一种摆线凸轮与摆盘机构组合的功率传输装置制造方法及图纸

一种摆线凸轮与摆盘机构组合的功率传输装置，包括动力缸组件以及与动力缸组件相连的差速驱动组件，动力缸组件包括转子Ⅰ、转子Ⅱ、动力轴和缸体，转子Ⅰ和转子Ⅱ同轴且呈交错状安装于缸体内，且均可绕自身中心转动，差速驱动组件包括凸轮、动力轴、摆盘以及齿轮箱，所述凸轮、动力轴、摆盘以及齿轮箱组合形成自由度为1的驱动组件，凸轮为空心球壳，凸轮上开设有外摆线槽，动力轴为中部一段为倾斜轴段的斜轴，摆盘径向布有至少两个滚子，这些滚子分别与滑轨和凸轮配合运动，摆盘轴向与动力轴斜轴段用铰链连接，驱动组件的输入端为摆盘上的滚子。其结构简单，通过摆线凸轮和摆盘进行简单的组合即可实现转子的差速运动，整体性好，悬臂结构较短，受力好。

【技术实现步骤摘要】
一种摆线凸轮与摆盘机构组合的功率传输装置
本专利技术涉及发动机功率传输部分
，尤其涉及一种摆线凸轮与摆盘机构组合的功率传输装置。
技术介绍
容积式机器包含活塞发动机、压缩机、泵等机械设备，具体涉及发动机功率传输部分的改进，所涉及的方法与结构稍作修改也适合气动机、压缩机、泵等设备的改进。 活塞式发动机主要有往复活塞式发动机和旋转活塞式发动机两类。大多数往复活塞式发动机上都利用曲柄连杆机构进行功率传输。100多年来科研人员围绕曲柄连杆机构展开了广泛的研究，同时致力于通过添置一些辅助机构来减小惯性负荷和侧压力、克服运动死点、提高发动机传动效率。这些研究虽然在一定程度上使得往复活塞式发动机的动力性能得到改善，但由于功率传输部分的固有缺陷，未能从根本上改变发动机功率密度低的现状。旋转活塞式发动机研制并应用成功的是1957年由德国人汪克尔(Wankel)专利技术的三角转子旋转活塞发动机，此发动机功率密度相对较大，应用前景可观，但由于转子形状复杂导致制造成本高昂，并且存在密封困难、低速时动力性能差、燃油经济性差等难以解决的问题，使得旋转活塞式发动机理论上的优越性到目前为止未能得到充分发挥。 较低的功率密度不仅制约着活塞式发动机性能的进一步提高，而且限制了活塞式发动机在许多场合的应用。上述两类活塞式发动机受功率传输部分固有缺陷的限制，功率密度很难达到1 (Kw/Kg)。动力源功率密度低已经成为一些装备技术发展的瓶颈。 为了改善传统活塞式发动机的特性，人们提出了多种解决方案，其中双转子活塞发动机是一个非常热门的研究方向，多年来，国内外进行了大量的研究，这些研究都力图在双转子活塞发动机上取得突破，但现有的双转子活塞发动机研究存在如下两个问题难以解决。 首先，约束转子运动的差速驱动组件较复杂。在已查到的文献里，一部分人利用椭圆齿轮、变速齿轮、非圆齿轮、卵圆齿轮等难加工零部件实现差速驱动转子，这些方案不仅成本高，而且可靠性较差，尤其是为了实现发动机的高功率密度而要求动力轴每转作功次数较多时，这些特型部件的形状会变得十分复杂，加工难度太大；另一部分人采用单向器、棘轮、弹簧等非常规部件实现差速驱动转子，众所周知，这些部件作发动机功率传输用的部件时不具备实用价值，在转子作非匀速转动时会有很大冲击，而且运行噪声很大；也有一部分人采用的是齿轮、连杆等常规部件实现差速驱动转子，但机构方案要么过于复杂、难以实施，要么零部件数目较多，结构不对称，整机难以平衡。这些方案都难以实现动力轴每转一圈的作功次数在10次以上，保证不了发动机的高功率密度。 其次，对于摆盘或斜盘发动机的功率传输机构，其功率传输机构简单，也可以实现较高功率密度，其增加功率密度的方式只有增加活塞数量或截面积，但是在发动机体积一定的情况下此种方式可提高的功率密度有限，现在最理想的是五个活塞在动力轴每转一周作功10次。对于另一种基于凸轮和多杆机构组合的功率传输装置(ZL201110071457.8)，其可以通过凸轮型线瓣数的增加实现作功30次以上的高功率密度，但是其动力输出轴靠滑块滑动旋转输出，在滑块上极限位置悬臂较长，不利于大载荷输出，而且整体结构不够紧凑。
