專利名稱：慧星齒輪傳動機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械傳動技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動與往復(fù)運(yùn)動的相互轉(zhuǎn)換技術(shù)。
背景技術(shù)：
在機(jī)械傳動領(lǐng)域里，往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)、空氣壓縮機(jī)以曲柄連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動與往復(fù)運(yùn)動的相互轉(zhuǎn)換，由于連桿擺動的因素，活塞行程正比于曲柄半徑和缸徑，即行程越大，曲軸箱體積和缸徑越大；內(nèi)燃機(jī)活塞接受的功有一部分做了無用功，空氣壓縮機(jī)活塞只接受了一部分有用功。用本發(fā)明取代曲柄連桿機(jī)構(gòu)，在機(jī)構(gòu)強(qiáng)度和剛度得到保證的條件下， 軸箱體積和缸徑不再受活塞行程的制約，同一缸徑可對應(yīng)不同的活塞行程，活塞行程能做到隨心所欲；在慧星齒輪傳動機(jī)構(gòu)中，慧星運(yùn)行軌道由曲線和直線組成，連桿運(yùn)行在軌道直線段時(shí)，內(nèi)燃機(jī)發(fā)出的功或空氣壓縮機(jī)接受的功都沒有浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新的傳動方式，由此引伸出的往復(fù)-旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)、空氣壓縮機(jī)等領(lǐng)域，則比曲柄連桿機(jī)構(gòu)更節(jié)能、環(huán)保。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，一種慧星齒輪傳動機(jī)構(gòu)，包括帶有活塞的連桿、與齒輪相嚙合的慧星和軌道艙組成，其特征在于慧星由六個(gè)以上慧核組成，其中一個(gè)慧核的軸向尺寸大于其他慧核，慧星沿橢圓形軌道布置在軌道艙內(nèi)，橢圓形軌道的長軸方向的分別設(shè)有兩個(gè)齒輪，慧核的半徑與齒形半徑相等，與連桿垂直的一端設(shè)有滑槽， 慧核一端耦合在滑槽中。兩個(gè)齒輪軸的一端均設(shè)有軸承，該軸承與軌道艙壁過盈配合，軌道艙可以用防塵蓋密封，這種結(jié)構(gòu)時(shí)主動齒輪作動力輸入，從動齒輪4動力輸出。在鏈片與慧核之間為鉸連接時(shí)，彗星之間用鏈片鉸接起來就成了一種帶鏈片的慧星齒輪傳動機(jī)構(gòu)?；坌墙Y(jié)構(gòu)形式換成慧核，銷子穿過慧核軸孔將鏈片與慧核依次鉸接在一起，則本發(fā)明能以拉壓方式連續(xù)傳遞運(yùn)動和動力?；坌沁\(yùn)行軌道由曲線段和直線段組成，組成慧星的多個(gè)慧核可以相同，也可以不相同，慧核最簡單的形狀是圓柱狀或球狀。本發(fā)明的工作原理和過程如下傳動領(lǐng)域工作原理在于，慧星沿設(shè)計(jì)軌道運(yùn)行，慧星中各慧核依次與齒輪嚙合，實(shí)現(xiàn)軸之間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞，慧星軌道由曲線段ABC、DEF和直線段AF、CD組成?；钊絻?nèi)燃機(jī)是將往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的典型機(jī)械設(shè)備，空氣壓縮機(jī)是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動的典型機(jī)械設(shè)備，二者工作過程相反，以下以活塞式內(nèi)燃機(jī)為例說明本發(fā)明在此類機(jī)械設(shè)備的工作原理。在本發(fā)明傳動工作原理基礎(chǔ)上，將某個(gè)慧核與連桿一端耦合，活塞推動連桿做往復(fù)直線運(yùn)動，連桿推動此慧核使慧星沿軌道運(yùn)行，各慧核依次與齒輪嚙合帶動軸轉(zhuǎn)動。由于連桿做直線運(yùn)動，不擺動，故連桿與活塞可做成一體的，也可做成分體的。連桿運(yùn)行在直線段AF或直線段CD時(shí)，內(nèi)燃機(jī)發(fā)出的功完全轉(zhuǎn)換到輸出軸上。 