CN102337968A - 直推式齿轮曲轴动力转换机 - Google Patents

Abstract

一种能够将圆周运动和直线往复运动相互转化的动力转换装置。它是由气缸、活塞一体化连杆、一体化齿轮曲轴、带内齿的齿轮曲轴箱(以下简称曲轴箱)、传动齿轮转轴组装构成。其动力转换过程是：活塞一体化连杆做直线往复运动，连杆大头推动连杆轴颈带动一体化齿轮曲轴在曲轴箱里齿合滚动，同时带动一体化齿轮曲轴两端的行星齿轮做行星运动，行星齿轮带动与其配套的传动齿轮转轴转动，从而将直线往复运动转化为圆周运动，反之亦然。

Description

直推式齿轮曲轴动力转换机

所属技术领域

本发明涉及一种将圆周运动和直线往复运动相互转化的装置，尤其是能够免除活塞对气缸壁的侧压力。

背景技术

目前，公知的活塞发动机是利用曲轴、曲轴连杆将活塞的往复直线运动转化为圆周运动，连杆与活塞有夹角，因而活塞对活塞壁有侧压力，且活塞冲程相对较短。

发明内容

为了克服现有曲轴、曲轴连杆运动转化方面不足，本发明提供一种方案，该方案不仅能实现圆周运动和直线往复运动的转化，而且能免除动力转化过程中活塞对气缸壁的侧压力，同时相对于现有同样排量的气缸，该方案的活塞冲程可以较长。

本发明解决活塞对气缸壁侧压力所采用的技术方案是：利用外齿轮在节圆半径为其两倍的内齿轮里齿合滚动时，外齿轮节圆上的任意一点做直线往复运动的特性，实现圆周运动和直线往复运动的转换。

本发明的有益效果是：活塞无偏角直推连杆轴颈，免除了活塞对气缸壁的侧压力，同时气缸口径不受制于传统活塞与曲轴连杆的夹角，可以随意设计。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是双活塞一体化连杆的俯视图，图2是其左视图，图3是其三维立体图。

其中A是活塞连杆、B是活塞、C是活塞大头。

图4是一体化齿轮曲轴的俯视图，图5是其左视图，图6是其三维立体图。

其中D是外齿轮、E是行星齿轮、F是连杆轴颈。

图7是直推式齿轮曲轴动力转换机外壳俯视图，图8是其左视图，图9是其三维立体图。

其中G是气缸、H是刻有内齿带的曲轴箱(以下简称曲轴箱)、I是传动齿轮转轴。

图10是双活塞一体化连杆和一体化齿轮曲轴的装配图。

图11是双活塞一体化连杆、一体化齿轮曲轴在曲轴箱里的装配图。

图12是加装气缸和传动转轴后的装配完成图。

(图1至图12是双轴颈直推式齿轮曲轴动力转换机的详细附图，其他机型原理同上，具体部件稍有不同，以下给出其三维装配完成图)

图13是单轴颈直推式齿轮曲轴动力转换机的装配完成图。

其中M是主轴颈，N是传动转盘。

图14是多轴颈直推式齿轮曲轴动力转换机的装配完成图。

其中0是成任意角度的配套气缸。

具体实施方式

在图3中，连杆杆身A、活塞B以连杆大头C为中心，依次对称连接构成双活塞一体化连杆，连杆杆身A、活塞B、连杆大头C的中心要在一条轴线上。

在图6、图13中，行星齿轮E、外齿轮D、连杆轴颈F依次交错连接构成一体化齿轮曲轴(以下简称齿轮曲轴)。行星齿轮E的半径小于外齿轮D的半径，行星齿轮E的轴心与外齿轮D的轴心相同，当齿轮曲轴在曲轴箱里滚动时，外齿轮D带动行星齿轮E围绕传动齿轮转轴I做行星齿合运动。

在图6中，齿轮曲轴主体是由N个外齿轮D和(N-1)个连杆轴颈F依次交错连接构成，这N个外齿轮D的节圆半径相同且轴心也相同，这(N-1)个连杆轴颈F的轴心分别都与外齿轮E的轴心平行，并且这些连杆轴颈F的轴心都依次任意分散在这N个外齿轮的节圆上，(其中N是自然数，以下如同)。

在图9中，曲轴箱H内侧壁上刻有N条圆环形内齿带，内齿带等同于内齿轮，这N条内齿带的节圆半径相同且轴心也相同，结合图6，这N条内齿带与齿轮曲轴的N个外齿轮D一一对应齿合，且互相对应的内、外齿的节圆半径比为2∶1，即每一条内齿带上的齿数都是与之对应的一个外齿轮齿数的两倍。

