CN86102069A - 双联转子机械整流机构 - Google Patents

Abstract

一种双联转子机械整流机构，采用一对互相啮合的整周齿轮，与之同轴设置超越离合器齿轮或不完全齿轮，实现往复运动与单向旋转运动间的转换。其机械传输效率比曲柄连杆等高40％左右，并减轻活塞与缸壁的磨损而延长其寿命，适于低速大扭矩液压马达、骡机发动机等。

Description

本发明涉及到一种机械整流装置，特别涉及到一种往复运动和单向旋转运动之间的机械整流装置。

现行的往复运动和单向旋转运动之间的传动机构，主要是曲柄连杆机构，其次是凸轮、倾斜圆盘、摆盘和偏心轮，它们的传输效率低，特别是在工质为流体的传动时，使直线往复运动的活塞与缸壁产生很大的侧向力。导致摩擦严重，耗费输入动力，造成缸壁的摩损，工质的泄漏，缩短了活塞缸的寿命。

本发明的目的是提供一种结构紧凑、机械传输效率比曲柄连杆等高40%，减轻活塞与缸体的摩损，而延长其寿命的机械整流机构。

本发明是以下述方式完成的，利用一双互相啮合的整周齿轮，与其刚性同轴心地设有超越离合器齿轮或不完全齿轮，就能将往复件的往复运动转换成单向旋转运动，或经不完全齿轮将单向旋转运动转换成往复运动。两齿轮轴线平行。

以下结合附图对本整流机构的原理作进一步说明。

附图1是设有不完全齿轮的双联转子机械整流机构简图;

附图2是设有超越离合器齿轮的双联转子机械整流机构简图;

附图3是摆动式液压马达原理图;

附图4是低速大扭矩液压马达原理图;

附图5是设有不完全齿轮的整流机构，用于低速大扭矩液压马达时，齿轮啮合情形的简图;

附图6是直线往复型骡机发动机原理图;

附图7是圆周往复型骡机发动机原理图;

附图8是用于图6，7的整流机构的齿轮啮合情形图;

附图9是中、低速大排量泵或中、低、高压泵或马达;

附图10是船用低速骡机发动机原理图。

参照附图1，（1）、（2）是互相啮合的整周齿轮，（9）、（10）是与（1）、（2）同轴的不完全齿轮，（11）、（12）是与（1）、（2）同轴的擒纵轮，（7）是往复轮，与发动机或液压马达中活塞相连，（8）是被擒纵轮或迎送轮。轮（8）、（11）、（12）起加强不完全齿轮的首齿和末齿在进入和退出啮合时的传力，控制往复轮和转子轮的啮合位置，减轻或消除冲击，使载荷始终落在节圆线上的作用，（8）、（11）、（12）是从不完全齿轮和往复轮上分离出来单独完成上述任务而齿加大了的齿轮，可根据需要改变齿的参数如形状和大小。（13）、（14）是齿轮轴。这种设有不完全齿轮的整流机构，能把运动距离一定的往复运动整理成单向旋转运动或者将单向旋转运动整理成距离一定的往复运动，其啮合的情形参照图5和图8。参照附图2（1）、（2）是相互啮合的整周齿轮，（3）是与（1）同轴的超越离合器齿轮，（4）是与（2）同轴和（3）反向旋转的超越离合器齿轮，（7）是直线往复运动件或圆周往复运动件，（13）、（14）是相应的齿轮轴。这种装置可将运动距离不定，方向相反的机械运动整理成单向旋转运动。这种机构可用于波浪能利用装置，配合一个突击换向阀，可用于特殊的气、液动低速马达。

图3是三种摆动式液压马达，它们都不能采用改变进、排油口的方法来改变输出轴的转动方向以输出单向旋转运动，而使用双联转子整流机构则可实现上述目的。

图4是低速大扭矩液压马达原理图，（1）、（2）是互相啮合的整周齿轮，（3）、（4）是与（1）、（2）同轴心的不完全齿轮，并列两个这样对置的液压缸，交换配流阀的进回油口，可改变输出轴的转动方向，活塞上的齿条在与不完全齿轮进入啮合和退出啮合时，两端的油缸都通负压，即活塞作空载运动，其动力由另一个进入了啮合的活塞供给，这种马达可直接驱动车轮，无级变速的范围大，可省去变速箱等机械部件，密封性能好，传动效率高，可用于龙门铣，长冲程液压牛头及运输机械等。

图5是整流机构用于图3低速大扭矩液压马达时的齿轮啮合情形，这是往复轮（主动件）顺时钟方向转动终了时的情形，迎送轮（8）上的齿（1）推动轮（11）上的齿（2）转过一个角度，从而与轮（11）同轴的整周齿轮也转过同一角度，与（11）同轴的不完全齿轮（9）上的齿（3）被送出往复轮的啮合齿道，与此同时反向转动了同样角度的另一轴上的不完全齿轮（10）的齿（4）已进入迎送轮（8）上的齿（5）的齿谷，之后往复轮开始逆时钟方向转动，迎送轮上的齿（5）利用其凸面推动（4），使往复轮上的齿（7）与（12）同轴的不完全齿轮上的齿（6）啮合，往复轮推动齿（6）及其后继齿转动，往复轮逆时钟方向转动终了时，又开始顺时钟方向转动，依次往复，从而输出单向旋转运动。

