专利名称：高效磁能发动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用磁装置得到机械能的所谓永动机，具体是指一种高效磁能发动机。
现有众多的永磁发动机，都是将永磁体安装在发动机内部的转子和定子上，这样容易造成磁力作用的死角，或者是使得消耗的无用功与有用功发生抵消，其结果，造成转子不能连续转动，发动机无法正常运转。为此，有的设计者费尽心机用复杂的装置进行导磁补偿，但这样一来，用作机器对外做功的能量力矩也所剩无几了，因此在实践中难以实施。此外，当永磁体的磁场强度减弱后，由于结构设计的原因，装在发动机的定子和转子上的永磁体很难进行更换。由于上述原因，至今还没有一台真正能用于实际生产的永磁动力机。
本实用新型的目的，在于提供一种将永磁体的磁能充分高效地转变为机械能输出且能方便地更换永磁体的高效磁能发动机。
本实用新型的解决方案如下。它具有一机座和与机座固连成一体的呈筒状的机壳，机座上方还有一与机壳成可拆卸连接且内部互相连通的呈筒状的对接机壳，在机壳的前端开孔外侧连接有可拆卸的前支承端盖，前支承端盖的中心开孔内安装有行星齿轮构架前轴承，在机壳的后端开孔外侧连接有可拆卸的位于对接机壳内的中间支承座盖，中间支承座盖的中心开孔内安装有行星轨道内齿轮端部套轴轴承，在对接机壳的后端开孔外侧连接有可拆卸的后支承端盖，后支承端盖的中心开孔内安装有太阳齿轮轴后轴承；在机壳内具有一个行星轨道内齿轮，行星轨道内齿轮的后端部套轴座落在中间支承座盖上的行星轨道内齿轮端部套轴轴承内并伸出在中间支承座盖外侧，行星轨道内齿轮的中心开孔内从后向前依次安装有太阳齿轮轴中间轴承和行星齿轮构架后轴承，在行星轨道内齿轮前方的机壳内具有一行星齿轮构架，行星齿轮构架的前端部套轴座落在前支承端盖上的行星齿轮构架前轴承内，行星齿轮构架的后部伸进行星轨道内齿轮的中心开孔且后端部套轴座落在行星齿轮构架后轴承内，行星齿轮构架上固连有绕圆周作均匀分布且数量至少为三根的行星齿轮轴，每根行星齿轮轴上均通过行星齿轮轴承套装有行星齿轮，每个行星齿轮均与行星轨道内齿轮的内齿圈相啮合，行星齿轮前方的行星齿轮构架的中心开孔内装有太阳齿轮轴前轴承，太阳齿轮轴前轴承前方的行星齿轮构架的中心开孔内装有与行星齿轮构架相固连且伸出在行星齿轮构架前端开口之外的输出轴，在前支承端盖外侧连接有一个可拆卸的套在输出轴上的前轴承压盖；一根穿进行星轨道内齿轮的中心开孔且座落在太阳齿轮轴中间轴承内的太阳齿轮轴，其齿轮部与行星齿轮构架上的几个行星齿轮均相啮合，其前端轴部伸进并座落在行星齿轮构架上的太阳齿轮轴前轴承内，其中间轴部位于对接机壳内，其后轴部座落在后支承端盖上的太阳齿轮轴后轴承内且伸出该后支承端盖外，在该伸出端轴上套装有连接在后支承端盖上并可拆卸的后轴承压盖，在后轴承压盖外的该太阳齿轮轴尾端上还固连有一飞轮；在中间支承座盖后方的行星轨道内齿轮后端部套轴的伸出端上紧固套连有一个位于对接机壳内的动力磁盘，动力磁盘的中心开孔内装有一通过轴向花键套连在太阳齿轮轴上且与动力磁盘的内壁之间留有一定气隙的可调动力磁盘，可调动力磁盘内沿径向开设有绕圆周作均匀分布且数量至少为三个的永磁体嵌入孔，每个永磁体嵌入孔内均嵌置有带有尖端的柱形永磁体，且其尖端朝向可调动力磁盘外，在动力磁盘内斜向开设有绕圆周作均匀分布且数量至少为三个的永磁体斜向嵌入孔，每个永磁体斜向嵌入孔的中心轴线与过该中心轴线跟可调动力磁盘外圆相交点的切线之间的夹角为小于90°的锐角(或说为大于90°的钝角)，在每个永磁体斜向嵌入孔内均嵌置有带有尖端的柱形永磁体，且其尖端朝向动力磁盘内，在可调动力磁盘的后部装有能将可调动力磁盘沿轴向移动位置的起停操作装置。
