一种消除侧压力和连杆倾覆力矩的连杆传动装置的制作方法

本发明属于内燃机内部传动装置技术领域，具体涉及一种消除侧压力和连杆倾覆力矩的连杆传动装置。

背景技术：

内燃机曲柄连杆机构是内燃机中最重要的部件之一，它承受复杂、交变的冲击载荷，是内燃机设计的重点和难点。普通内燃机中，普遍采用曲柄连杆机构实现将活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动并向外输出动力，这种机构在连杆对气缸中心线倾斜时，连杆对活塞会产生侧向压力，它对活塞环和气缸壁间的磨损有直接的影响,并对发动机体产生转矩。所以这类传统传动方式往往会带来不少的问题，例如引起活塞侧向拍击造成很大的机械噪声，活塞与套筒间的摩擦导致一部分动力损失，以及各零件的磨损。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是传统内燃机的曲柄连杆机构，连杆会对活塞会产生侧向压力，并对发动机体产生转矩，从而引起噪声大，动力流失，零件磨损等现象。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一种消除侧压力和连杆倾覆力矩的连杆传动装置，包括

主轴；

主齿轮，所述主齿轮为锥形齿轮，所述主轴与所述主齿轮固定连接，且所述主轴的旋转轴与所述主齿轮的旋转轴重合；

副齿轮，所述副齿轮为锥形齿轮，包括a组副齿轮和b组副齿轮，所述a组副齿轮和所述b组副齿轮对称分布在所述主轴的两侧，且所述a组副齿轮和所述b组副齿轮均与所述主齿轮啮合；

副齿轮固定轴，所述副齿轮固定轴包括a组副齿轮固定轴和b组副齿轮固定轴，所述a组副齿轮固定轴和所述b组副齿轮固定轴分别用于固定所述a组副齿轮和所述b组副齿轮的空间位置；

连杆，所述连杆包括a组连杆和b组连杆，所述a组连杆和b组连杆分别与所述a组副齿轮和b组副齿轮旋转活动连接，且连接点对称分布在所述副齿轮的旋转中心线的两侧；

活塞销，所述a组连杆和b组连杆远离所述副齿轮的一端均与所述活塞销旋转活动连接；

活塞，所述活塞销与所述活塞固定连接，并在所述活塞的带动下做竖直往返运动。

进一步，所述活塞内部为中空结构，用于容纳a组连杆和b组连杆。

进一步，所述主轴至少连接两组主齿轮以及与所述主齿轮配套的副齿轮、副齿轮固定轴、连杆、活塞销和活塞。

进一步，所述主轴连接四组主齿轮以及与所述主齿轮配套的副齿轮、副齿轮固定轴、连杆、活塞销和活塞。

本发明的有益效果是：

a组副齿轮和b组副齿轮通过a组副齿轮固定轴和b组副齿轮固定轴对称地固定在主轴两侧，并与所述主齿轮啮合，a组连杆和b组连杆与a组副齿轮和b组副齿轮旋转活动连接，且连接点相对副齿轮的旋转轴对称，也即当活塞带动活塞销做竖直往返运动时，a组连杆和b组连杆会分别带动a组副齿轮和b组副齿轮沿相反的方向旋转，同时共同带动主齿轮旋转。

此时，a组连杆和b组连杆对活塞的侧向力相互抵消，使得活塞能始终保持上下往复运动而不发生偏移，从而消除了活塞对气缸的侧压力和连杆倾覆力矩，有助于提升气缸的密封性，延长活塞寿命，减少噪音。

附图说明

图1为本实施例一种消除侧压力和连杆倾覆力矩的连杆传动装置俯视图；

图2为本实施例一种消除侧压力和连杆倾覆力矩的连杆传动装置主视图；

图3为本实施例一种消除侧压力和连杆倾覆力矩的连杆传动装置左视图；

附图标记：10-主轴；20-主齿轮；30-副齿轮；31-a组副齿轮；32-b组副齿轮；40-副齿轮固定轴；41-a组副齿轮固定轴；42-b组副齿轮固定轴；50-连杆；51-a组连杆；52-b组连杆；60-活塞销；70-活塞。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图2和图3，本实施例的一种消除侧压力和连杆倾覆力矩的连杆传动装置，包括主轴10、主齿轮20、副齿轮30、副齿轮固定轴40、连杆50、活塞销60和活塞70，所述主轴10与所述主齿轮20固定连接，并可在所述主齿轮20的带动下旋转；所述主齿轮20和副齿轮30均为锥形齿轮，所述副齿轮30包括a组副齿轮31和b组副齿轮32，所述a组副齿轮31和所述b组副齿轮32对称分布在所述主轴10的两侧，且所述a组副齿轮31和所述b组副齿轮32均与所述主齿轮20啮合；所述副齿轮固定轴40包括a组副齿轮固定轴41和b组副齿轮固定轴42，分别用于固定所述a组副齿轮31和所述b组副齿轮32的空间位置；所述连杆50包括a组连杆51和b组连杆52，所述a组连杆51和b组连杆52分别与所述a组副齿轮31和b组副齿轮32旋转活动连接，且连接点对称分布在所述副齿轮30的旋转中心线的两侧。所述a组连杆51和b组连杆52远离所述副齿轮30的一端均与所述活塞销60旋转活动连接；所述活塞销60与所述活塞70固定连接，并在所述活塞70的带动下做竖直往返运动。

