專利名稱：橢圓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由直線運(yùn)動(dòng)機(jī)件獲得連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)輸出或者是由連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)件獲得直線運(yùn)動(dòng)輸出的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。尤其是用于往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)與其動(dòng)力輸出軸之間以取代曲柄連桿。
背景技術(shù)：
以應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)為例，傳統(tǒng)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)有加工復(fù)雜，機(jī)件多，側(cè)擺、往復(fù)件慣性質(zhì)量大，主軸轉(zhuǎn)速與活塞沖程嚴(yán)格對(duì)應(yīng)，造成不必要的機(jī)件磨損，多缸沿曲軸線性排列造成整機(jī)體積大等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、機(jī)件輕巧的把正弦律往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)或者把連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)變成正弦律往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)可在克服曲柄連桿機(jī)構(gòu)缺點(diǎn)的同時(shí)嚴(yán)格保持活塞運(yùn)動(dòng)規(guī)律與現(xiàn)有曲柄連桿機(jī)構(gòu)完全一致。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下考察XYZ坐標(biāo)系內(nèi)以Z為軸的無(wú)限長(zhǎng)圓柱體與不平行于又不垂直于XY面的平面相交，其截面輪廓是橢圓。設(shè)此橢圓上有動(dòng)點(diǎn)P，當(dāng)其在XY平面內(nèi)的象做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，Z軸上的象便做正弦律往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
據(jù)此，在一個(gè)圓筒的內(nèi)側(cè)面開一條中心線與上述橢圓重合的導(dǎo)槽，有一個(gè)滑塊沿導(dǎo)槽運(yùn)行，滑塊又固定在一個(gè)貫穿圓筒且與圓筒同心的軸狀機(jī)件上，便可實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)到連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)變。
本發(fā)明應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)至少有以下優(yōu)點(diǎn)。
1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，機(jī)件形狀規(guī)則，加工便利，可大幅降低生產(chǎn)成本。
2、由于無(wú)側(cè)擺件，故運(yùn)行柔順、震動(dòng)輕微、噪音低必是它的顯著優(yōu)點(diǎn)。
3、活塞運(yùn)行規(guī)律集包含傳統(tǒng)曲柄連桿式規(guī)律，故在內(nèi)燃機(jī)性能上無(wú)須質(zhì)疑，其熱能轉(zhuǎn)化效率只有提高的可能，沒有下降的道理。
4、由于導(dǎo)槽曲線不必是正橢圓，可以修改以提高內(nèi)燃機(jī)效率。
5、往復(fù)件的質(zhì)量很小，使大幅提高轉(zhuǎn)速成為可能。
6、帶滑塊的軸件可與主軸垂直或不垂直，故可在主軸同一截面內(nèi)扇狀排列多缸，這對(duì)于研制體積小巧、結(jié)構(gòu)緊湊且功率巨大的船舶、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)疑是個(gè)好消息。
7、多缸機(jī)主軸轉(zhuǎn)速與活塞周期可不等，這樣可以實(shí)現(xiàn)大件低速和小件高速的統(tǒng)一，減少大件磨損。
8、對(duì)于汽油機(jī)來(lái)說(shuō)，尚有各缸獨(dú)立調(diào)整點(diǎn)火時(shí)刻的好處。
9、由于每缸與主軸只是一個(gè)嚙合關(guān)系，故可以進(jìn)而研制標(biāo)準(zhǔn)化的單缸總成。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)時(shí)，可有以下幾種實(shí)施方式1、活塞本身是一個(gè)不可轉(zhuǎn)動(dòng)而內(nèi)壁開橢圓導(dǎo)槽的圓筒，帶滑塊且軸向止推的軸件上端貫穿于活塞的圓筒中，滑塊嵌入導(dǎo)槽中?；钊谧鰶_程運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶滑塊的軸件便連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)矩由軸件下端輸出(這種方式更適合缸徑較大的壓燃式機(jī)器)。
