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    雙向無連桿活塞往復運動機構制造技術

    技術編號:14591973 閱讀:82 留言:0更新日期:2017-02-08 20:14
    一種“雙向無連桿活塞往復運動機構”。可應用于內燃機、壓縮機及其他往復式機械,實現往復運動與旋轉運動的互相轉換。解決曲柄連桿機構和直蚌線曲柄圓滑塊機構的部分構造缺陷。方案是:固裝在曲軸上連桿軸徑位置的曲軸齒輪與半月形滑塊嵌合成一個圓形機構安裝在活塞齒輪的圓孔內,曲軸齒輪和活塞齒輪的圓孔周圈的內齒輪形成內嚙合狀態,隨曲軸的旋轉順序嚙合、轉動,在曲軸齒輪、半月形滑塊、活塞齒輪的共同作用下,實現活塞沿氣缸套壁往復運動,反之也可將活塞的往復運動轉換成曲軸的旋轉運動。采用此機構的機械,將活塞、曲軸水平安置,并排安裝兩只活塞,可起到減輕機械摩擦、降低振動的作用,大幅提高機械效率。可替代傳統內燃機、壓縮機及其他往復式機械的活塞聯動機構。

    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.

    【技術實現步驟摘要】

    本專利技術涉及一種雙向無連桿活塞往復運動機構,可用于替代使用傳統的曲軸連桿機構和曲柄連桿機構的往復運動與旋轉運動轉換機構,目的是實現減小機械運動時產生的摩擦、振動,提高機械工作效率。本專利技術可被應用到往復容積式內燃機或者壓縮機上,還可以應用到其他用途。
    技術介紹
    傳統的內燃機或者壓縮機的曲柄連桿機構、直蚌線內燃機或者壓縮機的曲柄圓滑塊機構、水平對置發動機的曲柄連桿機構,使用中各有缺陷:1:傳統的內燃機或者壓縮機的曲柄連桿機構:在活塞的滑動過程中,由連桿推力的反作用產生的摩擦力作用于活塞的側向表面和缸壁之間,這樣就使內燃機或者壓縮機由于摩擦力產生的能量損耗而存在很大的效能下降;連桿、活塞銷等旋轉機件的圓周運動,產生離心慣性力,方向背離曲軸中心向外,離心力加速軸承與軸頸的磨損,也引起內燃機或者壓縮機振動而傳到機體外;連桿的擺動和自身的重量,會加大振動和往復慣性力;這些都會使內燃機或者壓縮機效能下降。2:直蚌線內燃機或者壓縮機的曲柄圓滑塊機構:由于設計原理的原因,曲軸軸系旋轉的穩定性是相對的,曲軸主軸本身的軸線就是在運動,在不斷的位置改變,內燃機或者壓縮機越是高速運轉,曲軸和平衡裝置產生的離心慣性力和振動越是難以克服;曲軸本身被分為三部分,中部像普通曲軸,兩端部則是曲柄,曲柄也是主軸頸,整個曲軸是單拐雙支撐,兩個活塞和平衡裝置全部都安裝在中部,隨曲軸的轉動同時同向運動,產生的沖擊力方向相同,難以平衡;較長的曲軸中部使曲軸的可撓性也較強;曲軸初啟動時,在特殊位置,比如曲柄的軸線和圓滑塊的軸線重合,還可能出現曲軸失去對活塞的驅動力,造成曲軸空轉;這些都使直蚌線內燃機或者壓縮機難以推廣。3:水平對置發動機的曲柄連桿機構:會使潤滑油向下流動,造成潤滑困難;活塞受重力影響,下部較上部磨損較快,減少發動機壽命。如果能有一種機構,能夠克服或者減少這些不利因素和缺陷對機械造成的影響,那么就可以提高內燃機或壓縮機的工作效率和壽命。本專利技術一個目的在于使用一種雙向無連桿活塞往復運動機構,來替代傳統的內燃機或者壓縮機的曲柄連桿機構、直蚌線內燃機或者壓縮機的曲柄圓滑塊機構、水平對置發動機的曲柄連桿機構。本專利技術:曲軸本身不設置潤滑油道;取消連桿和活塞銷,減輕了機件重量、降低了機件振動和離心慣性力,同時取消連桿,減小了活塞的側向表面和缸壁之間摩擦力產生的摩擦力造成的能量損耗、效能下降。本專利技術另一個目的在于能夠保持軸系旋轉的優越性,采用兩拐三支撐,取代連桿軸徑的兩個曲軸齒輪相隔180度設置,不需要另外添加配重裝置,即使達到很高的轉速,轉動軸的振動也不會有較大增加,機構運動平順、穩定;曲軸剛性連接,使可撓性較弱;曲軸齒輪對活塞采用齒輪驅動,驅動力輸出穩定、可靠。本專利技術的再一個目的在于使用一種雙向無連桿活塞往復運動機構,替代水平對置發動機的曲柄連桿機構,將活塞、曲軸水平方向安置,使曲軸在曲軸齒輪和半月形滑塊嵌合成的圓形機構配合下,無論處在什么轉角都能對活塞產生托舉、拉拽作用,保持活塞的軸線與氣缸套的軸線高度重合,這樣就解決了活塞受重力影響,下部較上部磨損較快問題;活塞的軸線與氣缸套的軸線重合也使潤滑要求不再苛刻,潤滑油向下流動,造成潤滑困難的問題,影響不再那么重要,活塞橫置發動機的制造條件也更理想。本專利技術的最終目的在于將其應用到內燃機或壓縮機上,能夠克服現有技術中存在的缺陷。
    技術實現思路
