專(zhuān)利名稱(chēng)：旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的新型傳動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備，具體涉及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的一種傳動(dòng)裝置。
眾所周知，本實(shí)用新型作出之前，在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的現(xiàn)有技術(shù)中廣泛采用的是曲軸連桿傳動(dòng)技術(shù)，例如在活塞中的應(yīng)用。而這種傳動(dòng)技術(shù)存在幾個(gè)矛盾一是連桿擺動(dòng)引起活塞與缸壁間的側(cè)向磨損與體積的矛盾。如果將連桿直接與活塞相連(如內(nèi)燃機(jī)、單工空壓機(jī)等)，雖可使設(shè)備獲得較小體積，但易產(chǎn)生缸壁沿圓周方向的非線(xiàn)性磨損，不利密封；如果活塞通過(guò)一根軸桿(或稱(chēng)活塞桿)與連桿連接(如雙工空壓機(jī)等)，雖可消除活塞與缸壁間因連桿的擺動(dòng)引起的側(cè)向磨損，但體積要比前者大得多。二是交變慣性引起的振動(dòng)，磨損與體積的矛盾。往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體具有交變慣性，雖然通過(guò)減少單缸容積、增加缸數(shù)、采用平衡措施可消除沖擊振動(dòng)，但交變慣性引起的磨損，對(duì)于活塞與連桿直接相連的設(shè)備是難以采用緩沖措施來(lái)進(jìn)一步降低的。對(duì)活塞通過(guò)活塞桿與連桿相連接的設(shè)備雖可采用緩沖措施，但體積要比前者大得多。三是運(yùn)動(dòng)特性與經(jīng)濟(jì)效益的矛盾。作為內(nèi)燃機(jī)，要使進(jìn)入氣缸內(nèi)的燃料的熱能高效地轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，必須使燃料在盡可能高的壓縮比下燃燒，而且必須完全燃燒。由于燃料的燃燒需要一定的時(shí)間，這就要求活塞在上止點(diǎn)時(shí)有個(gè)靜止的時(shí)間，由于曲軸連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)之間的連續(xù)性，它不能給活塞提供一個(gè)靜止的時(shí)間，因而不能保證進(jìn)入氣缸的燃料完全地燃燒，也不能高效地將熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。也因此不能有效地采用廢熱回收技術(shù)來(lái)提高內(nèi)燃機(jī)的經(jīng)濟(jì)效益。
本實(shí)用新型的目的是提供一種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的新型傳動(dòng)裝置，這種機(jī)械傳動(dòng)裝置能使用在多種場(chǎng)合，它能使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換，如果使用在活塞上，它既能縮小設(shè)備的體積、消除活塞與缸壁間的磨損，同時(shí)，還可采用緩沖技術(shù)來(lái)進(jìn)一步降低磨損；對(duì)于內(nèi)燃機(jī)來(lái)說(shuō)，還可為活塞在上止點(diǎn)時(shí)提供一定的靜止時(shí)間，以保證進(jìn)入氣缸的燃料能在同一高壓縮比下完全地燃燒，高效地把熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，并為廢熱回收利用創(chuàng)造了條件。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案完成的本實(shí)用新型是一種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的新型傳動(dòng)裝置，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是該傳動(dòng)裝置由曲軸、游子、游子框及連接在游子框左右框邊上的推桿四部分構(gòu)成；曲軸安裝在曲軸座上，它由主曲頸、曲柄、次曲頸組成；游子框及位于游子框內(nèi)的游子安裝在曲軸的兩個(gè)曲柄之間，次曲頸與游子聯(lián)接，游子框的上、下部位設(shè)有游子框的活動(dòng)槽。工作時(shí)，曲軸作為主動(dòng)軸由動(dòng)力帶動(dòng)，然后由次曲頸帶動(dòng)游子同時(shí)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。游子框在游子的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)下，在游子框活動(dòng)槽內(nèi)作往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，如果在推桿的兩端安裝上活塞的話(huà)，推桿就會(huì)推動(dòng)活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到本實(shí)用新型的目的。
本實(shí)用新型在具體實(shí)施時(shí)，推桿截面形狀為圓形或方形。
本實(shí)用新型在具體實(shí)施時(shí)，游子外形為方形，游子框豎框邊內(nèi)表面為平面形。