2、帶滑塊的軸件上端與活塞剛性連接且貫穿內(nèi)壁開橢圓導(dǎo)槽的圓筒，滑塊嵌入導(dǎo)槽中。圓筒固定不動(dòng)?；钊谧鰶_程運(yùn)動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)軸件一起產(chǎn)生繞縱軸自轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)矩可由伸出圓筒外的軸件下端輸出。
3、帶滑塊的桿件上端與只能做平動(dòng)的活塞剛性連接，桿件下端貫穿內(nèi)壁開有橢圓導(dǎo)槽且軸向止推的圓筒，滑塊嵌入導(dǎo)槽中，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，引起圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)，連接圓筒的機(jī)件獲得轉(zhuǎn)矩。
此外，本發(fā)明的核心機(jī)件是一個(gè)內(nèi)壁開橢圓導(dǎo)槽的圓筒。是一個(gè)稍特殊的機(jī)件?，F(xiàn)就其加工制造給出進(jìn)一步的說(shuō)明。以銑加工為例，我們可以對(duì)普通銑床稍加改造來(lái)得到第一個(gè)圓筒。進(jìn)刀手輪通過(guò)曲柄機(jī)構(gòu)推動(dòng)銑刀架做正弦律往復(fù)平動(dòng)，同時(shí)令?yuàn)A具和工件同步轉(zhuǎn)動(dòng)，就可以從外周將一個(gè)圓筒銑斷。銑刀直徑等于滑塊直徑時(shí)，其斷面正好是橢圓導(dǎo)槽的輪廓線。將兩個(gè)半筒嵌入一個(gè)大圓筒就可制成符合要求的“內(nèi)壁開有橢圓導(dǎo)槽的圓筒”了。這與加工曲軸相比是便宜多了。
最后，需要指出，活塞行程長(zhǎng)與圓筒直徑之比接近1∶1時(shí)傳動(dòng)會(huì)更柔順，機(jī)件受力更合理。
權(quán)利要求
1.一種從往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)獲得轉(zhuǎn)動(dòng)或者由轉(zhuǎn)動(dòng)獲得往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征是有一個(gè)內(nèi)壁開橢圓導(dǎo)槽的圓筒和一個(gè)帶滑塊的軸件，軸件穿入圓筒，滑塊嵌在導(dǎo)槽內(nèi)沿導(dǎo)槽滑動(dòng)，這里的橢圓導(dǎo)槽由以下表述定義設(shè)有一個(gè)無(wú)限長(zhǎng)圓筒，用不垂直于圓筒軸線且不平行于圓筒軸線的傾斜平面去切這個(gè)圓筒，圓筒內(nèi)表面與這個(gè)平面的交線是個(gè)橢圓，以這個(gè)橢圓的輪廓線為中心線在圓筒內(nèi)表面所開的閉合導(dǎo)槽就是本發(fā)明所用的橢圓導(dǎo)槽。
2.在權(quán)利要求1所述圓筒基礎(chǔ)上，為了改進(jìn)性能而采用開有近橢圓形導(dǎo)槽的圓筒。
全文摘要
本發(fā)明提供的橢圓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)與連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)互相轉(zhuǎn)變的一種機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)包括一個(gè)內(nèi)壁開有橢圓曲線導(dǎo)槽的圓筒和一個(gè)帶滑塊的軸件。軸件穿入圓筒，滑塊沿導(dǎo)槽滑動(dòng)。由于導(dǎo)槽和滑塊的互鎖關(guān)系使得圓筒和軸件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)呈繞軸連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)和正弦律往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。當(dāng)兩個(gè)構(gòu)件之一做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，另一構(gòu)件便做連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)一構(gòu)件固定不動(dòng)時(shí)另一構(gòu)件在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)做連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。該機(jī)構(gòu)至少可用于內(nèi)燃機(jī)以取代曲柄連桿機(jī)構(gòu)，使多缸發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)變得十分緊湊，制造成本、機(jī)械磨損大大下降，整機(jī)性能顯著提高。
文檔編號(hào)F16H25/12GK1737405SQ20051007367
公開日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2005年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月11日
發(fā)明者王玉春 申請(qǐng)人:王玉春