CN202176684U - 直线往复运动变换为连续圆周运动的装置 - Google Patents

Abstract

一种直线往复运动变换为连续圆周运动的装置，一往复运动的双面齿条两侧或者两相向往复运动的单面齿条分别与第一齿轮和第二齿轮啮合，该第一齿轮和第二齿轮分别通过第一传动轴和第二传动轴与第一飞轮离合器和第二飞轮离合器固定连接，该第一飞轮离合器的外缘齿轮和第二飞轮离合器的外缘齿轮同时与主轴齿轮啮合。本实用新型第一解决了现有技术中直线往复运动转换成圆周运动中压力角使得动能大量损耗的问题，即解决曲轴30％的功率损耗问题；第二改用传动齿轮与飞轮离合器为同心轴，使得制造更加方便，造价大大降低。本实用新型设计的飞轮离合器为无磨损高强度飞轮，在传递运动中，使得直线往复运动几乎无损耗转变为连续圆周运动。

Description

直线往复运动变换为连续圆周运动的装置

技术领域

本实用新型涉及一种直线往复运动变换为连续圆周运动的装置，适用于内燃机或靠压力驱动直线往复运动后转成连续圆周运动的机构。 

背景技术

现有技术中，将直线往复运动变换为连续圆周运动的传动机构一般使用曲轴连杆机构进行传动，该机构运作时因为压力角关系，使得传动力有很大的损耗。 

内燃机汽缸里活塞上力的大小关系到产生膨胀气体的体积与做功前缸体空间的比值。活塞在上止点时，它的空间体积基数最小，需要膨胀气体的量相对较小就能获得较大的作用力；当活塞开始运动后，缸体的空间体积基数逐渐增大，在此过程中膨胀气体就必须先填满增大的空间才能够得到相同的作用力，这就造成了相同体积的气体因缸体体积基数的变大而得到相同大小的作用力却需要多消耗燃油。通过计算我们可以知道曲轴连杆机构由0°～145°运作过程中有效做功只有70％，而30％的功都转变成了连杆对轴瓦的摩擦力而做无用功。曲轴连杆机构传动时也只有在90°一个点上能把做功完全传递到曲轴上，其它的任何点都存在着或多或少的无用功，但在90°这个点上缸体的空间体积比活塞在上止点上增大了5倍，曲轴在0°～145°转动中活塞的运动造成缸体空间的逐渐增大，也就是大量膨胀气体所做无用功的空间会转变成轴瓦对曲轴的摩擦力。可见曲轴构造在进行力传动的互换中自身损失造成的能量损失可以达到30％以上。 

另外，曲轴连杆机构中的曲轴由于非同心轴，制造困难，而且造价较高。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术中所存在的缺陷，提供一种适用于内燃机或靠压力驱动直线往复运动后转成连续圆周运动的装置。 

本实用新型采用了下列技术方案解决了其技术问题：一种直线往复运动变换为连续圆周运动的装置，包括往复运动的齿条，以及与该齿条啮合的齿轮。一往复运动的双面齿条两侧或者两相向往复运动的单面齿条分别与第一齿轮和第二齿轮啮合，该第一齿轮和第二齿轮分别通过第一传动轴和第二传动轴与第一飞轮离合器和第二飞轮离合器固定连接，该第一飞轮离合器的外缘齿轮和第二飞轮离合器的外缘齿轮同时与主轴齿轮啮合。 

由于本实用新型采取两个飞轮离合器，使得一飞轮离合器在齿条伸出时联动啮合并提供动能，在齿条收回时联动失效；同时，使得另一飞轮离合器在齿条收回时联动啮合并提供动能，在齿条伸出时联动失效。由于两飞轮离合器分别交替传递两齿轮上不同转向的力，最后在主轴齿轮上得到连续的圆周运动。 

本实用新型在新传动方法以及构造下，损耗大大减少，使得直线往复运动无损耗传递连续圆周运动。 

本实用新型第一解决了现有技术中直线往复运动转换成圆周运动中压力角使得动能大量损耗的问题，即解决曲轴30％的功率损耗问题；第二改用传动齿轮与飞轮离合器为同心轴，使得制造更加方便，造价大大降低。 本实用新型设计的飞轮离合器为无磨损高强度飞轮，在传递运动中，使得直线往复运动几乎无损耗转变为连续圆周运动。 

附图说明

图1为本实用新型双面齿条下拉结构示意图； 

图2为图1的a向示意图； 

图3为图1的b向示意图； 

图4为本实用新型双面齿条上推结构示意图； 

图5为图4的c向示意图； 

图6为图4的d向示意图； 

图7为本实用新型飞轮离合器结构示意图； 

图8为图7的A-A向剖视图； 

图9为本实用新型两相向往复运动的单面齿条左上右下结构示意图； 

图10为本实用新型两相向往复运动的单面齿条左下右上结构示意图； 

图11为本实用新型用在水力发电中使用电磁阀结构示意图。 

图中各序号分别表示为：1－主轴齿轮；2－主轴；3－第一齿轮；4－第一传动轴；5－第一飞轮离合器；6－第二齿轮；7－第二传动轴；8－第二飞轮离合器；9－双面齿条；9.1－第一单面齿条；9.2－第二单面齿条；9.3－齿条同步连杆；9.31－轴；10－外从动齿轮；10.1－外从动齿轮上内齿轮；10.2－外从动齿轮上外缘齿轮；11－甩动齿；12－转动销；13－键；14－转动轴；15－连接板；16－定位销；17－轴承；18－电磁阀；19－液压缸。 

