[发明专利]车轮平动传动机构

说明书

一种车轮平动传动机构，由主轴（1）、从轴（2）、星轮（3）、弹性体（4）、轴承（5）和从轴法兰盘（6）构成；与从轴法兰盘（6）同轴相连的从轴（2）通过轴承（5）设在主轴（1）上并可相对转动，由弹性体（4）一端与两半短圆柱体组成的星轮（3）均设在主轴圆凹槽（7）内并可自转，弹性体（4）另一端均设在从轴矩形凹槽（8）内；引擎变速箱作用主轴（1）旋转，通过星轮（3）、从轴矩形凹槽（8）啮合弹性体（4）两端在弹力腔内产生同步周期性弹性弯矩作用，并伴有星轮（3）相对主轴圆凹槽（7）的同步周期性自转，由从轴法兰盘（6）驱动车轮在路面上产生平动摩擦和平衡增力作用，该传动机构能够增大汽车驱动功效、节能环保。

技术领域

本发明是汽车动力技术领域的一项应用基础研究，主要涉及汽车、列车等轮式机动交通运输工具的动力技术领域。

背景技术

本发明以PCT发明专利《车轮平旋传动机构(PCT/CN2019/122981)》为基础，把组合星轮设计改装在主轴上，以实现车轮转动转化成平动的发明目标，旨在从根本上解决现有汽车动力技术的节能环保问题等，并创建系统的车轮平动力学理论(发明理论定义)，推动汽车技术的进步发展。

现有车轮转动力学理论(新定义)认为，引擎驱动汽车加速时，车身和车轮为主体，路面为客体；引擎作用车轮是汽车惯性运动系统的内力，车轮与路面的摩擦附着力(滚动静摩擦力)则是汽车加速运动的主要作用外力，该外力作用极值就是汽车动力技术瓶颈。据此理论，人们自然不再会深究车身、车轮之间的相对运动与相互作用，都会关注车轮与路面的摩擦外力作用，但对于车身和车轮相对于路面的施力、受力作用关系，却鲜有人研究关注。因此，导致汽车动力学基础理论一直没有取得突破性的研究进展。

其实，车轮驱动、车轮制动，均属汽车动力学范畴的问题，都是关于“车身、车轮、路面”相对运动与相互作用的三体动力学问题(存在周期解)。从运动学来看，引擎驱动汽车加速时，车身相对路面平动、车轮相对车轴转动，并在路面上滚动，具有“平动+转动+滚动”的多体复合运动特性。针对此运动特性，本发明设计了一种把车轮转动转化为平动的传动机构，即通过该机构，汽车引擎驱动车轮向后摩擦路面时，车轮相对车轴产生既有正向转动又有相对反向转动的平动运动，使车轴能够主动施力作用车轮并向后摩擦路面，从而形成车轮力矩作用平衡和平衡增力作用，因此大幅提升汽车引擎的驱动功效。然而，汽车引擎通过现有传动机构驱动车轮转动并向后摩擦路面、向前加速滚动时，车轮形成的力矩平衡作用，只能由车轮向前施力作用车轴，使车身相对路面处于前向被动受力状态，因而形成不了平衡增力作用。这既是基于现有动力学理论的传统汽车技术路线无法解决汽车节能环保难题的根本原因，也是汽车制动安全问题无法解决的主因！

发明内容

为了实现车轮平动驱动发明目标、突破现有汽车技术瓶颈、解决汽车节能减排问题，在PCT发明专利《车轮平旋传动机构(PCT/CN2019/122981)》的设计结构基础上，本发明针对其组合星轮的安装位置、弹性长方体的安装方式，进行设计修正：

车轮平动传动机构，包括一个柱状主轴、一个筒状从轴、一个从轴法兰盘、组合星轮、弹性长方体和轴承。从轴通过轴承安装在主轴上，并有相对转动功能。主轴一端与引擎变速箱输出轴连接，在主轴另一端面圆周上，均布轴横向截面为圆形、轴向向外开放的圆凹槽，并在该圆凹槽上都设置一对径向向外、径向向内的开口，该对开口都是轴向向外开放、轴纵向截面为矩形。在从轴一端的圆环面上，均布轴向向外开放、径向开口向内、轴横向截面和轴纵向截面皆为矩形的矩形凹槽，并在该矩形凹槽的开口上都设置一个轴向向外开放、径向开口向内、轴纵向截面为矩形、轴横向截面为喇叭形的矩形喇叭口。在主轴圆凹槽内，都设置一个由弹性长方体一端与两半短圆柱体插接组成的组合星轮并有相对自转功能，弹性长方体的另一端分别插接安装在从轴矩形凹槽内，使弹性长方体在由主轴、从轴、轴承和从轴法兰盘共同构成的约束弹力腔内同时产生弹性弯矩作用形变。均布矩形凹槽的从轴一端，通过轴向螺栓与从轴法兰盘同轴连接，从轴法兰盘与车轮轮毂转轴同轴连接。