一种旋转运动和往复运动转换装置制造方法及图纸

一种旋转运动和往复运动转换装置(20)，其包括活塞(72、74、76、78)，活塞杆(62、64)的一端与活塞(72、74、76、78)相连，壳体(25)安装在底座(11)上，在壳体(25)的侧壁(28)上设有轴承座(5)，传动轴(6)安装在轴承座(5)中，在传动轴(6)上设有传动轮(15、17)。在传动轮(15、17)的边缘部分设有轴向伸出的柱销(7、71)，在传动轮(15、17)的附近安装有可相对于传动轴(6)转动的第一齿轮(10)和第二齿轮(14)，第一齿轮(10)与第一齿条(2)相互啮合，第二齿轮(14)与第二齿条(22)相互啮合，第一齿条(2)和第二齿条(22)分别位于传动轴(6)的两侧，连接板(90、91)与第一齿条(2)和第二齿条(22)的端部相连，连接板(90、91)与活塞杆(62、64)的另一端相连，在第一齿轮(10)和第二齿轮(14)的无齿部分分别设有销槽(9、21)，在所述销槽(9、21)中安装有与柱销(7、71)相配合的滑块(32、42)，在所述滑块(32、42)的下方设有复位弹簧(12、121)。由此实现旋转运动和往复运动之间的转换。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种旋转运动和往复运动转换装置，特别是一种齿条与齿轮啮合及滑块与圆柱销配合交替驱动的旋转与直线往复运动转换装置。
技术介绍
目前在现有技术中，活塞式发动机、压缩机及其他一些需要进行直线往复运动与旋转运动相互转换的机械普遍采用曲柄连杆机构来实现运动转换。传统的曲柄连杆机构设计和制造已经十分完善，但是，无论从理论分析，还是在实际应用方面都存在明显的缺点1.曲柄连杆机构转换效率较低。以活塞-连杆-曲轴(柄)机构发动机为例，活塞的燃气爆发压力经连杆传递到曲轴(柄)上，曲轴(柄)将其转换为扭矩输出旋转动力。 曲轴(柄)连杆几何机构及其运动和受力状态较复杂，各个部件都处在复杂的三向应力状态。由于曲轴连杆机构有上、下止点及连杆摆动，气缸内燃气点火必须设置点火提前角，此时作用在活塞上的燃气压力被分解为沿连杆轴线方向的作用力和垂直于汽缸轴线方向作用在缸壁的侧压力，沿连杆轴向作用力作用在曲轴上，又分解为垂直曲轴半径方向切向力和沿半径方向的法向力，燃气压力经过分解后得到的切向力已远小于作用在活塞上的燃气压力。作用在缸壁的侧压力使活塞与缸壁产生很大的摩擦力，曲轴连杆机构的不平衡回转质量回转运动产生惯性力，活塞轴线方向总作用力等于作用在活塞上燃气压力与惯性力、 摩擦力等代数和，而惯性力和摩擦力总是与燃气压力作用方向相反，活塞轴线方向总作用力小于作用在活塞上的燃气压力，则由活塞轴线方向总作用力产生曲轴切向作用力远小于作用在活塞上的燃气压力。发动机输出动力矩等于切向力与曲轴半径之积，因此由曲轴切向作用力输出的扭矩远小于由作用在活塞上的燃气压力直接转换的扭矩。上述分析表明曲轴连杆机构将直线往复运动转换为勻速圆周运动的转换效率较低，即燃气压力通过曲轴连杆机构输出有用功功率较低。计算表明一台发动机在点火提前角为10度时点火，此时活塞总作用力即最大作用力只有百分之二十一左右转换为产生曲轴扭矩的切向作用力；2.曲轴连杆机构中连杆摆动使作用在活塞上的燃气压力产生垂直作用于缸壁的侧向压力，增大了使活塞和缸壁之间侧向摩擦力增大，加速汽缸壁磨损，不仅降低了活塞的做功效率，而且还会造成“卡缸”使活塞无法工作。曲轴连杆机构的不平衡回转质量回转运动产生惯性力不仅影响发动机的输出功率，而且使发动机产生振动和噪声；3.由于曲轴上下止点与活塞上下止点一一对应，曲轴旋转直径等于活塞行程，需设置储能飞轮，使曲轴越过上止点后点火，点火时刻缸体内燃气压缩比不是处于最大状态， 降低点火时刻燃气爆发膨胀压力，同时由于飞轮存在增加了启动和变速的阻力。