具有上述结构的本实用新型在具体使用时，将可调动力磁盘上所连接的起停操作装置推至起动位，使可调动力磁盘产生靠近动力磁盘的轴向位移，由于可调动力磁盘和动力磁盘内的柱形永磁体上尖端产生的集肤效应，使永磁体的磁力线集中于永磁体端面中间，两只磁盘内的柱形永磁体因磁极两两相斥或异性相吸而产生相互磁力作用，并且由于动力磁盘内的柱形永磁体的中心轴线与过该中心轴线跟可调动力磁盘外圆相交点的切线之间的夹角为小于90°的锐角(或说为大于90°的钝角)，亦即当动力磁盘内的柱形永磁体的内尖端头与可调动力磁盘内的柱形永磁体的外尖端头相对正时，动力磁盘内的永磁体的中心轴线与可调动力磁盘内的永磁体的中心轴线之间的夹角为小于90°的锐角(或说为大于90°的钝角)。因此两只磁盘内的柱形永磁体的磁极相互作用会迫使可调动力磁盘朝某方向旋转(如朝顺时针方向旋转)，而动力磁盘作与可调动力磁盘运转方向相反方向的运转(如逆时针方向运转)。固连在太阳齿轮轴尾端的飞轮，具有集蓄能量后瞬间释放能量的功能，依靠它可维持可调动力磁盘的持续转动。由于飞轮、可调动力磁盘都与太阳齿轮轴连在一起，而太阳齿轮轴的齿轮部分安装在行星齿轮构架内且与行星齿轮相啮合，因此可调动力磁盘的转动就带动了太阳齿轮轴作相同方向的转动(如顺时针方向)，同时也带动了几个行星齿轮绕各自的行星齿轮轴作自转运动，其自转方向与太阳齿轮轴和可调动力磁盘的运转方向相反(逆时针方向)。又知几个行星齿轮是与行星轨道内齿轮的内齿圈相啮合的，所以还会同时带动行星轨道内齿轮作与可调动力磁盘和太阳齿轮轴的转动方向相反的转动，根据力学原理，必然使得行星齿轮所在的行星齿轮构架作与太阳齿轮轴运转方向相同的转动。根据以上分析，几个行星齿轮不但在作绕各自行星齿轮轴的自转运动，而且还随着行星齿轮构架一起作绕太阳齿轮轴的公转运动，所以这种运行模式就犹如太阳系的行星在自转的同时还在绕太阳公转一样。显然，由于行星齿轮构架的转动，必然带动紧固套装在其中心开孔内的输出轴转动，再通过输出轴带动外部机械作功。
如前所述，动力磁盘的运转方向是与可调动力磁盘的运转方向相反的(逆时针方向)，显然，这一运转方向与上述行星轨道内齿轮已经被带动起来后的运转方向是恰好相同的。因此可以说，当着可调动力磁盘带动输出轴对外作机械功的同时，转动着的动力磁盘又通过与之相连的行星轨道内齿轮，带动几个行星齿轮及太阳齿轮轴作加大原运转速度的运转，同时也就加大了行星齿轮构架和输出轴的运转速度和旋转力矩，即增大了对外作功量。动力磁盘对行星齿轮系统和输出轴的这一增力增速作用，就好象电路理论中的正反馈作用(也称为自缴)。
当需要停机时，只需将起停操作装置推至停机位，使可调动力磁盘产生离开动力磁盘方向的轴向位移，于是两只磁盘因无相互磁力作用而停转，使得输出轴也停转而不对外作功。
当本实用新型工作一段时期后，动力磁盘和可调动力磁盘内的柱形永磁体磁场强度会减弱，使得发动机的输出功率下降，为此必须及时更换柱形永磁体。为使得更换方便，两只磁盘都设置在对接机壳内，更换时只需拆下飞轮和后轴承压盖，再打开后支承端盖，然后取出动力磁盘和可调动力磁盘，便可方便地更换柱形永磁体。
