推杆与齿轮传动机构制造技术

本发明专利技术的名称是推杆与齿轮传动机构，是用于发动机的一种传动机构。目前世界上使用的发动机主要采用曲柄连杆机构将活塞的往复运动转换为曲轴的转动，活塞的运动方向与连杆存在夹角并产生侧向分力，造成大量的能量损耗。为解决这一问题，本发明专利技术提供的传动机构是：齿轮可以分别与推杆内两侧的齿条啮合，推杆通过齿条驱动齿轮转动，齿轮转动也能驱动推杆运动，从而使发动机完成吸气，压缩，做功和排气的行程。其特征和优点是：推杆直接推动齿轮转动做功，传动效率高，节省能源，并减小气缸和活塞的磨损。

【技术实现步骤摘要】
推杆与齿轮传动机构
本专利技术涉及机械工程领域的一种推杆与齿轮传动机构，特别是涉及一种用于内燃发动机的推杆与齿轮传动机构。
技术介绍
目前世界上普遍使用的发动机主要采用曲柄连杆机构将活塞的直线运动转换为曲轴的转动，活塞推动连杆做功时的运动方向与连杆存在不停变化的夹角并产生侧向分力，会造成大量的能量损耗，还会加重活塞环与汽缸的磨损。
技术实现思路
为解决以上问题与不足，本专利技术提供的是一种由推杆内部的直齿条直接驱动齿轮转动的推杆与齿轮传动机构，齿轮在运动到不同的位置后分别与推杆内两侧的直齿条啮合，推杆随活塞一起运动时通过直齿条驱动齿轮和输出轴转动，齿轮随输出轴转动时也能驱动推杆运动，从而活塞的直线运动转换为输出轴的转动，输出动力。本专利技术的有益效果是：推杆随活塞一同运动并直接通过直齿条驱动齿轮和输出轴转动做功，可提高发动机的效率，节省能源，并减小气缸和活塞的磨损，延长发动机的使用寿命。附图说明图1是推杆101的侧面视图。图2是推杆101的正面视图。图3是本专利技术沿图2中3-3的局部剖视图。图4是表示推杆101内的非圆内齿轮120的形状的示意图。图5是第一实施例沿图3中5-5的剖视图。图6是第一实施例的立体图。图7是第一实施例的分解立体图。图8是第一实施例的齿轮轴100和齿轮110的立体图。图9是第一实施例的齿轮301的侧视平面图。图10是第一实施例的齿轮301的立体图。图11是第一实施例的沿图5中11-11的局部剖视图。图12是第一实施例的齿轮201的侧视平面图。图13是第一实施例的齿轮201的立体图。图14至图19是第一实施例在发动机运行到不同行程时的侧视示意图。图20至图22是对第一实施例中的齿轮201进行改进的示意图。图23至图31是第一实施例中的齿轮201的沟槽凸轮202改为凸缘凸轮203的示意图。图26是第一实施例中的齿轮201的沟槽凸轮202改为凸缘凸轮203后沿图5中11-11的局部剖视图。图32至图33是对第一实施例中齿轮301与推杆100的结合方式进行第一种改进的附图。图34至图37是对第一实施例中齿轮301与推杆100的结合方式进行第二种改进的附图。图38是第二实施例的立体图。图39是第二实施例的分解图。图40是第二实施例中的推杆101的侧面视图。图41是第二实施例中的推杆101的正面视图。图42是第二实施例沿图41中的42-42的局部剖视图。图43是第二实施例沿图42中43-43的剖视图。图44是第二实施例的齿轮100和齿轮108的立体图。图45是第二实施例的齿轮301的侧视平面图。图46是第二实施例的齿轮301的立体图。图47是第二实施例的非圆齿轮304的立体图和侧视平面图。图48是第二实施例的连杆的立体图。图49是第二实施例的沿图43中49-49的局部剖视图。图50是第二实施例的凸缘凸轮207的平面视图。图51是第二实施例的凸缘凸轮207的立体图。图52至图57是第二实施例在发动机运行到不同行程时的示意图。图58至图60是对第二实施例的凸缘凸轮207进行改进的示意图。图61是对本专利技术中的推杆101内的非圆内齿轮进行改进的示意图。具体实施方式下面结合附图和优选实施例对本专利技术作详细说明：首先，描述本专利技术的第一实施例：如图1至图3所示，在发动机的气缸体400内设有导槽401，推杆101的上端与活塞111连接，推杆101与气缸体内壁接触的两侧有长条状凸起的键106，另两侧的靠近低端设有短轴107；推杆101的键106与活塞运动的方向平行并装入气缸体400的导槽401中，推杆101被限制为只能在气缸体400内沿活塞111的轴向直线运动。