專利名稱：傳動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連同一種旋轉(zhuǎn)設(shè)備一起使用的傳動(dòng)裝置。
可使用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)設(shè)備包括回轉(zhuǎn)式蒸汽機(jī)，回轉(zhuǎn)泵，重要的是還包括回轉(zhuǎn)式內(nèi)燃機(jī)，所有這些設(shè)備都是航向和指揮型設(shè)備。
這類旋轉(zhuǎn)設(shè)備一般包括至少一對(duì)設(shè)置在活塞缸內(nèi)的雙葉片活塞?；钊娜~片可繞活塞缸的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣在離開每個(gè)活塞的相鄰葉片之間形成腔室。這些活塞以一定方式通過控制機(jī)構(gòu)連接，由此在一共有的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)上疊加一相對(duì)的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，這使相鄰的葉片間形成的腔室周期性地?cái)U(kuò)大及縮小。
更特別的是，本發(fā)明的目的在于動(dòng)力由傳動(dòng)裝置傳遞和由外部傳給傳動(dòng)裝置以及旋轉(zhuǎn)設(shè)備的的活塞間的相對(duì)擺動(dòng)的控制。
為了由旋轉(zhuǎn)設(shè)備獲得顯著的益處，就必須使用兩種可能的運(yùn)轉(zhuǎn)中的一種。
第一種運(yùn)轉(zhuǎn)就是相對(duì)于第二活塞而在第一活塞的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)上疊加一周期性的前后擺動(dòng)。由這種運(yùn)轉(zhuǎn)操縱的旋轉(zhuǎn)設(shè)備的例子公開于GB987989，GB1028098，GB1034023和GB1410498中。
第二種運(yùn)轉(zhuǎn)就是在兩個(gè)活塞的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)上疊加一周期性的前后擺動(dòng)，兩個(gè)活塞的相位彼此相差180°，這樣在第一活塞的葉片前擺時(shí)，第二活塞的葉片相對(duì)地后擺以與前擺的葉片相遇。用這種運(yùn)轉(zhuǎn)操縱的旋轉(zhuǎn)設(shè)備公開于WO86/01255，GB1419043和GB2251655中。
通常，旋轉(zhuǎn)設(shè)備在結(jié)構(gòu)上比它們對(duì)應(yīng)的往復(fù)式設(shè)備簡(jiǎn)化了許多，且不需要閥、連接桿及類似裝置。但是在如何控制活塞的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以達(dá)到所需的效果方面出現(xiàn)了一個(gè)難題。
在這方面，所需的運(yùn)動(dòng)很容易地形成一種呈簡(jiǎn)單的諧波擺動(dòng)狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)，而這種運(yùn)動(dòng)是由一點(diǎn)圍繞一軸線轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的。實(shí)現(xiàn)活塞相對(duì)運(yùn)動(dòng)的控制的基本困難又在于必須將一兩維的運(yùn)動(dòng)(即轉(zhuǎn)動(dòng))轉(zhuǎn)換為一簡(jiǎn)單的前后擺動(dòng)。
許多現(xiàn)有技術(shù)的控制系統(tǒng)采用一種滑銷和槽的設(shè)置來產(chǎn)生簡(jiǎn)單的諧波擺動(dòng)，即由脫開一安裝在旋轉(zhuǎn)設(shè)備主軸上的齒輪的小齒輪上的銷的轉(zhuǎn)動(dòng)來產(chǎn)生簡(jiǎn)單的諧波擺動(dòng)，或者也可由某些類似的設(shè)備來產(chǎn)生所述的擺動(dòng)。在GB1034042和US4788952中有這類的例子。其它的現(xiàn)有技術(shù)的控制系統(tǒng)包含由曲柄、連桿和/或凸輪組成的復(fù)雜系統(tǒng)，用以產(chǎn)生上述擺動(dòng)。GB987989，GB1028098，GB1031626，GB1410478和WO86/01255公開了有關(guān)這一類的裝置。所有上述的現(xiàn)有技術(shù)的裝置都有下述缺點(diǎn)中的至少一個(gè)或多個(gè)，即它們包括在距轉(zhuǎn)軸相當(dāng)大的距離處的擺動(dòng)質(zhì)量，從而產(chǎn)生復(fù)雜的振動(dòng)模式，由此導(dǎo)致機(jī)械效率降低;它們不能高速運(yùn)轉(zhuǎn)和/或迅速改變運(yùn)轉(zhuǎn)速度;它們受到高的機(jī)械磨損，并且它們比其它元件龐大且笨重。
