專利名稱：雙槽槽輪機(jī)構(gòu)及使用該槽輪機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械設(shè)計(jì)及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是ー種雙槽槽輪機(jī)構(gòu)及使用該槽輪機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
槽輪機(jī)構(gòu)(馬爾他結(jié)構(gòu)、日內(nèi)瓦機(jī)構(gòu))能將主動(dòng)軸的均勻連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成從動(dòng)軸的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)有技術(shù)中的傳動(dòng)槽輪機(jī)構(gòu)要求槽數(shù)至少為3個(gè)，從動(dòng)軸連續(xù)兩次停歇之間轉(zhuǎn)過的角度小于120度，因此現(xiàn)有的傳動(dòng)槽輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用具有一定的局限。如果將現(xiàn)有槽輪機(jī)構(gòu)的槽數(shù)減小到2個(gè)，應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，可以使活塞在上下止點(diǎn)位置停止運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)斯特林循環(huán)的兩個(gè)等容過程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的局限，提供了ー種只有兩個(gè)銷槽的雙槽槽輪機(jī)構(gòu)；將其應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域可以優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)。本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下:
ー種雙槽槽輪機(jī)構(gòu)，包括旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體、槽輪和銷軸，所述槽輪上設(shè)置兩個(gè)相互対稱的銷槽和兩個(gè)相互対稱的凹鎖止弧面，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體上設(shè)置能夠與所述凹鎖止弧面配合的凸鎖止弧面；所述銷軸設(shè)在銷軸連接件上，并在所述銷軸連接件的帶動(dòng)下做與所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體旋轉(zhuǎn)方向相反、角速度相同的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且能在旋轉(zhuǎn)過程中與所述銷槽配合；所述銷軸公轉(zhuǎn)軌跡的半徑大于所述銷軸公轉(zhuǎn)軌跡的中心至槽輪軸的距離。所述銷軸經(jīng)所述銷軸連接件與所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體相互驅(qū)動(dòng)。銷軸連接件設(shè)為正向輪，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體設(shè)為反向輪。所述正向輪和所述反向輪為齒輪結(jié)構(gòu)。所述正向輪和所述反向輪設(shè)為互相嚙合的兩個(gè)齒輪。所述正向輪和所述反向輪共軸設(shè)置，所述正向輪和所述反向輪之間通過錐齒輪連接實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。ー種使用上述雙槽槽輪機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)，包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)和曲軸，所述曲軸的旋轉(zhuǎn)軸與所述槽輪機(jī)構(gòu)的所述槽輪軸固定連接?！N使用上述雙槽槽輪機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)，包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的活塞通過連桿與所述雙槽槽輪機(jī)構(gòu)的所述槽輪連接，所述連桿與所述槽輪為轉(zhuǎn)動(dòng)連接，并且連接位置偏離所述槽輪軸。本發(fā)明的原理是:與所述銷軸固定連接的所述銷軸連接件帶動(dòng)所述銷軸，所述銷軸在所述銷槽中推動(dòng)所述槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所述銷軸連接件和所述槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體上的所述凸鎖止弧面與所述槽輪上的凹鎖止弧面配合，用于在所述銷軸脫離所述槽輪的所述銷槽吋，阻止所述槽輪運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明中，所述正向輪繞正向輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述反向輪繞反向輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述槽輪繞槽輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明中，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域公知技術(shù)，在必要的地方設(shè)置必要的部件、単元或系統(tǒng)。