CN2249333Y

CN2249333Y - 套筒活塞传动装置

Info

Publication number: CN2249333Y
Application number: CN 95243665
Authority: CN
Inventors: 王关林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-03-29
Filing date: 1995-03-29
Publication date: 1997-03-12
Anticipated expiration: 2005-03-29

Abstract

一种套筒活塞传动装置，属机械传动技术领域，主要包括缸体1，活塞2，传动轴3，传动轮4，机座5，轴承6，定位凸缘7，支承凸缘8，双凸缘座9，套筒活塞10，能实现往复运动和旋转运动相互转换，工作时无不平衡的往复惯性力，机振小，噪音低，汽缸或液缸有效工作容积大，输出转矩大而平稳，用多个本装置可组成多缸组套筒活塞传动装置，特别适于用来作内燃机，油马达，压缩机，真空泵，液压泵和动力机一泵联合机组。

Description

套筒活塞传动装置

本实用新型涉及一种套筒活塞传动装置，属机械传动技术领域。

背景技术介绍。本发明人发明的中国实用新型专利CN93226574.X双活塞传动装置，是一种能代替曲柄-连杆机构实现往复运动和旋转运动相互转换的传动装置，它有无不平衡的离心惯性力、传动效率高、输出转矩均匀、另件少、体积小、寿命长和能用来组合成多缸组的双活塞传动装置等优点，但在单缸组运行时，作用在它的活塞上的往复惯性力无法抵消，此外，在一个活塞行程下，只能获得一个缸的工作容积，空间利用率低。

本实用新型的目的是推出一种套筒活塞传动装置，该装置有背景技术的优点，却没有背景技术的缺点。

本实用新型的另一个目的是推出一种由多个套筒活塞传动装置组成的多缸组套筒活塞传动装置。

图1是套筒活塞传动装置的结构示意图，其中1是缸体，2是活塞，3是传动轴，4是传动轮，5是机座，6是轴承，7是定位凸缘，8是支承凸缘，9是双凸缘座，10是套筒活塞，11是封闭曲线沟槽，12是定位滑槽。图2是图1中AA处的截面图A-A。图3是封闭曲线沟槽11的中心线展开图，其中S是活塞行程，ω是传动轴3转过的圆周角。图4是双凸缘座9的一种变形结构的示意图，其中13是支承凸缘座，14是调整蝶栓。图5是图4中BB处的截面图B-B。图6是多缸组套筒活塞传动装置的结构示意图，其中15是中心轮轴，16是中心轮轴轴承，17是中心轮。图7是图6中C C处的截面图C-C。图1和6中未示出缸体1上的缸盖。

现结合附图说明本实用新型的技术内容。

本实用新型涉及的套筒活塞传动装置，主要包括缸体1，活塞2，传动轴3，传动轮4，机座5，轴承6，支承凸缘8。它还包括定位凸缘7，双凸缘座9，套筒活塞10。二个活塞2分别固定在传动轴3的两端，传动轮4固定在传动轴3的中部，传动轴3支承在固定于机座5上的二个轴承6上。传动轮4是齿轮、摩擦轮、链轮或带轮。轴承6是滚动轴承或滑动轴承。活塞2的柱面上制有封闭曲线沟槽11，双凸缘座9固定在套筒活塞10上，套筒活塞10借助介于封闭曲线沟槽11与双凸缘座9之间的支承凸缘8套装在活塞2上。封闭曲线沟槽11的截面和双凸缘座9的一个端面分别是半圆和凹球面，支承凸缘8是与它们匹配的球体。缸体1的内壁的柱面上制有长度不小于套筒活塞10的行程S的、与缸体1的中心轴线平行的定位滑槽12，缸体1借助介于双凸缘座9与定位滑槽12之间的定位凸缘7套装在套筒活塞10上，并以其中心轴线与传动轴3的中心轴线重合的方式固定于机座5。定位滑槽12的截面和双凸缘座9的另一个端面分别是半圆和凹球面，定位凸缘7是与它们匹配的球体，定位滑槽12的截面可是矩形或正方形，双凸缘座9由支承凸缘座13和调整螺栓14代替，定位凸缘7由形状为长方体或正方体的支承凸缘13的端部代替。传动轴3与轴承6构成使传动轴3及其上的活塞2只能作旋转运动的约束机构；支承凸缘8与封闭曲线沟槽11构成使套筒活塞10在活塞2上只能作与活塞2一起旋转运动的或作相对于活塞2的往复和旋转复合运动的约束机构；定位凸缘7与定位滑槽12构成使套筒活塞10在缸体1中只能作往复运动的约束机构。上述三个机构联合构成使活塞2和套筒活塞10只能同时分别作旋转运动和往复运动的约束机构。定位凸缘7、双凸缘座9的个数及定位滑槽12的道数均与支承凸缘8的个数相等，支承凸缘8的个数与封闭曲线沟槽11上形状完全相同的曲线段段数N相等或后者是前者的整数倍，支承凸缘8的个数大于1时，双凸缘座9应均匀分布在套筒活塞10的同一横截面上，定位滑槽12应均匀分布在缸体1的内壁的柱面上。二封闭曲线沟槽11的包含形状完全相同的曲线段段数N相等，二封闭曲线沟槽11的中心线展开曲线形状相同，互成轴对称关系，即把图2沿横坐标轴，即ω轴对折，二展开曲线会重合在一起。