GB1419043描述了一種不同的方法，它所提供的設(shè)置朝可行的解決方案邁進(jìn)了一步，但是正如該專利的說明書附圖(特別是

圖1)所表示的那樣，控制機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)裝置要占據(jù)比旋轉(zhuǎn)設(shè)備本身更多的空間。另外，如圖1及圖4至7所示，在旋轉(zhuǎn)設(shè)備的兩端各設(shè)置了一個(gè)單一的偏置的小輪(11)，它們并不結(jié)合成最終為零的作用力，這種設(shè)置由于動(dòng)態(tài)的不平衡及由此造成的不穩(wěn)定性而產(chǎn)生一不可操作的結(jié)果。
公開于GB2251655中的傳動(dòng)裝置和控制機(jī)構(gòu)提供了另一種建議。值得注意的是，在該種結(jié)構(gòu)中，控制機(jī)構(gòu)安裝在旋轉(zhuǎn)設(shè)備的主軸上，由此可形成一相對(duì)緊湊的結(jié)構(gòu)。所公開的機(jī)構(gòu)的問題在于連接臂(16)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生一沿主軸縱向的交變的作用力。當(dāng)旋轉(zhuǎn)設(shè)備在上述的第一種運(yùn)轉(zhuǎn)下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將發(fā)生明顯的振動(dòng)。當(dāng)一第二裝置安裝在設(shè)備的另一側(cè)并將其作一定的設(shè)置以使它在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)相位相差180°時(shí)，要極力地避免該振動(dòng)。位相相差180°的設(shè)置使旋轉(zhuǎn)設(shè)備在上述的第二種運(yùn)轉(zhuǎn)下運(yùn)行。盡管如此，所公開的裝置由于與往復(fù)式臂系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的機(jī)械問題而仍不理想。另外，由于需要在錐形齒輪(12)的錐形齒輪(11)之間存在一特定的比率，因而對(duì)擺動(dòng)的幅度有一定的限制，這個(gè)擺動(dòng)幅度可傳遞給活塞的葉片，由此而限制了旋轉(zhuǎn)設(shè)備的腔室的大小。最后，在旋轉(zhuǎn)設(shè)備的兩側(cè)安裝傳動(dòng)裝置和控制機(jī)構(gòu)的設(shè)置從下述的觀點(diǎn)來看有一定的缺陷，即設(shè)備的安裝和維修困難，并且為了設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用而進(jìn)行的定位更加困難。
本發(fā)明的目的在于提供一種也可用作傳動(dòng)裝置的控制機(jī)構(gòu)，它適用于航向和指揮型的旋轉(zhuǎn)設(shè)備，這種傳動(dòng)裝置至少能部分克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題。
按照本發(fā)明的第一方面，提供了一種適于與旋轉(zhuǎn)設(shè)備一同使用的可用作控制機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)裝置的裝置，該裝置包括一機(jī)座，從機(jī)座中伸出一第一軸和一第二軸，這兩個(gè)軸同軸，該裝置的特征在于，第二軸端接一個(gè)隨所述第二軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)的框架，該裝置還包括固定地安裝在機(jī)座上的一第一圓錐齒輪和一第二圓錐齒輪，它們與第一和第二軸同軸且間隔設(shè)置，從而可使框架能在其間自由地轉(zhuǎn)動(dòng)，在框架上裝有同軸設(shè)置的一第一小齒輪和一第二小齒輪，它們的轉(zhuǎn)軸偏離第一和第二軸及第一和第二圓錐齒輪的公共軸線的垂線，這樣，第一小齒輪僅與第一圓錐齒輪嚙合，而第二小齒輪僅與第二圓錐齒輪嚙合，由此當(dāng)?shù)诙S和框架轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，第一和第二小齒輪分別與對(duì)應(yīng)的圓錐齒輪嚙合且沿同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，在小齒輪之間有一安裝在框架上的傳動(dòng)件，它與第一軸嚙合，用以傳遞傳送至該裝置的或由該裝置傳出的簡(jiǎn)單的諧波的前后擺動(dòng)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述裝置所具有的一個(gè)很大的進(jìn)步在于該裝置可處于完全的動(dòng)平衡中。另外，該裝置可如所描述的那樣結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)械結(jié)構(gòu)很牢固且壽命長(zhǎng)。