本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明槽輪機(jī)構(gòu)將銷槽數(shù)減少到兩個(gè)，槽輪每次轉(zhuǎn)動(dòng)角度增大到180度，擴(kuò)大了槽輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用范圍。此外，將本發(fā)明中的槽輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，可用于實(shí)現(xiàn)斯特林循環(huán)的兩個(gè)等容過程，優(yōu)化了發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。


圖1、圖2、圖3是實(shí)施例1所述雙槽槽輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意 圖4是圖1的A-A截面視 圖5、圖6是實(shí)施例2所述雙槽槽輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意 圖7、圖8、圖9是實(shí)施例3所述雙槽槽輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意 圖10是圖7的B-B截面視 圖11是實(shí)施例4所述發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意 圖12是實(shí)施例5所述發(fā)動(dòng)機(jī)中槽輪與氣缸活塞機(jī)構(gòu)連接結(jié)構(gòu)示意 圖13是圖12的C-C截面視圖。圖中:
I槽輪、2銷軸、3銷槽、4凹鎖止弧面、5凸鎖止弧面、51反向旋轉(zhuǎn)弧體、6槽輪軸、7錐齒輪、8旋轉(zhuǎn)軸、9活塞、10正向輪、101正向輪軸、11連接桿、12連桿、13連桿軸頸、14傳動(dòng)齒輪、20反向輪。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
圖1至圖4所示的槽輪機(jī)構(gòu)，包括旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體、槽輪I和銷軸2，所述槽輪I上設(shè)置兩個(gè)相互対稱的銷槽3和兩個(gè)相互対稱的凹鎖止弧面4，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體上設(shè)置能夠與所述凹鎖止弧面4配合的凸鎖止弧面5 ;所述銷軸2設(shè)在銷軸連接件上，并在所述銷軸連接件的帶動(dòng)下做與所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體旋轉(zhuǎn)方向相反、角速度相同的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；所述銷軸2能在旋轉(zhuǎn)過程中與所述銷槽3配合間歇的推動(dòng)所述槽輪I做與所述銷軸連接件方向相同的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體在旋轉(zhuǎn)過程中，并在所述槽輪I的轉(zhuǎn)動(dòng)間歇時(shí)，能夠使所述凸鎖止弧面5與所述凹鎖止弧面4配合阻止所述槽輪I轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)所述槽輪I在轉(zhuǎn)動(dòng)間歇時(shí)的靜止；所述銷軸2公轉(zhuǎn)軌跡的半徑大于所述銷軸2公轉(zhuǎn)軌跡的中心至槽輪軸6的距離。本實(shí)施例中，將所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體具體的設(shè)為了反向輪20，將所述銷軸連接件具體的設(shè)為了正向輪10 ;所述正向輪10和所述反向輪20為互相嚙合的兩個(gè)齒輪；所述正向輪10和所述反向輪20轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度相同。所述銷軸2通過連接桿11固定在所述正向輪10上并隨所述正向輪10轉(zhuǎn)動(dòng)；在所述反向輪20上設(shè)反向旋轉(zhuǎn)弧體51,并將所述方向旋轉(zhuǎn)弧體51的外表面作為所所述凸鎖止弧面5，在所述正向輪10與所述反向輪20轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，所述凸鎖止弧面5能夠交替與兩個(gè)相互対稱的所述凹鎖止弧面4相配合。如圖1-4所示,本實(shí)施例槽輪機(jī)構(gòu)工作時(shí),逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的所述正向輪10帶動(dòng)所述銷軸2和所述反向輪20運(yùn)動(dòng),所述反向輪20為順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。在圖1所示的位置上，所述銷軸2進(jìn)入所述銷槽3，并帶動(dòng)所述槽輪I逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)所述反向旋轉(zhuǎn)弧體51上位于弧形開ロ的前方(以旋轉(zhuǎn)方向?yàn)閰⒄?的端點(diǎn)位于所述凹鎖止弧面4的中部。當(dāng)所述正向輪10帶動(dòng)所述銷軸2運(yùn)動(dòng)到如圖2所示位置之后，所述銷軸2將逐漸退出所述銷槽3。