內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)齒條式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法

內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)齒條式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法

內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)齒條式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法專利名稱:內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)齒條式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法技術(shù)領(lǐng)域:本創(chuàng)造涉及一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),尤指一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)齒條式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù):傳統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)是采納曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的,把活塞的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。

曲柄連桿機(jī)構(gòu)是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的重要傳動(dòng)部件,其技術(shù)也日臻成熟,但依舊存在以下難以克服的缺陷。

1、每當(dāng)活塞完成一個(gè)循環(huán),在作功的初始瞬間,活塞的軸線、活塞銷與連桿軸頸的軸線處在同一工作平面上,這就需要較大的初始力,只有借助曲軸的旋轉(zhuǎn)慣性方能完成活塞的作功。

這是造成發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)耗的緣由之一。

其累計(jì)內(nèi)耗始終是業(yè)內(nèi)技術(shù)人員所關(guān)注的問題。

2、活塞通過連桿使曲軸旋轉(zhuǎn),曲軸旋轉(zhuǎn)的過程也是連桿以活塞銷為軸心的轉(zhuǎn)角角度變化過程。

連桿與活塞軸線所存在的夾角是導(dǎo)致活塞和氣缸磨損及氣缸孔徑變形的主要緣由。

連桿與活塞軸線的夾角愈大,活塞作功效率也最好,然而,活塞和氣缸之間的摩擦力也最大,因此,曲柄連桿機(jī)構(gòu)也是活塞和氣缸磨損的主要緣由。

3、連桿與曲軸的連桿軸頸的滑動(dòng)協(xié)作是在高速高溫狀態(tài)下的協(xié)作,之間的轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦和連桿軸頸所承受的沖擊力也是連桿及連桿軸頸損壞的主要緣由。

4、活塞每一個(gè)循環(huán)所施加的較大初始力、活塞與氣缸之間的磨損、磨損后氣缸及活塞的變形及連桿軸頸的磨損都會(huì)造成較大的能耗鋪張和較低的傳遞效率。

創(chuàng)造內(nèi)容本創(chuàng)造的目的在于供應(yīng)一種替代曲柄連桿機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)齒條式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

以傳動(dòng)齒條與齒輪的嚙合傳動(dòng)代替曲軸傳動(dòng),來減小活塞的初始力、減輕活塞與氣缸的磨損和變形,替代連桿與連桿軸頸的滑動(dòng)摩擦,從而實(shí)現(xiàn)能耗的降低和動(dòng)力傳遞效率的提高。

為實(shí)現(xiàn)所述目的,本創(chuàng)造采納如下技術(shù)方案本創(chuàng)造包括活塞、氣缸、連桿。

連桿一端與活塞聯(lián)接,連桿的另端聯(lián)接有傳動(dòng)齒條。

在輸出軸上聯(lián)接有與傳動(dòng)齒條嚙合的間歇齒輪。

并設(shè)有傳動(dòng)軸,在傳動(dòng)軸上聯(lián)接有與傳動(dòng)齒條嚙合的間歇齒輪。

傳動(dòng)軸與輸出軸上分別裝有相互嚙合的聯(lián)動(dòng)齒輪。

輸出軸上的間歇齒輪和傳動(dòng)軸上的間歇齒輪均為半圓齒輪,間歇齒輪與間歇齒輪的齒部安裝方向相反,交替與傳動(dòng)齒條嚙合。

圍成傳動(dòng)齒條的縱向平面與活塞軸線平行。

傳動(dòng)齒條為單面齒的傳動(dòng)齒條或?yàn)殡p面齒的傳動(dòng)齒條。

在傳動(dòng)齒條上設(shè)有限位機(jī)構(gòu)和緩沖機(jī)構(gòu)。

限位機(jī)構(gòu)主要是為了使傳動(dòng)齒條直線運(yùn)動(dòng),為了保證傳動(dòng)齒條的直線運(yùn)動(dòng),本創(chuàng)造供應(yīng)了三種限位機(jī)構(gòu)。