傳動(dòng)件最好包括一安裝在第一軸上的恒速聯(lián)軸節(jié)，該恒速聯(lián)軸節(jié)有一個(gè)第一突起和一個(gè)第二突起，第一突起偏心且可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到第一小齒輪上，第二突起偏心且可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到第二小齒輪上。
第一和第二突起最好與一公共軸線對(duì)準(zhǔn)，該公共軸線穿過恒速聯(lián)軸節(jié)的中心。
第一及第二突起的公共軸線相對(duì)于第一及第二小齒輪的轉(zhuǎn)軸的偏正角最好在5°至80°之間。
第一及第二突起的公共軸線相對(duì)于第一和第二小齒輪的轉(zhuǎn)軸的偏正角的最佳值在30°至60°之間。
第一及第二突起的公共軸線相對(duì)于第一和第二小齒輪的轉(zhuǎn)軸的偏正角可選取在5°至40°之間，并且最好在15°至25°之間。
另一方面，傳動(dòng)件包括一固定地安裝在第一及第二小齒輪上且位于這兩個(gè)小齒輪之間的球面件，該球面件包括一圓形的凸輪軌道，該軌道在第一及第二小齒輪和球面件的轉(zhuǎn)軸與第一軸的轉(zhuǎn)軸之間傾斜一個(gè)角度，該傳動(dòng)件還包括一可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在凸輪軌道上的圓形的凸輪從動(dòng)件，凸輪從動(dòng)件鉸接在一叉臂上，該叉臂又連接在第一軸上。
凸輪軌道相對(duì)于球面件也由此而相對(duì)于第一和第二小齒輪的轉(zhuǎn)軸的傾角最好在10°至85°之間。最佳的傾角在30°至60°之間。該傾角還可在50°至85°之間，但最好在55°至75°之間。
在另一實(shí)施例中，傳動(dòng)件可包括一可轉(zhuǎn)動(dòng)地銷接在第一軸上的元件，所述元件有一第一突起和一第二突起，第一突起偏心且可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在第一小齒輪上，第二突起偏心且可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在第二小齒輪上。
第一和第二突起最好與一公共軸線對(duì)準(zhǔn)，該公共軸線穿過可轉(zhuǎn)動(dòng)的銷接元件的中心。
第一及第二突起的公共軸線相對(duì)于第一和第二小齒輪的轉(zhuǎn)軸的偏正角最好在5°至80°之間。
第一及第二突起的公共軸線相對(duì)于第一及第二小齒輪的轉(zhuǎn)軸的偏正角的最佳范圍為30°至60°。
另一方面，第一和第二突起的公共軸線相對(duì)于第一和第二小齒輪的轉(zhuǎn)軸的偏正角可在5°至40°之間，最好在15°至25°之間。
圓錐齒輪和小齒輪最好是螺旋齒輪。
第一和第二軸最好是同軸的，且第二軸是空心的，用以容放第一軸。
所述裝置最好包括一第三軸，它與第一和第二軸同軸且連接在框架上，該第三軸從框架的與第二軸相對(duì)的一側(cè)伸出。
圓錐齒輪上的齒數(shù)最好是小齒輪上的齒數(shù)的偶數(shù)倍。
圓錐齒輪的齒最好是小齒輪的齒的2倍。
按照本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供了一種包含根據(jù)上述方面的裝置的旋轉(zhuǎn)設(shè)備，該旋轉(zhuǎn)設(shè)備是航向和指揮型的設(shè)備。
該旋轉(zhuǎn)設(shè)備最好包括兩個(gè)活塞，每一活塞有兩個(gè)徑向相對(duì)的活塞葉片。
根據(jù)第一方面的裝置的第一軸最好連接在一個(gè)活塞上，根據(jù)第一方面的裝置的第二軸最好連接在另一活塞上。
在另一方面，簡(jiǎn)單的諧波的前后擺動(dòng)通過一差動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置而由兩個(gè)活塞以180°的相位差傳入或傳出。
最好，根據(jù)第一方面的裝置的第一軸裝在一個(gè)活塞上，而根據(jù)第一方面的裝置的第二軸端接一圓形叉臂，從該叉臂徑向向外伸出多個(gè)等間距設(shè)置的自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小齒輪，這些自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小齒輪與同軸安裝的兩個(gè)圓錐齒輪嚙合，每一個(gè)所述的圓錐齒輪分別位于兩個(gè)活塞中的一個(gè)上。
