一种活齿热气机传动单元制造技术

本发明专利技术提供一种活齿热气机传动单元，包括中心轮、活齿轮、热缸齿架、冷缸齿架、托架、热缸、冷缸、回热器、热缸活塞、热缸活齿、冷缸活塞、冷缸活齿等。在传统弦线活齿传动机构的基础上进行变型，用一圈圆周均布的，由热缸与热缸活塞和其上的热缸活齿构成的推杆机构或由冷缸与冷缸活塞和其上的冷缸活齿构成的推杆机构代替激波器，完成对活齿的激励，进而驱动活齿轮减速输出运动；热缸用于接收热源，冷缸用于接收冷源，由此通过卡诺循环实现热能向活齿轮的机械能的转变，其应用场景丰富多样。

A transmission unit of movable teeth hot gas engine

【技术实现步骤摘要】
一种活齿热气机传动单元
本专利技术涉及热气机
，特别涉及一种活齿热气机传动单元。
技术介绍
随着机电液气一体化的发展，出现了机电集成活齿传动减速器，其核心和实质是将行星减速电机的行星减速齿轮箱内的行星减速器换成了活齿减速器。将活齿减速器与电机相结合，可充分发挥活齿减速器相对于传统齿轮减速器的优越性，其应用前景十分广泛。活齿传动机构除了能与电机相结合，还能与热机相结合，这是人们常常忽略的一个领域。四川大学以梁尚明为第一专利技术人的研究团队，提出了一系列活齿减速机构在内燃机上的应用方式和专利，取其中之一而言，如专利号为CN201210564987.0提出了《外凸内任意齿差凸轮滚移传动内燃机》，其内燃机机构是八个均布气缸驱动一个有四个波的对称的凸轮，该专利技术实质为凸轮内燃机串联活齿减速单元，核心是凸轮内燃机机构。除了内燃机，还有外燃机，典型的例子即斯特林发动机，为一种热气机。如专利号为CN201510725992.9提出了《回热器、斯特林发动机》，提供能够与通过回热器的工质的特性对应地利用工质热量的回热器、斯特林发动机以及斯特林发动机的运行方法，其结构构型为传统构型。在现有的斯特林发动机领域中，常用的核心传动系统包含四种构型，即菱形传动、曲柄连杆传动、斜盘传动与摇摆轭传动。将活齿传动机构应用于斯特林发动机传动系统中，将具备常见传动机构难以匹敌的优越性。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种活齿热气机传动单元，在传统弦线活齿传动机构的基础上进行变型，用一圈圆周均布的，由热缸与热缸活塞和其上的热缸活齿构成的推杆机构或由冷缸与冷缸活塞和其上的冷缸活齿构成的推杆机构代替激波器，完成对活齿的激励，进而驱动活齿轮减速输出运动；热缸用于接收热源，冷缸用于接收冷源，由此通过卡诺循环实现热能向活齿轮的机械能的转变，其应用场景丰富多样。本专利技术所使用的技术方案是：一种活齿热气机传动单元，包括中心轮、活齿轮、热缸齿架、冷缸齿架、热缸、冷缸、回热器、热缸活塞、热缸活齿、冷缸活塞、冷缸活齿，热缸齿架和冷缸齿架分别固定安装在中心轮上；热缸齿架上有正整数个沿热缸齿架轴心圆周均布的热缸齿槽；冷缸齿架上有正整数个沿冷缸齿架轴心圆周均布的冷缸齿槽；活齿轮铰接在中心轮上，其上有带有正整数个波的热缸活齿轨道和冷缸活齿轨道；中心轮上安装有正整数个且数量相同的热缸和冷缸，且一个热缸和一个冷缸为一组，每组中的热缸和冷缸之间通过回热器连通；每个热缸里装配有一个热缸活塞；每个冷缸里装配有一个冷缸活塞；每个热缸活塞上固定安装有一个热缸活齿，热缸活齿同时与对应的热缸齿槽配合安装；每个冷缸活塞上固定安装有一个冷缸活齿，冷缸活齿同时与对应的冷缸齿槽配合安装；所有热缸活齿分别同时与热缸活齿轨道啮合；所有冷缸活齿分别同时与冷缸活齿轨道啮合。进一步的，热缸齿槽与冷缸齿槽的数量相同。进一步的，热缸活齿轨道波数与冷缸活齿轨道波数相同，热缸活齿轨道的波峰对应冷缸活齿轨道的波谷。进一步的，热缸活齿轨道波数与热缸齿槽个数相差正整数个；冷缸活齿轨道波数与冷缸齿槽个数相差正整数个。进一步的，沿中心轮轴线圆周均布固定安装有正整数个托架，托架数量与热缸齿槽或冷缸齿槽数量相同，每一组热缸和冷缸安装在同一个托架上。进一步的，每个热缸活齿端部均固定或铰接设置有热缸减磨套，每个冷缸活齿端部均固定或铰接设置有冷缸减磨套，热缸减磨套介于热缸活齿和热缸活齿轨道之间，冷缸减磨套介于冷缸活齿和冷缸活齿轨道之间，即热缸减磨套与热缸活齿轨道接触，冷缸减磨套与冷缸活齿轨道接触，热缸减磨套是热缸活齿和热缸活齿轨道啮合的过渡零件，冷缸减磨套是冷缸活齿和冷缸活齿轨道啮合的过渡零件。