專利名稱：環(huán)齒條直軸式往復(fù)/旋轉(zhuǎn)互換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造屬于機(jī)器技術(shù)領(lǐng)域，是一種將往復(fù)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的裝置。
現(xiàn)有的將往復(fù)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的裝置，都是采用曲軸(柄)連桿機(jī)構(gòu)，將連桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和曲軸(柄)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。曲軸連桿機(jī)構(gòu)的連桿和曲軸有夾角，運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換中夾角不斷變化，導(dǎo)致如現(xiàn)有的往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)活塞不勻速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞對(duì)氣缸壁側(cè)壓力較大，活塞對(duì)曲軸徑向壓力較大，整機(jī)摩擦力大，沒有理想的定容燃燒時(shí)間，缸徑與沖程的比值不能滿足最佳選擇，廢氣排放須提前，因而熱效率低，機(jī)械效率低，體積大。
本發(fā)明創(chuàng)造的目的是研制一種新型的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換裝置，這種裝置在兩種形式運(yùn)動(dòng)中運(yùn)動(dòng)方向無明顯的夾角變化，應(yīng)用后效率提高。
本發(fā)明創(chuàng)造所采取的技術(shù)方案是采用U型環(huán)齒條隨著推桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)行星齒輪旋轉(zhuǎn)，再通過齒輪的傳遞將行星齒輪的旋轉(zhuǎn)過渡為直軸的旋轉(zhuǎn);利用同樣的方案，也可將直軸的旋轉(zhuǎn)，通過齒輪的傳遞將直軸的旋轉(zhuǎn)過渡為行星齒輪的旋轉(zhuǎn)，行星齒輪帶動(dòng)環(huán)齒條往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)推桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
結(jié)合附圖及實(shí)例進(jìn)一步描述本發(fā)明創(chuàng)造的具體結(jié)構(gòu)特征。


圖1表示本申請(qǐng)所稱的環(huán)齒條直軸式往復(fù)/旋轉(zhuǎn)互換裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2表示圖的A-A向剖視示意圖;
圖3表示圖1的B向示意圖。
參見圖1，圖2，本申請(qǐng)環(huán)齒條直軸式往復(fù)/旋轉(zhuǎn)互換裝置主要由U型環(huán)齒條3，行星齒輪10，行星齒輪6，直軸8，行星齒輪軸9，直軸齒輪5，聯(lián)壁4，推桿1，直軸軸座7，滾輪11，導(dǎo)軌2組成。
行星齒輪10與U型環(huán)齒條3嚙合，行星齒輪6與行星齒輪10同裝于行星齒輪軸9，行星齒輪6與直軸齒輪5嚙合，直軸齒輪5安裝在直軸8上;在直軸8和行星齒輪軸9上至少設(shè)置一塊聯(lián)臂4，聯(lián)臂4設(shè)有兩個(gè)軸孔，行星齒輪軸9和直軸8分別裝安在兩個(gè)軸孔內(nèi);滾輪11和行星齒輪10并裝在行星齒輪軸9上，導(dǎo)軌2與環(huán)齒條3仿形，固裝在與滾輪11相對(duì)應(yīng)側(cè)的環(huán)齒條端面上，滾輪11和導(dǎo)軌2滾動(dòng)接合，滾輪11的直徑等于行星齒輪10的節(jié)園直徑為好;推桿1至少有1根，其一端固裝在環(huán)齒條的端面上(或和導(dǎo)軌2一起固裝);直軸8穿過環(huán)齒條3、導(dǎo)軌2的長(zhǎng)孔裝配在兩個(gè)軸座7上，從而構(gòu)成本申請(qǐng)所稱的環(huán)齒條直軸式往復(fù)/旋轉(zhuǎn)互換裝置。
當(dāng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，參見圖3，推桿1受力向右運(yùn)動(dòng)，假若此時(shí)行星齒輪10與環(huán)齒條3上直線段嚙合，推桿1向右拉動(dòng)環(huán)齒條3向右運(yùn)行，環(huán)齒條3驅(qū)動(dòng)行星齒輪10逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，通過行星齒輪軸9帶動(dòng)行星齒輪6逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，與之嚙合的直軸齒輪5正時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)直軸8的正時(shí)針旋轉(zhuǎn);當(dāng)推桿1向右運(yùn)行到恰值行星齒輪10在環(huán)齒條3的上直線走完的行程停止向右運(yùn)行時(shí)，由于行星齒輪等的旋轉(zhuǎn)慣性，行星齒輪10繼續(xù)繞環(huán)齒條3左園弧段公轉(zhuǎn)180°，到環(huán)齒條3的下直線段;推桿1受力向左運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)環(huán)齒條3向左運(yùn)行，驅(qū)動(dòng)行星齒輪10逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，通過行星齒輪軸9帶動(dòng)行星齒輪6逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，與之嚙合直軸齒輪5正時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)直軸8正時(shí)針旋轉(zhuǎn)，這樣就實(shí)現(xiàn)了由推桿1的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直軸8的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)……。
