專利名稱：往復(fù)直線運(yùn)動與圓周運(yùn)動之間的無曲軸動力轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械領(lǐng)域，尤其與往復(fù)直線運(yùn)動與圓周運(yùn)動之間的動力傳遞有關(guān)。
背景技術(shù)：
目前，在機(jī)械領(lǐng)域，凡是涉及由往復(fù)直線運(yùn)動轉(zhuǎn)換成圓周運(yùn)動，或由圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)換成往復(fù)直線運(yùn)動的問題，基本上都采用了傳統(tǒng)的曲軸連桿式的傳動結(jié)構(gòu)來解決。這種技術(shù)至今已經(jīng)沿用了幾個(gè)世紀(jì)，其應(yīng)用范圍十分廣泛?？墒蔷颓S連桿裝置其本身的力學(xué)性能來說，卻存在著絕不合理的受力結(jié)構(gòu)，在機(jī)械動力傳遞中損失了大量的能量，而且還帶來了很多副作用，如震動、磨損、瞬間沖擊、受力不均衡或擺動速度不均衡等，尤其在燃料發(fā)動機(jī)、蒸氣機(jī)、空氣壓縮機(jī)、柱塞泵等領(lǐng)域，所浪費(fèi)的能源已經(jīng)占據(jù)了相當(dāng)大的份額。對于這種習(xí)以為常的家喻戶曉的都認(rèn)為是不可改變的卻又十分不合理的曲軸連桿裝置，在目前能源越來越成為當(dāng)今經(jīng)濟(jì)社會命脈的關(guān)鍵時(shí)刻，已經(jīng)嚴(yán)重制約著國民經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展，在我國環(huán)保和節(jié)能的概念既已提出，并且任務(wù)非常之迫切和艱巨，因此，迅速扭轉(zhuǎn)這種不合理現(xiàn)狀的意義特別重大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種可直接將往復(fù)直線運(yùn)動所產(chǎn)生的動力高效地轉(zhuǎn)變成圓周運(yùn)動并對外輸出扭矩力或由圓周運(yùn)動直接轉(zhuǎn)換為往復(fù)直線運(yùn)動的比較合理的動力傳遞結(jié)構(gòu)，提高能源的利用率，減少廢氣排放，減輕震動和磨損，使機(jī)械運(yùn)行更平穩(wěn)，傳動件受力更合理，接觸面潤滑更充分。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，布局合理，技術(shù)含量高，運(yùn)行安全可靠，制造成本輕?？赏耆娲S連桿裝置，必將產(chǎn)生巨大的節(jié)能減排效果和經(jīng)濟(jì)社會效益。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)解決方案來實(shí)現(xiàn)的。往復(fù)直線運(yùn)動與圓周運(yùn)動之間的無曲軸動力轉(zhuǎn)換裝置，它包括殼體、缸體、活塞(含活塞環(huán)，下同)、活塞銷；其特征在于它還包括主軸、齒輪、內(nèi)齒環(huán)連桿組件、行星滑輪組件。缸體位于殼體內(nèi)部，活塞位于缸體內(nèi)部,活塞銷位于活塞內(nèi)部。主軸位于殼體中部,兩端裝有軸承,軸承固定在殼體上，主軸端部延伸到殼體外作為動力輸出端；齒輪套裝在主軸上，位置與活塞對應(yīng)；內(nèi)齒環(huán)連桿組件之內(nèi)齒環(huán)部分位于齒輪外側(cè)，與齒輪在同一平面上并嚙合，內(nèi)齒環(huán)連桿組件之連桿部分其端部套裝在活塞銷上。行星滑輪組件之滑輪部分位于內(nèi)齒環(huán)連桿組件外側(cè)，并與內(nèi)齒環(huán)連桿組件之內(nèi)齒環(huán)部分的外側(cè)軌道面相切，行星滑輪組件之基座部分一端固定滑輪軸，另一端套裝在主軸或齒輪上，滑輪可自轉(zhuǎn)也可同時(shí)繞主軸自由公轉(zhuǎn)，滑輪之軸心與主軸或齒輪之軸心以及位于齒輪上的切點(diǎn)三者成一直線。所述的往復(fù)直線運(yùn)動與圓周運(yùn)動之間的無曲軸動力轉(zhuǎn)換裝置之內(nèi)齒環(huán)連桿組件，其特征在于在內(nèi)齒環(huán)部分的環(huán)外側(cè)表面的端部位置設(shè)有繞環(huán)軌道，軌道表面與齒環(huán)之間
