本实用新型专利技术涉及一种用于内燃机的往复直线运动与圆周运动相互转换的装置，它包括有能与作往复直线运动的部件（活塞）相装联的两根调头平行配置的结构相同的齿条，装于两齿条之间的非全圆齿轮，支承非全圆齿轮的传动轴，齿条和非全圆齿轮的齿、齿槽呈一一对应设置，能相互啮合和平稳挂接、脱离。使用这种结构可替代曲轴连杆机构，使整机结构简化、紧凑，效率提高１－３％，运行安全可靠。（*该技术在2003年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及一种用于内燃机的一种往复直线运动与园周运动相互转换的装置，可用于汽油发动机、柴油发动机中替代曲轴连杆机构，也可以用于活塞往复式压缩机，部份机床中替代曲轴连杆机构。目前，在内燃机(汽油机、柴油机)、机床、活塞往复式压缩机等整机上均采用曲轴连杆机构，进行往复直线运动与园周运动的相互转换，这种机构使整机结构复杂，体积大、笨重、效率低，由于曲轴连杆机构摆动，摆幅大，润滑要求严格，运行的安全可靠性差。本技术的目的在于设计一种往复直线运动与园周运动相互转换的装置，以替代曲轴连杆机构，从而使内燃机整机结构更简单，紧凑，效率高，运行安全可靠。本技术是这样来实现其目的的它包括有能与作往复直线运动的部件(如活塞等)相装联的两根调头平行配置的结构相同的齿条，装于两齿条之间的非全园齿轮，支承非全园齿轮的传动轴，齿条和非全园齿轮的齿、齿槽呈一一对应设置，工作时相互啮合和平稳挂接、脱离。本技术还可以这样来实现其目的两条齿条两端分别有1－2颗齿比其上的其他标准齿短，其齿顶界于其他标准齿的齿顶线和分度线之间，且齿条每端的齿均比其他标准齿厚30－60％。本技术的两齿条上设计有与整机上作往复直线运动的部件相装联的螺孔。本技术的非全园齿轮的无齿部分的直径等于有齿部分的根园直径，其有齿部分的齿数比其相应全园齿轮的齿数的一半少1－2颗齿。本技术的非全园齿轮两头的齿比其上的其他标准齿厚30－60％，且比其他标准齿短，其齿顶界于其他标准齿的齿顶园和分度园之间。由于本技术具有上述结构，应用时，将结构相同的两齿条调头平行地配置，与内燃机(汽油发动机、柴油发动机等)的往复直线运动部件，如活塞等(当然活塞的结构要作相应的改变)，通过螺钉联接机构紧固地相装联，在两齿条间装上相互啮合的非全园齿轮，非全园齿轮与齿条之间的齿、齿槽呈一一对应设置，齿条两端分别有1－2颗齿比其上的标准齿短，非全园齿轮两头的齿也比其上的其他标准齿短，且齿条两端和非全园齿轮两头的齿均比其上的其他标准齿加厚。齿条、非全园齿轮两头的齿起到可变凸轮的作用，使齿条和非全园齿轮互相推动，从而使齿条和非全园齿轮之间交替平稳挂接和脱离，即在运动部件活塞的每一行程运动过程中，只有其中一根齿条与非全园齿轮挂接，另一根齿条与非全园齿轮则处于脱离状态，在回复行程中，非全园齿轮与两根齿条挂接脱离的情况互易，这样就完成一个往复直线运动过程。当内燃机的燃气膨胀时，即作功冲程，齿条推动非全园齿轮，当吸气、压缩、排气冲程中，由非全园齿轮推动齿条，从而实现了运动部件如活塞的往复直线运动与非全园齿轮的园周运动的相互转换过程，替代了曲轴连杆机构的作用。因此，由于非全园齿轮、齿条可装于气缸内，省掉了与曲轴连杆相关连的部件和运动副，整机结构简化，紧凑，在同等情况下，体积只有原内燃机体积的 1/2 － 1/4 ，重量减为 1/3 。由于运动副和另部件减小，相互摩擦损耗也大大减少，齿轮齿条传递力效率高，与同等情况的原内燃机相比，效率可提高1－3％，功率要大1－10％。此时，由于运动过程的性质变化，不会出现摆移、不同心园周运动和松脱问题，对润滑也要求不严格，整机运行十分安全可靠。以下结合附图和实施例加以进一步描述，但本技术的具体实施方案并不仅限于附图和本例中的具体描述。附图说明图1是本技术的一种结构图(非全园齿轮与传动轴结合为一整体的结构)；图2是本技术图1中的A－A视图；图3是本技术的非全园齿轮与传动轴为独立部件时的结构；图4是本技术用于内燃机上的使用状态图。如图中所示，本技术由能与内燃机中作往复直线运动的部件，如活塞，相装联的调头平行配置的两齿条5、6，装于两齿条5、6之间的非全园齿轮3以及支承非全园齿轮3的传动轴4构成。