当输入转矩施加于传动轮4时，传动轴3和二个活塞2因获得驱动而旋转，二个套筒活塞10随之作往复运动。传动轮4每旋转一周，套筒活塞10往复运动N次。由于在任何时刻二个套筒活塞10的速度大小相等，方向相反，作用在二个套筒活塞10上的往复惯性力大小相等，方向相反，所以作用在机座5上的往复惯性合力为零。上述工作方式使本实用新型涉及的套筒活塞装置适于作压缩机、真空泵和液压泵等。

当二个套筒活塞10分别位于二个缸体1的外端，即缸体1的缸壁与套筒活塞10围成的体积为最小时，同时向二个套筒活塞10的外端面施加推力，如气体燃料的爆破力，当二个套筒活塞10分别位于二个缸体1的内端，即活塞2与套筒活塞10的内壁围成的体积为最小时，同时向二个套筒活塞10的内端面施加推力，如气体燃料的爆破力，二个套筒活塞10因受到驱动而作往复运动，传动轮4随之旋转。每个套筒活塞10每往复运动一次，受到二次驱动，宛如每个缸体1起二个缸的作用，换言之，在一个活塞行程S下，从一个缸能获得二个缸的工作容积，空间利用率高。套筒活塞10每往复N次，套筒活塞10受到2N次驱动，传动轮4旋转一周，输出转矩较均匀。上述工作方式使本实用新型涉及的套筒活塞传动装置适于作内燃机、油马达等。

实施例1(N＝2)：

作压缩机时，输入转矩施加于传动轮4，传动轮4和套筒活塞10分别作旋转和往复的运动，传动轮4每旋转一周，套筒活塞10往复二次。

作内燃机时，推力轮流施加于套筒活塞10的外端面和内端面，套筒活塞10和传动轮4分别作往复和旋转的运动，套筒活塞10每往复二次，传动轮4旋转一周。

用多个套筒活塞传动装置可组成多缸组套筒活塞传动装置，以增加装置的总工作容积，进一步改善工作的平稳性和输出转矩的均匀性，提高产品的系列化和通用化。多缸组套筒活塞传动装置的组数与缸数之比为1∶4，缸数指作内燃机时能产生推力的缸体的个数，是实际缸体1的个数的2倍，组数为大于1的正整数。组合时需增加中心轮轴15，中心轮轴轴承16，中心轮17和扩大了的机座5，多个套筒活塞传动装置均匀分布在中心轮轴15的四周，固定于扩大了的机座5，多个套筒活塞传动装置各自的传动轮4与中心轮17构成传输旋转运动的约束机构，传动轮4和中心轮17为齿轮或链轮。

实施例2(N＝2，组数＝4，缸数＝16)：

十六缸四组套筒活塞传动装置由四个套筒活塞传动装置，中心轮轴15，中心轮轴轴承16，中心轮17和扩大了的机座5组成，四个套筒活塞传动装置均匀地固定在扩大了的机座5的中心轮轴15的四周，中心轮17和传动轮4为齿轮，四只传动轮4与中心轮17啮合，传动比，即中心轮17的齿数与传动轮4的齿数之比为3∶4。传动轮4和中心轮17可改用链轮，只是占据的空间较大。本实施例的功能和工作原理与套筒活塞传动装置的相同，这里就不重复了。本实施例的性能比套筒活塞传动装置的更为优越，汽缸或液缸总工作容积是套筒活塞传动装置的四倍，中心轮17每旋转一周，受到十二次推力的驱动，所以本实施例作二冲程内燃机时，从中心轮17输出的转矩，不仅强大，而且均匀。