技术实现思路
为此本专利技术提供了一种齿条与齿轮啮合及滑块与圆柱销配合交替驱动的旋转运动与直线往复运动转换装置，从而实现了直线往复运动与圆周旋转运动相互转换，克服了曲柄连杆机构中存在的上述缺点。按照本专利技术提供的一种旋转运动和往复运动转换装置， 其包括活塞，活塞杆的一端与活塞相连，壳体安装在底座上，在壳体的侧壁上设有轴承座， 传动轴安装在轴承座中，在传动轴上设有传动轮。在传动轮的边缘部分设有轴向伸出的柱销，在传动轮的附近安装有可相对于传动轴转动的第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮与第一齿条相互啮合，第二齿轮与第二齿条相互啮合，第一齿条和第二齿条分别位于传动轴的两侧，连接板与第一齿条和第二齿条的端部相连，连接板与活塞杆的另一端相连，在第一齿轮和第二齿轮的无齿部分分别设有销槽，在所述销槽中安装有与柱销相配合的滑块。按照本专利技术提供的另一种旋转运动和往复运动转换装置，其中所述传动轮借助连接键固定在传动轴的中部，在传动轮的边缘部分设有向传动轮两侧轴向伸出的柱销，传动轴借助滚动轴承安装在轴承座中，在传动轴和第一齿轮之间安装滚动轴承，在传动轴和第二齿轮之间安装滚动轴承，在壳体底部的第一转换压杆用于控制第一齿轮中的滑块，设置在壳体顶部的第二转换压杆用于控制第二齿轮中的滑块。按照本专利技术提供的另一种旋转运动和往复运动转换装置，其中所述第一齿轮借助滚动轴承安装在传动轴中部，所述第二齿轮借助滚动轴承安装在传动轴中部，并且第一齿轮和第二齿轮相邻，第一传动轮借助连接键固定在传动轴上，并位于第一齿轮的外侧，在传动轮的边缘部分设有向第一齿轮一侧伸出的第一柱销，第二传动轮借助连接键固定在传动轴上，并位于第二齿轮的外侧，在传动轮的边缘部分设有向第二齿轮一侧伸出的第二柱销。 在壳体底部的第一转换压杆用于控制第一齿轮中的滑块，设置在壳体顶部的第二转换压杆用于控制第二齿轮中的滑块。按照本专利技术提供的另一种旋转运动和往复运动转换装置，其中在所述第一齿轮中对称设置第一滑块和第二滑块，两滑块之间的间隔略大于柱销的横向尺寸，为了便于滑块与第一转换压杆相配合，将滑块的顶面设置为斜面或圆弧面，两滑块与柱销相配合的表面基本上呈平直面，在所述第二齿轮中对称设置第三滑块和第四滑块，两滑块之间的间隔略大于柱销的横向尺寸，为了便于滑块与第二转换压杆相配合，将滑块的顶面设置为斜面或圆弧面，两滑块与柱销相配合的表面基本上呈平直面，所述活塞是内燃机活塞。按照本专利技术提供的另一种旋转运动和往复运动转换装置，其中第一柱销和第二柱销沿同一轴线对称设置在传动轮的边缘部分，第一柱销朝向第一齿轮一侧伸出，第二柱销朝向第二齿轮一侧伸出，滑块下方的弹簧是螺旋弹簧。