旋转动力省力传递装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种旋转动力省力传递装置，包括动力端齿轮、负载端齿轮、杠杆齿轮、支点齿轮和杠杆定位轮，动力端齿轮、负载端齿轮和支点齿轮分别与杠杆齿轮旋转传动连接，支点齿轮位于动力端齿轮和负载端齿轮之间并更加靠近负载端齿轮；杠杆定位轮能够旋转但不能移动，杠杆定位轮与杠杆齿轮之间进行定位连接使杠杆齿轮定位旋转。本实用新型在传统齿轮直接传动的基础上，增加了杠杆齿轮、支点齿轮和杠杆定位轮，综合了杠杆、定滑轮和动滑轮三种力学原理，实现了旋转动力的省力传递，并能够根据需要简单处理即可改变力传递方向，可广泛应用于各种机械旋转动力传递中，在确保满足负载做功需求的同时节约了动力能源，降低了运行成本，利于环保。
【专利说明】旋转动力省力传递装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种动力传递装置，尤其涉及一种旋转动力省力传递装置。
【背景技术】
[0002]机械动力多为旋转动力，尤其以电机作为主要动力设备，所以机械的力传递大部分是旋转动力的传递。传统的旋转动力传递主要通过传动轴、变速机、齿轮和链条中的一种或多种等实现，其传递过程中功率是一致的，无法实现省力的效果，所以要提高负载功率就必须提高电机功率，就意味着多消耗能源，多浪费资源，不但不能节约成本，而且不利于环保。
[0003]众所周知，杠杆和动滑轮都具有省力的优点，前者通过增长支点与动力端之间的力臂长度并缩短支点与负载端之间的力臂长度，在支点两端做功相等的前提下，减小动力端的动力，实现省力的目的；后者利用绕过动滑轮的牵引绳将牵引绳一端施加的动力形成双倍动力(施加动力以外的动力实际转嫁给了牵引绳另一端的固定点)，从而实现做功相同但省力近一半的目的。但杠杆重复使用会浪费功和时间，降低效率，动滑轮不能改变力的方向，因此独立使用在机械的力传递中就受到了很大的限制难以达到理想的效果。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种利用杠杆、动滑轮和定滑轮原理实现省力传动的旋转动力省力传递装置。
[0005]本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的:
[0006]一种旋转动力省力传递装置，包括动力端齿轮和负载端齿轮，还包括杠杆齿轮、支点齿轮和杠杆定位轮，所述动力端齿轮、所述负载端齿轮和所述支点齿轮分别与所述杠杆齿轮旋转传动连接，所述支点齿轮位于所述动力端齿轮和所述负载端齿轮之间并更加靠近所述负载端齿轮；所述杠杆定位轮能够旋转但不能移动，所述杠杆定位轮与所述杠杆齿轮之间进行定位连接使所述杠杆齿轮定位旋转。
[0007]上述结构中，整个传递装置利用了杠杆原理，杠杆齿轮等效于传统杠杆中的直线杠杆，支点齿轮等效于传统杠杆中的支点，动力端齿轮与支点齿轮之间的距离等效于传统杠杆中的动力端力臂，负载端齿轮与支点齿轮之间的距离等效于传统杠杆中的负载端力臂，由于动力端力臂大于负载端力臂，所以，在支点齿轮两端做功相同的情况下，动力端所需动力小于负载端消耗的负载力，实现了省力的效果。为了便于安装，杠杆齿轮大于其它所有齿轮，具体大多少根据应用需求而定。另外，上述杠杆定位轮实现对杠杆齿轮的定位和力向变化，起到了传统定滑轮的作用，杠杆齿轮在传动过程中实现省力，起到传统动滑轮的作用，所以，本实用新型综合了杠杆、定滑轮和动滑轮三种力学原理，实现了旋转动力的省力传递。