在图10、11、12中，齿轮曲轴在曲轴箱里齿合滚动时，各个连杆轴颈中心的运动轨迹分别各是一条穿过曲轴箱内齿带轴心的直线，每一个连杆轴颈都分别配套组装一组的气缸、活塞一体化连杆，每一组气缸、活塞一体化连杆的轴心要分别和其配套连杆轴颈中心的轨迹直线平行或和其轨迹直线重合。

在图6中，为保持齿轮曲轴的N个外齿轮E受力均匀，结合图9、12，其两端配套的传动齿轮转轴I要保持同步，即通过同步链接配气系统的同一凸轮轴保持同步，或通过同步齿合同一平衡轴保持同步(由于凸轮轴和平衡轴属公知领域，这里省略附图，仅做说明)。

在图11中，用齿轮曲轴的N个外齿轮在曲轴箱N条内齿带上的滚动代替目前主流曲轴的主轴颈在曲轴箱转轴中的转动，即用滚动代替转动。

在图12中，活塞一体化连杆做直线往复运动，推动连杆轴颈带动一体化齿轮曲轴在曲轴箱里齿合滚动，同时带动一体化齿轮曲轴两端的行星齿轮做行星运动，行星齿轮带动与其配套的传动齿轮转轴转动，从而将直线往复运动转化为圆周运动，反之亦然。

在图13中，由主轴颈M代替行星齿轮，传动转盘N代替传动转轴，可以降低传动转速，提高稳定性。

在图14中，各组配套的气缸、活塞一体化连杆、连杆轴颈能以任意角度按需布放，利于后期设计。

Claims (8)

1.一种直推式齿轮曲轴动力转换机，由气缸、活塞一体化连杆、一体化齿轮曲轴、带内齿的齿轮曲轴箱(以下简称曲轴箱)、传动齿轮转轴组装构成，其特征是：活塞一体化连杆做直线往复运动，推动连杆轴颈带动一体化齿轮曲轴在曲轴箱里齿合滚动，同时带动一体化齿轮曲轴两端的行星齿轮做行星运动，行星齿轮带动与其配套的传动齿轮转轴转动，从而将直线往复运动转化为圆周运动，反之亦然。

2.根据权利要求1所述的直推式齿轮曲轴动力转换机，其特征是：双活塞一体化连杆由活塞、连杆杆身以连杆大头为中心，对称连接另一组连杆杆身、活塞构成。

3.根据权利要求1所述的直推式齿轮曲轴动力转换机，其特征是：一体化齿轮曲轴由齿轮曲轴主体和其两端齿轮轴心处的行星齿轮一体化连接构成，行星齿轮的半径要小于齿轮曲轴主体上的外齿轮的半径，行星齿轮的轴心与齿轮曲轴主体上的外齿轮的轴心相同，齿轮曲轴主体在曲轴箱里滚动时，行星齿轮同步做行星运动。

4.根据权利要求1所述的直推式齿轮曲轴动力转换机，其特征是：齿轮曲轴主体是由N个外齿轮和(N-1)个连杆轴颈依次交错连接构成，这N个外齿轮的节圆半径相同且轴心也相同，这(N-1)个连杆轴颈的轴心分别都与外齿轮轴心平行，并且这些轴颈的轴心都依次任意分散在这N个外齿轮的节圆上，其中N是自然数，以下如同。

5.根据权利要求1所述的直推式齿轮曲轴动力转换机，其特征是：曲轴箱内侧壁上刻有N条圆环形内齿带，内齿带等同于内齿轮，这N条内齿带的节圆半径相同且轴心也相同，这N条内齿带与齿轮曲轴主体上的N个外齿轮一一对应齿合，且相对应的内、外齿的节圆半径比为2∶1，即每一条内齿带上的齿数都是与之对应的一个外齿轮齿数的两倍。

6.根据权利要求1所述的直推式齿轮曲轴动力转换机，其特征是：一体化齿轮曲轴在曲轴箱里齿合滚动时，各个连杆轴颈中心的运动轨迹分别各是一条穿过内齿带轴心的直线，每一个连杆轴颈都分别配套组装一组的气缸、活塞一体化连杆，每一组气缸、活塞一体化连杆的轴心要分别和其配套连杆轴颈中心的轨迹直线平行或和其轨迹直线重和。

7.根据权利要求1所述的直推式齿轮曲轴动力转换机，其特征是：用滚动代替转动，即用齿轮曲轴主体上的N个外齿轮在曲轴箱N条内齿带上的滚动代替目前主流曲轴的主轴颈在曲轴箱转轴中的转动。

8.根据权利要求1所述的直推式齿轮曲轴动力转换机，其特征是：为保持齿轮曲轴主体上的N个外齿轮受力均匀，其两端配套的传动齿轮转轴要保持同步，即通过同步链接配气系统的同一凸轮轴保持同步，或通过同步齿合同一平衡轴保持同步。

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