[发明专利]一种杠杆传动省力机构

说明书

本发明涉及机械传动，具体说是把杠杆原理运用到四杆机构中将杠杆作为传动机件。

已知机械传递运动和动力的方式很多，如带传动、链传动、齿轮传动、轴传动等。在这些机械传动中，其轴和传力构件尺寸大小都是固定不变的，也就是说在原动力和传动比一定的情况下，传递的动力和速度也是不变的，因此不能达到在传动比相同的情况下，用同样的力使传递的运动和动力增加，在传递相同的运动和动力的情况下更省力。

在先专利申请CN1143587A公开一种杠杆传动自行车，这种传动机构是四杆机构中的曲柄摇块式的，其杠杆支点(摇块)是不移动的，虽说较链传动从结构上能省点力，但仍没有大的突破，不能实现成倍省力。

本发明的目的是提供一种可移动杠杆支点来变动重臂的杠杆省力传动机构，达到和其他传动机械相比，在传动比相同的情况下用同样的动力使其传递的运动和动力增加，在传递相同的运动和动力的情况下更省力。

本发明的目的是这样实现的：众所周知，杠杆有四两拨千斤的作用，在很多机械中被采用，如滑轮、带传动、链传动、齿轮传动等，实际上都是杠杆原理的具体运用，但是在这些传动中力臂、重臂和支点的距离都是固定不变的，其传递的力也是定值的。本发明是将杠杆原理用到四杆机构的曲柄滑块机构中，通过主动曲柄转动带动杠杆(连杆)以支点(滑块)为圆心上下摆动，来压动从动曲柄转动。因杠杆的长度是不变的，故支点只能移动才能实现主动曲柄和从动曲柄的转动，由于主动曲柄长，向前转动带动杠杆移动的距离不断变长，而被杠杆压动的从动曲柄短，重臂移动的距离不断变短，根据杠杆原理：重量×重臂＝力×力臂，在重量和力臂不变的情况下，杠杆作功时重臂变短，不作功时(回转)重臂变长，因而可以达到省力。以链传动为例，假设大链轮半径为240mm，小链轮半径为80mm，其传动比为3，同时可以省3倍的力，以大链轮相同半径的曲柄滑块机构240mm的原动曲柄为垂边，斜边连杆长度取600mm，底边机架长度为510mm即为直角三角形，从斜边连杆(杠杆)向下400mm处作平行于原动曲柄的平行线相交于底边，就得到二个相似三角形，根据有一边平行的相似三角形对应边成比例的关系得到平行边长为80mm交于底边机架距曲柄轴长为340mm，以80mm为从动曲柄长，底边架机距原动曲柄轴340mm处为从动曲柄轴，就得一杠杆比为3。此时从动曲柄与小链轮的省力完全一样，如以传动比为3的齿轮相匹配，其运动速度也完全一样。向前转动原动曲柄与机架重叠，必然杠杆也压动从动曲柄与机架重叠，此时杠杆支点在机架上向前也移动了240mm，而杠杆力点到支点的距离(力臂)不变，还是600mm，杠杆支点在机架上移动到600mm-240mm＝360mm，也就是距从动曲轴360mm-340mm＝20mm处，从动曲柄重点只移动80mm，此时重臂为80mm+20mm＝100mm，得杠杆比为600mm÷100mm＝6倍，也就是说可以比链传动多省一倍的力。下面详细叙述实现的技术方案。

所述杠杆传动省力机构，是将一对相同曲柄滑块机构方向相反错位对称垂直置于同一曲轴上，使相连曲轴的两个机架在同侧的同一平面上，在两机架(也可合并为一根)上相同的距离，再安装一根平行曲轴，第二对曲柄的长度要在第一对曲柄转至上下死点两根连杆也到上下死点时，开始接触第二对曲柄上下端曲柄臂，曲柄臂被杠杆压着可以转动，其第二根曲轴距第一根曲轴的距离要大于第二对曲柄单根曲柄的长度，同时还要大于第一对曲柄的长度减去第二对曲柄的长度；相同两根连杆的长度要大于第一对曲柄之和减去第二对曲柄单根之差所得长度，同时还要大于第一对曲柄一根的长度加两根曲轴之间的距离。以两根连杆分别为一对杠杆，曲轴滑块机构一对曲柄上相同距离两点连接连杆的铰链为力点，机架中间一对曲柄两端的曲柄臂为重点，滑块为支点，直线机架为支点的滑轨支承梁，组成一对杠杆传动机构。除机架中间一对曲柄的曲轴安装在直线机架上外，也可低于或高于机架安装；除两对曲柄垂直于机架来决定杠杆的长度外，还可两对曲柄竖直平行于机架的任何角度决定杠杆的长度。