后一種設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)在于，上述的第二種運(yùn)轉(zhuǎn)可通過僅使用一套單一的傳動(dòng)裝置和控制機(jī)構(gòu)的裝置而實(shí)現(xiàn)。
旋轉(zhuǎn)設(shè)備最好是一臺(tái)泵。旋轉(zhuǎn)設(shè)備也可以是一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)或一臺(tái)蒸汽機(jī)。
下面僅以舉例的方式參照附圖描述本發(fā)明目前的較佳實(shí)施例，其中圖1表示根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)裝置和控制裝置的局部剖開的示意側(cè)視圖;
圖2表示圖1所示裝置的凸輪從動(dòng)件、叉臂和擺動(dòng)軸的組合的平面圖;
圖3表示圖1所示裝置的球面凸輪的側(cè)視圖;
圖4表示根據(jù)本發(fā)明的另一傳動(dòng)裝置和控制裝置的局部剖開的示意側(cè)視圖;
圖5表示圖4所示裝置的傳動(dòng)件、第一及第二軸和框架的部件分解圖;
圖6表示圖4所示裝置的沿線XX′剖開的剖面端視圖;
圖7表示圖4所示的裝置與示意地表示的旋轉(zhuǎn)設(shè)備的活塞相配合;
圖8表示圖4所示的裝置與示意地示出的應(yīng)用差動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置的旋轉(zhuǎn)設(shè)備的活塞相配合;
圖9表示圖8所示組合沿ZZ′線剖開后沿箭頭所指方向看去的端視圖。
如圖1至3所示，在本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)有一總的由標(biāo)號(hào)1表示的裝置，它適用于用作控制機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)裝置，與航向和指揮型旋轉(zhuǎn)設(shè)備一起使用。
一般來說，裝置1包括一機(jī)座2，從其一側(cè)伸出兩根軸3和4。軸3和4同軸且同心，軸4是空心的，用以可轉(zhuǎn)動(dòng)地容放軸3。軸4的一端端接一可轉(zhuǎn)動(dòng)的框架5并固定在該框架5上。
第一圓錐齒輪6和第二圓錐齒輪7固定在機(jī)座2上，它們與軸3和4同軸且同軸地彼此面對(duì)。齒輪6和7之間留有很大的間隔，可使框架5在其間轉(zhuǎn)動(dòng)。第一小齒輪8和第二小齒輪9同軸地安裝在框架5上且位于偏離齒輪6和7的轉(zhuǎn)軸的垂線μ角的轉(zhuǎn)軸上。該偏角保證小齒輪8僅與圓錐齒輪6嚙合，而小齒輪9僅與圓錐齒輪7嚙合。因此，當(dāng)軸4和框架5轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小齒輪8和9沿同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
安裝在小齒輪8和9之間的是一與軸3嚙合的傳動(dòng)件10，它用于傳遞傳至或傳出的簡(jiǎn)單的諧波的向前及向后的來回?cái)[動(dòng)。
傳動(dòng)件10包括一球面凸輪件11，它有一圓形的凸輪軌道12，該軌道相對(duì)于件11的轉(zhuǎn)軸傾斜一角度A。短軸13和14從件11的兩側(cè)向外延伸并且每一短軸相應(yīng)地與小齒輪8和9之一固定地相連。因此，小齒輪8和9隨著球面凸輪件11轉(zhuǎn)動(dòng)。
從圖2中可以更加清楚地看到，圓形的凸輪從動(dòng)件15可滑動(dòng)地位于凸輪軌道12內(nèi)。凸輪從動(dòng)件15繞其中心線可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在叉臂16上，該叉臂形成軸3的延伸部分。
當(dāng)球面凸輪件11轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傾斜的圓形凸輪軌道12與可滑動(dòng)地位于軌道內(nèi)的圓形凸輪從動(dòng)件15一起圍旋。當(dāng)凸輪從動(dòng)件15迫使或跟隨凸輪軌道12轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它在平行于軸3的平面上的方位的角度變化由叉臂16和從動(dòng)件15之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)來調(diào)節(jié)。但是，在垂直于軸3的平面上的方位的角度變動(dòng)轉(zhuǎn)化為軸3的簡(jiǎn)單的諧波的前后擺動(dòng)或由軸3的簡(jiǎn)單的諧波的前后擺動(dòng)而產(chǎn)生。
