CN113147382B - 一种多轨迹热能小车的传动调节机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多轨迹热能小车的传动调节机构，包括包括斯特林发动机、中带轮、小带轮、大带轮、小齿轮、大齿轮、小双联齿轮、大双联齿轮、输入轴、中间轴A、中间轴B、输出轴、凸轮、套筒、法兰、顶丝、螺栓紧固件；在不改变齿轮模数和中心距、仅更换凸轮情况下，通过套筒改变小双联齿轮与大双联齿轮相互啮合，从而改变传动比。本发明克服了现有技术因不允许夹带除已经安装在小车上的额外零件而无法改变传动比的问题，具有结构工艺性好，能有多种组合，加快整车拆装，方便调节等特点。

Description

一种多轨迹热能小车的传动调节机构
技术领域
本发明提供一种多轨迹热能小车，具体涉及一种多轨迹热能小车的传动调节机构。
背景技术
热能小车是根据全国大学生工程训练大赛基础赛道热能驱动车赛道要求自主设计并制作的一台具有方向控制功能的自行走热能驱动车，该车行走过程中必须在指定竞赛场地上与地面接触运行，且完成所有动作所用能量均由热能转换而得，不允许使用任何其他形式的能量，热能是通过液态乙醇（浓度 95%）燃烧所获得，热能小车行走轨迹根据难度等级分为环形轨迹、双八轨迹和综合轨迹。
现有的小车大部分将环形轨迹和双八轨迹的单圈总长度调成一样或者准备多套齿轮根据比赛要求临时更换，其中由于环形轨迹和双八轨迹有很大的区别，强行将两种轨迹单圈长度调成一样极易使热能小车在运动过程中与障碍物发生碰撞。根据大赛要求,在比赛过程中不允许夹带除已经安装在小车上的额外零件，使得很多参赛小车因为无法改变热能小车传动比而取得较差的成绩。
发明内容
本发明的目的是提供一种多轨迹热能小车的传动调节机构，以克服现有技术中热能小车对不同轨迹的适应性。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多轨迹热能小车的传动调节机构，包括斯特林发动机、中带轮、小带轮、大带轮、小齿轮、大齿轮、小双联齿轮、大双联齿轮、输入轴、中间轴A、中间轴B、输出轴、凸轮、套筒、法兰、顶丝、螺栓紧固件；所述中带轮通过顶丝固定安装在中间轴A上；所述小带轮通过顶丝固定安装在中间轴A的一端；所述大带轮通过螺栓紧固件固定在法兰上，法兰通过顶丝固定安装在输入轴的一端；所述小齿轮通过顶丝固定安装在输入轴的另一端；所述大齿轮通过螺栓紧固件固定在法兰上，法兰通过顶丝固定安装在中间轴B的一端；所述小双联齿轮通过顶丝固定安装在中间轴B上；所述大双联齿轮通过螺栓紧固件固定在法兰上，法兰通过顶丝固定安装在输出轴的一端；所述大双联齿轮通过套筒轴向定位；所述凸轮通过螺栓紧固件固定在法兰上，法兰通过顶丝固定安装于输出轴另一端；所述中带轮与斯特林发动机、小带轮与大带轮之间分别通过皮带实现动力传递；所述斯特林发动机通过酒精灯加热将热能转换成机械能做功产生力矩，通过皮带传递力矩带动中带轮转动；所述中带轮、小带轮以及中间轴A三者同步运动；所述小带轮通过皮带传递力矩带动大带轮转动；所述大带轮、小齿轮、输入轴三者同步运动；所述小齿轮通过齿轮啮合传递力矩带动大齿轮转动；所述大齿轮、小双联齿轮、中间轴B三者同步运动；所述小双联齿轮通过齿轮啮合传递力矩带动大双联齿轮转动；所述大双联齿轮、凸轮、输出轴三者同步运动，从而实现凸轮转动；在不改变齿轮模数和中心距、仅更换凸轮情况下，通过套筒改变小双联齿轮与大双联齿轮相互啮合，从而改变传动比；所述环形轨迹所需传动比i1，小齿轮与大齿轮相互啮合，通过套筒定位大双联齿轮的轴向位置，使小双联齿轮多齿端与大双联齿轮少齿端相互啮合，从而满足环形轨迹所需传动比；所述双八轨迹所需传动比i2，小齿轮与大齿轮相互啮合，移除套筒，使小双联齿轮少齿端与大双联齿轮多齿端相互啮合，从而满足双八轨迹所需传动比。