由于主齿轮20的两侧分别与a组副齿轮31和b组副齿轮32啮合，且带动a组副齿轮31和b组副齿轮32旋转的a组连杆51和b组连杆52与a组副齿轮31和b组副齿轮32的连接点相对副齿轮30的旋转轴对称，也即当活塞70带动活塞销60做竖直往返运动时，a组连杆51和b组连杆52分别带动a组副齿轮31和b组副齿轮32沿相反的方向旋转，同时也带动主齿轮20旋转。此时，a组连杆51和b组连杆52对活塞70的侧向力相互抵消，使得活塞70能始终保持上下往复运动而不发生偏移，从而消除了活塞70对气缸的侧压力和连杆倾覆力矩，有助于提升气缸的密封性，延长活塞70寿命，减少噪音。

进一步，所述活塞70内部为中空结构，用于容纳a组连杆51和b组连杆52，使得a组连杆51和b组连杆52具有足够的运动空间。

再进一步，所述主轴10至少连接两组主齿轮20以及带动主齿轮20旋转的副齿轮30、副齿轮固定轴40、连杆50、活塞销60和活塞70。在所述主轴10上仅设置一组主齿轮20的情况下，当a组连杆51和b组连杆52一起运动到最高点或者最低点时，a组副齿轮31和b组副齿轮32的旋转方向变得不确定，容易出现卡死的情况。而在设置至少两组主齿轮20后，只需事先将至少两组主齿轮20上连接的活塞70的运动行程设置为不同步，就可保证所述主轴10始终具备朝一个方向旋转的惯性，从而避免了出现卡死的情况。

作为优选，如图1所示，所述主轴10连接四组主齿轮20以及带动主齿轮20旋转的副齿轮30、副齿轮固定轴40、连杆50、活塞销60和活塞70，且本实施例的连杆传动装置既可用于直列发动机，也可用于水平对置发动机。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种消除侧压力和连杆倾覆力矩的连杆传动装置，其特征在于：包括

主轴（10）；

主齿轮（20），所述主齿轮（20）为锥形齿轮，所述主轴（10）与所述主齿轮（20）固定连接，且所述主轴（10）的旋转轴与所述主齿轮（20）的旋转轴重合；

副齿轮，所述副齿轮为锥形齿轮，包括a组副齿轮（31）和b组副齿轮（32），所述a组副齿轮（31）和所述b组副齿轮（32）对称分布在所述主轴（10）的两侧，且所述a组副齿轮（31）和所述b组副齿轮（32）均与所述主齿轮（20）啮合；

副齿轮固定轴（40），所述副齿轮固定轴（40）包括a组副齿轮固定轴（41）和b组副齿轮固定轴（42），所述a组副齿轮固定轴（41）和所述b组副齿轮固定轴（42）分别用于固定所述a组副齿轮（31）和所述b组副齿轮（32）的空间位置；

连杆（50），所述连杆包括a组连杆（51）和b组连杆（52），所述a组连杆（51）和b组连杆（52）分别与所述a组副齿轮（31）和b组副齿轮（32）旋转活动连接，且连接点对称分布在所述副齿轮（30）的旋转中心线的两侧；

活塞销（60），所述a组连杆（51）和b组连杆（52）远离所述副齿轮（30）的一端均与所述活塞销（60）旋转活动连接；

活塞（70），所述活塞销（60）与所述活塞（70）固定连接，并在所述活塞（70）的带动下做竖直往返运动。

2.根据权利要求1所述的消除侧压力和连杆倾覆力矩的连杆传动装置，其特征在于：所述活塞（70）内部为中空结构，用于容纳a组连杆（51）和b组连杆（52）。

3.根据权利要求1或2所述的消除侧压力和连杆倾覆力矩的连杆传动装置，其特征在于：所述主轴（10）至少连接两组主齿轮（20）以及与所述主齿轮（20）配套的副齿轮（30）、副齿轮固定轴（40）、连杆（50）、活塞销（60）和活塞（70）。

4.根据权利要求3所述的消除侧压力和连杆倾覆力矩的连杆传动装置，其特征在于：所述主轴（10）连接四组主齿轮（20）以及与所述主齿轮（20）配套的副齿轮（30）、副齿轮固定轴（40）、连杆（50）、活塞销（60）和活塞（70）。

技术总结
本发明属于内燃机内部传动装置技术领域，具体涉及一种消除侧压力和连杆倾覆力矩的连杆传动装置，包括主轴、主齿轮、副齿轮、副齿轮固定轴、连杆、活塞销和活塞，主齿轮的两侧分别与A组副齿轮和B组副齿轮啮合，且A组连杆和B组连杆与A组副齿轮和B组副齿轮的连接点相对副齿轮的旋转轴对称，也即当活塞带动活塞销做竖直往返运动时，A组连杆和B组连杆分别带动A组副齿轮和B组副齿轮沿反方向旋转，同时也带动主齿轮旋转。此时，A组连杆和B组连杆对活塞的侧向力相互抵消，使得活塞能始终保持上下往复运动而不发生偏移，从而消除了活塞对气缸的侧压力和连杆倾覆力矩，有助于提升气缸的密封性，延长活塞寿命，减少噪音。

技术研发人员：熊树生;杨钊;周劲松;陈涛;王宏静;李侯剑
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2018.06.21
技术公布日：2019.11.15