當(dāng)需要將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，直軸8受力正時(shí)針旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)直軸齒輪5正時(shí)針旋轉(zhuǎn)，與之嚙合的行星齒輪6逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，通過行星齒輪軸9帶動(dòng)行星齒輪10逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，假若此時(shí)行星齒輪10與環(huán)齒條上直線段嚙合，由于導(dǎo)軌2和滾輪11剛性限止行星齒輪公轉(zhuǎn)，行星齒輪10的自轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)力推動(dòng)與之嚙合的環(huán)齒條3向右運(yùn)行，從而推動(dòng)固裝在環(huán)齒條3上的推桿1向右運(yùn)動(dòng);當(dāng)環(huán)齒條3向右運(yùn)行到直線段完(到上靜止點(diǎn))停止向右運(yùn)行時(shí)，由于直軸8和行星齒輪軸9的中心距等于環(huán)齒條弧線段節(jié)園半徑和行星齒輪10的節(jié)園半徑之和，由于直軸8的旋轉(zhuǎn)力和行星齒輪10等的旋轉(zhuǎn)慣性作用，使行星齒輪10繼續(xù)繞環(huán)齒條3的左園弧段公轉(zhuǎn)180°，到環(huán)齒條3的下直線段，行星齒輪繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，由于行星齒輪10的自轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)力驅(qū)動(dòng)環(huán)齒條3向左運(yùn)行，從而拉動(dòng)推桿1向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)環(huán)齒條3向左運(yùn)行到下直線段完(到下靜止點(diǎn))時(shí)，這樣就實(shí)現(xiàn)了由直軸8的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為推桿1的一次往復(fù)運(yùn)動(dòng);由于直軸8的旋轉(zhuǎn)力和行星齒輪10等的旋轉(zhuǎn)慣性作用，使行星齒輪10繼續(xù)繞環(huán)齒條3的右圓弧段公轉(zhuǎn)180°，回到環(huán)齒條3的上直線段，實(shí)現(xiàn)下一次的由直軸8的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為推桿1的往復(fù)運(yùn)動(dòng)……。
本發(fā)明創(chuàng)造的這種環(huán)齒條直軸式往復(fù)/旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)互換裝置，可取代傳統(tǒng)的曲軸連桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用于往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)、抽油機(jī)、機(jī)床等機(jī)器中。與現(xiàn)有的傳統(tǒng)的曲軸連桿機(jī)構(gòu)相比，具有在兩種形式的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換中無明顯夾角分力變化的優(yōu)點(diǎn)，如應(yīng)用于往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)，具有可使整機(jī)體積縮小，成本降低，工作平穩(wěn)，污染減輕，活塞往復(fù)勻速無害壓力，氣缸壽命延長(zhǎng)，可按要求設(shè)計(jì)最佳定容燃燒時(shí)間和最佳沖程，熱傳導(dǎo)減少，熱效率和機(jī)械效率顯著提高等效果。
權(quán)利要求
1.一種往復(fù)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)互換裝置，其特征在于由環(huán)齒條3、行星齒輪10、行星齒輪6、行星齒輪軸9、直軸8，直軸齒輪5，直軸軸座7、聯(lián)臂4、推桿1、滾輪11、導(dǎo)軌2構(gòu)成；行星齒輪10與環(huán)齒條3嚙合，行星齒輪6和行星齒輪10同一行星齒輪軸9、行星齒輪6與直軸齒輪5嚙合，直軸齒輪5安裝在直軸8上；聯(lián)臂4設(shè)有兩個(gè)軸孔，行星齒輪軸9和直軸8分別裝配在軸孔內(nèi)；滾輪11和行星齒輪10并裝在行星齒輪軸9上，導(dǎo)軌2與環(huán)齒條仿形，固裝在環(huán)齒條端面上，并與滾輪11滾動(dòng)接合；推桿1至少有1根，其一端固裝在環(huán)齒條端面上；直軸8穿過環(huán)齒條3、導(dǎo)軌2的長(zhǎng)孔裝配在兩個(gè)軸座7上，構(gòu)成一種環(huán)齒條直軸式往復(fù)/旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)互換裝置。
全文摘要
本發(fā)明是一種環(huán)齒條直軸式往復(fù)/旋轉(zhuǎn)互換裝置。主要特點(diǎn)是采用環(huán)齒條隨著推桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)行星齒輪旋轉(zhuǎn)，再將行星齒輪的旋轉(zhuǎn)傳遞為直軸的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)將往復(fù)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)互相轉(zhuǎn)換。
文檔編號(hào)F16H19/04GK1069555SQ9110555
公開日1993年3月3日 申請(qǐng)日期1991年8月15日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月15日
發(fā)明者李林濤 申請(qǐng)人:南陽市鋼圈廠