一種限位機(jī)構(gòu)是在傳動(dòng)齒條兩端設(shè)有軸向與傳動(dòng)齒條縱向全都的軸桿,軸桿在傳動(dòng)齒條兩端與傳動(dòng)齒條定位連接。

軸桿與軸承滑動(dòng)協(xié)作,軸桿在軸承中軸向移動(dòng)。

其次種限位機(jī)構(gòu)是用在單面齒的傳動(dòng)齒條上,是由聯(lián)接在輸出軸上的間歇滾輪、聯(lián)接在傳動(dòng)軸上的間歇滾輪、滾輪構(gòu)成。

間歇滾輪和間歇滾輪呈半圓型且安裝相反并與傳動(dòng)齒條的滑槽交替接觸協(xié)作。

在傳動(dòng)齒條另一面設(shè)有滾輪且與傳動(dòng)齒條接觸協(xié)作。

滾輪和交替運(yùn)行的間歇滾輪及間歇滾輪從傳動(dòng)齒條兩側(cè)限位,從而保證傳動(dòng)齒條直線運(yùn)行。

第三種限位機(jī)構(gòu)是用在雙面齒的傳動(dòng)齒條上,是輸出軸上的滾輪置于傳動(dòng)齒條一側(cè)且與傳動(dòng)齒條上的滑槽接觸協(xié)作,傳動(dòng)軸上的滾輪置于傳動(dòng)齒條的另一側(cè)且與傳動(dòng)齒條上的滑槽接觸協(xié)作。

為了緩解對(duì)傳動(dòng)齒條在運(yùn)行中的沖擊力,特殊在傳動(dòng)齒條兩端設(shè)有液壓活塞緩沖裝置或者氣壓活塞緩沖裝置。

活塞要經(jīng)過進(jìn)氣壓縮和排氣的循環(huán)式行程。

活塞通過連桿推動(dòng)傳動(dòng)齒條,并通過與其嚙合的聯(lián)接在輸出軸上的間歇齒輪,使活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鲚S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

與輸出軸平行的傳動(dòng)軸上安裝有間歇齒輪,當(dāng)間歇齒輪傳動(dòng)齒條嚙合完畢時(shí),即活塞從上止點(diǎn)行至下止點(diǎn)時(shí),通過安裝在輸出軸上的聯(lián)動(dòng)齒輪與安裝在傳動(dòng)軸上的聯(lián)動(dòng)齒輪嚙合,并在輸出軸慣性的作用下,使安裝在傳動(dòng)軸上的間歇齒輪與傳動(dòng)齒條嚙合,并反方向使活塞從下止點(diǎn)回程到上止點(diǎn)。

本創(chuàng)造通過傳動(dòng)齒條與間歇齒輪的嚙合傳動(dòng)替代曲軸傳動(dòng),活塞的直線運(yùn)動(dòng)直接轉(zhuǎn)化為輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),活塞每個(gè)循環(huán)行程的初始力明顯減小,由直線運(yùn)動(dòng)到旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變得省力;傳動(dòng)齒條的運(yùn)動(dòng)方向與活塞的運(yùn)動(dòng)方向全都,從而克服了原曲柄連桿機(jī)構(gòu)中通過連桿對(duì)活塞的傾角壓力,有效減輕了活塞與氣缸的磨損及磨損后的變形;傳動(dòng)齒條與間歇齒輪的接觸摩擦替代連桿與連桿軸頸的滑動(dòng)摩擦,有效地降低因摩擦和沖擊所付出的能耗。

實(shí)行以上措施,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)能耗的降低和動(dòng)力傳遞效率的提高,且能延長傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的使用壽命、降低修理難度。

圖1為本創(chuàng)造實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本創(chuàng)造實(shí)施例1左剖視示意圖。