[0008]根据实际应用需求，杠杆定位轮有多种安装方式，具体为:所述杠杆齿轮设有外齿和中心通孔，所述杠杆定位轮紧靠安装于所述杠杆齿轮的内壁圆周内实现定位连接，这种情况下，动力端齿轮和负载端齿轮均安装于杠杆齿轮外；或者，所述杠杆齿轮设有外齿和中心通孔，所述杠杆齿轮的内壁圆周上设有环形槽，所述杠杆定位轮的圆周边缘置于所述环形槽内实现定位连接，这种情况下，动力端齿轮和负载端齿轮均安装于杠杆齿轮外；或者，所述杠杆齿轮设有中心通孔，所述杠杆齿轮的内壁圆周上设有内齿，所述杠杆定位轮紧靠安装于所述杠杆齿轮的外壁圆周外实现定位连接，这种情况下，动力端齿轮和负载端齿轮均安装于杠杆齿轮内；或者，所述杠杆齿轮设有中心通孔，所述杠杆齿轮的内壁圆周上设有内齿，所述杠杆齿轮的外壁圆周上设有外环槽，所述杠杆定位轮的圆周边缘置于所述外环槽内实现定位连接，这种情况下，动力端齿轮和负载端齿轮均安装于杠杆齿轮内；或者，所述杠杆齿轮连接有限位段，所述限位段的外壁圆周或内壁圆周上设有环槽，所述杠杆定位轮的圆周边缘置于所述环槽内实现定位连接，这种情况下，动力端齿轮和负载端齿轮可能安装于杠杆齿轮内或外。
[0009]为了实现最佳定位，所述杠杆定位轮为两个，分别安装于与所述动力端齿轮和所述负载端齿轮对应的位置。
[0010]优选地，所述动力端齿轮、所述负载端齿轮和所述支点齿轮分别与所述杠杆齿轮直接啮合连接。这种结构为硬传动结构，具有力损失小的优点，但动力端齿轮与负载端齿轮之间的距离较近，在某些场合应用不便。
[0011]优选地，在所述杠杆齿轮的旋转方向上，以所述动力端齿轮为起点，以所述负载端齿轮为终点，形成一段弧线，所述支点齿轮位于所述弧线所在区间内。这样，动力端齿轮驱动杠杆齿轮旋转，其压力首先经过支点齿轮，然后经过负载端齿轮，可以实现最佳的省力效果O
[0012]优选地，设所述动力端齿轮与所述支点齿轮之间的距离为LI，所述负载端齿轮与所述支点齿轮之间的距离为L2，LI不小于L2的两倍。
[0013]为了适应长距离传动，所述传递装置还包括过渡齿轮和链条，所述动力端齿轮、所述杠杆齿轮、所述过渡齿轮和所述负载端齿轮之间通过所述链条啮合连接，所述动力端齿轮、所述过渡齿轮和所述负载端齿轮分别位于所述杠杆齿轮的外面。
[0014]为了使链条紧靠各齿轮，所述传递装置还包括压条齿轮，所述压条齿轮安装于所述杠杆齿轮的外面并靠近所述压条齿轮，所述压条齿轮使所述链条与所述动力端齿轮、所述杠杆齿轮、所述过渡齿轮、所述负载端齿轮之间分别形成啮合传动。
[0015]进一步，所述杠杆齿轮设有外齿和中心通孔，所述杠杆齿轮的内壁圆周上设有环形槽，所述杠杆齿轮的中心通孔内还安装有移动支架臂，所述移动支架臂的第一端安装于所述杠杆齿轮内靠近中心点的位置，所述移动支架臂的第二端安装有移动支点轮，所述移动支点轮的圆周边缘置于所述环形槽内，所述移动支架臂的第一端连接有用于复位的弹性条。通过改变移动支架臂的第一端的位置，可以用移动支点轮替换其中一个杠杆定位轮，从而改变支点齿轮两端的力臂长度，实现省力程度的调节。
[0016]为了确保链条处于张紧状态，所述过渡齿轮内设有中心通孔，所述过渡齿轮的内壁圆周上设有环形限位槽，所述过渡齿轮的中心通孔内安装有过渡定位轮，所述过渡定位轮的圆周边缘置于所述环形限位槽内，所述过渡定位轮上还安装有使所述过渡齿轮远离所述杠杆齿轮的弹簧。
