蜗轮的齿牙产生分离的现象，因为蜗轮蜗杆的齿牙
间有一定的间隙，又由于蜗轮蜗杆的齿牙都装有异性相吸的磁铁，因此蜗轮蜗杆齿牙上磁
铁的吸力就会带动蜗轮的齿牙追补被分离出来的间隙，从而驱动蜗轮转动。"蜗轮蜗杆式磁动力驱动器"可以装有一个蜗杆，也可以安装多个蜗杆，并且还可
以把几个蜗轮蜗杆式磁动力驱动器组合成一个"组合式磁动力驱动器"(见图7)，当采用组
合式磁动力驱动器时，可以在每一单个"蜗轮蜗杆式磁动力驱动器"上安装电动机，也可以
通过蜗杆上的同步驱动曲柄与同步驱动连杆结合，从而使得组合式磁动力驱动器的驱动得
到同步运行(见图8)。
权利要求
“蜗轮蜗杆式磁动力驱动器”把磁铁的吸力应用到蜗轮蜗杆式减速机中，而目的是在于应用磁铁的特性来得到额外的驱动力。该驱动器的特性为蜗杆3的齿牙是螺旋形的，在蜗杆3齿牙的右侧安装适宜厚度的螺旋形磁铁，蜗轮1的齿牙是斜面齿，在蜗轮1斜面齿牙的左边安装适宜厚度的磁铁，蜗杆3齿牙右边的磁铁与蜗轮1齿牙左边的磁铁以异性相吸的方式配置，从而使得蜗轮和蜗杆齿牙上的磁铁产生相互间的吸引力。
2. "蜗轮蜗杆式磁动力驱动器"可以在一个蜗轮1上配置一个或者若干个蜗杆3，当配 置若干个蜗杆3时，蜗杆3两端伞齿轮5的齿牙按适宜的角度与相邻蜗杆的伞齿轮5的齿 牙相啮合，其中一个蜗杆3与电动机6的输出轴(或发动机)相连接，蜗杆3被定位在轴承 定为体4的轴承中间，轴承定为体4与壳体7固定连接，蜗轮通过它的中心轴2定位在壳体 7中间的轴承中间，当电动机驱动一个蜗杆3转动时，其它若干个蜗杆3也作同向、同步转 动，与此同时若干个蜗杆3驱动蜗轮1转动。
3. "蜗轮蜗杆式磁动力驱动器"与蜗轮蜗杆减速机不同的是蜗轮1的齿牙与蜗杆3齿 牙间的啮合是留有一定间隙的，因为该驱动器是以蜗轮蜗杆齿牙间磁铁相互的吸引力进行 驱动的，因此齿牙间的间隙不影响磁铁间的相互吸引力。又由于若干个蜗杆在开始转动时 是依次进行的，因此初始的转动会使被驱动的各个蜗杆间产生少许的不同步，而合适的间 隙有利于若干个蜗杆在工作避免产生齿牙间的冲突。
4. "蜗轮蜗杆式磁动力驱动器"可以组合，组合后既可以在每一单个驱动器上安装电动 机，也可以通过蜗杆上的同步驱动曲柄10与同步驱动连杆9结合，然后在同一个电动机的 驱动下，得到同步转动的效果。
全文摘要
“蜗轮蜗杆式磁动力驱动器”是以蜗轮蜗杆驱动的方式结合磁铁的动力进行驱动的，其工作方式是当电动机(或发动机)的输出轴带动与其连接的蜗杆时，因为四个蜗杆都是通过伞齿轮的啮合而进行同步、同向转动的，这样四组蜗杆的齿牙就同时驱动同一个蜗轮转动。而蜗杆螺旋形的齿牙在转动时会与蜗轮的齿牙产生分离的现象，因为蜗轮蜗杆的齿牙间有一定的间隙，又由于蜗轮蜗杆的齿牙都装有异性相吸的磁铁，因此蜗轮蜗杆上磁铁的吸力就会带动蜗轮的齿牙追补被分离出来的间隙，从而驱动蜗轮转动。由于磁铁永恒的磁力作用，使得驱动器在工作时可以大量的节省能量的消耗，因此具有广阔的应用前景。
文档编号H02K7/10GK101741171SQ200810202520
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月11日 优先权日2008年11月11日
发明者王维民, 王颖蕾 申请人:王维民;王颖蕾