《磁性齿轮》－第五届－中国宋庆龄基金会少年儿童发明奖

《磁性齿轮》

来源：发布时间：2007-12-30 浏览次数：1170

金奖

作品名称：《磁性齿轮》
四川黄星昱

作品说明

 磁性齿轮发明实验报告
                   四川省绵阳南山中学双语学校初中1·5班  黄星昱
                                             辅导教师    黄强锐
一、	发明选题原因和目的
    我喜欢玩磁铁，对磁铁之间不接触能够相互吸引或推斥的特点非常感兴趣。2003年8月的一天，我在家玩四驱车安装齿轮时，产生一个想法：利用磁铁制作齿轮不用接触来传递转动力，这样摩擦小、不用润滑油、安装方便，会有不少优点的。
    所以想发明一种不用接触来传递转动力的的新型齿轮——磁性齿轮(磁力传动轮)。
二、	发明设计原理
    利用磁铁（体）的同名磁极相互推斥、异名磁极相互吸引的原理设计制作齿轮，利用磁力（不接触）隔空来传递转动力。
最先的想法如图所示：
                         是圆铁片（轮）
                         是强磁铁（体）
三、	发明实验器材
本发明（磁性齿轮）实验需要：
1、	磁性强的小磁体20颗（黄豆或绿豆般大小）；
2、	圆形铁片（轮）2个（壹元和伍角硬币般大小各一）；
3、	长5厘米左右的粗铁丝2根（直径3—5MM）；
4、	快干胶1瓶；
5、	支架固定物；
6、	电钻；
7、	实验费用计划30元。
（我买小磁体用了20元，每颗1元）
四、	发明实验方案过程
    方案一：利用异名磁极相互吸引的原理设计制作
磁北极沿轮的径向排列          磁南极沿轮的径向排列
实验结果: 能够传递转动,但是齿与齿的传、转动对应不好，容易滑动。
    方案二：利用同名磁极相互推斥的原理设计制作
磁北极沿轮的径向排列            磁北极沿轮的径向排列
实验结果: 能够传递转动,但是转动不够平稳，传动效果也不够好。
    最终设计方案：磁极沿轮的径向交错排列（磁体为偶数个）
磁北极（N）、磁南极（S）沿轮的径向交错排列 
注：两个齿轮靠得越近，传动的转动力越大；相距越远，传动的转动力越小（齿轮容易打滑）    
实验结果: 齿与齿的传、转动对应好，传动效果好，实验达到发明设计目标，发明成功。
五、	本项发明优点和科学性、先进性、实用性
本发明的优点：
    本发明由强力稀土磁铁和圆铁片等材料设计制作而成，利用磁力不接触隔空传递转动力，具有如下优点：1、过载不打齿；2、不用润滑油；3、摩擦小、磨损小；4、隔离密封性好；5、防震；6、隔热；7、可以快速离合,变速调制快；8、磁性齿轮之间连接距离宽、角度范围大；9、可以多级传动；10、机械设计灵活，齿轮安装方便。
    本发明可广泛用于各种机械设备中，特别适合制造食品、纺织机械等设备（避免润滑油污染问题）以及其它特殊机械设备。
科学性：
    利用异名磁极相互吸引、同名磁极相互推斥的原理设计发明，具有科学性。 
先进性：
    磁性齿轮不接触传动具有：不打齿、不用润滑油、摩擦小、隔离密封效果好、防震、隔热、传动设计方便等优点。 
实用性：
    磁性齿轮具有独特的、显著的优点，在机械传动装置中实用性强。磁性齿轮具有独特的、显著的优点，在机械传动装置中实用性强。
六、	注解
1、	本发明在第十九届全国青少年科技创新大赛中荣获一等奖
2、	本发明经中科院成都分院信息中心查新证实具有新颖性

发明小故事

 玩出来的发明——磁 性 齿 轮
                   四川省绵阳南山中学双语学校初中1·5班  黄星昱
                                             辅导教师    黄强锐
    2004年是一个令人终身难忘的一年，是一个记录着我欢乐、成功、喜悦的一年。在这一年里，我发明的磁性齿轮荣获全国青少年科技创新大赛发明金奖，并荣获茅以升科学技术奖——全国少年科技奖；在这一年里，我当选为中国少年科学院第三届小院士。
    话说磁性齿轮——那是一项玩出来的发明……
    2003年8月的一天，我在家先玩了会磁铁，平时对磁铁之间不接触能够相互吸引或推斥的特点就非常感兴趣。后来又玩四驱车，玩着玩着，在安装四驱车齿轮时，我突然产生一个想法：利用磁铁制作齿轮不用接触来传递转动力，这样摩擦小、不用润滑油、安装方便，该多好啊！
    于是，我便准备实验制造这种"磁性齿轮"。首先我把家里的那些磁铁，和在一些小店里买的那些所谓的"强力磁铁"拿来试验，结果由于磁铁大小不一，个数少，磁性也太弱，制作也就遇到了困难，实验陷入失败的僵局。后来，从老师那里得知，街上一家五金店里有卖强力小磁铁的，听说后我立即去买了二十颗，在找到所需的其它材料后，开始新的一轮实验制作，经过反复实验，修改，我的发明——磁性齿轮(磁力传动轮)总算成功啦！