的垂直距離一致。。所述的往復(fù)直線運(yùn)動與圓周運(yùn)動之間的無曲軸動力轉(zhuǎn)換裝置之內(nèi)齒環(huán)連桿組件，其特征在于其內(nèi)齒環(huán)部分之形狀為若干條直線與弧形線吻合所組成的封閉異形環(huán)狀曲線。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn)一、動力轉(zhuǎn)換效率高，無受力死點(diǎn)(即合力為零的現(xiàn)象)，受力方向與力臂保持垂直，基本上無分解力產(chǎn)生。二、采用傳統(tǒng)的齒輪嚙合式的切線傳動，磨損小，潤滑無死角，接觸面冷卻效果好。三、不產(chǎn)生對主軸的直接沖擊，可減小機(jī)體震動和易損件磨耗，運(yùn)轉(zhuǎn)更平穩(wěn)。四、對齒輪的受力面采用全程循環(huán)嚙合，無來回沖擊和瞬間沖擊。五、缸壁、活塞銷、活塞環(huán)等關(guān)鍵部位磨損小，可避免變形漏氣，延長使用壽命。六、活塞行程或主軸轉(zhuǎn)速可以單方面改變，可提高壓縮空氣的利用率，也有利于各齒面的循環(huán)輪換均勻受力。七、減輕了使用成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。八、動力強(qiáng)勁，節(jié)能減排，社會效益巨大。
四

詳見往復(fù)直線運(yùn)動與圓周運(yùn)動之間的無曲軸動力轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
五具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖所示，往復(fù)直線運(yùn)動與圓周運(yùn)動之間的無曲軸動力轉(zhuǎn)換裝置，它包括殼體(I)、缸體(2)、活塞(3)、活塞銷(4)，其特征在于它還包括主軸(5)、齒輪(6)、內(nèi)齒環(huán)連桿組件⑵、行星滑輪組件⑶。缸體⑵位于殼體⑴內(nèi)部；活塞⑶位于缸體⑵內(nèi)部；活塞銷(4)位于活塞(3)內(nèi)部；主軸(5)位于殼體(I)中部，兩端裝有軸承，軸承固定在殼體
(I)上，主軸(5)端部延伸到殼體(I)外作為動力輸出端；齒輪(6)套裝在主軸(5)上，位置與活塞(3)對應(yīng)內(nèi)齒環(huán)連桿組件(7)之內(nèi)齒環(huán)部分位于齒輪(6)外側(cè)，與齒輪(6)在同一平面上并嚙合，內(nèi)齒環(huán)連桿組件(7)之連桿部分其端部套裝在活塞銷(4)上；行星滑輪組件
(8)之滑輪部分位于內(nèi)齒環(huán)連桿組件(7)外側(cè)，并與內(nèi)齒環(huán)連桿組件(7)之內(nèi)齒環(huán)部分的外側(cè)軌道面相切，行星滑輪組件(8)之基座部分一端固定滑輪軸，另一端套裝在主軸(5)或齒輪(6)上，滑輪可自轉(zhuǎn)也可同時(shí)繞主軸(5)自由公轉(zhuǎn)，滑輪之軸心與主軸(5)或齒輪(6)之軸心以及位于齒輪上的切點(diǎn)三者成一直線。所述的往復(fù)直線運(yùn)動與圓周運(yùn)動之間的無曲軸動力轉(zhuǎn)換裝置之內(nèi)齒環(huán)連桿組件
(7)，其特征在于在內(nèi)齒環(huán)部分的環(huán)外側(cè)表面的端部位置設(shè)有繞環(huán)軌道，軌道表面與齒環(huán)之間的垂直距離一致。所述的往復(fù)直線運(yùn)動與圓周運(yùn)動之間的無曲軸動力轉(zhuǎn)換裝置之內(nèi)齒環(huán)連桿組件
(7)，其特征在于其內(nèi)齒環(huán)部分之形狀為若干條直線與弧形線吻合所組成的封閉異形環(huán)狀曲線。工作時(shí)，活塞(3)在缸體(2)內(nèi)作往復(fù)直線運(yùn)動，活塞(3)的行程從上止點(diǎn)位置開始，向下止點(diǎn)方向運(yùn)動，動力經(jīng)活塞銷(4)傳遞給內(nèi)齒環(huán)連桿組件(7)，內(nèi)齒環(huán)連桿組件(7)之內(nèi)齒環(huán)部分與位于主軸(5)上的齒輪(6)嚙合，并作切線運(yùn)動，經(jīng)其與齒輪(6)的切點(diǎn)(受力點(diǎn))和力臂(齒輪半徑)的作用形成力矩，驅(qū)動齒輪(6)繞主軸(5)旋轉(zhuǎn)，扭矩力經(jīng)主軸(5)對外輸出。當(dāng)活塞(3)從上止點(diǎn)運(yùn)動到下止點(diǎn)后，依靠慣性或其它與主軸(5)有關(guān)聯(lián)的動力源形成反驅(qū)動，由主軸(5)驅(qū)動主軸(5)上的齒輪(6)轉(zhuǎn)動，然后經(jīng)齒輪(6)與內(nèi)齒環(huán)連桿組件(7)之內(nèi)齒環(huán)部分的齒面嚙合產(chǎn)生切線運(yùn)動，再由內(nèi)齒環(huán)連桿組件(7)之連桿部分將動力傳遞給活塞銷(4)，由活塞銷(4)帶動活塞(3)向上止點(diǎn)方向作往復(fù)直線運(yùn)動，這時(shí)，活塞⑶從下止點(diǎn)返回到上止點(diǎn)，完成了一個(gè)周期的循環(huán)。與此同時(shí)，以主軸(5)為中心自由公轉(zhuǎn)的行星滑輪組件(8)之滑輪部分，在內(nèi)齒環(huán)連桿組件(7)之內(nèi)齒環(huán)部分外側(cè)表面的繞環(huán)軌道上作自由滾動滑行，滑輪之軸心與主軸(5)或齒輪(6)之軸心以及位于齒輪(6)上的切點(diǎn)三者始終保持一直線(直線距離最短)。保證了齒輪嚙合點(diǎn)的良好接觸，也避免了因齒斜面受力引起的力分解產(chǎn)生摩擦力做功和缸體磨損。與此相反，當(dāng)機(jī)械需要由圓周運(yùn)動直接轉(zhuǎn)換為往復(fù)直線運(yùn)動時(shí)，從主軸(5)輸入扭矩力，驅(qū)動主軸(5)上的齒輪