圖3為本創(chuàng)造實(shí)施例1俯視示意圖。

圖4為本創(chuàng)造實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本創(chuàng)造實(shí)施例2左剖視示意圖。

圖6為本創(chuàng)造實(shí)施例2俯視剖視示意圖。

圖7為本創(chuàng)造實(shí)施例3結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本創(chuàng)造實(shí)施例3左剖視示意圖。

圖9為本創(chuàng)造實(shí)施例4結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記1滾輪2滾輪軸3傳動(dòng)齒條4液壓活塞緩沖裝置5間歇滾輪6間歇齒輪7傳動(dòng)軸8輸出軸9間歇滾輪10間歇齒輪11連桿12氣缸13活塞14活塞桿15聯(lián)動(dòng)齒輪16聯(lián)動(dòng)齒輪17液壓活塞緩沖裝置18滑槽19軸桿21軸承22活塞桿詳細(xì)實(shí)施方式參照?qǐng)D1、圖2和圖3。

連桿11的一端與活塞13聯(lián)接,另端聯(lián)接有傳動(dòng)齒條3。

在輸出軸8上聯(lián)接有與傳動(dòng)齒條嚙合的間歇齒輪10。

并設(shè)有傳動(dòng)軸7,在傳動(dòng)軸上聯(lián)接有與傳動(dòng)齒條嚙合的間歇齒輪6。

間歇齒輪與間歇齒輪均為半圓齒輪,它們?cè)诟髯园惭b的方向相反,在傳動(dòng)過程中交替與傳動(dòng)齒條嚙合。

在輸出軸和傳動(dòng)軸上分別裝有相互嚙合的聯(lián)動(dòng)齒輪15、16。

為了使傳動(dòng)齒條與活塞全都作直線運(yùn)動(dòng),須對(duì)傳動(dòng)齒條限位,在輸出軸上裝有間歇滾輪9,在傳動(dòng)軸上裝有間歇滾輪5,間歇滾輪和間歇滾輪均為半圓型并與傳動(dòng)齒條上的滑槽交替接觸協(xié)作。

在間歇滾輪和間歇滾輪的對(duì)應(yīng)面設(shè)有與滾輪軸2聯(lián)接的滾輪1,滾輪1與傳動(dòng)齒條接觸協(xié)作,從而實(shí)現(xiàn)滾輪1與交替運(yùn)行的間歇滾輪和間歇滾輪在傳動(dòng)齒條兩側(cè)對(duì)傳動(dòng)齒條限位,保證傳動(dòng)齒條直線運(yùn)行。

為緩解間歇齒輪和間歇齒輪對(duì)傳動(dòng)齒條的沖擊力,在傳動(dòng)齒條兩端裝有液壓活塞緩沖裝置17、4。

在靠近活塞13端的連桿上安裝一液壓活塞緩沖裝置17,為防止消失沖擊時(shí)發(fā)出的噪音,將活塞桿22與傳動(dòng)齒條聯(lián)接,其長度略大于傳動(dòng)齒條的回程長度;在傳動(dòng)齒條另一端安裝有液壓活塞緩沖裝置4,將其上的活塞桿14與傳動(dòng)齒條聯(lián)接,其長度略大于傳動(dòng)齒條的沖程長度。

其液壓缸體內(nèi)的節(jié)流孔采納縫隙節(jié)流槽或者小徑節(jié)流孔,使被壓的油液在卸壓時(shí)實(shí)現(xiàn)緩沖。

參照?qǐng)D4、圖5、圖6。

這是本創(chuàng)造實(shí)施例2,與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)基本相同,只是間歇齒輪10和間歇齒輪6的半徑大于間歇滾輪9和間歇滾輪5的半徑。

參照?qǐng)D7、圖8。

這是雙面齒的傳動(dòng)齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

間歇齒輪10和間歇齒輪6在傳動(dòng)齒條兩側(cè)實(shí)現(xiàn)交替與傳動(dòng)齒條嚙合,輸出軸8和傳動(dòng)軸7通過聯(lián)動(dòng)齒輪15、16相互嚙合傳動(dòng)。

