專利名稱：平動與轉(zhuǎn)動互換的傳動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳動裝置，特別涉及一種平動與轉(zhuǎn)動互換的傳動裝置。
現(xiàn)有的齒條與齒輪傳動裝置如

圖1所示，它與一般的曲柄連桿機構(gòu)相比具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點。當(dāng)齒條1往下平動時，齒輪3逆時針轉(zhuǎn)動，當(dāng)齒條往上平動時，齒輪順時針轉(zhuǎn)動，在這種平動與轉(zhuǎn)動的互換過程中，齒輪3連同其軸則反復(fù)改變旋轉(zhuǎn)方向，而日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中卻經(jīng)常需要的是單方向的連續(xù)轉(zhuǎn)動。因此這種齒條齒輪的平動轉(zhuǎn)動互換的傳動裝置不能廣泛獲得運用。
本發(fā)明提供一種平動與轉(zhuǎn)動互換的傳動裝置，其主要目的是將往復(fù)直線運動，轉(zhuǎn)換為作單方向的連續(xù)轉(zhuǎn)動；其次要目的是將單方向的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成往復(fù)的平移運動。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種平動與轉(zhuǎn)動互換的傳動裝置，包括至少一個沿定位裝置可作往復(fù)直線運動的齒條和至少一個設(shè)置在傳動軸上的齒輪，其特征在于設(shè)置有將該齒條和該齒輪連接的單向接合裝置。
上述的平動與轉(zhuǎn)動互換的傳動裝置，其特征在于該齒輪為部分輪緣設(shè)有齒的不完全齒輪，該不完全齒輪即為單向接合裝置。
上述的平動與轉(zhuǎn)動互換的傳動裝置，其特征在于所述的單向接合裝置包含一對具有長軸孔的軸承座、支承在該軸承座長軸孔的中間軸和設(shè)置在該中間軸上的雙聯(lián)齒輪。
上述的平動與轉(zhuǎn)動互換的傳動裝置，其特征在于所述的單向接合裝置是設(shè)置在傳動軸和齒輪之間的單向軸承。
上述的平動與轉(zhuǎn)動互換的傳動裝置，其特征在于所述的傳動軸上設(shè)置有兩個并列的齒輪，對應(yīng)每一齒輪分別設(shè)置一單向接合裝置和齒條。
上述的平動與轉(zhuǎn)動互換的傳動裝置，其特征在于該兩同軸的一對不完全齒輪上齒的相位差為180°。
上述的平動與轉(zhuǎn)動互換的傳動裝置，其特征在于該齒條的一端設(shè)置有復(fù)位的彈簧。
上述的平動與轉(zhuǎn)動互換的傳動裝置，其特征在于設(shè)置有包含位于兩齒條相向面上的齒和分別與上述齒同時嚙合的齒輪的齒條復(fù)位裝置。
上述的平動與轉(zhuǎn)動互換的傳動裝置，其特征在于外界的直線運動的原動力由齒條輸入，經(jīng)轉(zhuǎn)換成單向旋轉(zhuǎn)動力由傳動軸輸出用于各種旋轉(zhuǎn)作功的場合。
上述的平動與轉(zhuǎn)動互換的傳動裝置，其特征在于外界的單向旋轉(zhuǎn)動力由傳動軸輸入，經(jīng)轉(zhuǎn)換成平移動力由齒條輸出用于各種直線作功的場合。
本發(fā)明保持了原有齒條齒輪機構(gòu)簡單、無運動死點的優(yōu)點外，具有轉(zhuǎn)換成連續(xù)單向旋轉(zhuǎn)運動的特點，而且可以順利地實現(xiàn)運動的反向轉(zhuǎn)換。因此可以在廣泛的領(lǐng)域中應(yīng)用，而且本發(fā)明可以改變原動力的施力方向充分發(fā)揮原動力的有效率。例如在自行車上采用本發(fā)明時，可將現(xiàn)有騎行者雙腳的圓周運動改為上、下往復(fù)運動，符合使力方向充分發(fā)揮腳蹬力，使騎行者不易疲勞。
以下結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作詳細(xì)說明。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是兩套圖1所示結(jié)構(gòu)的組合示意圖。
圖4是本發(fā)明具有齒條復(fù)位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