技术实现思路
针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种结构简单、布置方式完全对称、零部件数量少、动力轴每转一圈的作功次数较多的外摆线凸轮与摆盘机构组合的功率传输装置。 一种摆线凸轮与摆盘机构组合的功率传输装置，其特征在于:包括动力缸组件以及与动力缸组件相连的差速驱动组件，所述动力缸组件包括转子1、转子I1、动力轴和缸体，所述转子I和转子II同轴且呈交错状安装于缸体内，所述转子I和转子II均可绕自身中心转动，所述差速驱动组件包括凸轮、动力轴、摆盘以及齿轮箱，所述凸轮、动力轴、摆盘以及齿轮箱组合形成自由度为1的驱动组件，所述凸轮为空心球壳，凸轮上开设有外摆线槽，所述外摆线槽为曲线槽；所述动力轴为中部一段为倾斜轴段的斜轴，所述摆盘径向布有至少两个滚子，这些滚子分别与滑轨和凸轮配合运动，摆盘轴向与动力轴斜轴段用铰链连接，所述驱动组件的输入端为摆盘上的滚子。 作为本专利技术的进一步改进:所述凸轮上开设的曲线槽为8字形的曲线槽。 作为本专利技术的进一步改进:所述凸轮上开设的曲线槽为球面上呈周期性变化的外摆线曲线及其变异曲线形状的凹槽。 作为本专利技术的进一步改进:所述凸轮上开设的曲线槽由公式sin ^ cos Λ R= sm-^m2b 来描述，其中 a=(0。，180。)为摆盘倾角，b = [0，720)。 Σ1 — 2 sin2 — cos3 b _ 2 _ 作为本专利技术的进一步改进:所述动力轴为Z字轴，摆盘安设在Z字轴的斜轴段上并可绕其转动，摆盘径向相互垂直的两个方向向外伸出滚子轴I和滚子轴II，凸轮包裹在摆盘外并可绕动力轴旋转，凸轮上对称布置四个8字形外摆线槽，滚子轴I和滚子轴II均各有两个滚子，靠近摆盘的滚子在8字形外摆线槽上沿凸轮面滚动，分别位于两滚子轴末端的滚子在滑轨I和滑轨II内沿直线滚动，滑轨I和滑轨II的轨道方向与Z字轴输出方向平行并且可绕Z字轴旋转，齿轮箱为一个反向同步器，所述凸轮和Z字轴在齿轮箱的驱动下反向同步转动；滑轨I作为第一输入构件与转子I通过滑轨连接体I连接，使滑轨与转子I周向旋转同步，滑轨II作为第二输入构件与转子II通过滑轨连接体II连接，使滑轨II与转子II周向旋转同步。其中:z字轴的倾斜角度的具体机构尺寸根据实际设计要求而定。 与现有技术相比，本专利技术的优点在于: 1、本专利技术的差速驱动组件的结构简单、通过凸轮和连杆机构进行简单的组合即可实现转子的差速运动要求，并且最重要的一个特点是结构布置方式完全对称，平衡性非常好； 2、凸轮上的曲线槽的实施曲线多样，因此具有产生广泛变化的非均匀运行的能力，能够更大范围地控制转子的运动规律，适应不同场合下发动机对差速驱动组件的要求，实现高效节能的热力学循环； 3、本专利技术发动机在输出轴每转一周时，总共作功次数为16次，因此可以在不显著改变发动机整体尺寸、重量以及制造成本的前提下，能够实现功率密度、升功率等大幅度的提升，这一特性有着广泛的应用前景； 3、本专利技术的转子的平均转速与输出轴相同反向，即输出轴每旋转一周，转子也完成一个回转运动，同时每一瞬间都有2工作腔处于作功冲程，作功频率也高于其他活塞式发动机，故理论上本专利技术工作更为平稳，从而有效地降低各机械零件的磨损，并延长发动机的使用寿命； 4、采取模块化设计。