专利名称：椭圆传动机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种由直线运动机件获得连续转动输出或者是由连续转动机件获得直线运动输出的机械传动机构。尤其是用于往复活塞式内燃机与其动力输出轴之间以取代曲柄连杆。
背景技术：
以应用于内燃机为例，传统的曲柄连杆机构有加工复杂，机件多，侧摆、往复件惯性质量大，主轴转速与活塞冲程严格对应，造成不必要的机件磨损，多缸沿曲轴线性排列造成整机体积大等缺点。
发明内容
本发明提供一种结构简单、机件轻巧的把正弦律往复运动转变成连续转动或者把连续转动变成正弦律往复直线运动的传动机构。应用于内燃机可在克服曲柄连杆机构缺点的同时严格保持活塞运动规律与现有曲柄连杆机构完全一致。
本发明的技术方案如下考察XYZ坐标系内以Z为轴的无限长圆柱体与不平行于又不垂直于XY面的平面相交，其截面轮廓是椭圆。设此椭圆上有动点P，当其在XY平面内的象做匀速圆周运动时，Z轴上的象便做正弦律往复运动。
据此，在一个圆筒的内侧面开一条中心线与上述椭圆重合的导槽，有一个滑块沿导槽运行，滑块又固定在一个贯穿圆筒且与圆筒同心的轴状机件上，便可实现往复运动到连续转动的转变。
本发明应用于内燃机至少有以下优点。
1、结构简化，机件形状规则，加工便利，可大幅降低生产成本。
2、由于无侧摆件，故运行柔顺、震动轻微、噪音低必是它的显著优点。
3、活塞运行规律集包含传统曲柄连杆式规律，故在内燃机性能上无须质疑，其热能转化效率只有提高的可能，没有下降的道理。
4、由于导槽曲线不必是正椭圆，可以修改以提高内燃机效率。
5、往复件的质量很小，使大幅提高转速成为可能。
6、带滑块的轴件可与主轴垂直或不垂直，故可在主轴同一截面内扇状排列多缸，这对于研制体积小巧、结构紧凑且功率巨大的船舶、飞机发动机无疑是个好消息。
7、多缸机主轴转速与活塞周期可不等，这样可以实现大件低速和小件高速的统一，减少大件磨损。
8、对于汽油机来说，尚有各缸独立调整点火时刻的好处。
9、由于每缸与主轴只是一个啮合关系，故可以进而研制标准化的单缸总成。
具体实施例方式
本发明应用于内燃机时，可有以下几种实施方式1、活塞本身是一个不可转动而内壁开椭圆导槽的圆筒，带滑块且轴向止推的轴件上端贯穿于活塞的圆筒中，滑块嵌入导槽中。活塞在做冲程运动时，带滑块的轴件便连续转动，转矩由轴件下端输出(这种方式更适合缸径较大的压燃式机器)。
2、带滑块的轴件上端与活塞刚性连接且贯穿内壁开椭圆导槽的圆筒，滑块嵌入导槽中。圆筒固定不动。活塞在做冲程运动的同时带动轴件一起产生绕纵轴自转。转矩可由伸出圆筒外的轴件下端输出。
3、带滑块的杆件上端与只能做平动的活塞刚性连接，杆件下端贯穿内壁开有椭圆导槽且轴向止推的圆筒，滑块嵌入导槽中，活塞往复运动时，引起圆筒转动，连接圆筒的机件获得转矩。
此外，本发明的核心机件是一个内壁开椭圆导槽的圆筒。是一个稍特殊的机件。现就其加工制造给出进一步的说明。以铣加工为例，我们可以对普通铣床稍加改造来得到第一个圆筒。进刀手轮通过曲柄机构推动铣刀架做正弦律往复平动，同时令夹具和工件同步转动，就可以从外周将一个圆筒铣断。铣刀直径等于滑块直径时，其断面正好是椭圆导槽的轮廓线。将两个半筒嵌入一个大圆筒就可制成符合要求的“内壁开有椭圆导槽的圆筒”了。这与加工曲轴相比是便宜多了。
最后，需要指出，活塞行程长与圆筒直径之比接近1∶1时传动会更柔顺，机件受力更合理。
权利要求
1.一种从往复直线运动获得转动或者由转动获得往复直线运动的机械传动机构，其特征是有一个内壁开椭圆导槽的圆筒和一个带滑块的轴件，轴件穿入圆筒，滑块嵌在导槽内沿导槽滑动，这里的椭圆导槽由以下表述定义设有一个无限长圆筒，用不垂直于圆筒轴线且不平行于圆筒轴线的倾斜平面去切这个圆筒，圆筒内表面与这个平面的交线是个椭圆，以这个椭圆的轮廓线为中心线在圆筒内表面所开的闭合导槽就是本发明所用的椭圆导槽。
2.在权利要求1所述圆筒基础上，为了改进性能而采用开有近椭圆形导槽的圆筒。
全文摘要
本发明提供的椭圆传动机构是实现往复直线运动与连续转动互相转变的一种机械传动机构。该机构包括一个内壁开有椭圆曲线导槽的圆筒和一个带滑块的轴件。轴件穿入圆筒，滑块沿导槽滑动。由于导槽和滑块的互锁关系使得圆筒和轴件之间的相对运动呈绕轴连续转动和正弦律往复直线运动的合运动。当两个构件之一做直线运动时，另一构件便做连续转动。当一构件固定不动时另一构件在往复运动的同时做连续转动。该机构至少可用于内燃机以取代曲柄连杆机构，使多缸发动机结构变得十分紧凑，制造成本、机械磨损大大下降，整机性能显著提高。
文档编号F16H25/12GK1737405SQ20051007367
公开日2006年2月22日 申请日期2005年5月18日 优先权日2005年5月11日
发明者王玉春 申请人:王玉春