專利名稱：全齒變?nèi)菅b置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及全新領(lǐng)域的浮動式齒輪變?nèi)菅b置；其系列結(jié)構(gòu)可直接應(yīng)用于各種行業(yè)和各種工質(zhì)的泵、馬達和發(fā)動機；目前，本人尚未查到與本發(fā)明系列相類似的公知技術(shù)；與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較轉(zhuǎn)子和葉片式結(jié)構(gòu)其徑向密封、可靠性及壽命不足，齒輪、柱塞和活塞結(jié)構(gòu)，體積龐大復(fù)雜，球形結(jié)構(gòu)加工工藝困難，而本發(fā)明基本上綜合了傳統(tǒng)各類結(jié)構(gòu)優(yōu)點，并克服了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)各自存在的主要缺點；它徑向密封可靠，不怕磨損而壽命提高，排量大，可輸出穩(wěn)定流量和壓力，體積最為緊湊、工藝簡單易于制造，選材廣泛，金屬和非金屬均可，適于各種工質(zhì)需要，尤其應(yīng)用于發(fā)動機，可實現(xiàn)不設(shè)進排氣門系統(tǒng)，大排量、大扭矩、小體積，甚至無潤滑、無死點、加工難度不高、選材比較容易；本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的把多個浮動行星齒輪(3)數(shù)量為2+n(n=0、1、2、3、4……)和葉齒輪(1)葉數(shù)為m(m=1、2、3、4、5、……)，要求浮動行星齒輪數(shù)與葉齒輪的葉數(shù)之差為1，按此規(guī)則中的任一種配合把兩者裝入一個內(nèi)齒環(huán)(2)中而形成結(jié)構(gòu)系列如下①一個內(nèi)齒環(huán)，兩個浮動齒輪，一個單葉圓齒輪[單葉為帶有偏心軸(或孔)的外圓柱齒輪]；②一個內(nèi)齒環(huán)，三個浮動行星齒輪，一個雙葉齒輪(狀如花生投影)；③一個內(nèi)齒環(huán)，四個浮動行星齒輪，一個三葉齒輪(狀如三瓣花)；④一個內(nèi)齒環(huán)，五個浮動行星齒輪，一個四葉齒輪(狀如四瓣花)，……依此類推……如圖(一)所示，上述系列結(jié)構(gòu)共同特征如下1、葉齒輪中心線與浮動行星齒輪中心線、內(nèi)齒環(huán)中心線平行；葉齒輪傳動軸(或孔中)線與內(nèi)齒環(huán)中心的裝配偏心距為f，稱為傳動偏心距(以下同)；2、葉齒輪上設(shè)的傳動孔或軸，與每一個葉圓部的圓心偏心距為e(稱為幾何偏心距以下同)；對多葉葉齒輪(雙葉以上)以幾何偏心距e為半徑在葉齒輪上做圓，則多葉結(jié)構(gòu)每一葉圓部圓心均布在此圓周線上；該圓中心線即為多葉結(jié)構(gòu)(雙葉以上)葉齒輪的中心線也是葉齒輪傳動孔心線或葉齒輪傳動軸軸線；這里并稱為傳動中心線(以下同)；3、嚙合鏈內(nèi)齒環(huán) 浮動行星齒輪 葉齒輪 浮動行星齒輪 