专利名称：齿轮摆动的活塞往复直线运动的传动方法
内燃机活塞的往复直线运动转换成旋转运动的方法，可以利用连杆，曲轴来完成，也可以利用齿圈，齿轮来进行传动。
美国专利US 4395977便是利用齿圈，齿轮传动的，在该专利中的图9、
图10方案中所利用的摆动齿轮进行齿圈换向运动的传动方法，当其齿圈高速往复运动时，其两头弧形弯曲部份的齿和齿轮进行啮合传动时会受到很大冲击，造成齿的快速磨损，以至损坏。为了解决这种情况，本发明采用见图1、图2、图5所示传动系统并配合啮合深度控制面，来构成另一种运动转换的传动方法。
下面依照附图分述如下，在图中，图1是齿轮直线摆动传动系统示意图；图2是齿轮直线摆动传动系统剖面图；图3是带啮合深度控制面的齿圈、齿轮示意图；图4是齿轮摆动传动系统的四个运动状态图；图5是齿轮弧形摆动传动系统示意图；图6是齿轮摆动传动系统的复合运用示意图。
齿轮直线摆动的传动转换方法在图1中，当活塞(1)和齿圈(2)一起直线运动时，就会通过啮合带动齿轮(4)旋转，这时和齿轮(4)同轴连在一块的齿轮(5)就会啮合带动齿轮(9)、(11)转动；反过来，当齿轮(11)转动时，也会通过齿轮(9)、(5)的啮合带动齿轮(4)，从而将齿圈(2)和活塞(1)推动作直线运动。在齿圈(2)直线运动时，为了使齿轮(4)能够围绕齿圈(2)的齿迹作循环滚动，本传动方法采用摆动装置系统并配合条形管制系统来使齿轮(4)左右直线摆动，从而达到循环滚动的目的。
在图1中，当齿轮(4)直线摆动的时候，其圆心和旋转动力输出轴齿轮(11)的圆心，将会发生距离长度的伸张和缩短(即齿轮(4)自身的位置会离齿轮(11)远一些或靠近一些)，为了在两者距离位置伸缩以后还能继续传动旋转转动，在摆动装置中还用齿轮(9)和伸缩上臂(8)，伸缩下臂(10)(见图1和图1的剖面2)来构成齿轮伸缩臂，以便使齿轮(4)左右摆动后还可以旋转转动。
在图1和剖面2中，条形管制轨迹用来管制齿轮(4)并使其能围绕齿圈(2)的齿迹作循环滚动。其由固定在齿圈(2)上的若干个长条形轨迹，(3A)、(3B)、(3C)、(3D)(参见图1和剖面图2，图2中的(14)为系统机构的机体)，推杆(6)和装在推杆上的滚动轮柱(7A)、(7B)、(7C)、(7D)构成，滚轮柱(7A)、(7B)、(7C)、(7D)分别在条形管制轨迹(3A)、(3B)、(3C)、(3D)四周的边缘上作滚动转动，其滚动转动时管制着齿轮(4)和齿圈(2)的四种啮合运动状态，见图4所示。
下面我们结合图4的a、b、c、d四个运动状态来说明一下往复运动时的传动情况在图4的a中，齿轮(4)按顺时针方向转动时，它将带动齿圈(2)向上运动，在这种情况下，当齿圈(2)向上运动时带动条形管制轨迹(3A)、(3B)一起向上运动，在这时，由于滚动滚轮柱(7A)、(7B)在管制轨迹的左边，于是将齿轮(4)管制在齿圈(2)的左边齿侧。当齿圈(2)向上运动到其底部与齿轮(4)相啮合时，(见图4、b)这时管制轨迹(3A)、(3B)便滑到滚动滚轮柱(7A)、(7B)的上边，从而使齿轮(4)被管制在齿圈(2)的底部齿侧。同时由于齿轮(4)是顺时针转动，而齿圈(2)只能上下直线运动而不能左右移动，所以齿轮(4)便开始向齿圈(2)的右侧滚动摆动。当齿轮(4)滚动到齿圈(2)的右侧齿时，(见图4、c)并且齿圈(2)向下运动，滚动滚轮柱(7A)、(7B)便贴在条形管制轨迹(3A)、(3B)的右侧滚动并将齿轮(4)管制在齿圈(2)的右侧齿侧，当齿圈(2)反过来向下运行到其上部与齿轮(4)相啮合时(见图4、d)，情况又同图4、b时相同，齿圈(2)不能左右移动、齿轮在顺时针方向转动时，只能向左滚动摆动，并使滚动滚轮柱(7A)、(7B)处在条形管制轨迹(3A)、(3B)的顶部，将齿轮(4)管制在齿圈(2)的顶部齿侧并向左滚动摆动，过渡到图4、a状态。至此系统运行一周结束，并继续重复上述循环。
