CN2480623Y - 带行星齿轮的圆周角传动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型带行星齿轮的圆周角传动装置涉及的是一种将曲柄连杆机构中的连杆省去,代之以行星齿轮、导杆等构件,将旋转运动转化为直线运动的装置。其结构具有机架、主轴、固定内齿轮,行星外齿轮、曲柄、偏心轴、外延盘、节圆轴、导杆、活塞、汽缸等。主轴带动曲柄旋转。曲柄通过偏心轴带动行星外齿轮、外延盘及节圆轴运动。节圆轴轴心的运动为直线往复运动。它通过导杆带动活塞在汽缸内作直线往复运动。该装置与传统的曲柄连杆机构比较,具有尺寸小、摩擦力小、寿命长的优点,是一种新型的节能装置。

Description

带行星齿轮的圆周角传动装置

本发明带行星齿轮的圆周角传动装置涉及的是一种将传统的曲柄连杆机构中的连杆省去，用一对内啮合齿轮作中介，将圆周运动转变为直线往复运动的机械传动装置。

机械传动中常用曲柄连杆机构，该机构存在着因带有尺寸较长的连杆而尺寸较大，对汽缸有侧向力，力学状态不佳，活塞运动呈非正弦特性三大缺点。

本发明目的是针对曲柄连杆机构的三大缺点，提供了一个新的将转动转化为直线往复运动的装置。它具有相同活塞行程条件下尺寸比曲柄连杆机构小，消除了对汽缸的侧向力，直线往复运动严格符合正弦规律的优点

在相同活塞行程的条件下，带行星齿轮的圆周角传动装置的曲柄长度只是曲柄连杆机构中曲柄长度的一半，带行星齿轮的圆周角传动装置中的导杆的长度还不到曲柄连杆机构中连杆长度的一半，故总的尺寸缩小很多，这对空调冰箱压缩机类对空间尺寸限制严的设备意义很大。

带行星齿轮的圆周角传动装置是采取以下方案实现的：

带行星齿轮的圆周角传动装置主要由主轴、机架、曲柄、偏心轴、行星外齿轮、固定内齿轮、节圆轴、导杆、活塞、汽缸等构成，固定内齿轮与主轴同心，固定于机架上。主轴、固定内齿轮和汽缸均由机架支撑。

主轴由外力驱动，主轴的转动驱使曲柄转动，曲柄上的偏心轴驱动装在偏心轴上的外齿行星齿轮作公转运动。外齿行星齿轮与固定内齿轮啮合，二齿轮的齿数比为1∶2。固定内齿轮使外齿行星齿轮兼作自转运动。外齿行星齿轮节圆处点的合运动为直线往复运动。外延盘与行星外齿轮紧固成一体。外延盘上对应于外齿行星齿轮节圆处伸出节圆轴，其轴心线落在外齿行星齿轮的节圆上。节圆轴装入导杆的轴套内。导杆轴套内装有滑动轴承。节圆轴在导杆轴套内转动，并将轴心的直线往复运动传递给导杆。导杆带动活塞在汽缸内作直线往复运动。

在一些实施例中，为简化结构，将主轴、曲柄、偏心轴做成一体，成为一根曲轴。并将外齿行星齿轮、外延盘、节圆轴做成一体，成为一个齿轮组合体，曲轴上还附加动平衡块。

以下将结合附图对本发明作进一步说明：

附图1是带行星齿轮的圆周角传动装置的传动原理图。该图表明装置的传动关系。主轴4由外力驱动，主轴4的转动带动曲柄5转动，安装在曲柄5上的偏心轴6也随之作环绕主轴4的回转运动。套在偏心轴6上的外齿齿行星齿轮3在偏心轴6的带动下作围绕主轴4的公转运动。由于外齿行星齿轮3与固定内齿轮2啮合，故外齿行星齿轮3又兼作围绕自身轴心的自转运动。外齿行星齿轮3节圆上的任一固定点的合运动为直线往复运动。与外齿行星齿轮3紧固在一起的外延盘7在对应于节圆处伸出节圆轴8，节圆轴8的轴心也作直线往复运动。导杆10上开有孔，内装滑动轴承，并套装在节圆轴8上。节圆轴8将直线往复运动传递给导杆10，导杆10又将直线往复运动传递到汽缸中的活塞11，使活塞11在汽缸12中作直线往复运动。

