专利名称：空气发动机的制作方法
技术领域：
本发明属新型原动机器。发明目的是将空气加压充入由两部分组成移动副的气箱内，使气箱产生出等值、反向、共线的两个力，利用这两个力，驱动发动机的原理机构运转做功，以节省能源。
技术特征以转轴为中心固定在机架上的轨道齿轮，与其啮合的滚动齿轮，模数、齿数都相同，两齿轮分度圆半径之和，与转轴一侧的力臂相等，以滚动齿轮半径及转轴一侧的力臂，分别与等值、反向、共线的两个力，组成转向相反，矩相差1倍的两个力偶，转轴以大力偶，用同步带或链带动滚动齿轮，以相同的转速回转并做功。
实施实例
图1是空气发动机的主规图。图2是图1中A-A剖视图，表明了转轴力臂、轴承座支架、空气箱、滚动齿轮轴的联接关系。附图标记说明1是机架。2是轴承座支架，在导槽中与轴承座3组成移动副，支架的两端，架在转轴力臂8的夹层中，有气箱的一端组成转动副，无气箱的一端组成移动副。3是轴承座，通过轴承与滚动齿轮轴7联接。4是同步带或链，传递转轴9与滚动齿轮轴7的运动。5是轨道齿轮，40齿，模数是3mm，分度圆直径是120mm，通过轴承轨道轮支架10固定在机架1上，轨道轮中心线与转轴中心线在同一直线上。6是滚动齿轮，40齿，模数是3mm，分度圆直径是120mm，与轨道齿轮5啮合。7是滚动齿轮轴，以键与滚动齿轮6连接。8是转轴的力臂，支撑着轴承座支架2并受气箱外层14的力作用。9是转轴，通过轴承与轴承轨道轮支架10联接。10是轴承轨道轮支架，用键与机架1连接。11是换向传动齿轮，传递两转轴1的运动。12是气箱内层，固定在轴承座3上。13是传递动力轴，将轴承座支架2与转轴力臂8组成转动副。14是气箱外层，顶在轴承座支架2上。
主要机构特征滚动齿轮与轨道齿轮齿致相同，模数相同。轨道齿轮与滚动齿轮的半径之和等于转轴一侧的力臂。滚动齿轮轴承座与轴承座支架组成移动副。转轴与滚动齿轮轴的运动用同步带或链传递，传动比等于1。空气箱内层与外层组成移动副并且不漏气，箱的端面有充气阀门。两转轴上的对应机件成轴对称。
对发明的理解探索运用等值、反向、共线的两个力做发动机的动力时，想求得两个力在各座标轴上的代数和不等于零以解决问题，目的是难以达到的；但是，仅管两个力在各座标轴上的代数和为零，只要两力在同一平面内以不相等的臂组成矩不相等的两个力偶，如果机器设计也合理的话，上述目的是可以实现的。现对《空气发动机》的设计进行分析当向各气箱中充气，达到额定压力时，将装在转轴力臂上的椭圆轮开关(附图上未画出)转在离开轴承座的位置处，箱盖外层的推力便传递到转轴力臂上，形成了转轴的力偶；箱盖内层的推力传递到滚动轮轴上，根据力的平稳定理，作用滚动轮中心的力平移到了滚动轮与轨道轮的啮合线上，于是轨道齿轮和滚动齿轮都有了同转向的力偶。由于两转轴上的对应零件成轴对称，故两转轴上对应机件力偶的转向均相反，又两转轴的轨道齿轮都固定在机架上，所以两转轴的轨道齿轮上的力偶相互平衡，机架上的合力为零合转矩等于零，各转轴滚动轮轴上的力偶矩比转轴的力偶短小一倍，转向相反，再经同步带或链的传递，故转轴上的合力偶矩等于转轴原力偶矩的一半。设转轴力偶矩的值为1，则其滚轮轴力偶矩的值便是0.50，经计算滚动摩阻力偶矩小于0.10，故机器效率为0.40多。机器能够做功。
