双向无连杆活塞往复运动机构制造技术

一种“双向无连杆活塞往复运动机构”。可应用于内燃机、压缩机及其他往复式机械，实现往复运动与旋转运动的互相转换。解决曲柄连杆机构和直蚌线曲柄圆滑块机构的部分构造缺陷。方案是：固装在曲轴上连杆轴径位置的曲轴齿轮与半月形滑块嵌合成一个圆形机构安装在活塞齿轮的圆孔内，曲轴齿轮和活塞齿轮的圆孔周圈的内齿轮形成内啮合状态，随曲轴的旋转顺序啮合、转动，在曲轴齿轮、半月形滑块、活塞齿轮的共同作用下，实现活塞沿气缸套壁往复运动，反之也可将活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。采用此机构的机械，将活塞、曲轴水平安置，并排安装两只活塞，可起到减轻机械摩擦、降低振动的作用，大幅提高机械效率。可替代传统内燃机、压缩机及其他往复式机械的活塞联动机构。

Bidirectional non connecting rod piston reciprocating motion mechanism

Bidirectional non connecting rod piston reciprocating motion mechanism\. The utility model can be used for internal combustion engines, compressors and other reciprocating machines to realize the mutual conversion of reciprocating motion and rotary motion. Some structural defects of crank and connecting rod mechanism and straight crank slider crank mechanism. Is fixed on the crankshaft connecting rod crank gear and slider shaft position of the half moon embedded into a circular hole of piston mechanism is mounted on the gear, internal gear crankshaft gear and piston gear hole circle formed in engagement with the rotation, meshing, rotation of the crankshaft, the crankshaft gear, interaction crescent gear under the slider, piston, piston cylinder to achieve reciprocating movement along the wall, but also can convert the reciprocating motion of the piston into the rotary motion of the crankshaft. By adopting the mechanism of the mechanism, the piston and the crankshaft are horizontally arranged, and two pistons are arranged side by side, so as to reduce the mechanical friction and reduce the vibration, and the mechanical efficiency is greatly improved. Piston linkage mechanism capable of replacing traditional internal combustion engine, compressor and other reciprocating machinery.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种双向无连杆活塞往复运动机构，可用于替代使用传统的曲轴连杆机构和曲柄连杆机构的往复运动与旋转运动转换机构，目的是实现减小机械运动时产生的摩擦、振动，提高机械工作效率。本专利技术可被应用到往复容积式内燃机或者压缩机上，还可以应用到其他用途。
技术介绍