當(dāng)所述正向輪10帶動(dòng)所述銷軸2運(yùn)動(dòng)到如圖3所示位置之后，所述銷軸2離開所述銷槽3，此時(shí)所述反向旋轉(zhuǎn)弧體51上位于弧形開ロ的后方(以旋轉(zhuǎn)方向?yàn)閰⒄?的的端點(diǎn)位于所述凹鎖止弧面4的中部。所述正向輪10繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),所述反向旋轉(zhuǎn)弧體51上的所述凸鎖止弧面5和所述凹鎖止弧面4配合，阻止所述槽輪I轉(zhuǎn)動(dòng)。所述正向輪10帶動(dòng)所述銷軸2轉(zhuǎn)動(dòng)至圖中左側(cè)的銷槽3處后，重復(fù)以上過程。本實(shí)施例中所述正向輪10和所述反向輪20采用齒輪嚙合的方式，具有結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，如果采用例如電控的方式控制所述正向輪10和所述反向輪20的進(jìn)行滿足工作條件的轉(zhuǎn)動(dòng)，亦可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。本實(shí)施例中，所述銷軸2經(jīng)所述銷軸連接件與所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體相互驅(qū)動(dòng)，作為可以變換的實(shí)施方式，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體可以依靠外力驅(qū)動(dòng)。實(shí)施例2
如圖5-6所示的ー種槽輪機(jī)構(gòu)，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于:所述正向輪10和所述反向輪20不是直接嚙合的；所述正向輪10和所述反向輪20之間設(shè)置兩個(gè)傳動(dòng)齒輪14，以增大所述正向輪10和所述反向輪20之間的距離以及所述正向輪10和所述槽輪I之間的距離。為適應(yīng)上述改變，需要相應(yīng)的增大所述銷軸2和正向輪軸101之間的距離，以使所述銷軸2可以與所述銷槽3準(zhǔn)確配合。本實(shí)施例的改進(jìn)，可以用于調(diào)整所述槽輪I的停歇時(shí)間。實(shí)施例3
如圖7-10所示的槽輪機(jī)構(gòu)，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于:所述正向輪10和所述反向輪20共軸設(shè)置。如圖10所示，所述正向輪10和所述反向輪20為對(duì)置的錐齒輪結(jié)構(gòu)，所述正向輪10和所述反向輪20通過錐齒輪7連接以實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。本實(shí)施例的改進(jìn)，可以使槽輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)更加緊湊。本發(fā)明在所述正向輪10和所述反向輪20設(shè)為齒輪時(shí)，還可以采用其它的聯(lián)動(dòng)方式，只要能夠使兩者轉(zhuǎn)動(dòng)角速度相同、轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反就可以。實(shí)施例4
如圖11所示的發(fā)動(dòng)機(jī)，包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)和曲軸，所述曲軸的旋轉(zhuǎn)軸8和實(shí)施例1中所述槽輪軸6固定連接，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)中的活塞9通過連桿12與曲軸上的連桿軸頸13活動(dòng)連接。設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)的工作時(shí)序，使所述活塞9位于上止點(diǎn)和下止點(diǎn)位置吋，與所述曲軸連接的所述槽輪I處于鎖止?fàn)顟B(tài)，即此時(shí)的所述銷軸2已脫離所述銷槽3。通過實(shí)施例中的槽輪機(jī)構(gòu)控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞處于上止點(diǎn)和下止點(diǎn)吋，活塞處于停滯狀態(tài)，氣缸內(nèi)可完成斯特林循環(huán)的等容過程。因此可用于斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)及其他適合斯特林循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)。實(shí)施例5 一種發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例4的區(qū)別在于:如圖12-13 (圖中省略了雙槽槽輪機(jī)構(gòu)的其余部分，僅作為槽輪與氣缸活塞機(jī)構(gòu)之間連接關(guān)系示意)所示，氣缸活塞機(jī)構(gòu)的活塞9通過連桿12與所述雙槽槽輪機(jī)構(gòu)的槽輪I連接，所述連桿12與所述槽輪I為轉(zhuǎn)動(dòng)連接，并且連接位置偏離所述槽輪軸6。本實(shí)施例使用所述槽輪I替代傳統(tǒng)的曲軸機(jī)構(gòu)，所述連桿12連接在所述槽輪I上偏離所述槽輪軸6的位置，所述槽輪I相當(dāng)于傳統(tǒng)曲軸機(jī)構(gòu)中的曲柄臂，從而使本實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)更為緊湊。