內(nèi)齒環(huán)；構(gòu)成循環(huán)鏈，每種結(jié)構(gòu)中的嚙合鏈數(shù)與浮動行星數(shù)相同，單葉結(jié)構(gòu)的兩條嚙合鏈重合(即正反兩向)；4、葉齒輪輪廓面主要由單圓面或由均布相同的(大)半圓柱面組成，相同(大)半圓面間的連接可由凹曲面、凸曲面直(平)面過渡，輪廓面均與軸向平行，輪廓面上加工嚙合齒；5、以任一浮動行星齒輪的任意旋轉(zhuǎn)位置啟始，其在內(nèi)齒環(huán)上滾過(無滑動)或嚙合過的弧長或齒數(shù)恒等于其在葉齒輪上滾過或齒合過的弧長或齒數(shù)；6、葉齒輪總齒數(shù)與內(nèi)齒環(huán)內(nèi)齒數(shù)的比值范圍為1/3-3/4；7、容積變化是由于葉齒輪與內(nèi)齒環(huán)間的偏心距e和f輔以浮動行星齒輪后，使它們以其各自中心軸相對旋轉(zhuǎn)，則每一個由嚙合鏈圍成的封閉容積，由于葉齒輪每葉的進出，就生產(chǎn)大小相互轉(zhuǎn)化的循環(huán)，實現(xiàn)變?nèi)荩?、葉齒輪節(jié)圓直徑D葉(對多葉，指的是每葉上圓部節(jié)圓直徑)、浮動行星齒輪節(jié)圓直徑D浮、內(nèi)齒環(huán)節(jié)圓直徑D環(huán)及偏心距e和f之間幾何關(guān)系；①單葉D環(huán)=D葉+2D浮；f=e單≤D?、诙嗳~e≤(D環(huán)-D葉-D浮)/2；f≤D浮/2；9、傳動方式如下①內(nèi)齒環(huán)不固定葉齒輪與傳動軸固定，傳動軸轉(zhuǎn)動支承于軸向端部，葉齒輪作為內(nèi)轉(zhuǎn)子，撥動和嚙合浮動行星齒輪，帶動內(nèi)齒環(huán)在與其外形相同的盤形空間缸體內(nèi)繞內(nèi)齒環(huán)中心軸與內(nèi)轉(zhuǎn)子同向旋轉(zhuǎn)，其中當葉齒輪齒數(shù)與內(nèi)齒環(huán)齒數(shù)比為2/3時，內(nèi)齒環(huán)可固定；請看圖(二)②曲軸式內(nèi)齒環(huán)固定(缸體)1)a、多葉以上葉齒輪葉齒輪中心傳動孔轉(zhuǎn)動支承于曲軸軸徑上，傳動中心線與曲軸徑中心線重合；曲軸與主軸偏心距(曲拐半徑)等于葉齒輪中心與內(nèi)齒環(huán)中心的偏心安裝距f(即傳動偏心距)；曲柄為圓盤狀，其中心軸線與主軸中心線和內(nèi)齒環(huán)中心線重合；b、單葉結(jié)構(gòu)，曲拐半徑既等于e也等于f，主軸徑與內(nèi)齒環(huán)中心線偏心f轉(zhuǎn)動支承于兩側(cè)端；a和b結(jié)構(gòu)中的曲軸可縮簡為帶有偏心傳動軸的圓滑塊進而省略曲柄，以上總稱為無外嚙合曲軸式或偏心圓滑塊式結(jié)構(gòu)；請看圖(三)2)與內(nèi)齒環(huán)中心線同一，在缸體上沿此中心線一端或兩端附設(shè)固定的內(nèi)齒輪；與葉齒輪傳動孔中心線同一，其上沿此中心線在葉齒輪一側(cè)或兩側(cè)固定設(shè)出一個或兩個帶有相同內(nèi)孔的外齒輪頭，葉齒輪傳動孔仍轉(zhuǎn)動支承于曲軸軸徑上，其上外齒輪頭與端部附設(shè)的內(nèi)齒輪構(gòu)成內(nèi)嚙合，嚙合齒數(shù)比(傳動比)范圍Z頭∶Z側(cè)內(nèi)=1/4-/5，其中盤形曲柄中心線與主軸軸線、內(nèi)齒環(huán)中心線、附設(shè)內(nèi)齒輪中心線共線，稱為有外嚙合曲軸式；請看圖(四)在上述結(jié)構(gòu)中，進排工質(zhì)口可按用途和工質(zhì)靈活地設(shè)在徑向、側(cè)端或類似傳統(tǒng)五星輪結(jié)構(gòu)的軸向；本發(fā)明的實施例只給出一個，其它情況均可依上述原理類推，如需要可隨時補充；請看例圖(五)；其中(1)-葉齒輪(三葉)；(2)-浮動行星齒輪(4個)；(3)-內(nèi)齒環(huán)；(4)-傳動軸(或主軸)；(5)--曲軸軸徑；(6)-外齒輪頭；(7)外附內(nèi)齒輪；采取固定內(nèi)齒環(huán)；