裝置1還包括一固定地安裝在框架5上的第三軸17，它與軸3和4同軸但位于機(jī)座2的另一側(cè)。
根據(jù)裝置1是用于回轉(zhuǎn)泵還是回轉(zhuǎn)式內(nèi)燃機(jī)或蒸汽機(jī)而定，將軸17用作主輸入軸或主輸出軸。除此之外，軸3有一伸出軸4端部的自由端，從而可使旋轉(zhuǎn)設(shè)備(圖中未示出)的相應(yīng)活塞(圖中未示出)與合適的軸3，4相連。
現(xiàn)在讓我們轉(zhuǎn)向圖4至6所示的本發(fā)明的另一實(shí)施例，與第一實(shí)施例相同的元件用相同的標(biāo)號(hào)表示。
傳動(dòng)件10包括一速度恒定的聯(lián)軸節(jié)20，它用花鍵接合在軸3的位于機(jī)座2內(nèi)部的端部上。短軸21，22從恒速聯(lián)軸節(jié)20的兩端伸出。每個(gè)短軸21，22偏心地且可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在轂23，24中，這些轂又可轉(zhuǎn)動(dòng)地裝在框架5上。
小齒輪8固定地安裝在從轂23伸出的短軸25上，且與短軸的轉(zhuǎn)軸同軸。同樣地，小齒輪9固定地安裝在從轂24伸出的短軸26上，它與短軸26的轉(zhuǎn)軸同軸。
由于短軸21，22相對(duì)于它們相應(yīng)的轂23，24偏心地安裝，故而恒速的聯(lián)軸節(jié)20與小齒輪8和9的公共轉(zhuǎn)軸傾斜一角B。
當(dāng)相互連接的軸17和4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小齒輪8和9由框架5拉動(dòng)也一起轉(zhuǎn)動(dòng)，或小齒輪8和9轉(zhuǎn)動(dòng)而推動(dòng)框架5。當(dāng)小齒輪8，9轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轂23，24也必定轉(zhuǎn)動(dòng)，由此位于轂23，24之內(nèi)的短軸21，22將擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳遞給恒速聯(lián)軸節(jié)20(或由聯(lián)軸節(jié)20把擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳至短軸21，22)。
當(dāng)恒速聯(lián)軸節(jié)20擺動(dòng)時(shí)，在平行于軸3的平面內(nèi)由恒速聯(lián)軸節(jié)20本身承受(或產(chǎn)生)運(yùn)動(dòng)。但是，垂直于軸3的運(yùn)動(dòng)由恒速聯(lián)軸節(jié)20傳至軸3(或由軸3傳至恒速聯(lián)軸節(jié)20)。
因此，軸3和軸4一樣地傳送或由兩個(gè)角形元件傳給簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)動(dòng)及簡(jiǎn)單的諧波的前后擺動(dòng)。
可以看出，在所述的設(shè)置中恒速聯(lián)軸節(jié)20相對(duì)于軸3僅用作一軸銷型的元件。因此，在某些情況下，可以希望用一可直接或間接地轉(zhuǎn)動(dòng)的銷接在軸3上的可轉(zhuǎn)動(dòng)件來簡(jiǎn)單地替換恒速聯(lián)軸節(jié)20。
但是，可以設(shè)想，對(duì)于較小容積和尺寸的裝置1而言，恒速聯(lián)軸節(jié)20具備更多的優(yōu)點(diǎn)，這是因?yàn)榱Φ膫鬟f是在軸3的整個(gè)圓周上進(jìn)行的。
圖7至9表示使用裝置1的旋轉(zhuǎn)設(shè)備的兩種不同的可能構(gòu)造。
圖7所示的旋轉(zhuǎn)設(shè)備30使裝置1的軸3與第一活塞31結(jié)合，軸4與第二活塞32結(jié)合。在這個(gè)實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)設(shè)備30將在上述的第一運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，即第二活塞32以一特定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，而第一活塞31在這個(gè)角速度的上下擺動(dòng)，這是由于疊加了由裝置1控制的相對(duì)簡(jiǎn)單的諧波的前后擺動(dòng)的緣故。
在圖8和9所示的旋轉(zhuǎn)設(shè)備的第二種構(gòu)造40中，裝置1的軸3與第一活塞41相連。但是，與圖7所示的構(gòu)造不同的是，軸4不直接連接在另一活塞42上，而是端接一花鍵部分43，該部分上裝有一叉臂44。四個(gè)短軸45以等距離的間隔從叉臂44徑向向外地延伸。在每個(gè)短軸45上裝有一自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小齒輪46。每個(gè)活塞41，42分別有一朝內(nèi)的圓錐齒輪47，48，它們分別與每個(gè)小齒輪46嚙合。