按照本专利技术提供的另一种旋转运动和往复运动转换装置，其中在第一齿轮和第二齿轮的无齿部分的内部分别设有腔体，滑块可移动地安装在销槽中，所述销槽与腔体相通， 在腔体中分别设有片状弹簧，所述片状弹簧推动滑块趋于进入原始位置。按照本专利技术提供的另一种旋转运动和往复运动转换装置，其中在传动轮的边缘部分设置的第一柱销和第二柱销的相对侧对称设置第三柱销和第四柱销，第三柱销和第四柱销沿同一轴线设置，第三柱销朝向第一齿轮一侧伸出，第四柱销朝向第二齿轮一侧伸出。按照本专利技术提供的另一种旋转运动和往复运动转换装置，其中在第一传动轮设置的第一柱销的相对侧对称设置第三柱销，第三柱销朝向第一齿轮一侧伸出，在第二传动轮设置的第二柱销的相对侧对称设置第四柱销，第四柱销朝向第二齿轮一侧伸出。按照本专利技术提供的另一种旋转运动和往复运动转换装置，其中第一连接板与第一活塞杆相连接，所述第一活塞杆连接第一活塞，第二连接板与第二活塞杆相连接，所述第二活塞杆连接第二活塞。按照本专利技术提供的另一种旋转运动和往复运动转换装置，其中由电动机驱动传动轴转动。按照本专利技术提供的另一种旋转运动和往复运动转换装置，其中在传动轮的边缘部分沿圆周方向等距离设有多个沿轴向伸出的柱销。围绕传动轴的轴心，第一转换压杆作用于第一齿轮中的滑块的位置与第二转换压杆作用于第二齿轮中的滑块的位置之间的夹角与活塞的冲程相适配。按照本专利技术提供的另一种旋转运动和往复运动转换装置，其中多个旋转运动和往复运动转换装置中的各传动轴沿同一轴线设置成一体，每个转换装置一端连接一个活塞。按照本专利技术提供的另一种旋转运动和往复运动转换装置，其中第一个转换装置一端连接第一活塞，转换装置的另一端连接第二活塞，第二个转换装置一端连接第三活塞，所述转换装置的另一端连接第四活塞。按照本专利技术提供的另一种旋转运动和往复运动转换装置，围绕传动轴的轴心，第一转换压杆作用于第一齿轮中滑块的位置与第二转换压杆作用于第二齿轮中滑块的位置之间的夹角大约为180°或90°。采用本专利技术提本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种旋转运动和往复运动转换装置（２０），其包括活塞（７２、７４、７６、７８），活塞杆（６２、６４）的一端与活塞（７２、７４、７６、７８）相连，壳体（２５）安装在底座（１１）上，在壳体（２５）的侧壁（２８）上设有轴承座（５），传动轴（６）安装在轴承座（５）中，在传动轴（６）上设有传动轮（１５、１７），其特征是：在传动轮（１５、１７）的边缘部分设有轴向伸出的柱销（７、７１），在传动轮（１５、１７）的附近安装有可相对于传动轴（６）转动的第一齿轮（１０）和第二齿轮（１４），第一齿轮（１０）与第一齿条（２）相互啮合，第二齿轮（１４）与第二齿条（２２）相互啮合，第一齿条（２）和第二齿条（２２）分别位于传动轴（６）的两侧，连接板（９０、９１）与第一齿条（２）和第二齿条（２２）的端部相连，连接板（９０、９１）与活塞杆（６２、６４）的另一端相连，在第一齿轮（１０）和第二齿轮（１４）的无齿部分分别设有销槽（９、２１），在所述销槽（９、２１）中安装有与柱销（７、７１）相配合的滑块（３２、４２），在所述滑块（３２、４２）的下方设有复位弹簧（１２、１２１）。

【技术特征摘要】