權(quán)利要求
1．本發(fā)明涉及浮動行星齒輪式變?nèi)菅b置，主要由內(nèi)齒輪、行星輪和齒輪轉(zhuǎn)子組成，其特征在于A．把多個浮動行星齒輪(3)數(shù)量為2+n(n=0、1、2、3、4……)和葉齒輪(1)葉數(shù)為m(m=1、2、3、4、5、……)，要求浮動行星齒輪數(shù)與葉齒輪的葉數(shù)之差為1，按此規(guī)則中的任一種配合把兩者裝入一個內(nèi)齒環(huán)(2)中而形成結(jié)構(gòu)系列如下①一個內(nèi)齒環(huán)，兩個浮動齒輪，一個單葉圓齒輪[單葉為帶有偏心軸(或孔)的外圓柱齒輪]；②一個內(nèi)齒環(huán)，三個浮動行星齒輪，一個雙葉齒輪(狀如花生投影)；③一個內(nèi)齒環(huán)，四個浮動行星齒輪，一個三葉齒輪(狀如三瓣花)；④一個內(nèi)齒環(huán)，五個浮動行星齒輪，一個四葉齒輪(狀如四瓣花)，……依此類推……構(gòu)成結(jié)構(gòu)系列；B．葉齒輪中心線與浮動行星齒輪中心線、內(nèi)齒環(huán)中心線平行；葉齒輪傳動軸(或孔中)線與內(nèi)齒環(huán)中心的裝配偏心距為f，稱為傳動偏心距(以下同)；C．葉齒輪上設(shè)的傳動孔或軸，與每一個葉圓部的圓心偏心距為e(稱為幾何偏心距以下同)；對多葉葉齒輪(雙葉以上)以幾何偏心距e為半徑在葉齒輪上做圓，則多葉結(jié)構(gòu)每一葉圓部圓心均布在此圓周線上；該圓中心線即為多葉結(jié)構(gòu)(雙葉以部圓心均布在此圓周線上；該圓中心線即為多葉結(jié)構(gòu)(雙葉以上)葉齒輪的中心線也是葉齒輪傳動孔心線或葉齒輪傳動軸軸線；這里并稱為傳動中心線(以下同)；D、嚙合鏈內(nèi)齒環(huán) 浮動行星齒輪 葉齒輪 浮動行星齒輪 內(nèi)齒環(huán)；構(gòu)成循環(huán)鏈，每種結(jié)構(gòu)中的嚙合鏈數(shù)與浮動行星數(shù)相同，單葉結(jié)構(gòu)的兩條嚙合鏈重合(即正反兩向)；E、葉齒輪輪廓面主要由單圓面或由均布相同的(大)半圓柱面組成，相同(大)半圓面間的連接可由凹曲面、凸曲面直(平)面過渡，輪廓面均與軸向平行，輪廓面上加工嚙合齒；F、以任一浮動行星齒輪的任意旋轉(zhuǎn)位置啟始，其在內(nèi)齒環(huán)上滾過(無滑動)或嚙合過的弧長或齒數(shù)恒等于其在葉齒輪上滾過或齒合過的弧長或齒數(shù)；G、葉齒輪總齒數(shù)與內(nèi)齒環(huán)內(nèi)齒數(shù)的比值范圍為1/3-3/4；H、容積變化是由于葉齒輪與內(nèi)齒環(huán)間的偏心距e和f輔以浮動行星齒輪后，使它們以其各自中心軸相對旋轉(zhuǎn)，則每一個由嚙合鏈圍成的封閉容積就生產(chǎn)大小相互轉(zhuǎn)化的循環(huán)，實現(xiàn)變?nèi)荩籌、葉圓齒輪節(jié)圓直徑D葉(對多葉，指的是每葉上圓部節(jié)圓直徑)、浮動行星齒輪節(jié)圓直徑D浮、內(nèi)齒環(huán)節(jié)圓直徑D環(huán)及偏心距e和f之間幾何關(guān)系；①單葉D環(huán)=D葉+2D?。籪=e單≤D?