內燃發(fā)動機齒條式傳動機構的制作方法

內燃發(fā)動機齒條式傳動機構的制作方法

內燃發(fā)動機齒條式傳動機構的制作方法專利名稱:內燃發(fā)動機齒條式傳動機構的制作方法技術領域:本創(chuàng)造涉及一種內燃發(fā)動機的傳動機構,尤指一種內燃發(fā)動機齒條式傳動機構。

背景技術:傳統(tǒng)的內燃發(fā)動機是采納曲柄連桿機構進行能量轉換的,把活塞的直線往復運動轉變成曲軸的旋轉運動,又把曲軸的旋轉運動轉變成活塞的往復直線運動。

曲柄連桿機構是內燃發(fā)動機的重要傳動部件,其技術也日臻成熟,但依舊存在以下難以克服的缺陷。

1、每當活塞完成一個循環(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慣性方能完成活塞的作功。

這是造成發(fā)動機內耗的緣由之一。

其累計內耗始終是業(yè)內技術人員所關注的問題。

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

連桿與活塞軸線所存在的夾角是導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,曲柄連桿機構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協(xié)作是在高速高溫狀態(tài)下的協(xié)作,之間的轉動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造成較大的能耗鋪張和較低的傳遞效率。

創(chuàng)造內容本創(chuàng)造的目的在于供應一種替代曲柄連桿機構的內燃發(fā)動機齒條式傳動機構。

以傳動齒條與齒輪的嚙合傳動代替曲軸傳動,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摩擦,從而實現(xiàn)能耗的降低和動力傳遞效率的提高。

為實現(xiàn)所述目的,本創(chuàng)造采納如下技術方案本創(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)接有傳動齒條。

在輸出軸上聯(lián)接有與傳動齒條嚙合的間歇齒輪。

并設有傳動軸,在傳動軸上聯(lián)接有與傳動齒條嚙合的間歇齒輪。

傳動軸與輸出軸上分別裝有相互嚙合的聯(lián)動齒輪。

輸出軸上的間歇齒輪和傳動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,交替與傳動齒條嚙合。

圍成傳動齒條的縱向平面與活塞軸線平行。

傳動齒條為單面齒的傳動齒條或為雙面齒的傳動齒條。

在傳動齒條上設有限位機構和緩沖機構。

限位機構主要是為了使傳動齒條直線運動,為了保證傳動齒條的直線運動,本創(chuàng)造供應了三種限位機構。

一種限位機構是在傳動齒條兩端設有軸向與傳動齒條縱向全都的軸桿,軸桿在傳動齒條兩端與傳動齒條定位連接。

軸桿與軸承滑動協(xié)作,軸桿在軸承中軸向移動。

其次種限位機構是用在單面齒的傳動齒條上,是由聯(lián)接在輸出軸上的間歇滾輪、聯(lián)接在傳動軸上的間歇滾輪、滾輪構成。

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

在傳動齒條另一面設有滾輪且與傳動齒條接觸協(xié)作。

滾輪和交替運行的間歇滾輪及間歇滾輪從傳動齒條兩側限位,從而保證傳動齒條直線運行。

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

為了緩解對傳動齒條在運行中的沖擊力,特殊在傳動齒條兩端設有液壓活塞緩沖裝置或者氣壓活塞緩沖裝置。

活塞要經(jīng)過進氣壓縮和排氣的循環(huán)式行程。

活塞通過連桿推動傳動齒條,并通過與其嚙合的聯(lián)接在輸出軸上的間歇齒輪,使活塞的直線運動轉變?yōu)檩敵鲚S的旋轉運動。

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

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

實行以上措施,不僅能夠實現(xiàn)能耗的降低和動力傳遞效率的提高,且能延長傳動機構的使用壽命、降低修理難度。

圖1為本創(chuàng)造實施例1結構示意圖。

圖2為本創(chuàng)造實施例1左剖視示意圖。

圖3為本創(chuàng)造實施例1俯視示意圖。

圖4為本創(chuàng)造實施例2結構示意圖。

圖5為本創(chuàng)造實施例2左剖視示意圖。

圖6為本創(chuàng)造實施例2俯視剖視示意圖。

圖7為本創(chuàng)造實施例3結構示意圖。

圖8為本創(chuàng)造實施例3左剖視示意圖。

圖9為本創(chuàng)造實施例4結構示意圖。

附圖標記1滾輪2滾輪軸3傳動齒條4液壓活塞緩沖裝置5間歇滾輪6間歇齒輪7傳動軸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)動齒輪16聯(lián)動齒輪17液壓活塞緩沖裝置18滑槽19軸桿21軸承22活塞桿詳細實施方式參照圖1、圖2和圖3。

