专利名称：环齿条直轴式往复/旋转互换装置的制作方法
技术领域：
本发明创造属于机器技术领域，是一种将往复运动和旋转运动相互转换的装置。
现有的将往复运动和旋转运动相互转换的装置，都是采用曲轴(柄)连杆机构，将连杆的往复运动和曲轴(柄)的旋转运动进行相互转换。曲轴连杆机构的连杆和曲轴有夹角，运动转换中夹角不断变化，导致如现有的往复活塞式内燃机活塞不匀速往复运动，活塞对气缸壁侧压力较大，活塞对曲轴径向压力较大，整机摩擦力大，没有理想的定容燃烧时间，缸径与冲程的比值不能满足最佳选择，废气排放须提前，因而热效率低，机械效率低，体积大。
本发明创造的目的是研制一种新型的往复运动和旋转运动相互转换装置，这种装置在两种形式运动中运动方向无明显的夹角变化，应用后效率提高。
本发明创造所采取的技术方案是采用U型环齿条随着推杆的往复运动驱动行星齿轮旋转，再通过齿轮的传递将行星齿轮的旋转过渡为直轴的旋转;利用同样的方案，也可将直轴的旋转，通过齿轮的传递将直轴的旋转过渡为行星齿轮的旋转，行星齿轮带动环齿条往复运动，从而带动推杆往复运动。
结合附图及实例进一步描述本发明创造的具体结构特征。
图1表示本申请所称的环齿条直轴式往复/旋转互换装置的总体结构示意图。
图2表示图的A-A向剖视示意图;
图3表示图1的B向示意图。
参见图1，图2，本申请环齿条直轴式往复/旋转互换装置主要由U型环齿条3，行星齿轮10，行星齿轮6，直轴8，行星齿轮轴9，直轴齿轮5，联壁4，推杆1，直轴轴座7，滚轮11，导轨2组成。
行星齿轮10与U型环齿条3啮合，行星齿轮6与行星齿轮10同装于行星齿轮轴9，行星齿轮6与直轴齿轮5啮合，直轴齿轮5安装在直轴8上;在直轴8和行星齿轮轴9上至少设置一块联臂4，联臂4设有两个轴孔，行星齿轮轴9和直轴8分别装安在两个轴孔内;滚轮11和行星齿轮10并装在行星齿轮轴9上，导轨2与环齿条3仿形，固装在与滚轮11相对应侧的环齿条端面上，滚轮11和导轨2滚动接合，滚轮11的直径等于行星齿轮10的节园直径为好;推杆1至少有1根，其一端固装在环齿条的端面上(或和导轨2一起固装);直轴8穿过环齿条3、导轨2的长孔装配在两个轴座7上，从而构成本申请所称的环齿条直轴式往复/旋转互换装置。
当往复运动转换为旋转运动时，参见图3，推杆1受力向右运动，假若此时行星齿轮10与环齿条3上直线段啮合，推杆1向右拉动环齿条3向右运行，环齿条3驱动行星齿轮10逆时针旋转，通过行星齿轮轴9带动行星齿轮6逆时针旋转，与之啮合的直轴齿轮5正时针旋转，从而带动直轴8的正时针旋转;当推杆1向右运行到恰值行星齿轮10在环齿条3的上直线走完的行程停止向右运行时，由于行星齿轮等的旋转惯性，行星齿轮10继续绕环齿条3左园弧段公转180°，到环齿条3的下直线段;推杆1受力向左运动，推动环齿条3向左运行，驱动行星齿轮10逆时针旋转，通过行星齿轮轴9带动行星齿轮6逆时针旋转，与之啮合直轴齿轮5正时针旋转，从而带动直轴8正时针旋转，这样就实现了由推杆1的往复运动转换为直轴8的旋转运动……。
当需要将旋转运动转换为往复运动时，直轴8受力正时针旋转，带动直轴齿轮5正时针旋转，与之啮合的行星齿轮6逆时针旋转，通过行星齿轮轴9带动行星齿轮10逆时针转动，假若此时行星齿轮10与环齿条上直线段啮合，由于导轨2和滚轮11刚性限止行星齿轮公转，行星齿轮10的自转旋转力推动与之啮合的环齿条3向右运行，从而推动固装在环齿条3上的推杆1向右运动;当环齿条3向右运行到直线段完(到上静止点)停止向右运行时，由于直轴8和行星齿轮轴9的中心距等于环齿条弧线段节园半径和行星齿轮10的节园半径之和，由于直轴8的旋转力和行星齿轮10等的旋转惯性作用，使行星齿轮10继续绕环齿条3的左园弧段公转180°，到环齿条3的下直线段，行星齿轮继续逆时针旋转，由于行星齿轮10的自转旋转力驱动环齿条3向左运行，从而拉动推杆1向左运动，当环齿条3向左运行到下直线段完(到下静止点)时，这样就实现了由直轴8的旋转运动转换为推杆1的一次往复运动;由于直轴8的旋转力和行星齿轮10等的旋转惯性作用，使行星齿轮10继续绕环齿条3的右圆弧段公转180°，回到环齿条3的上直线段，实现下一次的由直轴8的旋转运动转换为推杆1的往复运动……。
本发明创造的这种环齿条直轴式往复/旋转运动互换装置，可取代传统的曲轴连杆机构应用于往复式内燃机、压缩机、抽油机、机床等机器中。与现有的传统的曲轴连杆机构相比，具有在两种形式的运动转换中无明显夹角分力变化的优点，如应用于往复活塞式内燃机，具有可使整机体积缩小，成本降低，工作平稳，污染减轻，活塞往复匀速无害压力，气缸寿命延长，可按要求设计最佳定容燃烧时间和最佳冲程，热传导减少，热效率和机械效率显著提高等效果。
权利要求
1.一种往复运动和旋转运动互换装置，其特征在于由环齿条3、行星齿轮10、行星齿轮6、行星齿轮轴9、直轴8，直轴齿轮5，直轴轴座7、联臂4、推杆1、滚轮11、导轨2构成；行星齿轮10与环齿条3啮合，行星齿轮6和行星齿轮10同一行星齿轮轴9、行星齿轮6与直轴齿轮5啮合，直轴齿轮5安装在直轴8上；联臂4设有两个轴孔，行星齿轮轴9和直轴8分别装配在轴孔内；滚轮11和行星齿轮10并装在行星齿轮轴9上，导轨2与环齿条仿形，固装在环齿条端面上，并与滚轮11滚动接合；推杆1至少有1根，其一端固装在环齿条端面上；直轴8穿过环齿条3、导轨2的长孔装配在两个轴座7上，构成一种环齿条直轴式往复/旋转运动互换装置。
全文摘要
本发明是一种环齿条直轴式往复/旋转互换装置。主要特点是采用环齿条随着推杆的往复运动驱动行星齿轮旋转，再将行星齿轮的旋转传递为直轴的旋转，实现将往复运动和旋转运动互相转换。
文档编号F16H19/04GK1069555SQ9110555
公开日1993年3月3日 申请日期1991年8月15日 优先权日1991年8月15日
发明者李林涛 申请人:南阳市钢圈厂