一種通過改變力臂來變更扭矩的傳動裝置的制作方法

本實用新型屬于傳動裝置技術領域，具體涉及一種通過改變力臂來變更扭矩的傳動裝置。

背景技術：

扭矩，也稱為轉矩，在物理學中就是特殊的力矩，等于力和力臂的乘積。在作用力大小和作用點位置不變時，由于作用點與支點之間的距離固定不變，即力臂的長度不變，若想提高扭矩，需要增加杠桿的長度來實現。在一些場合，如風機、螺旋槳或水力發動機組等場合，在扇葉旋轉過程中，在迎風方向上或迎水流方向上，即沖擊扇葉做功的情況下，扇葉距離轉軸越遠，產生的扭矩就越大，功率輸出大，但在反方向上，如果同樣在相等作用力的情況下，阻力產生的力矩也會非常大，為了克服上述阻力，人們通過更改扇葉形狀來實現，雖然降低了反向扭矩，但仍然消耗了非常多的能量，降低了能量轉化率。

又如在發動機的活塞上升的過程中，自行車的踏板上升的過程中，均處于復位過程，并不做功，因此在該類機構中，無論在做功時，還是不做功時，以傳動軸為圓心，力臂長度始終保持不變，做功時產生的扭矩不變，因此輸出的扭矩有限。

技術實現要素：

本實用新型要解決的問題就是提供一種力臂可以變化、提高能量轉化效率的通過改變力臂來變更扭矩的傳動裝置。

為解決上述問題，本實用新型一種通過改變力臂來變更扭矩的傳動裝置采用的技術方案為：包括傳動軸，在傳動軸上設置有轉動桿，在所述轉動桿上設置有滑動體，在所述傳動軸外側設置有底座，在所述底座上設置有導向滑道，所述導向滑道內某個位置到傳動軸的距離隨著該位置所對應的以傳動軸圓心的圓心角度數的變化而變化，所述滑動體位于所述導向滑道內，位于所述傳動軸一側的所述轉動桿與傳動軸固定而位于滑動體一側的所述轉動桿與滑動體活動連接；或者位于所述傳動軸一側的所述轉動桿與傳動軸活動連接而位于滑動體一側的所述轉動桿與滑動體固定；再或者所述轉動桿與所述傳動軸及所述滑動體都是活動連接且在所述轉動桿的兩端有擋體；亦或者所述轉動桿與所述傳動軸及所述滑動體都是固定連接且所述轉動桿中部是伸縮結構。