參照圖2，本發(fā)明包括一個沿定位裝置(圖中省略)可作往復(fù)直線運動的齒條1和一個有固定在傳動軸2的齒輪3a，齒輪3a的周緣不是全部設(shè)齒，而僅僅部份周緣設(shè)有齒4，故該齒輪3a為一不完全齒輪。齒分布的周緣不大于半周。當(dāng)齒條1往下平移時，齒輪3a被帶動作逆時針方向轉(zhuǎn)動；當(dāng)齒條往上平移時，恰好與正轉(zhuǎn)動著的沒有齒的那部分周緣相對，兩者因無齒的嚙合，所以齒輪3a由于慣性仍舊作逆時針方向轉(zhuǎn)動。當(dāng)齒輪3a轉(zhuǎn)完一周，齒條1再次往下平移時，與轉(zhuǎn)輪3上的齒4又重新互相嚙合，如此反復(fù)循環(huán)即可順利地將往復(fù)運動轉(zhuǎn)換成連續(xù)的單向旋轉(zhuǎn)?？梢娚鲜龅牟煌耆X輪就是一種齒條與齒輪間的單向接合裝置。反之同理，齒輪3a的轉(zhuǎn)動可作為主動，齒條1往復(fù)平移可作為被動。
參照圖3，在傳動軸2上設(shè)置一對不完全齒的齒輪3a和3b，該兩個不完全齒輪3a、3b上的齒4a與齒4b的方向相反，即具有相位差180°。這樣可以使傳動軸2獲得平穩(wěn)的轉(zhuǎn)動，減少其脈沖性。參照圖4，在齒條1a和齒條1b的兩相向面上分別設(shè)有齒5a和齒5b，在齒5a和齒5b之間設(shè)有齒輪10，齒輪10有固定軸11，齒輪10周緣的齒分別與齒5a以及5b互相嚙合。齒條1a從最高位往下平移，同時齒5a也往下平動，齒輪3a被齒條1a帶動作逆時針方向轉(zhuǎn)動，齒輪10則被齒5a帶動作順時針方向轉(zhuǎn)動并且通過與其嚙合的齒5b、帶動齒條1b往上平移復(fù)位。在齒條1b往上平移的全過程中，齒輪3b的齒4b與齒條1b的齒互不嚙合，所以不影響轉(zhuǎn)輪3b的逆時針轉(zhuǎn)動，在齒條1a到達最低位的同時齒條1到達最高位，如此完成上半個周期；當(dāng)齒條1b往下平移時，齒輪3b被帶動作逆時針方向轉(zhuǎn)動，齒輪10被帶動作逆時針方向轉(zhuǎn)動并通過與其嚙合的齒5a帶動齒條1a往上平移，同理完成下半個周期。齒條1a和1b交替上、下平移，傳動軸2就持續(xù)保持平穩(wěn)地逆時針方向轉(zhuǎn)動。傳動軸2上可以設(shè)有鏈輪(牙盤)6，在與傳動軸2平行的軸7上設(shè)有鏈輪8，鏈輪6和鏈輪8有鏈條9相連接。軸7則與所需旋轉(zhuǎn)作功的機械相連接。
可以在傳動軸2中部的附近設(shè)置一個構(gòu)成車架的框架，所述的框架包括座管13、下斜管14和框架下部托架點的中接頭12，在齒條1a、1b的下部各設(shè)曲柄16，曲柄16與齒條1a或齒條1b的夾角大于或等于90度，在曲柄的前端設(shè)有腳蹬17，在座管13的上端設(shè)鞍座，還設(shè)一個連接于框架的把手，這樣本發(fā)明可用于各種鍛煉腳腿的健身器。
如再設(shè)輔助下斜管18，輔助下斜管18在下斜管14的上方，齒條1a和1b的上部由定位裝置的定位件19所定位，定位件19左右對稱(圖3中右部省略)，在左、右定位件19之間有橫片20相連，橫片20的中部用固定件15固定于輔助下斜管18(固定件15在圖中省略)。在固定軸11與下斜管14之間設(shè)固定件21。在中接頭12連接有平叉22，增設(shè)一對可轉(zhuǎn)動地在框架前，后側(cè)設(shè)置在框架上的移動車輪，一個連接于框架的轉(zhuǎn)向裝置，則可制成一種具有新型傳動裝置的自行車。這種新型的自行車雙腳不用跟隨曲柄轉(zhuǎn)動，免除無用功，不易疲勞，提高安全性，更符合人體工學(xué)原理，騎行省力、輕快。
參見圖5，本發(fā)明可以在齒條1和傳動軸2上的齒輪3之間設(shè)置包含一對具有長軸孔33的軸承座32、設(shè)置在該軸承座32的軸承孔33內(nèi)的中間軸31和設(shè)置在該中間軸31上的具有齒輪34和35的雙聯(lián)齒輪36的單向接合裝置。當(dāng)齒條1下行時，其向下壓力通過與其嚙合的齒輪34帶動中間軸31在長軸孔33中下行，從而使雙聯(lián)齒輪36中的齒輪35與齒輪3嚙合，從而帶動齒輪3逆時針旋轉(zhuǎn)。當(dāng)齒條1上行時，齒條1與齒輪34的摩擦力足以帶動中間軸31在長軸孔33內(nèi)向上運動，從而使齒輪35與齒輪3分離，傳動軸2連同齒輪3在慣性作用下繼續(xù)作逆時針的單向旋轉(zhuǎn)，傳動軸2上可以設(shè)置鏈輪6，通過傳動鏈和鏈輪8帶動各種需要旋轉(zhuǎn)動力的設(shè)施。如果并聯(lián)設(shè)置兩套上述的結(jié)構(gòu)，其中兩個齒輪3設(shè)置在同一根傳動軸2上，并且兩齒條的動作相位差180°，則傳動軸2的旋轉(zhuǎn)更平穩(wěn)。同樣在兩根齒條1間可以設(shè)置上述的包含設(shè)置在該兩根齒條相向面上的齒和同時與該齒相嚙合的齒輪的齒條復(fù)位裝置。齒條復(fù)位裝置也可以是設(shè)置在齒條一端的復(fù)位彈簧。當(dāng)原動力為旋轉(zhuǎn)運動由傳動軸2輸入時，需增設(shè)一個類似翹板的中間軸移動裝置(圖中未表示)，該翹板～頭與齒條連接，另一頭與中間軸相連。當(dāng)齒輪3通過雙向齒輪36將齒條1向下運動至極點時，該翹板將中間軸31向上抬起使齒輪35離開齒輪3，則齒條1由復(fù)位彈簧向上運動復(fù)位至極點后，翹板又將中間軸31向下運動使齒輪35重新與齒輪3嚙合。這樣就可實現(xiàn)本發(fā)明將單向旋轉(zhuǎn)原動力轉(zhuǎn)換成需要往復(fù)運動作動的場合，例如用于舂米、舂藥、沖裁、打印等場合。