在上面图1的传动系统中，当齿圈(2)和齿轮(4)啮合时，为了使两者的齿在啮合的时候可以保持一定的距离间隙，免遭齿圈(2)上下运动和齿轮(4)左右摆动时对两者的齿的冲击力，本传动方法还在齿圈(2)和齿轮(4)两者的齿迹的一边各加有一周啮合深度控制面，见剖面2中的(12)、(13)所示，它是一高度仅有齿圈(2)和齿轮(4)的齿迹一半高度的环形阶面。见图3所示在齿圈(2)上和齿迹并行排列一周；在齿轮(4)上和齿轮的齿迹边并行排列一周。
齿轮弧形摆动的传动方法见图5所示传动系统，该系统采用和图1所示系统一样的活塞(1)，齿圈(2)、齿轮(4)、(5)和输出转动齿轮(11)，并配合啮合深度控制面来完成往复运动的。所不同的是只在齿圈(2)的一侧设置条形管制轨迹(3)和一推杆(6)、滚动滚轮柱(7)；摆动系统只采用齿轮(5)围绕输出转动齿轮(11)作弧形摆动来达到摆动换向的目的，在这系统中，齿轮(4)摆动时同时带动齿轮(5)一块绕齿轮(11)作弧形摆动，同时通过啮合传动旋转转动。
齿轮摆动的活塞往复直线运动传动方法的复合运用在图1、图5两个传动系统中，可以将两个单独的传动系统的输出转动齿轮(11)用同一轴连在一块组成一个复合传动系统，见图6所示，图中齿圈(2)的四边上可以安置若干个活塞(1A、1B、1C、1D……1N)，来推动齿圈(2)作往复直线运动。同时将两套系统的齿轮(11)用一根轴(15)联在一块，在传动过程中，有一个传动系统的运动状态为图4中的a的状态，另一传动系统的运动状态应为图4的b状态，使两套系统的运动状态相差90度的运动状态来进行复合传动。
权利要求
1.齿轮摆动的活塞往复直线运动的传动方法，其特征是采用齿轮(4)在齿圈(2)内作往复循环啮合运动，并利用摆动装置系统；条形管制系统；啮合深度控制面，来配合，使往复直线运动的活塞运动转换成齿轮(11)的旋转转动。
2.权利要求1的摆动装置系统有齿轮直线摆动系统和齿轮弧形摆动系统两种；其中齿轮直线摆动系统其特征是用齿轮(5)、(9)及伸缩上臂(8)，伸缩下臂(10)，齿轮(11)来构成齿轮伸缩臂进行运动传动；齿轮弧形摆动系统其特征是用同轴连一块的齿轮(4)、(5)绕齿轮(11)作弧形摆动而构成的一种摆动装置。
3.权利要求(1)的条形管制系统，其特征是由固定在齿圈(2)上的若干个长条形轨迹，和固定在同一轴上的齿轮(4)和(5)上面的推杆(6)，推杆(6)的上面还有若干个固定在其上的滚动滚轮柱(7A)、(7B)、(7C)、(7D)构成，滚动滚轮柱(7)在长条形轨迹上下运动的时候围绕条形轨迹的四周边缘作滚动并管制着齿轮(4)和齿圈(2)的四个运动状态。
4.齿轮摆动的活塞往复直线运动传动的复合运用，其特征是将两套单独的传动系统的输出转动齿轮(11)用同一轴连在一块，两套单独的传动系统其齿圈(2)上有若干个活塞(1A、1B、1C、1D……1N)，两套传动系统的运动状态相差90度的运动状态。
全文摘要
齿轮摆动的活塞往复直线运动的传动方法,是利用齿轮在齿圈内作往复直线运动的方法,利用齿轮伸缩臂机构构成的摆动装置系统,条形管制系统和啮合深度控制面来把内燃机内活塞往复直线的运动转换成旋转转动。附图中1是活塞、2是齿圈、3A、B是条形管制轨迹、4是摆动齿轮、5是上伸缩齿轮、6是推杆、7A、B是滚动滚轮柱、8是伸缩上臂、9是下伸缩齿轮、10是下伸缩臂、11是动力输出齿轮。
文档编号F02B75/32GK1180138SQ9710363
公开日1998年4月29日 申请日期1997年3月24日 优先权日1997年3月24日
发明者董高峰 申请人:董高峰