与背景技术相比，本实用新型有以下优点：

1.在相同的活塞运动空间内，汽缸或液缸有效工作容积增加一倍。

2.既无不平衡的离心惯性力，又无不平衡的往复惯性力，输出转矩大而均匀，工作平稳，机振极小，由机振引起的噪音极低。

3.结构紧凑，布局合理，体积小，另件少，无大型复杂的另件，制造方便，造价低廉。

4.传动效率高，摩擦耗功小，机件磨损少，寿命长。

5.可组成多缸组套筒活塞传动装置，使汽缸或液缸的总工作容积成倍增加，运转极为平稳，输出转矩极为均匀，有助于实现产品的系列化和通用化。

上述优点使本实用新型特别适于用来作内燃机(汽车、摩托车、船舶、轻型飞机等交通工具的发动机)，油马达，压缩机(冰箱、气泵等设备的压缩机)，真空泵，液压泵(如油泵、水泵)，动力机-泵联合机组。本实用新型易于实施，用途大，涉及面遍布工业、农业、交通运输、建筑、国防等国民经济领域，潜在的经济和社会效益巨大，是一项发展前景光明的新产品。

Claims

1.本实用新型涉及的套筒活塞传动装置，主要包括缸体1，活塞2，传动轴3，传动轮4，机座5，轴承6，支承凸缘8，其特征在于，它还包括定位凸缘7，双凸缘座9，套筒活塞10，二个活塞2分别固定在传动轴3的两端，传动轮4固定在传动轴3的中部，传动轴3支承在固定于机座5上的二个轴承6上，传动轮4是齿轮、摩擦轮、链轮或带轮，轴承6是滚动轴承或滑动轴承，活塞2的柱面上制有封闭曲线沟槽11，双凸缘座9固定在套筒活塞10上，套筒活塞10借助介于封闭曲线沟槽11与双凸缘座9之间的支承凸缘8套装在活塞2上，封闭曲线沟槽11的截面和双凸缘座9的一个端面分别是半圆和凹球面，支承凸缘8是与它们匹配的球体，缸体1的内壁的柱面上制有长度不小于套筒活塞10的行程S的、与缸体1的中心轴线平行的定位滑槽12，缸体1借助介于双凸缘座9与定位滑槽12之间的定位凸缘7套装在套筒活塞10上，并以其中心轴线与传动轴3的中心轴线重合的方式固定于机座5，定位滑槽12的截面和双凸缘座9的另一个端面分别是半圆和凹球面，定位凸缘7是与它们匹配的球体，定位滑槽12的截面可是矩形或正方形，双凸缘座9由支承凸缘座13和调整螺栓14代替，定位凸缘7由形状为长方体或正方体的支承凸缘13的端部代替，传动轴3与轴承6构成使传动轴3及其上的活塞2只能作旋转运动的约束机构，支承凸缘8与封闭曲线沟槽11构成使套筒活塞10在活塞2上只能作与活塞2一起旋转运动的或作相对于活塞2的往复和旋转复合运动的约束机构，定位凸缘7与定位滑槽12构成使套筒活塞10在缸体1中只能作往复运动的约束机构，上述三个机构联合构成使活塞2和套筒活塞10只能同时分别作旋转运动和往复运动的约束机构，定位凸缘7、双凸缘座9的个数及定位滑槽12的道数均与支承凸缘8的个数相等，支承凸缘8的个数与封闭曲线沟槽11上形状完全相同的曲线段的段数相等或后者是前者的整数倍，支承凸缘8的个数大于1时，双凸缘座9应均匀分布在套筒活塞10的同一横截面上，定位滑槽12应均匀分布在缸体1的内壁的柱面上，二封闭曲线沟槽11的包含形状完全相同的曲线段段数N相等，二封闭曲线沟槽11的中心线展开曲线形状相同，互成轴对称关系。

2.根据权利要求1所述的套筒活塞传动装置，其特征在于，N＝2。

3.根据权利要求1所述的套筒活塞传动装置，其特征在于，多个套筒活塞传动装置组成多缸组套筒活塞传动装置，组合时增加中心轮轴15，中心轮轴轴承16，中心轮17和扩大了的机座5，多个套筒活塞传动装置均匀分布在中心轮轴15的四周，固定于扩大了的机座5，多个套筒活塞传动装置各自的传动轮4与中心轮17轮构成传输旋转运动的约束机构，传动轮4和中心轮17为齿轮或链轮。

4.根据权利要求1，2和3所述的套筒活塞传动装置，其特征在于，多缸组套筒活塞传动装置是十六缸四组套筒活塞传动装置，由四个套筒活塞传动装置，中心轮轴15，中心轮轴轴承16，中心轮17和扩大了的机座5组成，四个套筒活塞传动装置均匀地固定在扩大了的机座5的中心轮轴15的四周，中心轮17和传动轮4为齿轮，四只传动轮4与中心轮17啮合，传动比，即中心轮17的齿数与传动轮4的齿数之比为3∶4，传动轮4和中心轮17可改用链轮。