    本專利技術通過使用一種雙向無連桿活塞往復運動機構來實現:1:減小傳統內燃機或者壓縮機的活塞側向表面和缸壁之間的側向摩擦力產生的能量損耗而存在的效能下降;2:減小傳統內燃機或者壓縮機旋轉機件的圓周運動和連桿的擺動而產生離心慣性力;3:解決直蚌線內燃機或者壓縮機曲軸主軸軸線不固定和需要另外加裝平衡裝置而引起的振動問題。4:解決直蚌線內燃機或者壓縮機的曲柄圓滑塊連桿機構兩個活塞和平衡裝置全部都安裝在曲軸中部,隨曲軸的轉動同時同向運動,產生的沖擊力方向相同,難以平衡問題;5:解決直蚌線內燃機或者壓縮機的曲柄圓滑塊連桿機構的曲軸初啟動時,在曲柄的軸線和圓滑塊的軸線重合時,可能出現的曲軸空轉問題;6:解決水平對置發動機的曲柄連桿機構:潤滑油向下流動,造成潤滑困難;活塞受重力影響,下部較上部磨損較快,減少發動機壽命問題。該機構包括:兩個曲軸曲柄(1)、曲軸(2)、兩個曲軸齒輪(3)、兩個半月形滑塊(4)、兩個活塞齒輪(5)、四個氣缸套(6)、機體(7)、機體(8)、曲軸軸承座及軸承組成。具體是:兩個曲軸曲柄(1)的形狀、大小相同,每段曲軸軸柄(1)上開有圓孔,圓孔靠近曲軸軸徑位置開有鍵槽;一個曲軸(2),兩邊軸柄上開有圓孔,圓孔靠近曲軸軸徑位置開有鍵槽,曲軸(2)的兩邊曲柄根部設止推面;兩段曲軸曲柄(1)由鍵、鍵槽,分別和與曲軸齒輪(3)過盈配合連接在一起,在曲軸(2)的兩端對向呈180度和曲軸(2)組合成曲軸(9),組合也是由鍵、鍵槽過盈配合連接,組合后,兩段曲軸曲柄(1)軸線與曲軸主軸曲軸(9)軸線一致,圓孔軸線與曲軸(9)軸線平行,軸線距離是曲軸齒輪(3)齒根圓直徑的二分之一;兩個曲軸齒輪(3),曲軸齒輪(3)的齒輪軸兩端開有鍵槽,與曲軸曲柄(1)和曲軸(2)的圓孔和鍵槽對應,和兩個曲軸曲柄(1)、一個曲軸(2)嵌合連接組合成曲軸(9),使用時用曲軸軸承座和曲軸軸承將曲軸(9)固定在機體(7)上,形成雙拐三支撐,其中曲軸(2)曲軸軸承采用翻邊軸承,與曲軸軸承座、曲軸軸柄止推面配合,限制曲軸(9)的軸向竄動,兩個曲軸曲柄(1)軸徑和曲軸(2)的軸徑與曲軸齒輪(3)的齒根圓直徑相同,兩個曲軸曲柄(1)軸徑和曲軸(2)的軸徑之間距離不能過于接近,以保證活塞齒輪(5)運動時不發生干涉;曲軸齒輪(3)周圈的輪齒中間都開有一個凹槽,輪齒頂部表面粗糙度要達到Ra1.4-0.8um,硬度要達到54-60HRC;曲軸齒輪(3)和活塞齒輪(5)是一對內嚙合齒輪,它們的齒輪輪齒模數相等、壓力角相等,重合度要大于1,都采用直齒圓柱齒輪;活塞齒輪(5)和活塞上部、下部制造成一體,活塞上部、下部用于開活塞環槽安裝活塞環,長度要保證活塞在到達如何一端的終點時,活塞環不會露出氣缸套;活塞上部、下部頂圓直徑大于活塞齒輪(5)的齒根圓直徑,保證活塞齒輪(5)有足夠的強度支撐自身運動,活塞齒輪(5)齒數是曲軸齒輪(3)齒數的2倍,活塞齒輪(5)和曲軸齒輪(3)的齒厚相同,厚度要保證活塞齒輪(5)、曲軸齒輪(3)在運動中不與氣缸套(6)發生干涉,活塞齒輪(5)的輪齒頂部表面粗糙度要達到Ra1.4-0.8um,硬度要達到54-60HRC;曲軸齒輪(3)和活塞齒輪(5)定點嚙合,將這個嚙合點點A作為活塞齒輪(5)齒頂圓的對稱軸上的一個點,相對的另一個點為點B,即點B和點A在活塞齒輪(5)齒頂圓的相對位置,點A是嚙合點,位置隨曲軸齒輪(3)和活塞齒輪(5)位置改變而變動,曲軸(9)轉動帶動曲軸齒輪(3),曲軸齒輪(3)將轉動能量直接輸出到活塞齒輪(5)上,使活塞齒輪(5)運動;半月形滑塊(4),曲軸齒輪(3)和活塞齒輪(5)定點嚙合后,活塞齒輪(5)齒頂圓內除去曲軸齒輪(3)的剩余空間,由一個半月形滑塊(4)填充,半月形滑塊(4)和曲軸齒輪(3)厚度相同,半月形滑塊(4)上的外弧與活塞齒輪(5)的齒頂圓弧相本文檔來自技高網
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    【技術保護點】
    一種雙向無連桿活塞往復運動機構,其特征是由兩個曲軸曲柄(1)、一個曲軸(2)、兩個曲軸齒輪(3)、兩個半月形滑塊(4)、兩個活塞齒輪(5)、四個氣缸套(6)、機體(7)、機體(8)、曲軸軸承座及軸承組成;具體是:將兩段曲軸曲柄(1)、一個曲軸(2)、兩個曲軸齒輪(3)按照圖4所示由鍵、鍵槽,過盈配合連接在一起組合成曲軸(9);將半月形滑塊(4)的凸起位置與曲軸(9)上的曲軸齒輪(3)的凹陷位置嵌合后裝入兩個活塞齒輪(5),將活塞齒輪(5)分別裝入四個氣缸套(6),兩個氣缸套(6)軸線一致要相對安裝,將四個氣缸套(6)裝入分別機體(7),缺口對曲軸方向,用曲軸軸承座、曲軸軸承將曲軸(9)的軸頸固定在機體(7)上,活塞、曲軸都呈水平方向,將機體(8)和機體(7)對合,成為一個整體。