附图2是将带行星齿轮的圆周角传动装置简化为两个相互内切的圆的几何原理图。

在图2中，⊙O代表固定内齿轮的节圆，其圆心为O，A在⊙O上，其直径AB为汽缸轴线在该平面上投影直线与⊙O相交的线段。

⊙O的直径为4a，其中a为曲柄的长度，也就是主轴中心到外齿行星齿轮中心的距离。

OA＝OB＝2a

⊙C是一个直径为2a的动圆，亦即为外齿行星齿轮的节圆。它与⊙O相内切。⊙C的圆心C的规迹是以O为圆心，a为半径的圆。

⊙O与⊙C的切点为P，随着⊙C在⊙O中作纯滚动。设C的初始位置为圆心C₁在AO上，为AO的中点。切点P₁与A重合。切点P₁在AB上的投影也与A重合。⊙C₁与AB的交点为D₁，在这初始位置，D₁即为切点P₁，也与A重合。

当⊙C作纯滚动，其圆心C到达C₂位置，这时⊙C与⊙O的切点移动到P₂点，OP₂为⊙C₂的直径。设这时OC转过了一个角度，即∠C₂OA＝α，这时⊙C₂与OA相交，其交点为D₂。由于OP₂为直径，故∠P₂D₂O＝90°

故D₂为P₂在AB上的投影点。

设在初始位置时行星轮上即⊙C上，与⊙O相切的一个固定点E在E₁的位置，作⊙O相切的一个固定点E在E1的位置，⊙C作纯滚动，E相对于行星轮，即⊙C位置不变。当⊙C的圆心到达C₂点时，行星轮上E点到达E₂位置。这时OP₂为直径，E₂在⊙C₂上，所以∠P₂E₂O＝90°。又由于⊙O的直径为4a，⊙C₂的直径为2a。又因作纯滚动时

弧长相同而半径差一倍，故对应的角度也差一倍。

即∠P₂C₂E₂＝2∠P₂OE₁

在⊙C₂中，∠P₂C₂D₂＝2∠P₂OD₂

所以∠P₂OE₁＝∠P₂OD₂

即E₂点在OD₂上

即E₂点在AB上，且为P₂点在AB上的投影点。

即E₂点与D₂点重合，为同一点。

E点的运动规足迹为直线，沿O的直径AB运动，其极限位置分别为A和B。若OC作匀速转动，则E点运动规律为；

OE＝2aCOSα，符合正弦(余弦)规律。简谐振动的振幅为2a。汽缸行程为4a。名称说明：

曲柄转过的角与所对应的行星齿轮转过的角为行星齿轮节圆中同弧上的圆周角与圆心角关系，故将该装置取名为圆周角传动。

参见发明专利申请99114075.3，专利公告CN1204802A，发明人董玲生。

Claims (3)

1.一种带行星齿轮的圆周角传动装置，具有机架，固定内齿轮，行星外齿轮、主轴、曲柄、偏心轴等。曲柄的一头套在主轴上，另一头套在偏心轴上，主轴、曲柄、偏心轴三者紧固成一体，形成一根曲轴，固定内齿轮紧固于机架上，行星外齿轮套在偏心轴上，并与固定内齿轮啮合，主轴转动带动曲柄和偏心轴转动，偏心轴转动带动行星外齿轮作公转运动，行星外齿轮与固定内齿轮的啮合又使行星外齿轮兼作自转运动，

其特征：还具有外延盘、节圆轴、导杆、活塞、汽缸等，外延盘与行星外齿轮相互平行，并紧固成一体，外延盘上装置有节圆轴，并与外延盘紧固成一体，节圆轴又套在导杆一端的轴套内，在轴套内转动，行星外齿轮节圆处的点作直线复往运动，外延盘、节圆轴、导杆将这直线往复运动传递给活塞，使活塞在汽缸中作直线往复运动。

2.根据权利要求1所述的带行星齿轮的圆周角传动装置，其特征是节圆轴轴心处于行星外齿轮的节圆位置。

3.根据权利要求1所述的带行星齿轮的圆周角传动装置，其特征是行星外齿轮和固定内齿轮啮合，其齿数比为1∶2。

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