往复直线运动与旋转运动转换装置及气缸装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种往复直线运动与旋转运动转换装置及气缸装置，特别是一种应用于机械传动领域的往复直线运动与旋转运动转换装置及气缸装置。本发明专利技术采用的往复直线运动与旋转运动转换装置包括主轴、直线运动导向机构、扇齿和齿框，扇齿与主轴固定连接，所述齿框内壁设置有齿条，齿条包括分设在扇齿两侧的第一齿条和第二齿条，往复直线运动与旋转运动转换装置还包括与主轴固定连接的换向机构。本发明专利技术采用的气缸装置，包括往复直线运动与旋转运动转换装置、连杆、活塞和缸体，所述缸体套设在活塞上，缸体的一端设置有缸盖。采用本发明专利技术的方案可以显著提高传动效率，减少能量损耗，并能实现平稳连续运转。

Reciprocating linear movement and rotary movement conversion device and cylinder device

The invention discloses a reciprocating linear movement and rotation movement conversion device and a cylinder device, in particular to a reciprocating linear movement and rotation movement conversion device and a cylinder device used in the mechanical transmission field. The invention adopts the reciprocating linear motion and rotary motion conversion device comprises a spindle, linear motion guide mechanism, gear and tooth gear box is fixedly connected with the main shaft, the gear box is arranged at the inner wall of the rack, the rack comprises a fan arranged in the first and second teeth on both sides of the rack rack, straight reciprocating motion and rotary motion conversion device also includes a reversing mechanism is fixedly connected with the spindle. The cylinder device adopted by the invention comprises a reciprocating linear movement and a rotary movement conversion device, a connecting rod, a piston and a cylinder body, wherein the cylinder body is sheathed on the piston, and one end of the cylinder body is provided with a cylinder head. By adopting the scheme of the invention, the transmission efficiency can be remarkably improved, the energy loss is reduced, and the operation can be carried out stably and continuously.