其附加技術特征為：

在所述傳動軸上設置有第一通孔，所述的轉動桿插入所述的第一通孔內，在所述滑動體上設置有第二通孔，所述轉動桿插入所述的第二通孔內；

在所述第一通孔內設置有第一滾珠軸承，或者在所述第二通孔內設置有第二滾珠軸承；

所述導向滑道為圓形，所述傳動軸偏離該導向滑道的圓心；

所述導向滑道為橢圓型、心形。

本實用新型所提供的一種通過改變力臂來變更扭矩的傳動裝置與現有技術相比，具有以下優點：其一，由于包括傳動軸，在傳動軸上設置有轉動桿，在所述轉動桿上設置有滑動體，在所述傳動軸外側設置有底座，在所述底座上設置有導向滑道，所述導向滑道內某個位置到傳動軸的距離隨著該位置所對應的以傳動軸圓心的圓心角度數的變化而變化，所述滑動體位于所述導向滑道內，位于所述傳動軸一側的所述轉動桿與傳動軸固定而位于滑動體一側的所述轉動桿與滑動體活動連接；或者位于所述傳動軸一側的所述轉動桿與傳動軸活動連接而位于滑動體一側的所述轉動桿與滑動體固定，再或者所述轉動桿與所述傳動軸及所述滑動體都是活動連接且在所述轉動桿的兩端有擋體；亦或者所述轉動桿與所述傳動軸及所述滑動體都是固定連接且所述轉動桿中部是伸縮結構，根據不同場合的需要，可以將作用力的作用點設置在滑動體上，當需要在傳動軸輸出扭矩時，使滑動體遠離傳動軸，此時作用力的力臂變長，在作用力不變的情況下，其扭矩大大增加，當傳動軸不輸出扭矩或反向作用力較小時，可以將滑動體移動至貼近傳動軸，作用力的力臂變小，這樣，在作用力大小不變的情況下，反向扭矩較小，降低了傳動軸的反向阻力扭矩，提高了能量轉化效率；其二，由于在所述傳動軸上設置有第一通孔，所述的轉動桿插入所述的第一通孔內，在所述滑動體上設置有第二通孔，所述轉動桿插入所述的第二通孔內，在滑動體沿導向滑道移動過程中，由于滑動體與傳動軸之間的距離發生變動，轉動桿可以與第二通孔固定，通過在第一通孔內來回移動來實現滑動體與傳動軸之間的距離變化，轉動桿也可以與第一通孔固定，通過在第二通孔內來回移動來實現滑動體與傳動軸之間的距離變化，這樣使用更加方便；其三，由于在所述第一通孔內設置有第一滾珠軸承，或者在所述第二通孔內設置有第二滾珠軸承，這樣，轉動桿在第一通孔或者在第二通孔內移動時的阻力大大降低，提高了轉化效率；其四，由于所述導向滑道為圓形，所述傳動軸偏離該導向滑道的圓心，對用于自行車、風扇等場所來說，使用更加舒適方便；其五，由于所述導向滑道為橢圓型、心形，使用更加方便，當然導向滑道也可以根據使用場合不同設計成為其它封閉的形狀。

附圖說明

圖1為本實用新型一種通過改變力臂來變更扭矩的傳動裝置的結構示意圖；

圖2為滑動體處于遠離傳動軸位置的一種通過改變力臂來變更扭矩的傳動裝置的結構示意圖；

圖3為滑動體處于靠近傳動軸位置的一種通過改變力臂來變更扭矩的傳動裝置的結構示意圖；

圖4為轉動桿及第一通孔和第二通孔處的剖面圖；

圖5為導向滑道為橢圓形的一種通過改變力臂來變更扭矩的傳動裝置的結構示意圖；

圖6為導向滑道為心形的一種通過改變力臂來變更扭矩的傳動裝置的結構示意圖；

圖7為用于風力發電機傳動機構的結構示意圖；

圖8為用于自行車傳動機構的結構示意圖；

圖9為內燃機傳動機構的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型一種通過改變力臂來變更扭矩的傳動裝置的結構和使用原理做進一步詳細說明。

如圖1所示，本實用新型一種通過改變力臂來變更扭矩的傳動裝置的結構示意圖，本實用新型一種通過改變力臂來變更扭矩的傳動裝置包括傳動軸1，在傳動軸1上設置有轉動桿2，在轉動桿2上設置有滑動體3，在傳動軸1的外側設置有底座4，在底座4上設置有導向滑道5，導向滑道5內某個位置到傳動軸1的距離隨著該位置所對應的以傳動軸圓心的圓心角度數的變化而變化。也就是說，以傳動軸1為圓心以任意半徑畫圓，導向滑道5上的每個點不是在該圓的半徑上就是在該圓的半徑延長線上，即導向滑道上的每個點都對應該圓的一個圓心角，每個點到傳動軸1的距離隨著該圓圓心角度數的變化而變化。滑動體3位于導向滑道5內，如圖2所示，對于圓形導向滑道5來說，此時滑動體3處于遠離傳動軸1的位置，如圖3所示，此時滑動體3處于靠近傳動軸1的位置。位于傳動軸1一側的轉動桿2與傳動軸定而位于滑動體3一側的轉動桿2與滑動體3活動連接。或者位于傳動軸1一側的轉動桿2與傳動軸1活動連接而位于滑動體3一側的轉動桿2與滑動體3固定。如圖5所示，轉動桿2與傳動軸1及滑動體3都是活動連接，在轉動桿1的兩端有擋體15。亦轉動桿2與傳動軸1及滑動體3都是固定連接，轉動桿2的中部是伸縮結構。根據不同場合的需要，可以將作用力的作用點設置在滑動體上，當需要在傳動軸1輸出扭矩時，使滑動體3遠離傳動軸1，此時作用力的力臂變長，在作用力不變的情況下，其扭矩大大增加，當傳動軸1不輸出扭矩或反向作用力較小時，可以將滑動體移動至貼近傳動軸，作用力的力臂變小，這樣，在作用力大小不變的情況下，反向扭矩較小，降低了傳動軸的反向阻力扭矩，提高了能量轉化效率。