传统的内燃机或者压缩机的曲柄连杆机构、直蚌线内燃机或者压缩机的曲柄圆滑块机构、水平对置发动机的曲柄连杆机构，使用中各有缺陷：1：传统的内燃机或者压缩机的曲柄连杆机构：在活塞的滑动过程中，由连杆推力的反作用产生的摩擦力作用于活塞的侧向表面和缸壁之间，这样就使内燃机或者压缩机由于摩擦力产生的能量损耗而存在很大的效能下降；连杆、活塞销等旋转机件的圆周运动，产生离心惯性力，方向背离曲轴中心向外，离心力加速轴承与轴颈的磨损，也引起内燃机或者压缩机振动而传到机体外；连杆的摆动和自身的重量，会加大振动和往复惯性力；这些都会使内燃机或者压缩机效能下降。2：直蚌线内燃机或者压缩机的曲柄圆滑块机构：由于设计原理的原因，曲轴轴系旋转的稳定性是相对的，曲轴主轴本身的轴线就是在运动，在不断的位置改变，内燃机或者压缩机越是高速运转，曲轴和平衡装置产生的离心惯性力和振动越是难以克服；曲轴本身被分为三部分，中部像普通曲轴，两端部则是曲柄，曲柄也是主轴颈，整个曲轴是单拐双支撑，两个活塞和平衡装置全部都安装在中部，随曲轴的转动同时同向运动，产生的冲击力方向相同，难以平衡；较长的曲轴中部使曲轴的可挠性也较强；曲轴初启动时，在特殊位置，比如曲柄的轴线和圆滑块的轴线重合，还可能出现曲轴失去对活塞的驱动力，造成曲轴空转；这些都使直蚌线内燃机或者压缩机难以推广。3：水平对置发动机的曲柄连杆机构：会使润滑油向下流动，造成润滑困难；活塞受重力影响，下部较上部磨损较快，减少发动机寿命。如果能有一种机构，能够克服或者减少这些不利因素和缺陷对机械造成的影响，那么就可以提高内燃机或压缩机的工作效率和寿命。本专利技术一个目的在于使用一种双向无连杆活塞往复运动机构，来替代传统的内燃机或者压缩机的曲柄连杆机构、直蚌线内燃机或者压缩机的曲柄圆滑块机构、水平对置发动机的曲柄连杆机构。本专利技术：曲轴本身不设置润滑油道；取消连杆和活塞销，减轻了机件重量、降低了机件振动和离心惯性力，同时取消连杆，减小了活塞的侧向表面和缸壁之间摩擦力产生的摩擦力造成的能量损耗、效能下降。本专利技术另一个目的在于能够保持轴系旋转的优越性，采用两拐三支撑，取代连杆轴径的两个曲轴齿轮相隔180度设置，不需要另外添加配重装置，即使达到很高的转速，转动轴的振动也不会有较大增加，机构运动平顺、稳定；曲轴刚性连接，使可挠性较弱；曲轴齿轮对活塞采用齿轮驱动，驱动力输出稳定、可靠。本专利技术的再一个目的在于使用一种双向无连杆活塞往复运动机构，替代水平对置发动机的曲柄连杆机构，将活塞、曲轴水平方向安置，使曲轴在曲轴齿轮和半月形滑块嵌合成的圆形机构配合下，无论处在什么转角都能对活塞产生托举、拉拽作用，保持活塞的轴线与气缸套的轴线高度重合，这样就解决了活塞受重力影响，下部较上部磨损较快问题；活塞的轴线与气缸套的轴线重合也使润滑要求不再苛刻，润滑油向下流动，造成润滑困难的问题，影响不再那么重要，活塞橫置发动机的制造条件也更理想。本专利技术的最终目的在于将其应用到内燃机或压缩机上，能够克服现有技术中存在的缺陷。
技术实现思路
本专利技术通过使用一种双向无连杆活塞往复运动机构来实现：1：减小传统内燃机或者压缩机的活塞侧向表面和缸壁之间的侧向摩擦力产生的能量损耗而存在的效能下降；2：减小传统内燃机或者压缩机旋转机件的圆周运动和连杆的摆动而产生离心惯性力；3：解决直蚌线内燃机或者压缩机曲轴主轴轴线不固定和需要另外加装平衡装置而引起的振动问题。4：解决直蚌线内燃机或者压缩机的曲柄圆滑块连杆机构两个活塞和平衡装置全部都安装在曲轴中部，随曲轴的转动同时同向运动，产生的冲击力方向相同，难以平衡问题；5：解决直蚌线内燃机或者压缩机的曲柄圆滑块连杆机构的曲轴初启动时，在曲柄的轴线和圆滑块的轴线重合时，可能出现的曲轴空转问题；6：解决水平对置发动机的曲柄连杆机构：润滑油向下流动，造成润滑困难；活塞受重力影响，下部较上部磨损较快，减少发动机寿命问题。该机构包括：两个曲轴曲柄（1）、曲轴（2）、两个曲轴齿轮（3）、两个半月形滑块（4）、两个活塞齿轮（5）、四个气缸套（6）、机体（7）、机体（8）、曲轴轴承座及轴承组成。