优选的，所述环形轨迹路径总长度为11320mm；所述双八轨迹路径总长度为12128mm；根据环形轨迹和双八轨迹，分别设计并制作环形轨迹的凸轮和双八轨迹的凸轮；
所述环形凸轮和双八凸轮轮廓形状不同。
优选的，所述小齿轮齿数为100，大齿轮齿数为84，小双联齿轮少齿端齿数为17，小双联齿轮多齿端齿数为18，大双联齿轮少齿端齿数为84，大双联齿轮多齿端齿数为85。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、结构工艺性好，能有多种组合；2、符合大赛比赛要求；3、加快整车拆装，方便调节。
除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明多轨迹热能小车的传动调节机构把所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明多轨迹热能小车的传动调节机构的立体示意图；图2为本发明多轨迹热能小车的传动调节机构的分解立体示意图；图3为本发明多轨迹热能小车的传动调节机构的环形轨迹装配俯视图；图4为本发明多轨迹热能小车的传动调节机构的双八轨迹装配俯视图；图5为多轨迹热能小车环形轨迹避障示意图；图6为多轨迹热能小车双八轨迹避障示意图；图7为环形轨迹凸轮轮廓线；图8为双八轨迹凸轮轮廓线；图中：1-斯特林发动机；2-中带轮；3-小带轮；4-大带轮；5-小齿轮；6-大齿轮；7-小双联齿轮；8-大双联齿轮；9-输入轴；10-中间轴A；11-中间轴B；12-输出轴；13-凸轮；14-套筒。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1-图2所示，一种多轨迹热能小车的传递调节机构，包括斯特林发动机1、中带轮2、小带轮3、大带轮4、小齿轮5、大齿轮6、小双联齿轮7、大双联齿轮8、输入轴9、中间轴A10、中间轴B11、输出轴12、凸轮13、套筒14、法兰、顶丝、螺栓紧固；所述中带轮2通过顶丝固定安装在中间轴A10上；所述小带轮3通过顶丝固定安装在中间轴A10的一端；所述大带轮4通过螺栓紧固件固定在法兰上，法兰通过顶丝固定安装在输入轴9的一端；所述小齿轮5通过顶丝固定安装在输入轴9的另一端；所述大齿轮6通过螺栓紧固件固定在法兰上，法兰通过顶丝固定安装在中间轴B11的一端；所述小双联齿轮7通过顶丝固定安装在中间轴B11上；所述大双联齿轮8通过螺栓紧固件固定在法兰上，法兰通过顶丝固定安装在输出轴12的一端；所述大双联齿轮8通过套筒14轴向定位；所述凸轮13通过螺栓紧固件固定在法兰上，法兰通过顶丝固定安装于输出轴12另一端；所述中带轮2与斯特林发动机1、小带轮3与大带轮4之间分别通过皮带实现动力传递；所述斯特林发动机1通过酒精灯加热将热能转换成机械能做功产生力矩，通过皮带传递力矩带动中带轮2转动；所述中带轮2、小带轮3以及中间轴A10三者同步运动；所述小带轮3通过皮带传递力矩带动大带轮4转动；所述大带轮4、小齿轮5、输入轴9三者同步运动；所述小齿轮5通过齿轮啮合传递力矩带动大齿轮6转动；所述大齿轮6、小双联齿轮7、中间轴B11三者同步运动；
所述小双联齿轮7通过齿轮啮合传递力矩带动大双联齿轮8转动；所述大双联齿轮8、凸轮13、输出轴12三者同步运动，从而实现凸轮13转动；在不改变齿轮模数和中心距、仅更换凸轮13情况下，通过套筒14改变小双联齿轮7与大双联齿轮8相互啮合，从而改变传动比；
所述环形轨迹100所需传动比i1，小齿轮5与大齿轮6相互啮合，通过套筒14定位大双联齿轮8的轴向位置，使小双联齿轮多齿端7b与大双联齿轮少齿端8a相互啮合，从而满足环形轨迹所需传动比；所述双八轨迹200所需传动比i2，小齿轮5与大齿轮6相互啮合，移除套筒14，使小双联齿轮少齿端7a与大双联齿轮多齿端8b相互啮合，从而满足双八轨迹所需传动比。