转轴力偶用同步带或链带动滚轴轮等角速回转，是怎样维持动力持续存在的？转轴和滚动轮轴用同步带或链传递运动，由于它们持有的力偶转向相反，所以两轴是相互逆作用的。转轴力偶受到滚轮轴力偶作用的情况下，转轴还能剩下50％的力偶矩回转，气箱外层外移，气体压力降低；同时，滚轮轴力偶在受到转轴力偶作用的情况下，因力偶矩小一倍，滚轮不能依本有力偶的方向滚动，只能受转轴力偶作用着隋转轴等角速滚动，气箱内层被滚轮轴推着内移，气体压力升高，气体由气箱内层端向外层端运动，压力由内层端向外层端传递，转轴的动力在上述持续循环中得到补充，保证了机器的持续做功。
机器做功遵循力偶平衡和守恒规律。
气箱外层的推力与转轴力臂组成的力偶是动力偶，气箱内层的推力与滚轴轮组成的力偶、滚动摩阻力偶和做功负荷的力偶是阻力偶，三个阻力偶的合力偶矩是阻力偶矩，当动力偶矩大于阻力偶矩时，机器才能做功。动力偶矩的用途分三部分第一部分用来平衡滚动摩阻力偶和做功负荷力偶，这部分动力偶矩可以领会为在做功过程中被消耗。第二部分(50％矩)用来带动滚动齿轮等角速回转，作用是维持动力(即空气箱中的气体压力)持续存在。第三部分矩不被平衡而守恒，起维持机器转速的作用。第一、三两部分矩之和等于动力偶矩的50％。
若做微小型机器，等值、反向、共线的两个力可以由受力形变的弹性材料供给，这便是《弹力发动机》。
发明的用途该发动机能带动吸水泵、机床、发电机等做功，能做摩托车、汽车、火车、飞机、船舶等运输机械的动力机，还能做多种自动型产品的动力装置，例自动风扇、自动钻、钟表等产品的动力装置。
其优点节省能源，开关机轻便灵活，不污染环境。
权利要求
1.《空气发动机》属新型动力机器，其技术特征以转轴为中心固定在机架上的轨道齿轮，与其啮合的滚动齿轮，模数、齿数都相同，两齿轮分度圆半径之和，与转轴一侧的力臂相等，以滚动齿轮半径及转轴一侧的力臂分别与等值、反向、共线的两个力组成转向相反、矩相差一倍的两个力偶，转轴以大力偶，用同步带或链带动滚动齿轮以相同的转速回转并做功。
2.主要机构特征滚动齿轮与轨道齿轮齿数相同，模数相同，轨道齿轮与滚动齿轮的半径之和等于转轴一侧的力臂，轴承座支架在导槽中与轴承座组成移动副，支架的两端，架在转臂的夹层中，有气箱的一端组成转动副，无气箱的一端组成移动副，转轴与滚动齿轮轴的运动用同步带或链传递，传动比等于1，空气箱内层与外层组成移动副并且不漏气，箱的端面有充气阀门，两转轴上的对应机件成轴对称。
3.具有1、2的技术和机构特征，而等值、反向、共线的两个力是由高压空气箱供给的《空气发动机》。
4.具有1、2的技术和机构特征，而等值、反向、共线的两个力是由受力形变的弹性材料供给的《弹力发动机》。
5.各种自动型产品中，实质上运用1、2的技术和机构特征制做的动力装置，例自动风扇、自动钻、大型钟表的动力装置实质是运用了1的技术特征和2的机构特征制做的。
全文摘要
发明名称:空气发动机。该机是用被压缩空气做动力的新型原动机器。滚动齿轮与轨道齿轮齿数、模数相同,两轮半径之和与转轴的转臂相等。以滚轮半径及转臂分别与空气箱的两力组成转向相反、矩相差1倍的两个力偶,转轴以大力偶用带或链带动滚轮同转速回转做功。该机能带动吸水泵机床、发电机等做功,能做摩托车、汽车、飞机、船舶等运输机械的动力机,还能做自动风扇、自动钻、钟表等产品的动力装置。优点:节省能源,开关机轻便灵活,不污染环境。
文档编号F01B29/00GK1229877SQ99102698
公开日1999年9月29日 申请日期1999年4月20日 优先权日1999年4月20日
发明者刘东岭 申请人:刘东岭