    【技術特征摘要】
    1.一種雙向無連桿活塞往復運動機構,其特征是由兩個曲軸曲柄(1)、一個曲軸(2)、兩個曲軸齒輪(3)、兩個半月形滑塊(4)、兩個活塞齒輪(5)、四個氣缸套(6)、機體(7)、機體(8)、曲軸軸承座及軸承組成;具體是:將兩段曲軸曲柄(1)、一個曲軸(2)、兩個曲軸齒輪(3)按照圖4所示由鍵、鍵槽,過盈配合連接在一起組合成曲軸(9);將半月形滑塊(4)的凸起位置與曲軸(9)上的曲軸齒輪(3)的凹陷位置嵌合后裝入兩個活塞齒輪(5),將活塞齒輪(5)分別裝入四個氣缸套(6),兩個氣缸套(6)軸線一致要相對安裝,將四個氣缸套(6)裝入分別機體(7),缺口對曲軸方向,用曲軸軸承座、曲軸軸承將曲軸(9)的軸頸固定在機體(7)上,活塞、曲軸都呈水平方向,將機體(8)和機體(7)對合,成為一個整體。2.根據權利要求1所述的雙向無連桿活塞往復運動機構,其特征是有一個曲軸(9),曲軸(9)是兩段曲軸曲柄(1)由鍵、鍵槽,分別和與曲軸齒輪(2)過盈配合連接在一起,在曲軸(2)的兩端對向呈180度和曲軸(2)組合成的,形成的兩個曲拐分在曲軸軸...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:蔡吉洲
    申請(專利權)人:蔡吉洲
    類型:發明
    國別省市:山東;37

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