将动力缸组件和差速驱动组件分离布置，既可保护让差速驱动组件远离高温、高压等复杂环境，又便于拆装和维修，还可沿轴向上方便地组合成多缸工作形式，适应特殊应用场合； 5、本专利技术结构对称布置，且零件数目少、工作腔便于密封、无复杂配气机构。 【附图说明】 图1为本专利技术动力缸组件的原理结构示意图； 图2为本专利技术差速驱动组件的原理结构示意图； 图3为本专利技术功率传输装置输出轴端面的结构示意图； 图4为本专利技术实例中双转子活塞发动机的三维结构爆炸示意图； 图5为本专利技术功率传输装置机构运动流程示意图； 图例说明:1、动力缸组件；11、转子I ;12、转子II ;13、滑轨链接体I ;14、滑轨链接体I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摆线凸轮与摆盘机构组合的功率传输装置，其特征在于：包括动力缸组件以及与动力缸组件相连的差速驱动组件，所述动力缸组件包括转子Ⅰ、转子Ⅱ、动力轴和缸体，所述转子Ⅰ和转子Ⅱ同轴且呈交错状安装于缸体内，所述转子Ⅰ和转子Ⅱ均可绕自身中心转动，所述差速驱动组件包括凸轮、动力轴、摆盘以及齿轮箱，所述凸轮、动力轴、摆盘以及齿轮箱组合形成自由度为1的驱动组件，所述凸轮为空心球壳，凸轮上开设有外摆线槽，所述外摆线槽为曲线槽；所述动力轴为中部一段为倾斜轴段的斜轴，所述摆盘径向布有至少两个滚子，这些滚子分别与滑轨和凸轮配合运动，摆盘轴向与动力轴斜轴段用铰链连接，所述驱动组件的输入端为摆盘上的滚子。

【技术特征摘要】
1.一种摆线凸轮与摆盘机构组合的功率传输装置，其特征在于:包括动力缸组件以及与动力缸组件相连的差速驱动组件，所述动力缸组件包括转子1、转子I1、动力轴和缸体，所述转子I和转子II同轴且呈交错状安装于缸体内，所述转子I和转子II均可绕自身中心转动，所述差速驱动组件包括凸轮、动力轴、摆盘以及齿轮箱，所述凸轮、动力轴、摆盘以及齿轮箱组合形成自由度为1的驱动组件，所述凸轮为空心球壳，凸轮上开设有外摆线槽，所述外摆线槽为曲线槽；所述动力轴为中部一段为倾斜轴段的斜轴，所述摆盘径向布有至少两个滚子，这些滚子分别与滑轨和凸轮配合运动，摆盘轴向与动力轴斜轴段用铰链连接，所述驱动组件的输入端为摆盘上的滚子。2.根据权利要求1所述的摆线凸轮与摆盘机构组合的功率传输装置，其特征在于:所述凸轮上开设的曲线槽为8字形的曲线槽。3.根据权利要求1所述的摆线凸轮与摆盘机构组合的功率传输装置，其特征在于:所述凸轮上开设的曲线槽为球面上呈周期性变化的外摆线曲线及其变异曲线形状的凹槽。4.根据权利要求2或3所述的摆线凸轮与摆盘机构组合的功率传输装置，其特征在于:sin a cos/)所述凸轮上开设的曲...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈虎，潘存云，徐小军，徐海军，张雷，邹腾安，张湘，邓力，蔡彤，费杰，李文敏，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43