本实用新型由于采用动力磁盘和可调动力磁盘通过相互磁力作用产生相反方向的转动，主要由可调动力磁盘带动太阳齿轮轴和行星齿轮系统运转，使得输出轴带动外部机械作功，与此同时，动力磁盘还通过行星齿轮系统和太阳齿轮轴的运转，再给输出轴一个直激式的正反馈，以充分利用磁能，加大输出轴的对外作功量。这样提供动力的两只作相反方向运动的磁盘，它们无所谓定子和转子之区分，完全改变了现有技术中的定子固定不转和只有转子转动的传统设计，整机体积也随之减小。本实用新型的磁能利用率高，摩擦损耗小，其效率几乎接近百分之百。同时，本实用新型的两只磁盘中的柱形永磁体更换起来比较方便，解决了以往磁动力机永磁体难于更换的难题。正是由于上述优点，本实用新型能做成大功率的实用机种而实现其产业化。
以下结合附图和实施例对本实用新型加以进一步说明。
图1为本实用新型的一种具体结构的正向剖视图；图2和图3分别为图1的A-A和B-B剖视图。
参见图1至图3。本实用新型具有一机座37和与机座模制成一体的呈圆筒状的机壳28，机座37上方还有一个与机壳28用紧固螺丝15形成可拆卸连接且内部互相连通的呈圆筒状的对接机壳14，在机壳28的前端开孔外侧用紧固螺丝20连接有可拆卸的前支承端盖21，前支承端盖21的中心开孔内安装有行星齿轮构架前轴承26，在机壳28的后端开孔外侧用紧固螺丝35连接有可拆卸的位于对接机壳14内的中间支承座盖33，中间支承座盖33的中心开孔内安装有行星轨道内齿轮端部套轴轴承34，在对接机壳14的后端开孔外侧用紧固螺丝36连接有可拆卸的后支承端盖9，后支承端盖9的中心开孔内安装有太阳齿轮轴后轴承8；在机壳28内具有一个行星轨道内齿轮30，行星轨道内齿轮30的后端部套轴座落在中间支承座盖33上的行星轨道内齿轮端部套轴轴承34内并伸出在中间支承座盖33外侧，行星轨道内齿轮30的中心开孔内从后向前依次安装有太阳齿轮轴中间轴承32和行星齿轮构架后轴承31，在行星轨道内齿轮30前方的机壳28内具有一行星齿轮构架27，行星齿轮构架27的前端部套轴座落在前支承端盖21上的行星齿轮构架前轴承26内，行星齿轮构架27的后部伸进行星轨道内齿轮30的中心开孔且后端部套轴座落在行星齿轮构架后轴承31内，行星齿轮构架27上固连有绕圆周作均匀分布的三根行星齿轮轴16，三根行星齿轮轴16上均通过行星齿轮轴承17套装有行星齿轮29，三个行星齿轮29均与行星轨道内齿轮30的内齿圈相啮合，行星齿轮29前方的行星齿轮构架27的中心开孔内装有太阳齿轮轴前轴承19，太阳齿轮轴前轴承19前方的行星齿轮构架27的中心开孔内装有用联接键25与行星齿轮构架27相固连且伸出在行星齿轮构架27前端开口之外的输出轴24，在前支承端盖21外侧用紧固螺丝22连接有一个可拆卸的套在输出轴24上的前轴承压盖23；一根穿进行星轨道内齿轮30的中心开孔且座落在太阳齿轮轴中间轴承32内的太阳齿轮轴3，其齿轮部与行星齿轮构架27上的三个行星齿轮29均相啮合，其前端轴部伸进并座落在行星齿轮构架27上的太阳齿轮轴前轴承19内，其中间轴部位于对接机壳14内，其后轴部座落在后支承端盖9上的太阳齿轮轴后轴承8内且伸出该后支承端盖9外，在该伸出端轴上套装有用紧固螺丝38连接在后支承端盖9上并可拆卸的后轴承压盖7，在后轴承压盖7外的太阳齿轮轴3尾端上还用联接键4和防松螺丝5连接有一飞轮6；在中间支承座盖33后方的行星轨道内齿轮30后端部套轴的伸出端上用紧固件紧固套连有一位于对接机壳14内