专利名称：活塞往复直线运动的锥形齿轮摆动方法
内燃机活塞往复直线运动时，可以用连杆、曲轴来进行转换成旋转转动，也可以利用齿圈、齿轮进行转换。
中国专利CN1196126A便是一用齿圈，齿轮进行转换的，在该专利中为了能使传动循环进行，采用了摆动齿圈来进行换向传动的方法。而本发明则利用一对锥形齿轮可以传递相交轴的旋转运动的特性，将某一个旋转转动传递到与其相交的一个轴线上的旋转转动，同时这对主动锥形齿轮和从动锥形齿轮还可以一起沿着从动锥形齿轮的轴线方向左右摆动，摆动的原因是因为齿轮在齿圈内朝一个方向转动运动时，当齿轮转动到齿圈的底部和顶部时，由于齿轮继续朝一个方向转动而齿圈则不能左右移动，从而致使齿轮滚动摆动到齿圈的另一边而形成的，并同时配合啮合传动管制系统和啮合深度控制面来进行传动运动。
下面依照附图分述如下，在附图中，
图1是齿轮摆动传动系统示意图；图2是带啮合深度控制面的齿圈、齿轮示意图；图3是齿轮摆动传动系统的四个运动状态图；图4是传动系统复合运用时的两从动齿轮连接示意图。
齿轮摆动的传动转换方法在图1中，当活塞(1)带动齿圈(2)一起上下直线运动时，就会通过齿圈(2)啮合带动齿轮(3)旋转转动，而和齿轮(3)连接组合在一块的两锥形传动齿轮，即主动锥形齿轮(4)和从动锥形齿轮(5)，由于主动锥形齿轮(4)和齿轮(3)同轴连在一块，于是主动锥形齿轮(4)和齿轮(3)一块旋转转动，并通过啮合传动带动从动锥形齿轮(5)旋转转动，在图1中，当从动锥形齿轮(5)旋转转动时，将带动转动轴(9)一起旋转转动，而从动锥形齿轮(5)在带动转动轴(9)旋转转动的同时还可以在转动轴(9)上左右摆动，并且转动轴(9)在转动时，也会带动从动锥形齿轮(5)转动和摆动，在摆动时由于齿轮(3)和主动锥形齿轮(4)还有从动锥形齿轮(5)是连接组合在一块的组合体，所以齿轮(3)和主动锥形齿轮(4)是和从动锥形齿轮(5)是一块左右摆动的，而从动锥形齿轮(5)是沿其自身轴线也是沿转动轴(9)的轴线左右摆动；主动锥形齿轮(4)和齿轮(3)是相对齿圈(2)和转动轴(9)的轴线横向左右摆动的。并且特意规定，齿圈(2)只能上下运动，而不能左右摆动，齿轮(3)和主动锥形齿轮(4)及从动锥形齿轮(5)只能左右摆动而不能上下运动，以达到循环传动运动的目的。当齿圈(2)上下直线运动并带动齿轮(3)转动时，反过来当齿轮(3)转动从而带动齿圈(2)上下直线运动时，为了使齿轮(3)不致于左右随意摆动，在传动系统中，我们在齿圈(2)上安装了条形管制轨迹(8A)、(8B)并随齿圈(2)上下直线运动，还在同轴连在一块的齿轮(3)和主动锥形齿轮(4)的转轴上安装一导杆(6)，在导杆(6)上有滚动滚轮柱(7A)、(7B)，并在条形管制轨迹(8A)、(8B)上下运动时，滚动滚轮柱(7A)、(7B)将沿着条形管制轨迹(8A)、(8B)的四周滚动滑动，用以管制齿轮(3)和齿圈(2)的啮合传动状态，乃至整个传动系统的运动状态，其运动传动有四种运动状态。
下面我们结合图3的a、b、c、d四种运动状态来说明一下往复运动时的传动情况，在图中我们省略主动锥形齿轮(4)，从动锥形齿轮(5)和转动轴(9)，只看一下啮合运动时的状况在图3的a中，当齿圈(2)向上运动时，就会带动条形管制轨迹(8A)、(8B)一起向上运动，并使齿轮(3)顺时针转动，在这种情况下，由于两滑动滑轮柱(7A)、(7B)处在条形管制轨迹(8A)、(8B)的左边，于是将齿轮(3)管制在齿圈(2)的左边齿侧。当齿圈(2)向上运行到其底部与齿轮(3)相啮合时，(见图3的b)这时管制轨迹(8A)、(8B)便滑到滚动滚轮柱(7A)、(7B)的上边，从而使齿轮(3)被管制在齿圈(2)的底部齿侧。