、诙嗳~e≤(D環(huán)-D葉-D浮)/2；f≤D浮/2；J、傳動方式如下①內(nèi)齒環(huán)不固定葉齒輪與傳動軸固定，傳動軸轉(zhuǎn)動支承于軸向端部，葉齒輪作為內(nèi)轉(zhuǎn)子，撥動和嚙合浮動行星齒輪，帶動內(nèi)齒環(huán)在與其外形相同的盤形空間缸體內(nèi)繞內(nèi)齒環(huán)中心軸與內(nèi)轉(zhuǎn)子同向旋轉(zhuǎn)，其中單葉結(jié)構(gòu)中，當葉齒輪齒數(shù)與內(nèi)齒環(huán)齒數(shù)比為2/3時，內(nèi)齒環(huán)可固定；②曲軸式內(nèi)齒環(huán)固定(缸體)1)a、多葉以上葉齒輪葉齒輪中心傳動孔轉(zhuǎn)動支承于曲軸軸徑上，傳動中心線與曲軸徑中心線重合；曲軸與主軸偏心距(曲拐半徑)等于葉齒輪中心與內(nèi)齒環(huán)中心的偏心安裝距f(即傳動偏心距)；曲柄為圓盤狀，其中心軸線與主軸中心線和內(nèi)齒環(huán)中心線重合；b、單葉結(jié)構(gòu)，曲拐半徑既等于e也等于f，主軸徑與內(nèi)齒環(huán)中心線偏心f轉(zhuǎn)動支承于兩側(cè)端；a和b結(jié)構(gòu)中的曲軸可縮簡為帶有偏心傳動軸的圓滑塊進而省略曲柄，以上總稱為無外嚙合曲軸式或偏心圓滑塊式結(jié)構(gòu)；2)與內(nèi)齒環(huán)中心線同一，在缸體上沿此中心線一端或兩端附設(shè)固定的內(nèi)齒輪；與葉齒輪傳動孔中心線同一，其上沿此中心線在葉齒輪一側(cè)或兩側(cè)固定設(shè)出一個或兩個帶有相同內(nèi)孔的外齒輪頭，葉齒輪傳動孔仍轉(zhuǎn)動支承于曲軸軸徑上，其上外齒輪頭與端部附設(shè)的內(nèi)齒輪構(gòu)成內(nèi)嚙合，嚙合齒數(shù)比(傳動比)范圍Z頭∶Z側(cè)內(nèi)=1/4-/5，其中盤形曲柄中心線與主軸軸線、內(nèi)齒環(huán)中心線、附設(shè)內(nèi)齒輪中心線共線，稱為有外嚙合曲軸式；在上述結(jié)構(gòu)中，進排工質(zhì)口可按用途和工質(zhì)靈活地設(shè)在徑向、側(cè)端或類似傳統(tǒng)五星輪結(jié)構(gòu)的軸向；
2．根據(jù)權(quán)力要求1，其特征還在于可用于各種行業(yè)的氣態(tài)或液態(tài)工質(zhì)的泵、馬達和發(fā)動機；
3．根據(jù)權(quán)力要求1，其特征還在于金屬和非金屬材料均可使用。
全文摘要
本發(fā)明主要由三部分齒輪構(gòu)件組成的系列容積變化裝置,基本體現(xiàn)了容積式傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點;它徑向密封可靠耐磨損、排量大、體積小、結(jié)構(gòu)簡單緊湊,可輸出穩(wěn)定流量和壓力,工藝簡單易于制造,選材廣泛,金屬和非金屬均可;適用于各種行業(yè)、各種工質(zhì)需要的泵與馬達;如用于發(fā)動機,可實現(xiàn)不設(shè)進排氣門系統(tǒng),大排量、大扭矩、小體積、潤滑簡單、無死點、加工難度不高;不失于具有廣泛用途的機構(gòu)系列。
文檔編號F01C1/00GK1318695SQ00105868
公開日2001年10月24日 申請日期2000年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月17日
發(fā)明者張全 申請人:張全