所述小齿轮5齿数为100，大齿轮6齿数为84，小双联齿轮少齿端7a齿数为17，小双联齿轮多齿端7b齿数为18，大双联齿轮少齿端8a齿数为84，大双联齿轮多齿端8b齿数为85。
以上具体实施案例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述具体实施方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换，如对齿轮齿数或模数进行变更，轨迹长度或者凸轮轮廓进行变更，然而这些修改或替换，并不使相应的技术方案脱离本发明的技术范围。

Claims (3)

1.一种多轨迹热能小车的传动调节机构，其特征在于：
包括斯特林发动机（1）、中带轮（2）、小带轮（3）、大带轮（4）、小齿轮（5）、大齿轮（6）、小双联齿轮（7）、大双联齿轮（8）、输入轴（9）、中间轴A（10）、中间轴B（11）、输出轴（12）、凸轮（13）、套筒（14）、法兰、顶丝、螺栓紧固件；所述中带轮（2）通过顶丝固定安装在中间轴A（10）上；所述小带轮（3）通过顶丝固定安装在中间轴A（10）的一端；所述大带轮（4）通过螺栓紧固件固定在法兰上，法兰通过顶丝固定安装在输入轴（9）的一端；所述小齿轮（5）通过顶丝固定安装在输入轴（9）的另一端；所述大齿轮（6）通过螺栓紧固件固定在法兰上，法兰通过顶丝固定安装在中间轴B（11）的一端；所述小双联齿轮（7）通过顶丝固定安装在中间轴B（11）上；所述大双联齿轮（8）通过螺栓紧固件固定在法兰上，法兰通过顶丝固定安装在输出轴（12）的一端；所述大双联齿轮（8）通过套筒（14）轴向定位；所述凸轮（13）通过螺栓紧固件固定在法兰上，法兰通过顶丝固定安装于输出轴（12）另一端；所述中带轮（2）与斯特林发动机（1）、小带轮（3）与大带轮（4）之间分别通过皮带实现动力传递；所述斯特林发动机（1）通过酒精灯加热将热能转换成机械能做功产生力矩，通过皮带传递力矩带动中带轮（2）转动；所述中带轮（2）、小带轮（3）以及中间轴A（10）三者同步运动；所述小带轮（3）通过皮带传递力矩带动大带轮（4）转动；所述大带轮（4）、小齿轮（5）、输入轴（9）三者同步运动；所述小齿轮（5）通过齿轮啮合传递力矩带动大齿轮（6）转动；所述大齿轮（6）、小双联齿轮（7）、中间轴B（11）三者同步运动；所述小双联齿轮（7）通过齿轮啮合传递力矩带动大双联齿轮（8）转动；所述大双联齿轮（8）、凸轮（13）、输出轴（12）三者同步运动，从而实现凸轮（13）转动；在不改变齿轮模数和中心距、仅更换凸轮（13）情况下，通过套筒（14）改变小双联齿轮（7）与大双联齿轮（8）相互啮合，从而改变传动比；环形轨迹（100）所需传动比i1，小齿轮（5）与大齿轮（6）相互啮合，通过套筒（14）定位大双联齿轮（8）的轴向位置，使小双联齿轮多齿端（7b）与大双联齿轮少齿端（8a）相互啮合，从而满足环形轨迹所需传动比；双八轨迹（200）所需传动比i2，小齿轮（5）与大齿轮（6）相互啮合，拆除套筒（14），使小双联齿轮少齿端（7a）与大双联齿轮多齿端（8b）相互啮合，从而满足双八轨迹所需传动比。
2.根据权利要求1所述一种多轨迹热能小车的传动调节机构，其特征在于：
所述环形轨迹（100）路径总长度为11320mm；所述双八轨迹（200）路径总长度为12128mm；根据环形轨迹（100）和双八轨迹（200），分别设计并制作环形轨迹的凸轮（13a）和双八轨迹的凸轮（13b）；环形凸轮（13a）和双八凸轮（13b）轮廓形状不同。
3.根据权利要求1所述一种多轨迹热能小车的传动调节机构，其特征在于：
所述小齿轮（5）齿数为100，大齿轮（6）齿数为84，小双联齿轮少齿端（7a）齿数为17，小双联齿轮多齿端（7b）齿数为18，大双联齿轮少齿端（8a）齿数为84，大双联齿轮多齿端（8b）齿数为85。
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