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，根據(jù)本領(lǐng)域的公知技術(shù)和本發(fā)明所公開的技術(shù)方案，可以推導(dǎo)出或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種雙槽槽輪機(jī)構(gòu)，包括旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體、槽輪(I)和銷軸(2)，其特征在于:所述槽輪(1)上設(shè)置兩個(gè)相互対稱的銷槽(3)和兩個(gè)相互対稱的凹鎖止弧面(4)，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體上設(shè)置能夠與所述凹鎖止弧面(4)配合的凸鎖止弧面(5);所述銷軸(2)設(shè)在銷軸連接件上，并在所述銷軸連接件的帶動(dòng)下做與所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體旋轉(zhuǎn)方向相反、角速度相同的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且能在旋轉(zhuǎn)過程中與所述銷槽(3)配合；所述銷軸(2)公轉(zhuǎn)軌跡的半徑大于所述銷軸(2)公轉(zhuǎn)軌跡的中心至槽輪軸(6)的距離。
2.按權(quán)利要求1所述雙槽槽輪機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述銷軸(2)經(jīng)所述銷軸連接件與所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體相互驅(qū)動(dòng)。
3.按權(quán)利要求1所述雙槽槽輪機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述銷軸連接件設(shè)為正向輪(10)，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體設(shè)為反向輪(20)。
4.按權(quán)利要求3所述雙槽槽輪機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述正向輪(10)和所述反向輪(20)為齒輪結(jié)構(gòu)。
5.按權(quán)利要求4所述雙槽槽輪機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述正向輪(10)和所述反向輪(20)設(shè)為互相嚙合的兩個(gè)齒輪。
6.按權(quán)利要求4所述雙槽槽輪機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述正向輪(10)和所述反向輪(20)共軸設(shè)置，所述正向輪(10)和所述反向輪(20)之間通過錐齒輪(7)連接實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。
7.一種使用如權(quán)利要求1所述雙槽槽輪機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)，包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)和曲軸，其特征在于:所述曲軸的旋轉(zhuǎn)軸(8)與所述雙槽槽輪機(jī)構(gòu)的所述槽輪軸(6)固定連接。
8.一種使用如權(quán)利要求1所述雙槽槽輪機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)，包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的活塞通過連桿(12)與所述雙槽槽輪機(jī)構(gòu)的所述槽輪(I)連接，所述連桿(12)與所述槽輪(I)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，并且連接位置偏離所述槽輪軸(6)。
全文摘要
本發(fā)明涉及機(jī)械設(shè)計(jì)及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種雙槽槽輪機(jī)構(gòu)及使用該槽輪機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明的槽輪機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體、槽輪和銷軸，所述槽輪上設(shè)置兩個(gè)相互對(duì)稱的銷槽和兩個(gè)相互對(duì)稱的凹鎖止弧面，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體上設(shè)置能夠與所述凹鎖止弧面配合的凸鎖止弧面；所述銷軸設(shè)在銷軸連接件上，并在銷軸連接件的帶動(dòng)下做與所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體旋轉(zhuǎn)方向相反、角速度相同的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且能在旋轉(zhuǎn)過程中與所述銷槽配合；所述銷軸公轉(zhuǎn)軌跡的半徑大于所述銷軸公轉(zhuǎn)軌跡的中心至槽輪軸的距離。本發(fā)明槽輪機(jī)構(gòu)將銷槽數(shù)減少到兩個(gè)，槽輪每次轉(zhuǎn)動(dòng)角度增大到180度，擴(kuò)大了槽輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用范圍。
文檔編號(hào)F16H27/06GK103089951SQ20131003766
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月31日
發(fā)明者靳北彪 申請(qǐng)人:摩爾動(dòng)力(北京)技術(shù)股份有限公司