直线运动与旋转运动转换的功率传输机构制造技术

本发明专利技术涉及直线运动与旋转运动转换的空间凸轮功率传输机构。目的在于：提供几种往返直线运动组件运动规律可人为设计，导向孔（缸孔）２不承担支承功能的内腔槽凸轮功率传输机构。特征在于：凸轮箱１５内的内腔槽凸轮６上部的一只滚轮轴１６近各外端都装有滚轮，在内腔槽凸轮６圆周凸轮轮廓上；滚轮轴１６上还设置有导向滚轮或滑块２７，在凸轮箱盖体１下端轴向设置的固定导轨４内。本发明专利技术可作为汽油、柴油、燃气内燃机，斯特林外燃机，气、液马达等原动机和可输送气、液的泵的功率传输机构或其他需要运动转换的领域使用。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及直线运动与旋转运动转换装置，具体讲涉及滚轮轴平行往复运动与内腔槽凸轮旋转运动转换的机构，更具体讲涉及活塞往复运动与内腔槽凸轮旋转运动功率传输机构。1994年12月28日公开的专利技术专利申请号为9410021.x“凸轮式活塞内燃机”，公开了两种称之为包含式立体内凸轮，包围在缸体外面，可以是“单活塞点燃机构”(说明书中没有实施例没有附图)，也可以是双活塞双燃机构，如图1、图4、图5”。上述所公开“凸轮式活塞内燃机”的功率传输机构其受力状况与《自动机械的凸轮机构设计》彭国勋、肖正杨著，第9页，图1-5，a)圆柱凸轮机构相似，以活塞(从动杆)为研究对象与第174页图5-7圆柱凸轮机构受力图a非悬臂形(上述专利技术双活塞双燃机构图1、图4、图5)、图b悬臂形(上述专利技术称单活塞点燃机构)相同。第173页“非悬臂形从动杆圆柱凸轮机构，在载荷Q作用下，由于反力P相对轴线倾斜(a+μ1)，在导向支承A与C处将分别产生摩擦力。”。容易看出，上述专利技术图4、图5的销轴在立体内凸轮槽内为一端自由支撑的悬臂梁，支点在销轴轴端轴承处，为平衡，另一支点在活塞上侧，假如不安装活塞，所述的销轴及轴承就不能正常进行直线往复运动；另外，若用双峰双谷，为满足活塞的升程时，就必须增大凸轮直径，此时活塞轴心线到支点销轴轴端轴承的距离加长，便增大活塞对汽缸壁侧向力，影响活塞、汽缸使用寿命。由于使用单峰单谷凸轮，只能在销轴一端设置轴承，载荷都作用在该轴承上，影响使用寿命。当活塞从一个止点作功返程，另一端活塞作功时，因上圆周凸轮轮廓向下的投影与下圆周凸轮轮廓完全重叠，销轴轴承在圆周凸轮轮廓槽内的一侧横越冲击到另一侧，此时滚轮将产生转矩反号，在横越点附近造成严重磨损。显然，要把销轴轴端轴承安装入上述立体内凸轮槽内或更换其轴承也是极为困难，不便维护。另外，也不能通过简单的两缸以上(如四缸、六缸、八缸)缸数组合，得到不同功率的内燃机，系列化难；汽缸盖和部分配气机构，完全要重新设计试验，继承性差，成本高。曲柄连杆机构作为内燃机功率传输机构，有一百多年的历史，现在已趋完美，而成为常规发动机。不足之处在于1、其三种运动形式中最糟的连杆大头摆动是不平衡和无法消除的震动源；2、不可能实现活塞往复运动四次或六次、八次，曲轴只旋转一圈；3、活塞没有上停留曲线而不能实现等容燃烧；4、作功行程活塞运动加速度限制了功率的界线，即限制了内燃机大功率化；5、活塞顶的作用力转变为连杆推动曲轴旋转的分力线与曲轴主轴径旋转轴心线的距离是变量，使活塞运动速度曲线为正弦曲线，不是等速曲线，因此曲轴转矩也就不是直线，高温燃气的膨胀速度受到限制，热效率低；6、因活塞在高温高压恶劣的环境内把侧向作用力施加给气缸壁，不能使用压力润滑，摩擦损失大，机械效率低；7、气缸承担着支承的功能，所以活塞必须有较大的裙部；8、活塞裙部活塞销孔座接近活塞顶部，圆周厚度不匀，为防止热膨胀抱死必须制成椭圆结构，加工复杂；9、活塞在气缸中既上下往复运动，又交替左右摆动靠向缸壁，活塞环槽与活塞环便产生相对摩擦运动，所以活塞环槽与活塞环端面易磨损；10、因曲拐的偏心产生动、静不平衡而增加平衡块及必须设置储能飞轮，增加发动机重量；11、其主轴径和施以反作用倾倒力的活塞虽是运动低副，但都是圆弧曲面，显然不能用压力润滑油支承主轴径和活塞，提高机械效率受到限制；12、多缸发动机每次也都只宜一只缸点火作功，气缸利用低率。现有所使用的菱形传动机构、曲柄连杆机构、斜盘或摆盘机构、四连杆摆块机构均不能真正做到斯特林循环发动机要求的活塞不连续运动，同时无侧向力作用于气缸壁。大扭矩往复活塞式气、液马达，使用的曲柄连杆机构、斜盘或摆盘机构，扭矩线不是直线，不可能实现恒等扭矩输出。