本實(shí)用新型在具體實(shí)施時(shí)，游子外形也可以為圓筒形，游子框豎框邊內(nèi)表面的凹面為弧形。
本實(shí)用新型的傳動(dòng)裝置至今末見(jiàn)公開(kāi)報(bào)道和公開(kāi)使用，它具有傳動(dòng)結(jié)構(gòu)合理、使用效果好的優(yōu)點(diǎn)，如果將該傳動(dòng)裝置替代現(xiàn)有曲軸連桿機(jī)構(gòu)用在活塞上，那么具有下述特點(diǎn)1、一個(gè)曲拐構(gòu)成的曲軸、游子、游子框傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可同時(shí)推動(dòng)兩只活塞進(jìn)行工作，平均單缸的體積和重量比曲軸連桿機(jī)構(gòu)的要小許多，且消除了活塞與缸壁間的側(cè)向磨損。
2、本實(shí)用新型的交變慣性比活塞與連桿直接連接的設(shè)備大，但易采用緩沖技術(shù)來(lái)降低或消除它的沖擊影響。如能將絕大部份沖擊影響消除的話(huà)，作為內(nèi)燃機(jī)完全可以采用一種共模結(jié)構(gòu)的形式(即多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞共用一個(gè)曲拐，各氣缸圍繞曲軸按相等的夾角分布，各缸沿曲軸軸向的中心距離可小于缸孔的直徑)，使發(fā)動(dòng)機(jī)的體積和重量得到更多的降低。
3、如果用于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)可不必采用緩沖技術(shù)，因一缸處于作功行程，另一缸必處于壓縮行程，對(duì)氣體的壓縮就是對(duì)活塞慣性的緩沖。
4、當(dāng)本實(shí)用新型中的游子采用滾筒形、游子框豎框邊內(nèi)表面中部采用凹弧形，游子在凹弧形面滾動(dòng)時(shí)，活塞將停留在上止點(diǎn)保持不動(dòng)，這就為燃料的完全燃燒、高效地把熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能提供了保障，也為有效地采用廢熱回收再利用技術(shù)創(chuàng)造了有利條件。由于將燃料的燃燒時(shí)間從壓縮時(shí)間和作功時(shí)間中分離出來(lái)，這就為高效新型內(nèi)燃機(jī)即五期發(fā)動(dòng)機(jī)(將發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作周期劃分為吸氣期、壓縮期、燃燒期、作功期、排氣期)或三期發(fā)動(dòng)機(jī)(壓縮期、燃燒期、作功期)等的產(chǎn)生奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
以下結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)介紹。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例裝配狀態(tài)局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施例的游子框結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型第二個(gè)實(shí)施例的游子框結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施例游子結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型第二個(gè)實(shí)施例的游子結(jié)構(gòu)示意圖。
參見(jiàn)
圖1。
圖1為本實(shí)用新型機(jī)械傳動(dòng)裝置的一個(gè)實(shí)施例，該傳動(dòng)裝置由曲軸、游子8、游子框7及連接在游子框7左右框上的推桿10四部分構(gòu)成；曲軸的結(jié)構(gòu)與曲軸連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的曲軸完全相同，曲軸安裝在曲軸座3、18上，曲軸由主曲頸14、曲柄19、次曲頸9組成；游子框7及位于游子框7內(nèi)的游子8安裝在曲軸的兩個(gè)曲柄19之間，次曲頸9與游子8聯(lián)接，游子框7上、下設(shè)有游子框7的活動(dòng)槽6、15。推桿截面形狀為圓形，但根據(jù)需要可以是其它形狀(如圖3所示的形狀)，推桿10的兩端實(shí)際使用時(shí)可安裝需作往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)件11、17，如活塞。
整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在曲軸箱內(nèi)，曲軸箱由上箱體1、下箱體16構(gòu)成，在曲軸箱上設(shè)有用來(lái)限定游子框7軌跡的活動(dòng)槽6、15，用于安放曲軸的曲軸座3、18，為減少曲軸與曲軸座3、18之間的磨損而設(shè)置的軸承4，以及用于安放推桿10的桿座5、12，上下箱體1、16通過(guò)連接孔2、13緊固。游子框7也可以有多種形狀，圖2為本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施例的游子框結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型第二個(gè)實(shí)施例的游子框結(jié)構(gòu)示意圖；第二個(gè)實(shí)施例的游子框7的豎框邊內(nèi)表面中部凹面呈弧形。游子8也可以有不同形狀，當(dāng)外形為方形時(shí)，次曲頸9與游子8之間應(yīng)設(shè)置軸承，以減小磨損。圖4為本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施例游子結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型第二個(gè)實(shí)施例的游子結(jié)構(gòu)示意圖(圖4、圖5與