最后所形成的設(shè)置是一差動(dòng)裝置，這樣在兩個(gè)活塞均有共同的向前的角速度分量V時(shí)，它們也在其上疊加一擺動(dòng)角速度分量，這兩個(gè)分量由裝置1控制，彼此相差180°相位。
現(xiàn)在再回到前面的論述中，分別地表示在圖1和4中的角度A和B代表前后擺動(dòng)的幅度，它可傳至旋轉(zhuǎn)設(shè)備30(40)的一個(gè)或兩個(gè)活塞31(41，42)。
在圖中，所示的A大約為60°，所示的B大約為25°。
可以看出，A的值等于由90°-A計(jì)算而得的B值。因此，對(duì)于圖1而言，等效值為30°。
對(duì)于圖1所示的實(shí)施例來說，在圖7的設(shè)置中，活塞31的擺幅總共為60°。同樣地，對(duì)于圖4所示的實(shí)施例來說，在圖7所示的設(shè)置中，活塞31的擺幅總共為50°。在每個(gè)活塞31，32有兩個(gè)徑向相對(duì)的葉片處，對(duì)圖1的實(shí)施例而言，每個(gè)活塞需占據(jù)大約59°的扇面，而對(duì)于圖4的實(shí)施例而言，每個(gè)活塞需占據(jù)約64°的扇面(在活塞31及32和擺動(dòng)的極點(diǎn)之間留有2°的間隙)。
但是，在圖8和9的設(shè)置中，如果結(jié)合圖1的實(shí)施例，每個(gè)帶有兩個(gè)葉片的活塞需占據(jù)大約29°的扇面，而如果結(jié)合圖4的實(shí)施例，則需占據(jù)大約34°的扇面。
事實(shí)上，在圖7的設(shè)置中，每個(gè)活塞有4個(gè)或2的其它偶數(shù)倍的葉片的設(shè)置可具有多種優(yōu)點(diǎn)。在這種情況下，例如，每一葉片僅需占據(jù)帶有2個(gè)葉片的活塞的一半扇面。
顯然，如果旋轉(zhuǎn)設(shè)備是一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)，要獲得所需的兩個(gè)或四個(gè)沖程，它也必須調(diào)整擺動(dòng)的頻率。這可通過改變小齒輪8，9上的齒數(shù)與錐齒輪6，7上的齒數(shù)比率來實(shí)現(xiàn)。但是，這個(gè)比率也應(yīng)是2的倍數(shù)。
當(dāng)與裝置1相連的是一泵時(shí)，從軸3至軸17的力矩傳遞不會(huì)出現(xiàn)什么問題。但是，當(dāng)旋轉(zhuǎn)設(shè)備是一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)或蒸汽機(jī)時(shí)，力矩和功率由軸3輸入，由軸17輸出，這樣就必須注意保證在傳動(dòng)件10的恰當(dāng)位置發(fā)生動(dòng)力沖程。在這方面，動(dòng)力沖程不應(yīng)連續(xù)跨越簡(jiǎn)單的諧波的前后擺動(dòng)的中點(diǎn)，否則裝置1可能會(huì)傾斜從而會(huì)在某些情況下鎖住。
對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在考慮了上述的處于特定形式中的原理之后，本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。
因此，可以理解，在不背離本文所述的原理的前提下可對(duì)本發(fā)明的上述實(shí)施例進(jìn)行改動(dòng)。例如，所有的齒輪可以是螺旋齒輪，這樣可改進(jìn)速度方面的性能。另外，活塞葉片可以做成任意的形狀。
最后，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到本發(fā)明不局限于所述或所表示的特定實(shí)施例，在所要求的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)可進(jìn)行各種改動(dòng)，添加或更替。
權(quán)利要求
1.一種適于與旋轉(zhuǎn)設(shè)備一同使用的用作控制機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)裝置的裝置，該裝置包括一機(jī)座，從該機(jī)座中伸出一第一軸和一第二軸，該兩軸同軸設(shè)置，其特征在于，所述第二軸端接一隨同所述第二軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)的框架，所述裝置還包括一第一和一第二圓錐齒輪，所述的第一和第二圓錐齒輪固定地安裝在機(jī)座上，它們與第一和第二軸同軸并彼此間隔開，以便使框架能在其間自由地轉(zhuǎn)動(dòng)；安裝在框架上的一第一小齒輪和一第二小齒輪，該第