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

在輸出軸8上聯(lián)接有與傳動齒條嚙合的間歇齒輪10。

并設有傳動軸7,在傳動軸上聯(lián)接有與傳動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,它們在各自安裝的方向相反,在傳動過程中交替與傳動齒條嚙合。

在輸出軸和傳動軸上分別裝有相互嚙合的聯(lián)動齒輪15、16。

為了使傳動齒條與活塞全都作直線運動,須對傳動齒條限位,在輸出軸上裝有間歇滾輪9,在傳動軸上裝有間歇滾輪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應面設有與滾輪軸2聯(lián)接的滾輪1,滾輪1與傳動齒條接觸協(xié)作,從而實現(xiàn)滾輪1與交替運行的間歇滾輪和間歇滾輪在傳動齒條兩側對傳動齒條限位,保證傳動齒條直線運行。

為緩解間歇齒輪和間歇齒輪對傳動齒條的沖擊力,在傳動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,為防止消失沖擊時發(fā)出的噪音,將活塞桿22與傳動齒條聯(lián)接,其長度略大于傳動齒條的回程長度;在傳動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與傳動齒條聯(lián)接,其長度略大于傳動齒條的沖程長度。

其液壓缸體內的節(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實現(xiàn)緩沖。

參照圖4、圖5、圖6。

這是本創(chuàng)造實施例2,與實施例1的結構基本相同,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。

參照圖7、圖8。

這是雙面齒的傳動齒條傳動機構。

間歇齒輪10和間歇齒輪6在傳動齒條兩側實現(xiàn)交替與傳動齒條嚙合,輸出軸8和傳動軸7通過聯(lián)動齒輪15、16相互嚙合傳動。

當傳動齒條自活塞的上止點行至下止點時,間歇齒輪完成與傳動齒條的嚙合,同時通過聯(lián)動齒輪帶動傳動軸7轉動,使傳動軸上的間歇齒輪6進入與傳動齒條的嚙合狀態(tài),反推傳動齒條完成回程,即活塞從下止點返回上止點,這樣周而復始,將活塞的直線運動轉變?yōu)檩敵鲚S的旋轉運動。

為了使傳動齒條保持直線運動,在雙面齒的傳動齒條結構方式下,以滾輪24代替間歇滾輪,以滾輪23代替間歇滾輪,且分別與傳動齒條中的滑槽18、25接觸滑動協(xié)作。

參照圖9。

這是對所述的傳動齒條3設置的又一種限位機構,即在傳動齒條兩端設有與傳動齒條定位連接的軸桿19、20,軸桿與兩端的軸承21協(xié)作,軸桿隨著傳動齒條的直線移動而在軸承內軸向滑動,其結構簡潔有用。

與間歇滾輪或滾輪相比,各有優(yōu)缺點一、間歇滾輪或滾輪方式的限位機構,是以線接觸滑動協(xié)作,其摩擦力較小。

而軸桿、軸承方式的限位機構則是圍成圓柱體的素線滑動協(xié)作,摩擦力較大。

二、間歇滾輪或滾輪方式的限位機構,結構較為簡單,而軸桿、軸承方式的限位機構的結構簡潔。

,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)接有傳動齒條3,輸出軸8上聯(lián)接有與傳動齒條嚙合的間歇齒輪10,并設有傳動軸7,在傳動軸上聯(lián)接有與傳動齒條嚙合的間歇齒6,傳動軸與輸出軸上分別裝有相互嚙合的聯(lián)動齒輪15、16。

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

,其特征在于傳動齒條為單面齒的傳動齒條或雙面齒的傳動齒條;在傳動齒條上設有限位機構和緩沖機構。

,其特征在于限位機構是在傳動齒條兩端設有軸向與傳動齒條縱向全都的軸桿19、20,軸桿與軸承21滑動協(xié)作。

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

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