具体实施方式

以下结合实施例以及附图对本实用新型作进一步的描述。 

本实用新型包括往复运动的齿条，以及与该齿条啮合的齿轮。 

参照图1、图2和图3，本实用新型的一往复运动的双面齿条9两侧分别与第一齿轮3和第二齿轮6啮合，该第一齿轮3通过第一传动轴4与第一飞轮离合器5固定连接，该第一飞轮离合器5的外缘齿轮与主轴齿轮1啮合；第二齿轮6分别通过第二传动轴7与第二飞轮离合器8固定连接，该第二飞轮离合器8的外缘齿轮也与主轴齿轮1啮合，主轴齿轮1固定连接主轴2。 

参照图7、图8，本实用新型所述的第一飞轮离合器5或者第二飞轮离合器8包括一外从动齿轮10，该外从动齿轮10通过轴承17与转动轴14呈旋转连接，该转动轴14上通过转动销12固定连接连接板15，该连接板15两端通过键13分别转动连接两甩动齿11，该两甩动齿11在转动轴14沿一方向旋转时被甩出并与外从动齿轮10上的内齿轮10.1啮合，该两甩动齿11在转动轴14沿另一方向旋转时被收拢，并被固定连接在连接板15上的定位销16所限定，外从动齿轮10上的外部还置有外缘齿轮10.2。另外，本实用新型所述的飞轮离合器中还可以充入液体，利于两甩动齿11相对内齿轮10.1啮合与分离。 

以下简述本实用新型的工作过程： 

请参照图1、图2，当双面齿条9作下拉运动时，第一齿轮3逆时针旋转，并通过第一传动轴4联动第一飞轮离合器5上的转动轴14逆时针旋转，该第一飞轮离合器5中两甩动齿11啮合外从动齿轮上内齿轮10.1，此时外从动齿轮10也作逆时针旋转，而外从动齿轮上外缘齿轮10.2啮合主轴齿轮1致使主轴齿轮1作顺时针旋转，最终将力传递到主轴2上；

请参照图1、图3，当双面齿条9作下拉运动的同时，第二齿轮6顺时针旋转，并通过第二传动轴7联动第二飞轮离合器8上的转动轴14顺时针旋转，该第二飞轮离合器8中两甩动齿11与外从动齿轮上内齿轮10.1分离，由于该第二飞轮离合器8的外从动齿轮上外缘齿轮10.2与主轴齿轮1啮合，致使此时该外从动齿轮10也跟随主轴齿轮1作顺时针旋转。

再请参照图4、图5和图6，当双面齿条9作上推运动时，本实用新型所述的第一齿轮3和第一飞轮离合器5、第二齿轮6和第二飞轮离合器8的传动工作原理与上述相同，仅第一齿轮3和第二齿轮6的转动方向以及离、合状态相反，这里不再赘述。 

参照图9、图10，本实用新型的另一实施例是将往一条往复运动的双面齿条9改成两条相向往复运动的单面齿条，即第一单面齿条9.1和第二单面齿条9.2。并在该两单面齿条9.1、9.2上置有一齿条同步连杆9.3，该齿条同步连杆9.3的中间与轴9.31转动连接，其两端分别与第一单面齿条9.1和第二单面齿条9.2转动连接，这样能保持两单面齿条9.1、9.2作上下时的稳定性与可靠性。其工作原理与前一实施例基本相同。 

本实用新型适用于各类内燃机或靠压力驱动直线往复运动的装置，可用在作往复运动的气压、液压发动机中。参照图11，本实用新型用在水力发电中，利用电磁阀18的变换，交错给予液压缸19施压力，以至第一单面齿条9.1和第二单面齿条9.2作连续的上下往复运动。 

Claims (3)

1.一种直线往复运动变换为连续圆周运动的装置，包括往复运动的齿条，以及与该齿条啮合的齿轮，其特征在于：一往复运动的双面齿条两侧或者两相向往复运动的单面齿条分别与第一齿轮和第二齿轮啮合，该第一齿轮和第二齿轮分别通过第一传动轴和第二传动轴与第一飞轮离合器和第二飞轮离合器固定连接，该第一飞轮离合器的外缘齿轮和第二飞轮离合器的外缘齿轮同时与主轴齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的直线往复运动变换为连续圆周运动的装置，其特征在于：所述的两相向往复运动的单面齿条上置有一齿条同步连杆，该齿条同步连杆的中间与轴转动连接，其两端分别与两单面齿条转动连接。

3.根据权利要求1或者2所述的直线往复运动变换为连续圆周运动的装置，其特征在于：所述的第一飞轮离合器或者第二飞轮离合器包括一外从动齿轮，该外从动齿轮通过轴承与转动轴呈旋转连接，该转动轴上通过转动销固定连接连接板，该连接板两端通过键分别转动连接两甩动齿，该两甩动齿在转动轴沿一方向旋转时被甩出并与外从动齿轮上的内齿轮啮合，该两甩动齿在转动轴沿另一方向旋转时被收拢，并被固定连接在连接板上的定位销所限定，外从动齿轮上的外部还置有外缘齿轮。

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