①本专利技术目的在于提供几种滚轮轴在内腔槽凸轮圆周凸轮轮廓上为至少两端自由支承非悬臂梁结构的内腔槽凸轮功率传输机构。②本专利技术目的在于提供几种没有设置活塞(直动杆)、汽缸(导向孔)，仍能实现滚轮轴平行往复直线运动与内腔槽凸轮旋转运动转换的功率传输机构。③本专利技术目的在于提供几种使内腔槽凸轮转动的倾倒支承反力作用在远离气缸的固定导轨上的内腔槽凸轮功率传输机构。④本专利技术目的在于提供几种活塞无侧向力作用于气缸壁，让气缸只具有密封、导向功能，不承担支承功能的内腔槽凸轮功率传输机构。⑤本专利技术目的在于提供几种活塞顶的作用力，转变为推动旋转运动件的作用分力线到旋转轴心线的距离为定值，容易实现恒等扭矩输出的内腔槽凸轮功率传输机构。⑥本专利技术目的在于提供几种根据各种类型发动机的特性需要，可人为设计出所需理想的活塞运动曲线(如上和或下停留的不连续运动、等速运动、往返不同的运动曲线等)的内腔槽凸轮功率传输机构。⑦本专利技术目的在于提供几种让活塞顶的总载荷由至少两只滚轮来分担，从而减轻每只主滚轮承受载荷的内腔槽凸轮功率传输机构。⑧本专利技术目的在于提供几种在空间槽凸轮内的滚轮，无论在各种工作状态下，滚轮的转动方向都保持不变，即滚轮不产生转矩反号的内腔槽凸轮功率传输机构。⑨本专利技术目的在于提供几种可使滚轮轴近各外端的滚轮，极容易装入内腔槽凸轮槽内，同时也极便维护(如拆旧、更换新滚轮)的内腔槽凸轮功率传输机构。⑩本专利技术目的在于提供几种只须通过简单的缸数组合(如两缸、四缸、六缸、八缸、十缸等)，就可获得不同功率的内腔槽凸轮内燃机。技术方案直线运动与旋转运动转换功率传输机构。包括纯旋转运动件内腔槽凸轮；直线往复运动组件滚轮轴，导向滚轮或滑块27，主滚轮9和辅滚轮37；固定件支承体凸轮支承体(凸轮箱)15，盖体(缸体)1，固定导轨4。在凸轮箱15内装有内腔槽凸轮6，其上部的盖体1固定在凸轮箱15上封闭凸轮箱15；凸轮箱15内有一只滚轮轴近各外端都装有主滚轮9和辅滚轮37，在内腔槽凸轮6槽内圆周凸轮轮廓上滚动；在滚轮轴与盖体1下端轴向设置的固定导轨4相对的位置还设置有导向滚轮或滑块27，在固定导轨4内可上下滚动或滑动，图1。内腔槽凸轮功率传输机构。包括可输出、输入动力的纯旋转运动件内腔槽凸轮；直线往复运动组件滚轮轴，导向滚轮或滑块27，主滚轮9和辅滚轮37，活塞5，活塞杆5a；固定件支承体缸盖28，设置有缸孔(导向孔)2的缸体(盖体)1，固定导轨4，凸轮箱15；在凸轮箱15内装有内腔槽凸轮，其上部设置着装有缸盖28且具有缸孔2的缸体1固定在凸轮箱15上；缸孔2内与活塞5相固定的活塞杆5a下部装在凸轮箱15内一只滚轮轴上，在滚轮轴近各外端都装有主滚轮9和辅滚轮37于内腔槽凸轮槽内圆周凸轮轮廓上滚动；在滚轮轴与缸体1下端轴向设置的固定导轨4相对的位置，还设置有导向滚轮或滑块27在固定导轨4内，图1a。本专利技术所述内腔槽凸轮，是一端为输出支承端，另一端具有圆形内腔，其内腔圆周设置有相同起伏的、至少双峰双谷惯通的槽，且上圆周凸轮轮廓7具有至少两只缺口12。有相同的三峰三谷，上圆周凸轮轮廓7具有三只缺口12的内腔槽凸轮6a如图2b；或有相同的四峰四谷，上圆周凸轮轮廓7具有两只或四只缺口12的内腔槽凸轮6b图2a；或有相同的五峰五谷，上圆周凸轮轮廓7具有五只缺口12的内腔槽凸轮等。本专利技术所述内腔槽凸轮，可以是由一只圆周凸轮轮廓具有相同的、至少双峰双谷端面凸轮46(属下圆周凸轮轮廓8)和一只与端面凸轮46相对应、圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
直线运动与旋转运动转换的功率传输机构，包括纯旋转运动件：内腔槽凸轮；直线往复运动组件：滚轮轴，导向滚轮或滑块（２７），主滚轮（９）和辅滚轮（３７）；固定件支承体：凸轮箱（１５），盖体（１），固定导轨（４）；特征在于：在凸轮箱（１５）内装有内腔槽凸轮，其上部能封闭凸轮箱（１５）的盖体（１）固定在凸轮箱（１５）上；其内有一只滚轮轴近各外端都装有主滚轮（９）和辅滚轮（３７），在内腔槽凸轮槽内圆周凸轮轮廓上滚动；在滚轮轴与盖体（１）下端圆周轴向设置的固定导轨（４）相对的位置还设置有导向滚轮或滑块（２７），在固定导轨（４）内可上下滚动或滑动，。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵荃，
申请(专利权)人：赵荃，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]