當(dāng)傳動(dòng)齒條自活塞的上止點(diǎn)行至下止點(diǎn)時(shí),間歇齒輪完成與傳動(dòng)齒條的嚙合,同時(shí)通過聯(lián)動(dòng)齒輪帶動(dòng)傳動(dòng)軸7轉(zhuǎn)動(dòng),使傳動(dòng)軸上的間歇齒輪6進(jìn)入與傳動(dòng)齒條的嚙合狀態(tài),反推傳動(dòng)齒條完成回程,即活塞從下止點(diǎn)返回上止點(diǎn),這樣周而復(fù)始,將活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鲚S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

為了使傳動(dòng)齒條保持直線運(yùn)動(dòng),在雙面齒的傳動(dòng)齒條結(jié)構(gòu)方式下,以滾輪24代替間歇滾輪,以滾輪23代替間歇滾輪,且分別與傳動(dòng)齒條中的滑槽18、25接觸滑動(dòng)協(xié)作。

參照?qǐng)D9。

這是對(duì)所述的傳動(dòng)齒條3設(shè)置的又一種限位機(jī)構(gòu),即在傳動(dòng)齒條兩端設(shè)有與傳動(dòng)齒條定位連接的軸桿19、20,軸桿與兩端的軸承21協(xié)作,軸桿隨著傳動(dòng)齒條的直線移動(dòng)而在軸承內(nèi)軸向滑動(dòng),其結(jié)構(gòu)簡潔有用。

與間歇滾輪或滾輪相比,各有優(yōu)缺點(diǎn)一、間歇滾輪或滾輪方式的限位機(jī)構(gòu),是以線接觸滑動(dòng)協(xié)作,其摩擦力較小。

而軸桿、軸承方式的限位機(jī)構(gòu)則是圍成圓柱體的素線滑動(dòng)協(xié)作,摩擦力較大。

二、間歇滾輪或滾輪方式的限位機(jī)構(gòu),結(jié)構(gòu)較為簡單,而軸桿、軸承方式的限位機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡潔。

,包括活塞13、氣缸12、連桿11,連桿一端與活塞聯(lián)接,其特征在于連桿的另端聯(lián)接有傳動(dòng)齒條3,輸出軸8上聯(lián)接有與傳動(dòng)齒條嚙合的間歇齒輪10,并設(shè)有傳動(dòng)軸7,在傳動(dòng)軸上聯(lián)接有與傳動(dòng)齒條嚙合的間歇齒6,傳動(dòng)軸與輸出軸上分別裝有相互嚙合的聯(lián)動(dòng)齒輪15、16。

,其特征在于輸出軸上的間歇齒輪和傳動(dòng)軸上的間歇齒輪均為半圓齒輪且齒部方向相反,交替與傳動(dòng)齒條嚙合。

,其特征在于傳動(dòng)齒條為單面齒的傳動(dòng)齒條或雙面齒的傳動(dòng)齒條;在傳動(dòng)齒條上設(shè)有限位機(jī)構(gòu)和緩沖機(jī)構(gòu)。

,其特征在于限位機(jī)構(gòu)是在傳動(dòng)齒條兩端設(shè)有軸向與傳動(dòng)齒條縱向全都的軸桿19、20,軸桿與軸承21滑動(dòng)協(xié)作。

,其特征在于單面齒的傳動(dòng)齒條的限位機(jī)構(gòu)是由聯(lián)接在輸出軸上的間歇滾輪9、聯(lián)接在傳動(dòng)軸上的間歇滾輪5、滾輪1構(gòu)成,間歇滾輪和間歇滾輪呈半圓型且安裝方向相反并與傳動(dòng)齒條的滑槽18交替接觸協(xié)作,在傳動(dòng)齒條另一面設(shè)有滾輪1且與傳動(dòng)齒條接觸協(xié)作。

,其特