一和第二小齒輪同軸，且有一偏離垂直于第一和第二軸及第一和第二圓錐齒輪的公共軸線的垂線的轉(zhuǎn)軸，這樣，所述第一小齒輪僅與所述第一圓錐齒輪嚙合，而所述第二小齒輪僅與所述第二圓錐齒輪嚙合，由此，當(dāng)?shù)诙S和框架轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，第一及第二小齒輪與和它們相對(duì)應(yīng)的圓錐齒輪嚙合且沿同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)；一安裝在框架上的傳動(dòng)件，它位于小齒輪之間且與第一軸接合，用以傳遞傳至或從其傳出的簡(jiǎn)單的諧波的前后擺動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)件包括安裝在所述第一軸上的恒速聯(lián)軸節(jié)，所述恒速聯(lián)軸節(jié)有一第一突起和一第二突起，第一突起偏心且可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在第一小齒輪上，第二突起偏心且可轉(zhuǎn)動(dòng)地聯(lián)接在第二小齒輪上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其特征在于，所述第一和第二突起與一公共軸線對(duì)準(zhǔn)，所述公共軸線穿過恒速聯(lián)軸節(jié)的中心。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征在于，所述第一和第二突起的公共軸線相對(duì)于所述第一和第二小齒輪的轉(zhuǎn)軸的偏正角在5°至80°之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其特征在于，所述偏正角在30°至60°之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其特征在于，所述偏正角在5°至40°之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其特征在于，所述偏正角在15°至25°之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)件包括一固定地安裝在第一及第二小齒輪上且位于第一及第二小齒輪之間的球面件，所述球面件包括一圓形的凸輪軌道，該軌道在第一及第二小齒輪和球面件的轉(zhuǎn)軸與第一軸的轉(zhuǎn)軸之間傾斜一個(gè)角度，所述傳動(dòng)件還包括一可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在凸輪軌道上的圓形的凸輪從動(dòng)件，該凸輪從動(dòng)件鉸接在一叉臂上，該叉臂又與第一軸相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其特征在于，所述凸輪軌道相對(duì)于所述球面件的轉(zhuǎn)軸并由此而相對(duì)于第一及第二小齒輪的轉(zhuǎn)軸的傾角在10°至85°之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其特征在于，所述傾角在30°至60°之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其特征在于，所述傾角在50°至85°之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其特征在于，所述傾角在55°至75°之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)件包括一可轉(zhuǎn)動(dòng)地銷接在第一軸上的元件，所述元件有一第一突起和一第二突起，所述第一突起偏心且可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在第一小齒輪上，所述第二突起偏心且可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在第二小齒輪上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的裝置，其特征在于，所述第一及第二突起與一條公共軸線對(duì)準(zhǔn)，所述公共軸線穿過所述可轉(zhuǎn)動(dòng)的銷接件的中心。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其特征在于，所述第一和第二突起的公共軸線相對(duì)于所述第一和第二小齒輪的轉(zhuǎn)軸的偏正角在5°至80°之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其特征在于，所述偏正角在30°至60°之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其特征在于，所述偏正角在5°至40°之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其特征在于，所述偏正角在15°至25°之間。
