主动差速齿轮组合的制作方法
【专利说明】主动差速齿轮组合
[0001]第一次世界大战出现了一种叫“坦克”的新式战车,这是一种采用通行性优于“轮”式的“履带”式车辆。按其发明履带时的设想,在进行中转弯的办法是使二边的履带产生差速,但是当时却没有齿轮的差速技术可以利用,所以只能采用离、合动力的操作方式直至今日,齿轮差速与齿轮无级变速一样竟成了世界难题。
[0002]一、难题的难:
[0003]难点首先是材料和结构,因为正心结构的齿轮周边各齿都是等规的,旋转中只能出一个速度,钢铁制造的齿轮要改变半径是不可能的,这就是难点之一。其二是理论概念上的难,至今人类还没有发现圆的二种构成和旋转模式之外,有另一种构成和旋转模式可以定点利用大、小二个不同速度的圆。从理论概念上来讲其难点的根源,申请人认为是在原始几何学发展到现代平面几何学时,在概念上对偏心圆的认知从逻辑关系上钻牛角尖而走入了死胡同。本来圆周的存在是由于半径的展开,没半径就没有圆周,在偏心圆上也是这样,由于偏心点是在直径线上,二个不等半径之和等于直径线,所以其半径展开是从最小(大)半径序列展开至最大(小)半径,过了直径线又从最大(小)半径序列展开至最小(大)半径(在直径线上、直径线二边成对称状),这是等规圆周偏心后的半径构成,而序列展开的半径是徐列(无级)的。而现在平面几何里只有直径线上不等的二个半径(充足理由是垂直于切线),而其它圆周上任一点与偏心点的连线都不是半径(这就是钻的牛角尖)。
[0004]请看图1:偏心圆图,这是现代平面几何的偏心圆图,偏心点B是从直径线上的正心点A移过来的,这就成了 “偏心圆B”图上只有小半径BR及大半径BR1 二个半径,并且很明确表示没有其它的半径,否定了偏心圆整体上的半径构成,这就是偏心圆半径构成的一个“技术盲区”,更是绝缘了对偏心圆半径构成后的想象空间。所以过去对偏心圆旋转模式(圆动规不动的顺规旋转)的机械物理考量,只利用了它的长短半径(如凸轮)。
[0005]二、更新概念的理论:
[0006]如果认清了偏心圆构成的诸元:等规的圆周、直径线和偏心点、构成的半径这三要素后,是不是可以重新设定偏心圆另一种旋转模式呢?申请人发现可以执行“规动圆不动的变规旋转”模式(圆不动是圆的位置不移动,其旋转还是照样旋转)。这也是圆的偏心旋转:圆周不准二维移位、直径不随圆周旋转,圆的旋转是根据整体构成的半径凑合定位的圆周规迹,在旋转中变换自己的位置也改变了自己的长度,而这个长度是在其换位前其前边半径的长度,这就是圆偏心旋转中半径的“变规”。这种“规动圆不动的变规旋转”的圆偏心旋转,直径是不随圆旋转的,所以圆心在旋转中可以在直径线上移动(任意左右大小),其构成大小半径的直径线就是变规旋转半径的起始线和终复线,所以变规时是从直径上的最大(小)半径开始变规至最小(大)半径,过了直径从最小(大)半径变规至直径上的(回到原位)最大半径(周而复始的变规)。对这种变规旋转的机械物理考量是圆周上线速度的大小和变化,这也认识到直径两端在偏心变规旋转时可以有二种不同的线速度(差速)是可以利用的。
[0007]现在用图2 偏心圆半径走向图”来说明“变规”和“线速度”的快慢不同点。现有等规圆A圆周同时通过R、R4 二个点,圆内在直径线RR4上有A、B、C三个圆心,现将圆心A移至圆心C构成“偏心圆C” (也可以移至B成为偏心圆B),圆周同样必须通过R、R4 二个点。将C点作圆心角8个等分角并画上转向矢标,则:0?4、0?3、0?2、0?及1^4另一边的(CR1)、(CR2)、(CR3)都是“偏心圆C”的半径构成。如果按平面几何偏心圆的“圆动规不动”的“顺规旋转”圆周要通过R、R4 二个设定点,肯定是转不动的。但是在执行“变规”的模式后就转得动,而且出现在同一个圆上半径不同其线速度也不一样,这种线速度是半径在旋转中在定位的圆周上出现的,这就是从不随圆旋转的直径RR4上的最小半径CR4开始向CR3旋转时其长度逐渐加长、到CR3位置时就成为CR3,这样的半径变化经CR^CR1直至最大半径CR,过了直径RR4又向(CR1)、(CR2)、(CR3)等半径变去直到最小半径CR4,圆在偏心旋转中半径的位变与量变就是“变规”。