同时由于齿轮(3)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(3)便开始向齿圈(2)的右侧滚动摆动。当齿轮(3)滚动到齿圈(2)的右侧齿时，(见图3的c)这时齿圈(2)便换成向下运动，而滚动滚轮柱(7A)、(7B)也换成贴在条形管制轨迹(8A)、(8B)的右侧并将齿轮(3)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(3)相啮合时，(见图3的d)齿圈(2)又由于不能左右摆动，齿轮(3)便在顺时针转动时，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(8A)、(8B)的顶部，将齿轮(3)管制在齿圈(2)的顶部齿侧并向左滚动摆动，过渡到图3的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(3)啮合时，为了使齿轮(3)能顺着齿圈(2)的齿迹作循环轨迹滚动运动，也为了使两者的轮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(3)左右摆动时对两者的轮齿的冲击力，本传动方法还在齿圈(2)和齿轮(3)两者的轮齿齿迹的边上都加上了啮合深度控制面(10)，见图2所示，它是个具有一定高度的阶面，在齿圈(2)上和其齿迹并行排列一周；在齿轮(3)上也和其轮齿齿迹并行排列一周，并且两者的啮合深度控制面互相抵触着把两者的轮齿啮合距离保持一定的距离间隙。
传动运动系统的复合运用在图1的独立的传动系统中，可以在齿圈(2)上安置若干个活塞(1A、1B、1C、1D……1N)，来推动齿圈(2)作往复直线运动，同时将两套系统的转动轴(9)连接到一块，见图4所示，图4中一个为a状态系统的从动锥形齿轮(5a)，另一个为b状态系统的从动锥形齿轮(5b)，而两个系统的从动锥形齿轮(5a)、(5b)共用一根转动轴(9)，这样我们可让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运用。也可用三个独立的传动系统组成一个三个转动轴连接到一块的相对于其转动轴相差120度的复合传动运用系统。
权利要求
1.活塞往复直线运动的锥形齿轮摆动方法，其特征在于利用齿圈(2)上下往复直线运动时，通过锥形齿轮可以传递相交轴的旋转运动的特性，在齿轮(3)啮合滚动摆动的同时，将旋转转动传递给转动轴(9)并配合啮合深度控制面和啮合传动管制系统来进行传动运动的一种方法；传动系统循环传动时规定，齿圈(2)只能上下运动，而不能左右摆动，齿轮(3)和主动锥形齿轮(4)及从动锥形齿轮(5)只能左右摆动而不能上下运动，系统循环传动运动时有四种运动状态；当从动锥形齿轮(5)旋转转动时，将带动转动轴(9)旋转转动，而从动锥形齿轮(5)在带动转动轴(9)一起旋转转动的同时还可以在转动轴(9)上左右摆动；传动运动系统的复合运用是在两套独立的传动系统的齿圈(2)上安置若干个活塞来推动齿圈(2)往复直线运动，同时将两系统的从动锥形齿轮连接到一块，并相差90度的运动状态进行传动，还有将三个独立的传动系统进行连接组成相差120度的复合传动。
全文摘要
活塞往复直线运动的锥形齿轮摆动方法,是用齿圈(2)上下运动时通过摆动齿轮(3)和主动锥形齿轮(4)及从动锥形齿轮(5)带动转动轴(9)转动,并且从动锥形齿轮同时可在转动轴(9)上左右摆动形成的一种传动方法,并配合导杆(6)滚动滚轮柱(7A)、(7B)和条形管制轨迹(8A)、(8B)来进行传动,图中的(1)是活塞。
文档编号F02F7/00GK1268633SQ9910345
公开日2000年10月4日 申请日期1999年3月30日 优先权日1999年3月30日
发明者董高峰 申请人:董高峰