【技术实现步骤摘要】
往复直线运动与旋转运动转换装置及气缸装置
本专利技术涉及一种往复直线运动与旋转运动转换装置及气缸装置，特别是一种应用于机械传动领域的往复直线运动与旋转运动转换装置及气缸装置。
技术介绍
在现有技术中将往复直线运动与旋转运动相互转换的机构有多种形式，其中运用最为广泛的是空气压缩机和发动机中的曲柄连杆机构，但是曲柄连杆机构的传动效率较低。以活塞式发动机为例，采用曲柄连杆机构的发动机的燃料利用率只有30％左右，且长期以来都难以有显著提升。为了提高活塞发动机效率，相关技术人员对活塞发动机的传动装置进行了不断的改进和优化，例如公开号为CN105114179A的专利文件公开了一种轴式连杆传动系统及对置活塞发动机，该传动系统包括主轴和至少一个直线往复运动单元，直线往复运动单元包括至少一个直线往复运动体，直线往复运动体与对应轴式连杆的一端固定连接，另一端与对应的推拉框连接，推拉框内设置有滑移块，该滑移块的两侧外壁与推拉框的两横向内侧壁形成滑动配合，滑移块的内圈具有其分度圆呈椭圆状的内齿，内齿与对应设置在主轴上的齿轮循环啮合，主轴与换向块之间设置有换向机构。该装置虽然能够将直线往复运动转换成旋转运动，但是由于在工作过程中滑移块会上下移动，增加了系统的负荷和机械摩擦，并会使系统产生上下摆动，其不仅效率低，噪音大，并且运行不稳定，机构容易停滞卡死，可靠性低。又例如公开号为CN1399063A的专利技术专利公开了一种扇齿发动机，其利用扇齿轮机构实现活塞往复运动到扇齿轮转动的转换，由扇齿轮同时实现齿条正方向啮合，负方向不啮合的功能。但是该技术方案在扇齿轮与齿条脱离后，与活塞杆连成整体的齿条便失去约束，在活塞带动下仍然会继续运动，造成扇齿无法再次与该齿条重新准确啮合，使传动无法连续平稳进行。因此，现有技术中还没有一种可以显著提高传动效率，减少能量损耗，并能实现平稳连续运转的往复直线运动与旋转运动转换装置。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可以显著提高传动效率，减少能量损耗，并能实现平稳连续运转的往复直线运动与旋转运动转换装置。为解决上述技术问题，本专利技术采用的往复直线运动与旋转运动转换装置包括主轴、直线运动导向机构、扇齿和可沿直线运动导向机构做直线运动的齿框，所述扇齿与主轴固定连接，所述齿框内壁设置有齿条，所述齿条包括分设在扇齿两侧的第一齿条和第二齿条，所述往复直线运动与旋转运动转换装置还包括与主轴固定连接的换向机构，所述换向机构上设置有导向曲面和导向件，所述齿框上设置有换向块，所述换向块上设置有第一曲面和第二曲面，当往复直线运动与旋转运动转换装置处于传动状态时，扇齿与齿条啮合；当往复直线运动与旋转运动转换装置处于过渡状态时，扇齿与齿条啮合的同时，换向块的第一曲面处于受导向件外表面约束的状态，换向块的第二曲面处于受导向曲面约束的状态；当往复直线运动与旋转运动转换装置处于换向状态时，扇齿与齿条脱开，且换向块的第一曲面处于受导向件外表面约束的状态，换向块的第二曲面处于受导向曲面约束的状态。进一步的是，所述导向件包括与换向机构固定连接的导向轴和套设在导向轴上的滚轮。进一步的是，所述滚轮与导向轴之间设置有滚动轴承。进一步的是，所述齿条为外齿轮型齿条，所述扇齿的轴线与主轴的轴线不重合。进一步的是，所述直线运动导向机构为导轨，所述导轨与齿框之间设置有滚子。进一步的是，所述换向块设置在关于齿框的水平横向中轴线对称的齿框左右两端外侧面。进一步的是，所述换向机构为一个，所述换向块为单侧设置。进一步的是，所述第一曲面由过渡曲面和换向曲面组成，所述换向曲面为圆弧形曲面，且在换向过程中，换向曲面圆心在主轴的中心线上。本专利技术所要解决的另一个技术问题是提供了一种可以显著提高传动效率，减少能量损耗，并能实现平稳连续运转的气缸装置。为解决上述技术问题，本专利技术采用的气缸装置，包括往复直线运动与旋转运动转换装置、连杆、活塞和缸体，所述缸体套设在活塞上，所述连杆一端与活塞连接，另一端与齿框连接，所述缸体的一端设置有缸盖，所述往复直线运动与旋转运动转换装置上设置有端盖，所述缸体的另一端与端盖连接。进一步的是，所述连杆、活塞、缸盖、端盖和缸体成对设置在同一个齿框的两侧。本专利技术的有益效果是：采用本申请的往复直线运动与旋转运动转换装置通过与主轴同步转动的换向机构和设置在齿框上的换向块使齿框在过渡阶段和换向阶段受到换向机构的精确约束，按照设定的轨迹移动，保证了扇齿从与一边齿条逐渐脱离到完全脱离，然后又与另一边齿条从逐渐啮合到完全啮合的过程连续且平稳过渡。并使扇齿可以重新与齿条精确啮合，使整个往复直线运动转换成旋转运动的过程连续，准确完成，且装置运行过程冲击小，换向平稳，机械损耗小。附图说明图1为本装置传动阶段的主视图；图2为本装置传动阶段的剖视图；图3为本装置传动阶段的俯视图；图4为本装置过渡阶段的主视图；图5为本装置过渡阶段的剖视图；图6为本装置过渡阶段的俯视图；图7为本装置换向阶段的主视图；图8为本装置换向阶段的剖视图；图9为本装置换向阶段的俯视图；图10为本装置应用在对置双缸四冲程活塞发动机的结构示意图；图11本装置应用在对置双缸双二冲程活塞发动机的结构示意图；图12是换向机构对称设置的结构示意图；图13是换向块的结构示意图；图14为本装置应用在对置气缸对置活塞二冲程发动机结构的俯视图。图中零部件、部位及编号：主轴1、直线运动导向机构2、扇齿3、齿框4、第一齿条41、第二齿条42、换向块43、第一曲面431、过渡曲面4311、换向曲面4312、第二曲面432、换向机构5、导向曲面51、滚轮511、导向轴512、导向件52、连杆6、活塞7、缸体8、缸盖9、端盖10。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。为解决上述技术问题，本专利技术采用的往复直线运动与旋转运动转换装置，包括主轴1、直线运动导向机构2、扇齿3和可沿直线运动导向机构2做直线运动的齿框4，所述扇齿3与主轴1固定连接，所述齿框4内壁设置有齿条，所述齿条包括分设在扇齿3两侧的第一齿条41和第二齿条42，所述往复直线运动与旋转运动转换装置还包括与主轴1固定连接的换向机构5，所述换向机构5上设置有导向曲面51和导向件52，所述齿框4上设置有换向块43，所述换向块43上设置有第一曲面431和第二曲面432，前述部件的运动关系为，当往复直线运动与旋转运动转换装置处于传动状态时，扇齿3与齿条啮合；当往复直线运动与旋转运动转换装置处于过渡状态时，扇齿3与齿条啮合的同时，换向块43的第一曲面431处于受导向件52外表面约束的状态，换向块43的第二曲面432处于受导向曲面51约束的状态；当往复直线运动与旋转运动转换装置处于换向状态时，扇齿3与齿条脱开，且换向块43的第一曲面431处于受导向件52外表面约束的状态，换向块43的第二曲面432处于受导向曲面51约束的状态。本专利技术的往复直线运动与旋转运动转换装置可以实现齿框4的往复直线运动与主轴1的连续旋转运动的相互转换。其工作过程分成三个阶段：一、传动阶段，如图1、图2，及图3所示，在此阶段扇齿3与齿条啮合，齿条与齿框4一起做直线运动，扇齿3与主轴1同步转动。齿条通过与扇齿3的啮合实现齿框的往复直线运动与主轴1的旋转运动的相互转换。二、过渡阶段，如图4、图5，及图6本文档来自技高网...