[0017]本实用新型的有益效果在于:[0018]本实用新型在传统齿轮直接传动的基础上，增加了杠杆齿轮、支点齿轮和定位轮，综合了杠杆、定滑轮和动滑轮三种力学原理，实现了旋转动力的省力传递，并能够根据需要简单处理即可改变力传递方向，所以本旋转动力省力传递装置可以广泛应用于各种机械旋转动力传递中，在确保满足负载做功需求的同时，节约了动力能源，降低了运行成本，利于环保。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型所述旋转动力省力传递装置的结构示意图之一；
[0020]图2是本实用新型所述旋转动力省力传递装置的结构示意图之二 ；
[0021]图3是本实用新型所述旋转动力省力传递装置的结构示意图之三。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0023]如图1、图2和图3所示，本实用新型所述旋转动力省力传递装置包括动力端齿轮
11、负载端齿轮31、杠杆齿轮21、支点齿轮41和杠杆定位轮24，动力端齿轮11、负载端齿轮31和支点齿轮41分别与杠杆齿轮21旋转传动连接，支点齿轮41位于动力端齿轮11和负载端齿轮31之间并更加靠近负载端齿轮31 ;杠杆定位轮24能够旋转但不能移动，杠杆定位轮24与杠杆齿轮21之间进行定位连接使杠杆齿轮21定位旋转，杠杆定位轮24为两个，分别安装于与动力端齿轮11和负载端齿轮31对应的位置。如图1、图2和图3中还示出了动力端齿轮11的轮齿12和负载端齿轮31的轮齿32、杠杆齿轮21的轮齿22、支点齿轮41的轮齿42以及杠杆齿轮21的内壁圆周上的环形槽23 ;设动力端齿轮11与支点齿轮41之间的距离为LI (图中未标记)，负载端齿轮31与支点齿轮41之间的距离为L2 (图中未标记)，LI不小于L2的两倍。
[0024]实际应用中，动力端齿轮11、负载端齿轮31、杠杆齿轮21、支点齿轮41和杠杆定位轮24之间的连接方式有多种选择，各有特点，下面以三个实施例为代表进行具体说明:
[0025]实施例1:
[0026]如图1所示，动力端齿轮11、负载端齿轮31和支点齿轮41分别与杠杆齿轮21直接啮合连接，在杠杆齿轮21的旋转方向上，以动力端齿轮11为起点，以负载端齿轮31为终点，形成一段弧线，支点齿轮41位于该弧线所在区间内，本例中，动力端齿轮11、负载端齿轮31和支点齿轮41均为逆时针旋转，杠杆齿轮21顺时针旋转，该弧线位于图1中杠杆齿轮21的下部外周区域；杠杆齿轮21设有外齿22和中心通孔(图中未标记)，杠杆齿轮21的内壁圆周上设有环形槽23，杠杆定位轮24的圆周边缘置于环形槽23内实现定位连接，动力端齿轮11和负载端齿轮31均安装于杠杆齿轮21外。
[0027]实施例2:
[0028]如图1所示，动力端齿轮11、负载端齿轮31和支点齿轮41分别与杠杆齿轮21直接啮合连接，在杠杆齿轮21的旋转方向上，以动力端齿轮11为起点，以负载端齿轮31为终点，形成一段弧线，支点齿轮41位于该弧线所在区间内，本例中，动力端齿轮11、负载端齿轮31和支点齿轮41均为顺时针旋转，杠杆齿轮21逆时针旋转，该弧线位于图2中杠杆齿轮21的上部外周区域；杠杆齿轮21设有外齿22和中心通孔(图中未标记)，杠杆齿轮21的内壁圆周上设有环形槽23，杠杆定位轮24的圆周边缘置于环形槽23内实现定位连接，动力端齿轮11和负载端齿轮31均安装于杠杆齿轮21外。