进一步的，热缸活齿和冷缸活齿均为长条状，沿其中心曲线的法向平面做截面，得到的截面图形为圆形；热缸活齿和冷缸活齿的啮合点分别为热缸活齿和冷缸活齿中心曲线的一个端点。进一步的，减磨套内部与热缸活齿或冷缸活齿啮合点的外端面完全贴合，其外部曲面沿其轴线的法向平面做截面，得到的截面图形边界为圆形。进一步的，热缸活齿轨道对应一条热缸活齿轨线，热缸活齿轨线是平面内或圆柱面内的具有多个对称波段的、呈周期性分布的整周闭合曲线；热缸活齿轨道的轨道面是由热缸活齿啮合点沿着热缸活齿轨线运动一周后，热缸减磨套外表面的运动包络面与活齿轮的相交面；冷缸活齿轨道对应一条冷缸活齿轨线，冷缸活齿轨线是平面内或圆柱面内的具有多个对称波段的、呈周期性分布的整周闭合曲线；冷缸活齿轨道的轨道面是由冷缸活齿啮合点沿着冷缸活齿轨线运动一周后，冷缸减磨套外表面的运动包络面与活齿轮的相交面；热缸活齿轨线和冷缸活齿轨线周期数相同，波幅相等。进一步的，每个热缸齿槽对应一条热缸槽线，热缸齿槽槽面是由热缸活齿沿着热缸槽线从一端运动至另一端，热缸活齿外表面的轨迹包络面与热缸齿架的相交面；热缸槽线是一条直线段，其长度大于等于热缸活齿轨道波幅的二倍，且热缸槽线中心与热缸活齿轨道波峰和波谷之间的平衡位置重合；每个冷缸齿槽对应一条冷缸槽线，冷缸齿槽槽面是由冷缸活齿沿着冷缸槽线从一端运动至另一端，冷缸活齿外表面的轨迹包络面与冷缸齿架的相交面；冷缸槽线是一条直线段，其长度大于等于冷缸活齿轨道波幅的二倍，且冷缸槽线中心与冷缸活齿轨道波峰和波谷之间的平衡位置重合。进一步的，回热器上设置有回热箱，用于冷热气体的能量交换，以节省能量损耗。由于本专利技术采用了上述技术方案，本专利技术具有以下优点：(1)根据不同的减速比构型，任意时刻有一半左右的热缸在做功，同时做功热缸多，功率大；(2)传统斯特林发动机，活塞往复运动一次，发动机输出轴转一圈；而本发动机单元，活塞每往复运动一次，活齿轮只转动一个波所对应的圆心角，相比于传统发动机，转速变低，力矩变大；(3)热缸接热源，冷缸接冷源，适用于各种能源，噪音小且不受气压的影响，应用场景丰富多样；(4)结构简单灵活，便于加工制造及装配。附图说明图1、图2为本专利技术实施例一的结构分解示意图。图3为本专利技术实施例一的整体装配结构示意图。图4为本专利技术实施例一的活齿轮零件结构示意图。图5为本专利技术实施例一的热缸齿架零件结构示意图。图6为本专利技术实施例一的冷缸齿架零件结构示意图。图7为本专利技术实施例一的回热器结构示意图。图8、图9为本专利技术实施例二的结构分解示意图。图10为本专利技术实施例二的整体装配结构示意图。图11为本专利技术实施例二的活齿轮零件结构示意图。图12为本专利技术实施例二的热缸齿架零件结构示意图。图13为本专利技术实施例二的冷缸齿架零件结构示意图。图14为本专利技术实施例二的回热器结构示意图。图15、图16为本专利技术实施例三的结构分解示意图。图17为本专利技术实施例三的整体装配结构示意图。图18为本专利技术实施例三的活齿轮零件结构示意图。图19为本专利技术实施例三的热缸齿架零件结构示意图。图20为本专利技术实施例三的冷缸齿架零件结构示意图。图21为本专利技术实施例三的回热器结构示意图。图22、图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种活齿热气机传动单元，包括中心轮、活齿轮、热缸齿架、冷缸齿架、热缸、冷缸、回热器、热缸活塞、热缸活齿、冷缸活塞、冷缸活齿，其特征在于：热缸齿架和冷缸齿架分别固定安装在中心轮上；热缸齿架上有正整数个沿热缸齿架轴心圆周均布的热缸齿槽；冷缸齿架上有正整数个沿冷缸齿架轴心圆周均布的冷缸齿槽；活齿轮铰接在中心轮上，其上有带有正整数个波的热缸活齿轨道和冷缸活齿轨道；中心轮上安装有正整数个且数量相同的热缸和冷缸，且一个热缸和一个冷缸为一组，每组中的热缸和冷缸之间通过回热器连通；每个热缸里装配有一个热缸活塞；每个冷缸里装配有一个冷缸活塞；每个热缸活塞上固定安装有一个热缸活齿，热缸活齿同时与对应的热缸齿槽配合安装；每个冷缸活塞上固定安装有一个冷缸活齿，冷缸活齿同时与对应的冷缸齿槽配合安装；所有热缸活齿分别同时与热缸活齿轨道啮合；所有冷缸活齿分别同时与冷缸活齿轨道啮合。/n