圖1中的游子8之比為2比1)。
以下結(jié)合附圖敘述本實(shí)用新型的工作過(guò)程本實(shí)用新型的工作原理很簡(jiǎn)單。參見(jiàn)
圖1，當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，次曲頸9的運(yùn)動(dòng)可分解成兩個(gè)相互垂直的分量一個(gè)平行于氣缸軸線(xiàn)垂直于曲軸的往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)分量，它通過(guò)游子8使游子框7沿氣缸軸線(xiàn)作往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。另一個(gè)既垂直于氣缸軸線(xiàn)又垂直于曲軸的往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)分量，當(dāng)曲柄19按順時(shí)針?lè)较蛟谟疫呣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，次曲頸9從上向下運(yùn)動(dòng)，曲柄19在左邊轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，次曲頸9由下向上運(yùn)動(dòng)，這是次曲頸9既垂直于氣缸軸線(xiàn)又垂直于曲軸的往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)分量，它使游子8在游子框7內(nèi)作上下直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)游子框7采用圖3結(jié)構(gòu)，游子框7凹形弧面滿(mǎn)足一定條件，游子8在弧面區(qū)域滾動(dòng)時(shí)，活塞將保持在上止點(diǎn)靜止不動(dòng)，這就為進(jìn)入氣缸內(nèi)的燃料在同一個(gè)最高壓縮比(活塞在上止點(diǎn)時(shí)壓縮比最大)下進(jìn)行完全燃燒提供了時(shí)間，同時(shí)又保證了所有進(jìn)入氣缸中的燃料釋放的熱能都能高效地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，也為高效地采用廢熱回收技術(shù)來(lái)提高經(jīng)濟(jì)效益創(chuàng)造了條件。
權(quán)利要求1.一種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的新型傳動(dòng)裝置，其特征是該傳動(dòng)裝置由曲軸、游子(8)、游子框(7)及連接在游子框(7)左右框邊上的推桿(10)四部分構(gòu)成；曲軸安裝在曲軸座(18，3)上，它由主曲頸(14)、曲柄(19)、次曲頸(9)組成；游子框(7)及位于游子框(7)內(nèi)的游子(8)安裝在曲軸的兩個(gè)曲柄(19)之間，次曲頸(9)與游子(8)聯(lián)接，游子框(7)的上、下設(shè)有游子框(7)的活動(dòng)槽(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的新型傳動(dòng)裝置，其特征是推桿(10)的截面形狀為圓形或方形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的新型傳動(dòng)裝置，其特征是游子(8)外形為方形，游子框(7)豎框邊內(nèi)表面為平面形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的新型傳動(dòng)裝置，其特征是游子(8)外形為圓筒形，游子框(7)豎框邊內(nèi)表面的凹面為弧形。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的新型傳動(dòng)裝置。它由曲軸、游子、游子框及推桿四部分構(gòu)成。本實(shí)用新型能用在多種場(chǎng)合,如果使用在活塞上,可以克服現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備體積大、活塞與缸壁間的側(cè)向磨損等缺陷,對(duì)于內(nèi)燃機(jī)來(lái)說(shuō),還可為活塞在上止點(diǎn)時(shí)提供一定的靜止時(shí)間,以保證進(jìn)入氣缸的燃料能在同一高壓縮比下完全地燃燒,高效地把熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能,并為廢熱回收利用創(chuàng)造了條件。
文檔編號(hào)F16H21/00GK2421415SQ0023310
公開(kāi)日2001年2月28日 申請(qǐng)日期2000年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月8日
發(fā)明者徐丁成, 徐洪 申請(qǐng)人:徐丁成, 徐洪