【技术保护点】
往复直线运动与旋转运动转换装置，包括主轴(1)、直线运动导向机构(2)、扇齿(3)和可沿直线运动导向机构(2)做直线运动的齿框(4)，所述扇齿(3)与主轴(1)固定连接，所述齿框(4)内壁设置有齿条，所述齿条包括分设在扇齿(3)两侧的第一齿条(41)和第二齿条(42)，其特征在于：所述往复直线运动与旋转运动转换装置还包括与主轴(1)固定连接的换向机构(5)，所述换向机构(5)上设置有导向曲面(51)和导向件(52)，所述齿框(4)上设置有换向块(43)，所述换向块(43)上设置有第一曲面(431)和第二曲面(432)，当往复直线运动与旋转运动转换装置处于传动状态时，扇齿(3)与齿条啮合；当往复直线运动与旋转运动转换装置处于过渡状态时，扇齿(3)与齿条啮合的同时，换向块(43)的第一曲面(431)处于受导向件(52)外表面约束的状态，换向块(43)的第二曲面(432)处于受导向曲面(51)约束的状态；当往复直线运动与旋转运动转换装置处于换向状态时，扇齿(3)与齿条脱开，且换向块(43)的第一曲面(431)处于受导向件(52)外表面约束的状态，换向块(43)的第二曲面(432)处于受导向曲面(51)约束的状态。...

【技术特征摘要】
1.往复直线运动与旋转运动转换装置，包括主轴(1)、直线运动导向机构(2)、扇齿(3)和可沿直线运动导向机构(2)做直线运动的齿框(4)，所述扇齿(3)与主轴(1)固定连接，所述齿框(4)内壁设置有齿条，所述齿条包括分设在扇齿(3)两侧的第一齿条(41)和第二齿条(42)，其特征在于：所述往复直线运动与旋转运动转换装置还包括与主轴(1)固定连接的换向机构(5)，所述换向机构(5)上设置有导向曲面(51)和导向件(52)，所述齿框(4)上设置有换向块(43)，所述换向块(43)上设置有第一曲面(431)和第二曲面(432)，当往复直线运动与旋转运动转换装置处于传动状态时，扇齿(3)与齿条啮合；当往复直线运动与旋转运动转换装置处于过渡状态时，扇齿(3)与齿条啮合的同时，换向块(43)的第一曲面(431)处于受导向件(52)外表面约束的状态，换向块(43)的第二曲面(432)处于受导向曲面(51)约束的状态；当往复直线运动与旋转运动转换装置处于换向状态时，扇齿(3)与齿条脱开，且换向块(43)的第一曲面(431)处于受导向件(52)外表面约束的状态，换向块(43)的第二曲面(432)处于受导向曲面(51)约束的状态。2.如权利要求1所述的往复直线运动与旋转运动转换装置，其特征在于：所述导向件(52)包括与换向机构(5)固定连接的导向轴(512)和套设在导向轴(512)上的滚轮(511)。3.如权利要求2所述的往复直线运动与旋转运动转换装置，其特征在于：所述滚轮(511)与导向轴(512)之间设置有滚动...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑安庆，
申请(专利权)人：郑安庆，
类型：发明
国别省市：四川,51