(6)轉(zhuǎn)動，然后經(jīng)齒輪(6)與內(nèi)齒環(huán)連桿組件(7)之內(nèi)齒環(huán)部分的齒面嚙合產(chǎn)生切線運(yùn)動，再由內(nèi)齒環(huán)連桿組件(7)之連桿部分將動力傳遞給活塞銷(4)，并帶動活塞(3)在缸體(2)內(nèi)周而復(fù)始地作往復(fù)直線運(yùn)動。
權(quán)利要求
1.一種往復(fù)直線運(yùn)動與圓周運(yùn)動之間的無曲軸動力轉(zhuǎn)換裝置，它包括殼體(I)、缸體(2)、活塞(3)、活塞銷(4)，其特征在于它還包括主軸(5)、齒輪(6)、內(nèi)齒環(huán)連桿組件(7)、 行星滑輪組件⑶。缸體⑵位于殼體⑴內(nèi)部；活塞⑶位于缸體⑵內(nèi)部；活塞銷⑷ 位于活塞(3)內(nèi)部；主軸(5)位于殼體(I)中部,兩端裝有軸承,軸承固定在殼體(I)上, 主軸(5)端部延伸到殼體(I)外作為動力輸出端；齒輪(6)套裝在主軸(5)上，位置與活塞(3)對應(yīng)；內(nèi)齒環(huán)連桿組件(7)之內(nèi)齒環(huán)部分位于齒輪(6)外側(cè)，與齒輪(6)在同一平面上并嚙合，內(nèi)齒環(huán)連桿組件(7)之連桿部分其端部套裝在活塞銷(4)上；行星滑輪組件(8) 之滑輪部分位于內(nèi)齒環(huán)連桿組件(7)外側(cè)，并與內(nèi)齒環(huán)連桿組件(7)之內(nèi)齒環(huán)部分的外側(cè)軌道面相切，行星滑輪組件(8)之基座部分一端固定滑輪軸，另一端套裝在主軸(5)或齒輪(6)上，滑輪可自轉(zhuǎn)也可同時(shí)繞主軸(5)自由公轉(zhuǎn)，滑輪之軸心與主軸(5)或齒輪(6)之軸心以及位于齒輪上的切點(diǎn)三者成一直線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的往復(fù)直線運(yùn)動與圓周運(yùn)動之間的無曲軸動力轉(zhuǎn)換裝置之內(nèi)齒環(huán)連桿組件(7)，其特征在于在內(nèi)齒環(huán)部分的環(huán)外側(cè)表面的端部位置設(shè)有繞環(huán)軌道，軌道表面與對應(yīng)的齒環(huán)之間的垂直距離一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的往復(fù)直線運(yùn)動與圓周運(yùn)動之間的無曲軸動力轉(zhuǎn)換裝置之內(nèi)齒環(huán)連桿組件(7)，其特征在于其內(nèi)齒環(huán)部分之形狀為若干條直線與弧形線吻合所組成的封閉異形環(huán)狀曲線。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種往復(fù)直線運(yùn)動與圓周運(yùn)動之間的無曲軸動力轉(zhuǎn)換裝置，它包括殼體、缸體、活塞、活塞銷；其特征在于它還包括主軸、齒輪、內(nèi)齒環(huán)連桿組件、行星滑輪組件。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)一、動力轉(zhuǎn)換效率高，無受力死點(diǎn)，受力方向與力臂保持垂直，基本上無分解力產(chǎn)生。二、采用傳統(tǒng)的齒輪嚙合式的切線傳動方式，磨損小，潤滑無死角，接觸面冷卻效果好。三、不產(chǎn)生對主軸的直接沖擊，可減小機(jī)體震動和易損件磨耗，運(yùn)轉(zhuǎn)更平穩(wěn)。四、缸壁以及其他易損件磨損小，可避免漏氣，提高效率，延長使用壽命。五、活塞行程可改變，可提高壓縮空氣的利用率，有利于各齒面的循環(huán)均勻受力。六、減輕了使用成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著，動力強(qiáng)勁，節(jié)能減排，社會效益巨大。
文檔編號F16H37/12GK103016670SQ201110209418
公開日2013年4月3日 申請日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者吳雄 申請人:吳雄