具体是：两个曲轴曲柄（1）的形状、大小相同，每段曲轴轴柄（1）上开有圆孔，圆孔靠近曲轴轴径位置开有键槽；一个曲轴（2），两边轴柄上开有圆孔，圆孔靠近曲轴轴径位置开有键槽，曲轴（2）的两边曲柄根部设止推面；两段曲轴曲柄（1）由键、键槽，分别和与曲轴齿轮（3）过盈配合连接在一起，在曲轴（2）的两端对向呈180度和曲轴（2）组合成曲轴（9），组合也是由键、键槽过盈配合连接，组合后，两段曲轴曲柄（1）轴线与曲轴主轴曲轴（9）轴线一致，圆孔轴线与曲轴（9）轴线平行，轴线距离是曲轴齿轮（3）齿根圆直径的二分之一；两个曲轴齿轮（3），曲轴齿轮（3）的齿轮轴两端开有键槽，与曲轴曲柄（1）和曲轴（2）的圆孔和键槽对应，和两个曲轴曲柄（1）、一个曲轴（2）嵌合连接组合成曲轴（9），使用时用曲轴轴承座和曲轴轴承将曲轴（9）固定在机体（7）上，形成双拐三支撑，其中曲轴（2）曲轴轴承采用翻边轴承，与曲轴轴承座、曲轴轴柄止推面配合，限制曲轴（9）的轴向窜动，两个曲轴曲柄（1）轴径和曲轴（2）的轴径与曲轴齿轮（3）的齿根圆直径相同，两个曲轴曲柄（1）轴径和曲轴（2）的轴径之间距离不能过于接近，以保证活塞齿轮（5）运动时不发生干涉；曲轴齿轮（3）周圈的轮齿中间都开有一个凹槽，轮齿顶部表面粗糙度要达到Ra1.4-0.8um，硬度要达到54-60HRC；曲轴齿轮（3）和活塞齿轮（5）是一对内啮合齿轮，它们的齿轮轮齿模数相等、压力角相等，重合度要大于1，都采用直齿圆柱齿轮；活塞齿轮（5）和活塞上部、下部制造成一体，活塞上部、下部用于开活塞环槽安装活塞环，长度要保证活塞在到达如何一端的终点时，活塞环不会露出气缸套；活塞上部、下部顶圆直径大于活塞齿轮（5）的齿根圆直径，保证活塞齿轮（5）有足够的强度支撑自身运动，活塞齿轮（5）齿数是曲轴齿轮（3）齿数的2倍，活塞齿轮（5）和曲轴齿轮（3）的齿厚相同，厚度要保证活塞齿轮（5）、曲轴齿轮（3）在运动中不与气缸套（6）发生干涉，活塞齿轮（5）的轮齿顶部表面粗糙度要达到Ra1.4-0.8um，硬度要达到54-60HRC；曲轴齿轮（3）和活塞齿轮（5）定点啮合，将这个啮合点点A作为活塞齿轮（5）齿顶圆的对称轴上的一个点，相对的另一个点为点B，即点B和点A在活塞齿轮（5）齿顶圆的相对位置，点A是啮合点，位置随曲轴齿轮（3）和活塞齿轮（5）位置改变而变动，曲轴（9）转动带动曲轴齿轮（3），曲轴齿轮（3）将转动能量直接输出到活塞齿轮（5）上，使活塞齿轮（5）运动；半月形滑块（4），曲轴齿轮（3）和活塞齿轮（5）定点啮合后，活塞齿轮（5）齿顶圆内除去曲轴齿轮（3）的剩余空间，由一个半月形滑块（4）填充，半月形滑块（4）和曲轴齿轮（3）厚度相同，半月形滑块（4）上的外弧与活塞齿轮（5）的齿顶圆弧相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双向无连杆活塞往复运动机构，其特征是由两个曲轴曲柄（1）、一个曲轴（2）、两个曲轴齿轮（3）、两个半月形滑块（4）、两个活塞齿轮（5）、四个气缸套（6）、机体（7）、机体（8）、曲轴轴承座及轴承组成；具体是：将两段曲轴曲柄（1）、一个曲轴（2）、两个曲轴齿轮（3）按照图4所示由键、键槽，过盈配合连接在一起组合成曲轴（9）；将半月形滑块（4）的凸起位置与曲轴（9）上的曲轴齿轮（3）的凹陷位置嵌合后装入两个活塞齿轮（5），将活塞齿轮（5）分别装入四个气缸套（6），两个气缸套（6）轴线一致要相对安装，将四个气缸套（6）装入分别机体（7），缺口对曲轴方向，用曲轴轴承座、曲轴轴承将曲轴(9)的轴颈固定在机体（7）上，活塞、曲轴都呈水平方向，将机体（8）和机体（7）对合，成为一个整体。

【技术特征摘要】
1.一种双向无连杆活塞往复运动机构，其特征是由两个曲轴曲柄（1）、一个曲轴（2）、两个曲轴齿轮（3）、两个半月形滑块（4）、两个活塞齿轮（5）、四个气缸套（6）、机体（7）、机体（8）、曲轴轴承座及轴承组成；具体是：将两段曲轴曲柄（1）、一个曲轴（2）、两个曲轴齿轮（3）按照图4所示由键、键槽，过盈配合连接在一起组合成曲轴（9）；将半月形滑块（4）的凸起位置与曲轴（9）上的曲轴齿轮（3）的凹陷位置嵌合后装入两个活塞齿轮（5），将活塞齿轮（5）分别装入四个气缸套（6），两个气缸套（6）轴线一致要相对安装，将四个气缸套（6）装入分别机体（7），缺口对曲轴方向，用曲轴轴承座、曲轴轴承将曲轴(9)的轴颈固定在机体（7）上，活塞、曲轴都呈水平方向，将机体（8）和机体（7）对合，成为一个整体。2.根据权利要求1所述的双向无连杆活塞往复运动机构，其特征是有一个曲轴（9），曲轴（9）是两段曲轴曲柄（1）由键、键槽，分别和与曲轴齿轮（2）过盈配合连接在一起，在曲轴（2）的两端对向呈180度和曲轴（2）组合成的，形成的两个曲拐分在曲轴轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡吉洲，
申请(专利权)人：蔡吉洲，
类型：发明
国别省市：山东;37