本发明又适于骡机发动机的传动，骡机发动机既保留了往复发动机气密性优良的特点，又有转子发动机不要曲轴连杆，结构紧凑，零件少，传输效率高的优点，采用通常连杆传动的二冲程发动机的换气方式或斯特林发动机膨胀室和压缩室各自独立工作的方式，可实现长冲程而节能。参照图6，这是直线往复型骡机发动机原理图，它可以由一个气泵供气，气体交换方式与普通二冲程连杆发动机相同，其气密性优良，活塞对气缸的侧向力小，可采用无活塞环的活塞，气缸寿命可大为延长，膨胀冲程与压缩冲程结合，可达很高的压缩比，故适用于柴油机。又采用两个相对的气缸同时膨胀，故可平衡活塞的冲击。

图7是圆周往复型骡机发动机，（1）是扫气兼配气转阀，（2）是传动轴，（3）是往复旋转活塞，（4）是膨胀冲程，（5）是排出废气，（6）是压缩冲程，（7）是火花塞或喷油嘴，（8）是气泵，这种发动机一个单程可同时完成膨胀和压缩，易损件少，制造简便。进、排气顺畅，排气时间长，只要少量压缩空气就可排除废气。传动平稳可靠。

图8是本发明用于图6、图7所示发动机传动时的啮合情况，图示的是往复轮（1）顺时钟方向转动接近终了时的情况（往复轮是整周齿轮）在一燃烧室点火后的膨胀前期，（1）推动转子轮轴上的不完全齿轮（2），通过双联整周齿轮，也转动另一转子轮轴上的不完全齿轮（3），在膨胀冲程后期，（1）由于承担了压缩工作，速度变慢，（1）被（2）和燃气推动，快接近冲程终了时，齿（4）推动齿（5）到节圆交点，因（4）是（2）上末齿，没有后继齿，为不使（4）的齿顶受力突然加大而产生冲击，所以从节圆线处去掉齿顶，（4）可尽快脱离啮合，当（4）与（5）的啮合点交于节圆线时，与（2）同轴的擒纵轮上的齿（6）与往复轮同轴的被擒纵轮上的齿（7）啮合，（6）接替（4），推动（7）转动一个角度后，（7）被（6）和（8）的弧面锁住，有一短暂停歇，可根据转速在停歇的适当时间内，另一膨胀室点火，往复轮便具备了作反向转动的动力。

当齿（10）进入齿（9）的齿谷，擒纵轮的齿（6）便终止对被擒纵轮上的齿（7）的锁制，并放纵（7），往复轮迎合并推动不完全齿轮（3），该冲程完毕又进入下一循环，采用微电脑最佳点火跟踪系统，即可使系统达到同步动作。

图9是中、低速大排量泵或中低速高压泵或马达的原理图，（7）是与活塞刚性相连的齿条，（6）是摆轮，（3）是活塞，（4）是缓冲弹簧，（5）是单向阀，（1）和（2）是互相啮合的整周齿轮，这种泵是齿轮泵和柱塞泵的典型结合，具有密封性好、低速性能好、传输效率高、结构紧凑的优点。

图10是船用低速骡机发动机，（1）是膨胀气缸，（2）是滑阀，（3）是燃烧室，可根据滑阀材料性能分设两个燃烧室，被压缩空气和燃料在室内连续燃烧，（4）是废气涡轮，（5）是压缩室之一，从气体交换器来的低压空气增压后导向储气罐，再进入（3），（6）是活塞，（7）是公共往复轮，（8）是压气泵，（7）、（8）组成气体交换器，利用废气初步压缩空气。

本发明用于图示的发动机或液压马达，具有节能、机械传输效率高、结构紧凑的特点。

本发明适于陶瓷发动机、低温热源记忆合金发动机及蒸汽机等。使其机械传输效率增高。

Claims (5)

1、一种双联转子机械整流机构，包括齿轮(1、2、3、4、9、10)和轴(13、14)其特征在于整周齿轮(1)、(2)相互啮合，超越离合器齿轮(3)、(4)或不完全齿轮(9)、(10)分别与(1)、(2)同轴心地安装在轴(13)、(14)上。

2、根据权利要求1.所述的双联转子整流机构，其特征在于超越离合器齿轮（3）、（4）或不完全齿轮（9）、（10）分别与往复运动件（7）相啮合，（7）是齿轮或齿条。

3、根据权利要求1.、2.所述的双联转子整流机构，其特征在于和不完全齿轮（9）、（10）同轴设有擒纵轮（11）、（12），和往复件（7）同轴设有被擒纵轮或迎送轮（8），（7）和（9）、（10）啮合，（8）和（11）、（12）啮合。

4、根据权利要求1.、2.所述的双联转子机械整流装置，其特征在于所说的轴（13）、（14）相互平行。

5、根据权利要求3.所述的双联转子机械整流装置，其特征在于所说的轴（13）、（14）相互平行。

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