非全园齿轮3和传动轴4既可以是分离部件，通过键13联接装配(如图3)，也可是二者设计成一整体结构，即非全园连齿轴式的结构(图1和图2中)。齿条5、6的结构相同，其上设计有与作往复直线运动的活塞2、8相装联的螺孔12，采用螺钉式联接，当然也可以采用其他联接方式，如螺栓螺母结构，装联时，使齿条5、6应与活塞2、8紧固联接，不产生移位或松动。这里原内燃机上的往复运动部件活塞的结构作了相应的改变，把原两气缸的活塞制成一体，即将图中左、右活塞2、8通过活塞连接体7联接成整体部件，齿条5、6便与该活塞连接体7相装联，并且是呈平行配置。齿条5、6和非全园齿轮3的齿、齿槽是呈一一对应配置；即齿、齿槽大小形状长宽均使装配和工作时能保持相互可靠啮合。非全园齿轮3的大小根据作往复直线运动的部件的平动行程(即活塞的行程)决定，两齿条5、6间的距离又由非全园齿轮3的大小决定，总之这些结构参数由具体的内燃机设计要求，或其他机械的具体设计要求确定。例如，若内燃机往复直线运动的活塞行程为S，非全园齿轮3的分度园直径为D分，则相互关系可为S＝ 1/2 兀D分。本技术齿条5、6两端分别有1－2颗齿为非标准齿，即这1－2颗齿比其上的其他标准齿要短，其齿顶界于其他标准齿的齿顶线和分度线之间，使工作时，能与非全园齿轮3上的非标准齿保持可靠平稳地挂接和脱离，且每端的齿比其他标准齿加厚30－60％，以增强其抗冲击力和应力。非全园齿轮3一部分有齿，一部分无齿，无齿部分的直径等于有齿部分的根园直径，其有齿部分的齿数比其相应的全园齿轮的齿数的一半少1－2颗齿，非全园齿轮3的两头的齿也为非标准齿，比其上的其他标准齿厚30－60％，以保证承受更大的冲击力和应力，且比其他标准齿短，其齿顶界于其他标准齿的齿顶园和分度园之间，齿条5、6，非全园齿轮3上的这些非标准齿，其作用原理不能与其他标准齿的作用原理相提并论，只能将其看成一种可变凸轮机构，使二者互相推动，进行平稳、可靠地挂接和脱离，完成往复直线运动和园周运动的相互转换，达到传递动力，进行作功。下面再详细描述一下在内燃机中本技术的工作原理和给整机带来的优点，如图4中所示，由于齿条5、6和非全园齿轮3具有前述的结构设计，工作中，当一个活塞处于上止点，另一个活塞则处于下止点，假设左活塞2处于上止点，右活塞8则处于下止点，即处于右气缸9的端壁，此时，非全园齿轮3最前一颗齿正与齿条6最前一颗齿挂接，非全园齿轮3的最后一颗齿正脱离齿条5的最后一颗齿，由于非全园齿轮3始终按一个方向旋转，如图中箭头所示，这时把动力传给齿条6，带动齿条6向左移动，从而带动左、右活塞2、8在左、右气缸1、9中从右向左作直线平动，活塞2、8从一个止点向另一个止点移动。由于为非全园齿轮，所以此过程中，齿条5不与非全园齿轮3发生啮合，不会产生碰撞。当活塞2运动到左气缸1最左边壁时，活塞2、8分别达到另外两个止点，即互易其止点位置。此时，非全园齿轮3的最前一颗齿运动到另一位置，便与齿条5最前一颗齿挂接，其最后一颗齿便与齿条6的最后一颗齿脱离，非全园齿轮3又推动齿条5从左向右直线平动，带动与其相装联的活塞2、8开始回程平动，就这样气缸内的活塞周而复始地从右到左，从左到右作往复直线平动。当内燃机内燃气膨胀作功时，推动活塞2、8，再推动与其相联的齿条5、6平动，再由齿条5、6推动非全园齿轮3，动力传给非全园齿轮3，使其非全园齿轮3作园周旋转，再带动传动轴4对外作功，从而实本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于内燃机的往复直线运动与园周运动相互转换的装置，其特征在于：它包括有能与整机上作往复直线运动的部件相装联的两根调头平行配置的结构相同的齿条（５）、（６），装于两齿条（５）、（６）之间的非全园齿轮（３），支承非全园齿轮（３）的传动轴（４），齿条（５）、（６）和非全园齿轮（３）的齿、齿槽呈一一对应设置，工作时相互啮合和平稳挂接、脱离。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：张翅，
申请(专利权)人：张翅，
类型：实用新型
国别省市：51[中国|四川]
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