不僅能用于傳遞軸之間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，本發(fā)明同時(shí)涉及使用慧星齒輪傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)械設(shè)備， 如往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)、空氣壓縮機(jī)等。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的效果和優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明中活塞與連桿是固定的，不再有銷子和連桿的磨擦磨損現(xiàn)象；本發(fā)明中連桿只做往復(fù)直線運(yùn)動，無擺動現(xiàn)象，故動力學(xué)性能大為改觀；無曲軸，制造更簡單。本發(fā)明中活塞行程與缸徑不再綁定，活塞行程有一直線段，這個(gè)直線段可任意加長，活塞在此直線段充分利用了內(nèi)燃機(jī)做的功。這是本發(fā)明的一大特色，也是目前所有往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)所不具備的特征。


圖1本發(fā)明工作原理圖。圖2本發(fā)明慧星2全圓柱結(jié)構(gòu)示意圖。圖3本發(fā)明慧星2-2空心圓柱結(jié)構(gòu)示意圖。圖4本發(fā)明慧星2-3長短圓柱混合結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明實(shí)例1正視圖。圖6為本發(fā)明實(shí)例1爆炸視圖。圖7為本發(fā)明實(shí)例2正視圖。圖8為本發(fā)明實(shí)例2爆炸視圖。圖9為本發(fā)明實(shí)例3正視圖。圖10為本發(fā)明實(shí)例3爆炸視圖。
具體實(shí)施例方式下面通過附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述一種慧星齒輪傳動機(jī)構(gòu)，包括帶有活塞12的連桿11、與齒輪3、4相嚙合的慧星2 和軌道艙7組成，慧星2由六個(gè)以上慧核組成，其中一個(gè)慧核2-3的軸向尺寸大于其他慧核，慧星2沿橢圓形軌道1布置在軌道艙7內(nèi)，橢圓形軌道1的長軸方向的分別設(shè)有兩個(gè)齒輪3、4，慧核2-1的半徑與齒輪齒形半徑相等，與連桿11垂直的一端設(shè)有滑槽10，慧核2-3 一端耦合在滑槽10中。兩個(gè)齒輪軸的一端均設(shè)有軸承5，該軸承5與軌道艙7壁過盈配合， 軌道艙7可以用防塵蓋6密封，這種結(jié)構(gòu)時(shí)主動齒輪3作動力輸入，從動齒輪4動力輸出。 在鏈片9與慧核2-2之間為鉸連接時(shí)，彗星2之間用鏈片9鉸接起來就成了一種帶鏈片9 的慧星齒輪傳動機(jī)構(gòu)?；坌?結(jié)構(gòu)形式換成慧核2-2，銷子8穿過慧核2-2軸孔將鏈片9與慧核2-2依次鉸接在一起，則本發(fā)明能以拉壓方式連續(xù)傳遞運(yùn)動和動力。慧星2運(yùn)行軌道1 由曲線段和直線段組成，組成慧星2的多個(gè)慧核可以相同，也可以不相同，慧核最簡單的形狀是圓柱狀或球狀。在下面的方案描述中展示了許多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明的內(nèi)涵，但本發(fā)明有無窮的實(shí)施方案，故本發(fā)明不受下述公開的具體實(shí)施方案的限制。實(shí)施例1慧星齒輪傳動機(jī)構(gòu)的一種具體實(shí)施方式
，其主要組成為軌道艙7、慧星2、齒輪3、 齒輪4、艙蓋6、軸承5，齒輪3和齒輪4齒形為圓弧狀。齒輪3是主動輪，帶動慧星2在軌道艙7內(nèi)沿軌道1運(yùn)行，推動齒輪4轉(zhuǎn)旋。軌道艙7扣上艙蓋6能為慧星齒輪提供一個(gè)密閉的工作空間。實(shí)施例2