在“偏心圆半径走向图”中可以看出R、R1、R2、R3、R4、(R3)、(R2)、(R1)各点因半径不等其线速度也是不等的而且位置也固定不变(在直径线二边成对称状,这是因为直径线上的二个半径是其它半径不断的变规而来),直径线上的二个半径成为可以输出不同线速度的“作用半径”(13)。在图2:上可以看出正心及大小偏心是圆心在直径线上任意移动定点所决定,所以直径RR4可以称为“变速线”(12)在圆心C的二边所形成的CR4为小的“作用半径”(13),在旋转中其线速度就慢、CR为大的“作用半径”(13)其线速度就快,(定理:“角速度与半径的乘积等于线速度”),偏心“变规旋转”能使偏心圆C的圆周同时通过R及R4 二个点(直径线位置不变),这就是“齿轮差速”(也是齿轮无级变速)的理论概念。偏心圆另一种旋转的“技术盲区”到底还是被发现了。
[0008]三、方圆定点:
[0009]“偏心圆半径走向图”虽然将“变规旋转”演示清楚,但是圆心在直径线上移动时其放射形的半径,和旋转中半径的“变规”,用什么样的方式可以控制其长短变化呢?这好象又是一个“世界难题”。所以必须跳出圆的几何图形(数学模型)的圆周、圆心、半径的技术构成模仿。我们中华民族具有“系统性逻辑思维”能力,在圆和方的关系上认为圆能通方、方能通圆,所以哲理的认为:“没有规矩成不了方圆”,其实这也是一个物理学概念,规是半径可以成圆,矩是直角4个直角构成二个对角线相等的图形就是方形(正方形或长方形),在等规圆内结合的就是正方形,这样的内方外圆图形就是可以控制半径(规)的技术基础。有一种作业性数学叫“平面直角坐标”,在地形图上定点就是采用“直角坐标定点法”,根据某地形点的纵横坐标值在正方形的公里网内,用直尺平行于底边按纵坐标值量出并画一条线,再用直尺平行于垂直的邻边按横坐标量出也画一条线,二线垂直的交叉点就是要求的地形点。这种“直角坐标定点法”最可取之处是:垂直交叉的二根线各平行于底边或或邻边进行移动、其交叉点可以布满全方格,也就是其交叉点可以在方格中定点在任一位置上。现在可以作这样的设想:外圆内方的一块板块,内方是一个空腔,在没有圆心构件的情况下,圆周上任一点都不可能产生半径(规)性质的向心线(没有圆心的圆也一样),如果在方腔内有了二根线的交叉点做圆心,这才构成与圆周上任一点连线为半径(规),这就是采用“直角坐标定点法”决定圆心的位置,这就是以“矩”控“规”以“规”制“圆”的技术构成。在本发明中叫“方圆定点法”,其差别在于:坐标定点法是移动二条线产生交点的移动,而“方圆定点法”是以中心轴(线的交叉点)移动才使二根杆(线化杆)移动,详情请看下段文字。
[0010]四、齿轮差速要求的技术构成:
[0011]外圆内方的内方腔里二根平行于二对方边的二条线,化成二根杠杆,其交叉点就是圆心,如果圆心位置是一根“中心轴”呢?是不是移动中心轴就可以使二根杠杆各作平行移动呢?以这样的思路来设计一个关键性的部件。
[0012]请看图3 万心规迹轴总成”(0),其中:主动旋转(动力由发动传来,这里不交待)的“中心轴[主动轴]”(1),轴的中间段因力学需要而加粗部分(或做方形)是“穿辐轴”(2),在穿辐轴(2)轴向垂直的断面平面上开二个相互垂直相邻不相通的、形状为长方形二端为半圆形的“辐杆通孔”(3)断面形状为长方形二端为半圆形的二根“辐杆”(4),将“辐杆”(4)串在“辐杆通孔”(3)里必须使其能非常灵活的滑动,在辐杆(4)的二端是大面形状为梯形的“辐杆头”(5)辐杆头(5)外向面的二端有无轴的“滚轮”(6)各一个,其实现的的功能是装在正方形腔内后“辐杆”(4)是靠“辐杆头”(5)的长度推动“齿环”(7)内腔的边“平行槽”(8)使其旋转(这起到一个键的作用,辐杆两端的辐杆头的对角线长于方边),而“辐杆头”(5)和“滚轮”(6)是保证“辐杆”⑷的平行(槽向)移动。
[0013]请看图4 主动差速齿轮组合”图,“齿环”(7)的构造,其圆周边是“齿带”其内腔是正方形的“齿环内方腔”(9)其方边是槽型的“平行槽”(8)。其中:“万心规迹轴总成”(0)以“辐杆头”(5)和“滚轮”(6)顶装在“齿环”(7)的“齿环内方腔”(9)的“平行槽”⑶内后,就是一只“差速齿轮”(20)。图4:中:“差速齿轮”(20)的传动是以“变速线”(12) 二头的“啮合点”(11)啮合的二只“传动齿轮A” (14)和“传动齿轮B”(15),其动力输出由“输出轴”(16)负担。“差速齿轮”