1.一种旋转运动和往复运动转换装置(20)，其包括活塞(72、74、76、78)，活塞杆(62、 64)的一端与活塞(72、74、76、78)相连，壳体(25)安装在底座(11)上，在壳体(25)的侧壁08)上设有轴承座(5)，传动轴(6)安装在轴承座(5)中，在传动轴(6)上设有传动轮 (15、17)，其特征是在传动轮(15、17)的边缘部分设有轴向伸出的柱销(7、71)，在传动轮 (15,17)的附近安装有可相对于传动轴(6)转动的第一齿轮(10)和第二齿轮(14)，第一齿轮(10)与第一齿条( 相互啮合，第二齿轮(14)与第二齿条0 相互啮合，第一齿条(2) 和第二齿条0 分别位于传动轴(6)的两侧，连接板(90、91)与第一齿条( 和第二齿条 (22)的端部相连，连接板(90,91)与活塞杆(62,64)的另一端相连，在第一齿轮(10)和第二齿轮(14)的无齿部分分别设有销槽(9、21)，在所述销槽(9、21)中安装有与柱销(7、71) 相配合的滑块(32、42)，在所述滑块(32、42)的下方设有复位弹簧(12、121)。2.按照权利要求1所述的旋转运动和往复运动转换装置(20)，其特征是所述传动轮 (15)借助连接键(1 固定在传动轴(6)的中部，在传动轮(1 的边缘部分设有向传动轮 (15)两侧轴向伸出的柱销(7、71)，传动轴(6)借助滚动轴承(51)安装在轴承座(5)中，在传动轴(6)和第一齿轮(10)之间安装滚动轴承(52)，在传动轴(6)和第二齿轮(14)之间安装滚动轴承64)，在壳体0 底部的第一转换压杆04)用于控制第一齿轮(10)中的滑块0、41、42)，设置在壳体0 顶部的第二转换压杆06)用于控制第二齿轮(14)中的滑块(3、31、32)。3.按照权利要求1所述的旋转运动和往复运动转换装置(20)，其特征是所述第一齿轮(10)借助滚动轴承(52)安装在传动轴(6)中部，所述第二齿轮(14)借助滚动轴承(54) 安装在传动轴(6)中部，并且第一齿轮(10)和第二齿轮(14)相邻，第一传动轮(1 借助连接键(1 固定在传动轴(6)上，并位于第一齿轮(10)的外侧，在传动轮(1 的边缘部分设有向第一齿轮(10) —侧伸出的第一柱销(7)，第二传动轮(17)借助连接键(13)固定在传动轴(6)上，并位于第二齿轮(14)的外侧，在传动轮(17)的边缘部分设有向第二齿轮 (14) 一侧伸出的第二柱销(71)，在壳体05)底部的第一转换压杆04)用于控制第一齿轮 (10)中的滑块0、41、42)，设置在壳体0 顶部的第二转换压杆06)用于控制第二齿轮 (14)中的滑块(3、31、32)。4.按照权利要求2或3所述的旋转运动和往复运动转换装置(20)，其特征是在所述第一齿轮(10)中对称设置第一滑块(4)和第二滑块(41)，两滑块0、41)之间的间隔略大于柱销(7)的横向尺寸，为了便于滑块G、41)与第一转换压杆04)相配合，将滑块G、41) 的顶面设置为斜面或圆弧面，两滑块G、41)与柱销(7)相配合的表面基本上呈平直面，在所述第二齿轮(14)中对称设置第三滑块(3)和第四滑块(31)，两滑块(3、31)之间的间隔略大于柱销(71)的横向尺寸，为了便于滑块(3、31)与第二转换压杆06)相配合，将滑块 (3,31)的顶面设置为斜面或圆弧面，两滑块(3、31)与柱销(71...

【专利技术属性】
技术研发人员：安里千，刘庆，毛灵涛，
申请(专利权)人：安里千，
类型：发明
国别省市：11