19.根據(jù)上述任一權(quán)利要求的裝置，其特征在于，所述圓錐齒輪和小齒輪為螺旋齒輪。
20.根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述第一及第二軸同軸，且所述第二軸是空心的，它用于可轉(zhuǎn)動(dòng)地容放所述第一軸。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的裝置，其特征在于，所述裝置包括一連接到所述框架上的第三軸，它與第一及第二軸同軸，所述第三軸從框架的與第二軸相對(duì)的一側(cè)伸出。
22.根據(jù)權(quán)利要求1，2，8及13中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述圓錐齒輪上的齒數(shù)是所述小齒輪上齒數(shù)的偶數(shù)倍。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的裝置，其特征在于，所述圓錐齒輪有兩倍于所述小齒輪的齒。
24.一種包括有根據(jù)權(quán)利要求1的裝置的旋轉(zhuǎn)設(shè)備，所述旋轉(zhuǎn)設(shè)備為航向和指揮型。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的旋轉(zhuǎn)設(shè)備，包括兩個(gè)活塞，每一個(gè)活塞有兩個(gè)徑向相對(duì)的活塞葉片。
26.根據(jù)權(quán)利要求24或25的旋轉(zhuǎn)設(shè)備，其特征在于，所述第一軸與一個(gè)活塞相連，所述第二軸連接到另一活塞上。
27.根據(jù)權(quán)利要求24或25的旋轉(zhuǎn)設(shè)備，其特征在于，所述簡(jiǎn)單的諧波的前后擺動(dòng)由一差動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置以180°的軸的相位差傳至兩個(gè)活塞或從兩個(gè)活塞傳出。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的旋轉(zhuǎn)設(shè)備，其特征在于，所述第一軸連接到一個(gè)活塞上，所述第二軸端接圓形叉臂，從該叉臂徑向向外伸出多個(gè)等間距的自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小齒輪，所述自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小齒輪與兩個(gè)同軸設(shè)置的圓錐齒輪嚙合，每一個(gè)所述的圓錐齒輪分別位于兩個(gè)活塞中的一個(gè)上。
29.根據(jù)權(quán)利要求24至28中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)設(shè)備，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)設(shè)備既可以是一臺(tái)泵，也可以是一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)，或是一臺(tái)蒸汽機(jī)。
全文摘要
一種與旋轉(zhuǎn)設(shè)備一同使用的用作控制機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)裝置的裝置。該裝置包括機(jī)座，從中伸出第一及第二軸；第二軸端接框架；第一和第二圓錐齒輪，它們與第一及第二軸同軸且間隔設(shè)置以使框架能在其間轉(zhuǎn)動(dòng)。第一及第二小齒輪安裝在框架上，其轉(zhuǎn)軸偏離第一及第二軸的公共軸線的垂線，當(dāng)?shù)诙S和框架轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小齒輪與圓錐齒輪嚙合且沿同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，在小齒輪之間有一傳動(dòng)件，它與第一軸嚙合以傳送或被傳給簡(jiǎn)單的諧波的前后擺動(dòng)。
文檔編號(hào)F16H37/04GK1114016SQ94106548
公開日1995年12月27日 申請(qǐng)日期1994年6月8日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月8日
發(fā)明者唐納德·C·希斯科克 申請(qǐng)人:唐納德·C·希斯科克