的动力磁盘13，动力磁盘13的中心开孔内装有一通过轴向花键套在太阳齿轮轴3上的可调动力磁盘10，可调动力磁盘10与动力磁盘13的内壁之间留有一定的间隙，可调动力磁盘10内沿径向开设有6个绕圆周作均匀分布的永磁体嵌入孔，每个永磁体嵌入孔内均嵌置有带有尖端的柱形永磁体12，且其尖端朝向可调动力磁盘10外，在动力磁盘13内斜向开设有12个绕圆周作均匀分布的永磁体斜向嵌入孔，每个永磁体斜向嵌入孔的中心轴线与过该中心轴线跟可调动力磁盘10外圆相交点的切线之间的夹角α为小于90°的锐角(或说夹角β为大于90°的钝角)，在每个永磁体斜向嵌入孔内均嵌置有带有尖端的柱形永磁体11，且其尖端朝向动力磁盘13内，在可调动力磁盘10的后部装有能将可调动力磁盘10沿轴向移动位置的起停操作装置。在附图实施例中，该起停操作装置采用现有常规技术，它由起停推动拨杈1、操纵杆转轴39、操纵杆转轴轴套40及操纵杆2连接构成，其起停推动拨杈1与可调动力磁盘10后部外壁间留有间隙，操纵杆转轴轴套40穿过对接外壳14上的开孔且与对接外壳14相焊接，连在起停推动拨杈1上的操纵杆转轴39滑套在操纵杆转轴轴套40内且伸出对接机壳14外与操纵杆2相固连。这样，在机外转动操纵杆2，使操纵杆转轴39在操纵杆转轴轴套40内转动，就可将可调动力磁盘10沿轴向移动。
参见图1。为了方便给机壳28内的运转零部件加注润滑机油，还可在机壳28上开设注油孔并在注油孔上装设注油孔堵18。太阳齿轮轴前轴承19和太阳齿轮轴中间轴承32均可采用单列向心轴承，太阳齿轮轴后轴承8则可采用双列向心轴承；行星齿轮构架前轴承26和行星齿轮构架后轴承31均可采用单列向心轴承；行星齿轮轴承17可采用双列滚子轴承；行星轨道内齿轮端部套轴轴承34可采用单列向心轴承。柱形永磁体11和12最好选用最新高导磁性材料，而动力磁盘13、可调动力磁盘10及太阳齿轮轴3必须选用非导磁性材料。
为了增大本实用新型的功率输出，还可根据实际需要，增加安装在同一太阳齿轮轴外部的由可调动力磁盘10和动力磁盘13构成的动力磁盘组的组数，制作成由多组动力磁盘作动力共同推动的大功率高效磁能发动机。
权利要求1.一种高效磁能发动机，具有一机座和与机座固连成一体的呈筒状的机壳，其特征在于(A)、具有一机座和与机座固连成一体的呈筒状的机壳，机座上方还有一与机壳成可拆卸连接且内部互相连通的呈筒状的对接机壳，在机壳的前端开孔外侧连接有可拆卸的前支承端盖，前支承端盖的中心开孔内安装有行星齿轮构架前轴承，在机壳的后端开孔外侧连接有可拆卸的位于对接机壳内的中间支承座盖，中间支承座盖的中心开孔内安装有行星轨道内齿轮端部套轴轴承，在对接机壳的后端开孔外侧连接有可拆卸的后支承端盖，后支承端盖的中心开孔内安装有太阳齿轮轴后轴承；(B)、在机壳内具有一个行星轨道内齿轮，行星轨道内齿轮的后端部套轴座落在中间支承座盖上的行星轨道内齿轮端部套轴轴承内并伸出在中间支承座盖外侧，行星轨道内齿轮的中心开孔内从后向前依次安装有太阳齿轮轴中间轴承和行星齿轮构架后轴承，在行星轨道内齿轮前方的机壳内具有一行星齿轮构架，行星齿轮构架的前端部套轴座落在前支承端盖上的行星齿轮构架前轴承内，行星齿轮构架的后部伸进行星轨道内齿轮的中心开孔且后端部套轴座落在行星齿轮构架后轴承内，行星齿轮构架上固连有绕圆周作均匀分布且数量至少为三根的行星齿轮轴，每根行星齿轮轴上均通过行星齿轮轴承套装有行星齿轮，每个行星齿轮均与行星轨