本發(fā)明還可以在傳動軸2和齒輪3之間設(shè)置單向軸承。該單向軸承僅允許齒輪3以一種旋轉(zhuǎn)方向帶動傳動軸2旋轉(zhuǎn)，是一種最簡便的單向接合裝置，它可以輕而易舉地實現(xiàn)本發(fā)明的主要目的。
權(quán)利要求
1.一種平動與轉(zhuǎn)動互換的傳動裝置，包括至少一個沿定位裝置可作往復(fù)平移運動的齒條和至少一個設(shè)置在傳動軸上的齒輪，其特征在于設(shè)置有將該齒條和該齒輪連接的單向接合裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平動與轉(zhuǎn)動互換的傳動裝置，其特征在于該齒輪為部分輪緣設(shè)有齒的不完全齒輪，上述不完全齒輪即為所述的單向接合裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平動與轉(zhuǎn)動互換的傳動裝置，其特征在于所述的單向接合裝置包含一對具有長軸孔的軸承座、支承在該軸承座長軸孔的中間軸和設(shè)置在該中間軸上的雙聯(lián)齒輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平動與轉(zhuǎn)動互換的傳動裝置，其特征在于所述的單向接合裝置是設(shè)置在傳動軸和齒輪之間的單向軸承。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平動與轉(zhuǎn)動互換的傳動裝置，其特征在于該齒條的一端設(shè)置有復(fù)位的彈簧。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平動與轉(zhuǎn)動互換的傳動裝置，其特征在于所述的傳動軸上設(shè)置有兩個并列的齒輪，對應(yīng)每一齒輪分別設(shè)置一單向接合裝置和齒條。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平動與轉(zhuǎn)動互換的傳動裝置，其特征在于該兩同軸的一對不完全齒輪上齒的相位差為180°。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平動與轉(zhuǎn)動互換的傳動裝置，其特征在于設(shè)置有包含位于兩齒條相向面上的齒和分別與上述齒同時嚙合的齒輪的齒條復(fù)位裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平動與轉(zhuǎn)動互換的傳動裝置，其特征在于外界直線運動的原動力由齒條輸入，經(jīng)轉(zhuǎn)換成單向旋轉(zhuǎn)動力由傳動軸輸出用于各種旋轉(zhuǎn)作功的場合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平動與轉(zhuǎn)動互換的傳動裝置，其特征在于外界的旋轉(zhuǎn)動力由傳動軸輸入，經(jīng)轉(zhuǎn)換成平移動力由齒條輸出用于各種直線作功的場合。
全文摘要
一種平動與轉(zhuǎn)動互換的傳動裝置,它包含至少一個沿定位裝置可作往復(fù)平移運動的齒條和至少一個設(shè)置在傳動軸上的齒輪,其特征在于:設(shè)置將該齒條與齒輪連接的單向接合裝置。本發(fā)明可以順利地將往復(fù)運動轉(zhuǎn)換為連續(xù)的單向旋轉(zhuǎn)運動,使用于各種旋轉(zhuǎn)作功的場合。例如利用本發(fā)明的自行車更符合人體工學(xué)原理,騎行省力、輕快而不易疲勞。而且本發(fā)明可以反向使用將旋轉(zhuǎn)的原動力轉(zhuǎn)換為往復(fù)運動,而使用于舂米、舂藥等需要直線作功的場合。
文檔編號F16H19/00GK1370938SQ0110543
公開日2002年9月25日 申請日期2001年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月27日
發(fā)明者吳正德 申請人:吳正德