在鏈片9與慧核之間為鉸連接時(shí)，彗星2之間用鏈片9鉸接起來就成了一種帶鏈片9的慧星齒輪傳動機(jī)構(gòu)?；坌?結(jié)構(gòu)形式換成慧核2-2，銷子8穿過慧核2-2軸孔將鏈片 9與慧核2-2依次鉸接在一起，則本發(fā)明能以拉壓方式連續(xù)傳遞運(yùn)動和動力。實(shí)施例3慧星2結(jié)構(gòu)形式，慧核2-3與連桿11的一端耦合，則能取代傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的曲枘連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動到旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的轉(zhuǎn)換，只展示了單缸內(nèi)燃機(jī)中與本發(fā)明相關(guān)的內(nèi)容。慧核2-3套入連桿11槽10內(nèi)，內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)慧核2-3在連桿11槽10內(nèi)擺動，連桿11 做直線運(yùn)動。由于連桿11只做往復(fù)直線運(yùn)動，故連桿11與活塞12可做成一體的，也可做成分體的，為與曲柄連桿機(jī)構(gòu)比較，此處將連桿11與活塞12視為分體的。經(jīng)活塞12傳遞的動力既可由齒輪3輸出，也可由齒輪3和齒輪4雙軸輸出。上述實(shí)施方式只例舉了本發(fā)明有限的幾種結(jié)構(gòu)形式，實(shí)際上慧核的形狀、數(shù)量的排列組合是無窮的，本發(fā)明中的齒輪形狀也不受傳統(tǒng)意義上齒輪的限制，與慧核的嚙合線型有充分的想像空間?；坌沁\(yùn)行軌道不限于兩段圓弧和兩段直線的組合，可擴(kuò)展成多圓弧和多直線段的組合，圓弧半徑可各異。以上以內(nèi)燃機(jī)為例的論述也適用于空氣壓縮機(jī)等。
權(quán)利要求
1.一種慧星齒輪傳動機(jī)構(gòu)，包括帶有活塞(1 的連桿(11)、與齒輪(3、4)相嚙合的慧星⑵和軌道艙(7)組成，其特征在于慧星(2)由六個(gè)以上慧核(2-1)組成，其中一個(gè)慧核 (2-3)的軸向尺寸大于其他慧核0-1)，慧星(2)沿橢圓形軌道(1)布置在軌道艙(7)內(nèi)， 橢圓形軌道(1)的長軸方向的分別設(shè)有兩個(gè)齒輪(3、4)，慧核的半徑與齒輪(3、4)齒形半徑相等，與連桿(11)垂直的一端設(shè)有滑槽(10)，慧核(2- —端耦合在滑槽(10)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的慧星齒輪傳動機(jī)構(gòu)，其特征在于所述慧星(2)運(yùn)行軌道(1) 由曲線段和直線段組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的慧星齒輪傳動機(jī)構(gòu)，其特征在于組成慧星O)的多個(gè)慧核 (2-1)可以相同，也可以不相同，慧核(2-1)最簡單的形狀是圓柱狀或球狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的慧星齒輪傳動機(jī)構(gòu)，其特征在于所述鏈片(9)與慧核(2-1) 之間為鉸連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的慧星齒輪傳動機(jī)構(gòu)，其特征在于所述連桿(11)通過滑槽 (10)與慧星O)中的慧核(2-3) —端耦合在一起。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種慧星齒輪傳動機(jī)構(gòu)，屬于機(jī)械傳動技術(shù)領(lǐng)域。慧星由六個(gè)以上慧核組成，其中一個(gè)慧核的軸向尺寸大于其他慧核，慧星沿橢圓形軌道布置在軌道艙內(nèi)，橢圓形軌道的長軸方向的分別設(shè)有兩個(gè)齒輪，慧核的半徑與齒輪齒形半徑相等，與連桿垂直的一端設(shè)有滑槽，慧核一端耦合在滑槽中?；坌窃谲壍琅搩?nèi)沿設(shè)計(jì)軌道運(yùn)行，各慧核依次與齒輪嚙合，實(shí)現(xiàn)軸之間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞，慧星軌道由曲線段和直線段組成。連桿與慧星中的某慧核一端耦合在一起實(shí)現(xiàn)往復(fù)-旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換。由此引伸出的往復(fù)-旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)、空氣壓縮機(jī)等領(lǐng)域，則比曲柄連桿機(jī)構(gòu)更節(jié)能、環(huán)保。
文檔編號F04B39/00GK102305279SQ20111015624
公開日2012年1月4日 申請日期2011年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月11日
發(fā)明者史炎 申請人:西南交通大學(xué)