[0029]结合图1和图2，上述实施例1和实施例2中，杠杆定位轮24还可以有其它多种安装方式，如:杠杆齿轮21设有外齿22和中心通孔，杠杆定位轮24紧靠安装于杠杆齿轮21的内壁圆周内实现定位连接，这种情况下，动力端齿轮11和负载端齿轮31均安装于杠杆齿轮21外；或者，杠杆齿轮21设有中心通孔，杠杆齿轮21的内壁圆周上设有内齿，杠杆定位轮24紧靠安装于杠杆齿轮21的外壁圆周外实现定位连接，这种情况下，动力端齿轮11和负载端齿轮31均安装于杠杆齿轮21内；或者，杠杆齿轮21设有中心通孔，杠杆齿轮21的内壁圆周上设有内齿，杠杆齿轮21的外壁圆周上设有外环槽，杠杆定位轮24的圆周边缘置于外环槽内实现定位连接，这种情况下，动力端齿轮11和负载端齿轮31均安装于杠杆齿轮21内；或者，杠杆齿轮21连接有限位段，限位段的外壁圆周或内壁圆周上设有环槽，杠杆定位轮24的圆周边缘置于环槽内实现定位连接，这种情况下，动力端齿轮11和负载端齿轮31可能安装于杠杆齿轮21内或外。这几种结构都没有在图中示出，但结合图1和图2便于理解。
[0030]上述实施例1和实施例2的结构能实现很好的省力效果，其旋转动力传递过程如下:
[0031]动力端齿轮11在动力设备如电机带动下旋转，带动杠杆齿轮21旋转，杠杆齿轮21由杠杆定位轮24实现限位不能移动，杠杆齿轮21带动负载端齿轮31和支点齿轮41旋转，整个装置中，杠杆齿轮21等效于传统杠杆中的直线杠杆，支点齿轮41等效于传统杠杆中的支点，动力端齿轮11与支点齿轮41之间的距离等效于传统杠杆中的动力端力臂，负载端齿轮31与支点齿轮41之间的距离等效于传统杠杆中的负载端力臂，由于动力端力臂大于负载端力臂，所以，在支点齿轮41两端做功相同的情况下，动力端所需动力小于负载端消耗的负载力，实现了省力的效果。
[0032]但上述实施例1和实施例2的结构受限于杠杆齿轮21的直径有限，难以实现长距离传动。
[0033]实施例3:
[0034]如图3所示，动力端齿轮11、杠杆齿轮21、过渡齿轮51和负载端齿轮31之间通过链条8啮合连接，动力端齿轮11、过渡齿轮51和负载端齿轮31分别位于杠杆齿轮21的外面，两个压条齿轮61和72安装于杠杆齿轮21的外面并靠近压条齿轮21，压条齿轮61和72使链条8与动力端齿轮11、杠杆齿轮21、过渡齿轮51、负载端齿轮31之间分别形成啮合传动；杠杆齿轮21设有外齿22和中心通孔，杠杆齿轮21的内壁圆周上设有环形槽23，杠杆齿轮21的中心通孔内还安装有移动支架臂26，移动支架臂26的第一端安装于杠杆齿轮21内靠近中心点的位置，移动支架臂26的第二端安装有移动支点轮27，移动支点轮27的圆周边缘置于环形槽23内，移动支架臂26的第一端连接有用于复位的弹性条25 ;过渡齿轮51内设有中心通孔，过渡齿轮51的内壁圆周上设有环形限位槽53，过渡齿轮51的中心通孔内安装有过渡定位轮54，过渡定位轮54的圆周边缘置于环形限位槽53内，过渡定位轮54上还安装有使过渡齿轮51远离杠杆齿轮21的弹簧55。图3中还示出了过渡齿轮51的轮齿52，两个压条齿轮61和72的轮齿62和72。
[0035]这种结构的旋转动力传递过程与实施例1和实施例2基本一致，区别在于用链条8的传动代替了各齿轮之间的直接啮合传动。
[0036]上述实施例3的结构由于链条8的长度可调，所以相对实施例1和实施例2的结构能够实现长距离传动。
[0037]上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。
【权利要求】