推杆101内部有一空腔，该空腔内壁为非圆内齿轮120，且该空腔内有一齿轮轴100与非圆内齿轮120啮合。如图4所示，非圆内齿轮120由以下4部分组成：与推杆101运动方向平行的两侧为直齿条102和103，上端为圆弧形或椭圆弧形的内齿轮104，下端为圆弧形或椭圆弧形的内齿轮105。参照图3至图7，齿轮轴100的直径小于直齿条102和103的距离，可在直齿条102和103之间往复移动，从而在推杆101往复运动时分别与两侧直齿条102和103，以及内齿轮104和105啮合，齿轮轴100的轴向与推杆101的运动方向垂直。齿轮轴100的两端为短轴109，并分别固装有齿轮110，齿轮110的直径大于齿轮轴100的直径。在齿轮轴100的旁侧设有副轴300，副轴300安装在气缸体内并与齿轮轴100平行，可以自由转动，不能轴向移动，副轴300上固装有两个齿轮301，该齿轮301朝向推杆的侧面设有沟槽凸轮302与齿轮轴100结合；齿轮轴100的两端各设有一个连杆204，短轴109装入连杆204的上端，短轴109的两端装有轴承并通过该轴承与沟槽凸轮302接触，齿轮301转动时可以通过沟槽凸轮302驱动齿轮轴100在推杆101的非圆内齿轮120内往复运动。图8画出了齿轮轴100和齿轮110的立体图。图9画出了齿轮301和侧面的沟槽凸轮302的平面图。图10画出了齿轮301和侧面的沟槽凸轮302的立体图。参照图6，图7，图11，图12和图13：在推杆101的下方为输出轴200，该输出轴200装在气缸体400内并可以自由转动，输出轴200的一端伸出气缸体外连接飞轮，输出轴200的轴心与活塞111的轴心垂直相交，并且与齿轮轴100平行；位于推杆101的两侧有2个分别与齿轮110啮合的齿轮201，该2个齿轮201固装在输出轴200上，齿轮201朝向推杆101的侧面设有沟槽凸轮202，并通过该沟槽凸轮202与推杆101结合：推杆101的短轴107装有轴承，并通过该轴承与沟槽凸轮202接触，齿轮201转动时通过沟槽凸轮202驱动推杆101往复运动，推杆101运动时也可以通过短轴107驱动齿轮201转动。连杆204的下端连接输出轴200，上端连接齿轮轴100；输出轴200上还固装有2个齿轮206，该齿轮206分别与固装在副轴300上的2个齿轮301啮合。下面结合图14至图19说明第一实施例的实施方式，图14至图19是第一实施例在发动机运行到各个不同行程时的示意图，为让示意图更加清楚明了，连杆204没有画出：参考图14：齿轮110与齿轮201啮合，齿轮206与齿轮301啮合；当发动机开始吸气行程时，推杆101与活塞一起处于上止点，齿轮201跟着由飞轮带动的输出轴200一起顺时针转动，并驱动齿轮110和齿轮轴100一起逆时针转动，这时齿轮201通过沟槽凸轮202驱动推杆101和活塞111开始下行，齿轮轴100与非圆内齿轮120下端的内齿轮105啮合，齿轮206和输出轴200一起顺时针转动并驱动齿轮301逆时针转动，齿轮轴100在齿轮301侧面的沟槽凸轮302驱动下向左侧齿条102运动；参考图15：当齿轮轴100运动到开始与左侧齿条102啮合时，齿轮轴100继续逆时针转动并开始驱动推杆101和活塞下行；参考图16：当推杆101下行到上端的内齿轮104开始与齿轮轴100啮合时，齿轮轴100开始被齿轮301驱动向右侧齿条103运动并保持与内齿轮104啮合，齿轮201通过沟槽凸轮202驱动推杆101和活塞下行到下止点。参考图17：当活塞位于下止点，发动机开始进入压缩行程时，齿轮201通过沟槽凸轮202驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发动机的推杆与齿轮传动机构，该机构包括：安装在气缸体内并与活塞连接的推杆(101)；与推杆(101)的非圆内齿轮(102)啮合的齿轮轴(100)；其特征在于：气缸体(400)内设有导槽(401)，推杆(101)通过键(106)装在气缸体(400)内并与活塞连接，只能在气缸体400内沿活塞111的轴向直线运动；推杆(101)的内部设有非圆内齿轮(120)，该非圆内齿轮(120)由以下4部分组成：与推杆(101)运动方向平行的直齿条(102)和(103)，连接直齿条(102)和(103)的圆弧形或椭圆弧形的内齿轮(104)和(105)；或者该非圆内齿轮(102)由以下6部分组成：与推杆(101)运动方向平行的直齿条(102)和(103)，与推杆(101)运动方向垂直的直齿条(112)，以及连接直齿条(102)、(103)和(112)的圆弧形或椭圆弧形的内齿轮(104)、(105A)和(105B)；齿轮轴(100)的直径小于直齿条(102)和(103)的距离；齿轮轴(100)与推杆(101)内的非圆内齿轮(120)啮合，齿轮轴(100)与推杆(101)的运动方向垂直。