道内齿轮的内齿圈相啮合，行星齿轮前方的行星齿轮构架的中心开孔内装有太阳齿轮轴前轴承，太阳齿轮轴前轴承前方的行星齿轮构架的中心开孔内装有与行星齿轮构架相固连且伸出在行星齿轮构架前端开口之外的输出轴，在前支承端盖外侧连接有一个可拆卸的套在输出轴上的前轴承压盖；(C)、一根穿进行星轨道内齿轮的中心开孔且座落在太阳齿轮轴中间轴承内的太阳齿轮轴，其齿轮部与行星齿轮构架上的几个行星齿轮均相啮合，其前端轴部伸进并座落在行星齿轮构架上的太阳齿轮轴前轴承内，其中间轴部位于对接机壳内，其后轴部座落在后支承端盖上的太阳齿轮轴后轴承内且伸出该后支承端盖外，在该伸出端轴上套装有连接在后支承端盖上并可拆卸的后轴承压盖，在后轴承压盖外的该太阳齿轮轴尾端上还固连有一飞轮；(D)、在中间支承座盖后方的行星轨道内齿轮后端部套轴的伸出端上紧固套连有一个位于对接机壳内的动力磁盘，动力磁盘的中心开孔内装有一通过轴向花键套连在太阳齿轮轴上且与动力磁盘的内壁之间留有一定气隙的可调动力磁盘，可调动力磁盘内沿径向开设有绕圆周作均匀分布且数量至少为三个的永磁体嵌入孔，每个永磁体嵌入孔内均嵌置有带有尖端的柱形永磁体，且其尖端朝向可调动力磁盘外，在动力磁盘内斜向开设有绕圆周作均匀分布且数量至少为三个的永磁体斜向嵌入孔，每个永磁体斜向嵌入孔的中心轴线与过该中心轴线跟可调动力磁盘外圆相交点的切线之间的夹角为小于90°的锐角，在每个永磁体斜向嵌入孔内均嵌置有带有尖端的柱形永磁体，且其尖端朝向动力磁盘内，在可调动力磁盘的后部装有能将可调动力磁盘沿轴向移动位置的起停操作装置。
2.根据权利要求1所述的高效磁能发动机，其特征在于，前轴承压盖与前支承端盖之间，前支承端盖与机壳之间，对接机壳与机壳之间，中间支承座盖与机壳之间，后支承端盖与对接机壳之间，以及后轴承压盖与后支承端盖之间，均采用紧固螺丝形成可拆卸连接。
3.根据权利要求1所述的高效磁能发动机，其特征在于，输出轴采用联接键与行星齿轮构架相固连。
4.根据权利要求1所述的高效磁能发动机，其特征在于，飞轮通过联接键和防松螺丝与太阳齿轮轴尾端部相固连。
5.根据权利要求1所述的高效磁能发动机，其特征在于，在机壳上开设注油孔并在注油孔上装设注油孔堵。
6.根据权利要求1所述的高效磁能发动机，其特征在于，太阳齿轮轴前轴承和太阳齿轮轴中间轴承均采用单列向心轴承，太阳齿轮轴后轴承采用双列向心轴承；行星齿轮构架前轴承和行星齿轮构架后轴承均采用单列向心轴承；行星齿轮轴承采用双列滚子轴承；行星轨道内齿轮端部套轴轴承采用单列向心轴承。
7.根据权利要求1所述的高效磁能发动机，其特征在于，装在可调动力磁盘后部的起停操作装置由起停推动拨杈、操纵杆转轴、操纵杆转轴轴套及操纵杆连接组成。
专利摘要高效磁能发动机由机座、机壳、对接机壳、前与后支承端盖、前与后轴承压盖、中间支承座盖、装有柱形永磁体的动力磁盘和可调动力磁盘、起停操作装置、太阳齿轮轴、飞轮、行星齿轮及齿轮轴、行星齿轮构架、行星轨道内齿轮、输出轴及轴承件等构成。该机采用两只磁盘作动力,带动太阳齿轮轴和行星齿轮系统运转,使输出轴带动外部机械作功,同时还给输出轴以自激式正反馈,因而获得高效输出。该机能方便地更换磁场强度已减弱的永磁体。
文档编号H02N11/00GK2459819SQ01213220
公开日2001年11月14日 申请日期2001年1月5日 优先权日2001年1月5日
发明者姚大华 申请人:姚大华, 陈跃进