1.一种旋转动力省力传递装置，包括动力端齿轮和负载端齿轮，其特征在于:还包括杠杆齿轮、支点齿轮和杠杆定位轮，所述动力端齿轮、所述负载端齿轮和所述支点齿轮分别与所述杠杆齿轮旋转传动连接，所述支点齿轮位于所述动力端齿轮和所述负载端齿轮之间并更加靠近所述负载端齿轮；所述杠杆定位轮能够旋转但不能移动，所述杠杆定位轮与所述杠杆齿轮之间进行定位连接使所述杠杆齿轮定位旋转。
2.根据权利要求1所述的旋转动力省力传递装置，其特征在于:所述杠杆齿轮设有外齿和中心通孔，所述定位轮紧靠安装于所述杠杆齿轮的内壁圆周内实现定位连接；或者，所述杠杆齿轮设有外齿和中心通孔，所述杠杆齿轮的内壁圆周上设有环形槽，所述杠杆定位轮的圆周边缘置于所述环形槽内实现定位连接；或者，所述杠杆齿轮设有中心通孔，所述杠杆齿轮的内壁圆周上设有内齿，所述杠杆定位轮紧靠安装于所述杠杆齿轮的外壁圆周外实现定位连接；或者，所述杠杆齿轮设有中心通孔，所述杠杆齿轮的内壁圆周上设有内齿，所述杠杆齿轮的外壁圆周上设有外环槽，所述杠杆定位轮的圆周边缘置于所述外环槽内实现定位连接；或者，所述杠杆齿轮连接有限位段，所述限位段的外壁圆周或内壁圆周上设有环槽，所述杠杆定位轮的圆周边缘置于所述环槽内实现定位连接。
3.根据权利要求2所述的旋转动力省力传递装置，其特征在于:所述杠杆定位轮为两个，分别安装于与所述动力端齿轮和所述负载端齿轮对应的位置。
4.根据权利要求2或3所述的旋转动力省力传递装置，其特征在于:所述动力端齿轮、所述负载端齿轮和所述支点齿轮分别与所述杠杆齿轮直接啮合连接。
5.根据权利要求4所述的旋转动力省力传递装置，其特征在于:在所述杠杆齿轮的旋转方向上，以所述动力端齿轮为起点，以所述负载端齿轮为终点，形成一段弧线，所述支点齿轮位于所述弧线所在区间内。
6.根据权利要求4所述的旋转动力省力传递装置，其特征在于:设所述动力端齿轮与所述支点齿轮之间的距离为LI，所述负载端齿轮与所述支点齿轮之间的距离为L2，L1不小于L2的两倍。
7.根据权利要求2或3所述的旋转动力省力传递装置，其特征在于:所述传递装置还包括过渡齿轮和链条，所述动力端齿轮、所述杠杆齿轮、所述过渡齿轮和所述负载端齿轮之间通过所述链条啮合连接，所述动力端齿轮、所述过渡齿轮和所述负载端齿轮分别位于所述杠杆齿轮的外面。
8.根据权利要求7所述的旋转动力省力传递装置，其特征在于:所述传递装置还包括压条齿轮，所述压条齿轮安装于所述杠杆齿轮的外面并靠近所述压条齿轮，所述压条齿轮使所述链条与所述动力端齿轮、所述杠杆齿轮、所述过渡齿轮、所述负载端齿轮之间分别形成哨合传动。
9.根据权利要求7所述的旋转动力省力传递装置，其特征在于:所述杠杆齿轮设有外齿和中心通孔，所述杠杆齿轮的内壁圆周上设有环形槽，所述杠杆齿轮的中心通孔内还安装有移动支架臂，所述移动支架臂的第一端安装于所述杠杆齿轮内靠近中心点的位置，所述移动支架臂的第二端安装有移动支点轮，所述移动支点轮的圆周边缘置于所述环形槽内，所述移动支架臂的第一端连接有用于复位的弹性条。
10.根据权利要求7所述的旋转动力省力传递装置，其特征在于:所述过渡齿轮内设有中心通孔，所述过渡齿轮的内壁圆周上设有环形限位槽，所述过渡齿轮的中心通孔内安装有过渡定位轮，所述过渡定位轮的圆周边缘置于所述环形限位槽内，所述过渡定位轮上还安装有使所述过渡 齿轮远离所述杠杆齿轮的弹簧。
【文档编号】F16H37/06GK203822957SQ201420258006
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2014年5月20日
【发明者】宁湘均 申请人:宁湘均