【技术特征摘要】
2011.06.03 CN 201110149537.0;2011.08.09 CN 2011101.一种用于发动机的推杆与齿轮传动机构，该机构包括：安装在气缸体内并与活塞(111)连接的推杆(101)；与推杆(101)的非圆内齿轮(120)啮合的齿轮轴(100)，安装于气缸体内与齿轮轴(100)平行的输出轴(200)；连接齿轮轴(100)和输出轴(200)的连杆(204)；与齿轮轴(100)平行并安装在气缸体内的副轴(300)；固装在副轴(300)上的齿轮(301)；与固装在副轴(300)上的齿轮(301)啮合并固装在输出轴(200)的齿轮(206)；固装在齿轮轴(100)上的齿轮(110)；与固装在齿轮轴(100)上的齿轮(110)啮合并固装在输出轴(200)的齿轮(201)；其特征在于：气缸体(400)内设有导槽(401)，推杆(101)通过键(106)与导槽(401)结合装在气缸体(400)内并与活塞连接，只能在气缸体(400)内沿活塞(111)的轴向直线运动；推杆(101)的内部设有非圆内齿轮(120)，该非圆内齿轮(120)由以下4部分组成：与推杆(101)运动方向平行的两个直齿条(102、103)，连接两个直齿条(102、103)的圆弧形或椭圆弧形的内齿轮(104、105)；或者该非圆内齿轮(120)由以下6部分组成：与推杆(101)运动方向平行的两个直齿条(102、103)，与推杆(101)运动方向垂直的直齿条(112)，以及连接直齿条(102、103、112)的圆弧形或椭圆弧形的三个内齿轮(104、105A、105B)；齿轮轴(100)的直径小于两个直齿条(102、103)的距离；固装在齿轮轴(100)上的齿轮(110)的直径大于齿轮轴(100)的直径；齿轮轴(100)与推杆(101)内的非圆内齿轮(120)啮合，齿轮轴(100)与推杆(101)的运动方向垂直；固装在输出轴(200)的齿轮(201)设有沟槽凸轮(202)或凸缘凸轮(203)，并通过该沟槽凸轮(202)或凸缘凸轮(203)与设在推杆(101)的短轴(107)结合。2.根据上述权利要求1所述的一种用于发动机的推杆与齿轮传动机构，其特征在于：固装在副轴(300)的齿轮(301)设有沟槽凸轮(302)，齿轮轴(100)的两端装有轴承，并通过该轴承与固装在副轴(300)的齿轮(301)的沟槽凸轮(302)接触，推杆(101)的短轴(107)装有轴承，并通过该轴承与固装在输出轴(200)的齿轮(201)的沟槽凸轮(202)或凸缘凸轮(203)接触。3.根据上述权利要求1所述的一种用于发动机的推杆与齿轮传动机构，其特征在于：固装在副轴(300)的齿轮(301)设有沟槽凸轮(302)，连杆(204)连接齿轮轴(100)的一端设有短轴(205)，该短轴(205)装有轴承，并通过该轴承与固装在副轴(300)的齿轮(301)的沟槽凸轮(302)接触，推杆(101)的短轴(107)装有轴承，并通过该轴承与固装在输出轴(200)的齿轮(201)的沟槽凸轮(202)或凸缘凸轮(203)接触。4.根据上述权利要求1所述的一种用于发动机的推杆与齿轮传动机构，其特征在于：固装在副轴(300)的齿轮(301)设有凸缘凸轮(303)，连杆(204)连接齿轮轴(100)的一端设有两个短轴(205)，该两个短轴(205)装有轴承，并通过该轴承与固装在副轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝立群，
申请(专利权)人：祝立群，
类型：发明
国别省市：