在傳動軸1上設置有第一通孔6，轉動桿2插入第一通孔6內，在滑動體3上設置有第二通孔7，轉動桿2插入第二通孔7內，在滑動體3沿導向滑道5移動過程中，由于滑動體3與傳動軸1之間的距離發生變動，轉動桿2可以與第二通孔7固定，通過在第一通孔6內來回移動來實現滑動體3與傳動軸1之間的距離變化，轉動桿2也可以與第一通孔3固定，通過在第二通孔7內來回移動來實現滑動體3與傳動軸1之間的距離變化，這樣使用更加方便。

如圖4所示，在第一通孔6內設置有第一滾珠軸承8，或者在第二通孔7內設置有第二滾珠軸承9，這樣，轉動桿2在第一通孔6或者在第二通孔7內移動時的阻力大大降低，提高了轉化效率。

如圖1、圖2和圖3所示，導向滑道5為圓形，傳動軸1偏離該導向滑道的圓心，對用于自行車、風扇等場所來說，使用更加舒適方便。

如圖5所示，導向滑道5可以為橢圓型，還可以為如圖6所示的心形，使用更加方便，當然導向滑道也可以根據使用場合不同設計成為其它封閉的形狀。

如圖7所示，為用于風力發電機傳動機構的結構示意圖，風扇10位于滑動體3上，傳動軸1與風力發電機的轉子連接，在風扇10處于帶動轉子轉動做功時，風扇10位于遠離轉子的一端，扭矩增大，功率輸出大，在風扇受力處于阻止轉子轉動時，風扇10位于靠近轉子一端，在同樣阻力情況下，風阻產生的扭矩大大降低，提高了能量轉化效率。

如圖8所示，為用于自行車傳動機構的結構示意圖，將一個腳蹬11位于滑動體3上，將另一個腳蹬12位于轉動桿2的另一側，傳動軸1與自行車的中軸連接，在腳蹬11由上至下運行中，腳,11位于遠離中軸的一端，扭矩增大，功率輸出大，而另一個腳蹬12正好位于腳蹬上行區間，此時，該腳蹬12位于靠近中軸一端，在同樣阻力情況下，扭矩大大降低。

如圖9所示，為內燃機傳動機構的結構示意圖，將與活塞13連接的活塞連桿14的另一端與滑動體3連接，傳動軸1與輸出轉子連接。活塞向下運動做功，活塞向上運動復位，力臂的長度變化周期與滑動體3沿著導向滑道5的軌跡運動周期相同，也與做功、復位的變化周期相同，在做功的過程中，滑動體3位于遠離轉子的一端，扭矩增大，功率輸出大，復位的過程中，滑動體3位于靠近轉子一端，力臂處于較小的狀態；在活塞行程不變和排量不變的情況下能夠產生更大的扭矩，從而提高發動機的輸出扭矩。

本實用新型的保護范圍不僅僅局限于上述實施例，只要結構與本實用新型一種通過改變力臂來變更扭矩的傳動裝置結構相同，就落在本實用新型保護的范圍。