【技术特征摘要】
1.一种活齿热气机传动单元，包括中心轮、活齿轮、热缸齿架、冷缸齿架、热缸、冷缸、回热器、热缸活塞、热缸活齿、冷缸活塞、冷缸活齿，其特征在于：热缸齿架和冷缸齿架分别固定安装在中心轮上；热缸齿架上有正整数个沿热缸齿架轴心圆周均布的热缸齿槽；冷缸齿架上有正整数个沿冷缸齿架轴心圆周均布的冷缸齿槽；活齿轮铰接在中心轮上，其上有带有正整数个波的热缸活齿轨道和冷缸活齿轨道；中心轮上安装有正整数个且数量相同的热缸和冷缸，且一个热缸和一个冷缸为一组，每组中的热缸和冷缸之间通过回热器连通；每个热缸里装配有一个热缸活塞；每个冷缸里装配有一个冷缸活塞；每个热缸活塞上固定安装有一个热缸活齿，热缸活齿同时与对应的热缸齿槽配合安装；每个冷缸活塞上固定安装有一个冷缸活齿，冷缸活齿同时与对应的冷缸齿槽配合安装；所有热缸活齿分别同时与热缸活齿轨道啮合；所有冷缸活齿分别同时与冷缸活齿轨道啮合。


2.如权利要求1所述的一种活齿热气机传动单元，其特征在于：热缸齿槽301与冷缸齿槽401的数量相同。


3.如权利要求1所述的一种活齿热气机传动单元，其特征在于：热缸活齿轨道波数与冷缸活齿轨道波数相同，热缸活齿轨道的波峰对应冷缸活齿轨道的波谷。


4.如权利要求1所述的一种活齿热气机传动单元，其特征在于：热缸活齿轨道波数与热缸齿槽个数相差正整数个；冷缸活齿轨道波数与冷缸齿槽个数相差正整数个。


5.如权利要求1所述的一种活齿热气机传动单元，其特征在于：沿中心轮轴线圆周均布固定安装有正整数个托架，托架数量与热缸齿槽或冷缸齿槽数量相同，每一组热缸和冷缸安装在同一个托架上。


6.如权利要求1所述的一种活齿热气机传动单元，其特征在于：每个热缸活齿端部均固定或铰接设置有热缸减磨套，每个冷缸活齿端部均固定或铰接设置有冷缸减磨套，热缸减磨套介于热缸活齿和热缸活齿轨道之间，冷缸减磨套介于冷缸活齿和冷缸活齿轨道之间，即热缸减磨套与热缸活齿轨道接触，冷缸减磨套与冷缸活齿轨道接触，热缸减磨套是热缸活齿和热缸活齿轨道啮合的过渡零件，冷缸减磨套...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫济东，邢鹏达，
申请(专利权)人：河南烛龙高科技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41