[实用新型]旋转运动和往复直线运动的新型传动装置

说明书

本实用新型属于一种机械传动设备，具体涉及旋转运动与往复直线运动相互转换的一种传动装置。

众所周知，本实用新型作出之前，在旋转运动与往复直线运动相互转换的现有技术中广泛采用的是曲轴连杆传动技术，例如在活塞中的应用。而这种传动技术存在几个矛盾：一是连杆摆动引起活塞与缸壁间的侧向磨损与体积的矛盾。如果将连杆直接与活塞相连(如：内燃机、单工空压机等)，虽可使设备获得较小体积，但易产生缸壁沿圆周方向的非线性磨损，不利密封；如果活塞通过一根轴杆(或称活塞杆)与连杆连接(如：双工空压机等)，虽可消除活塞与缸壁间因连杆的摆动引起的侧向磨损，但体积要比前者大得多。二是交变惯性引起的振动，磨损与体积的矛盾。往复直线运动的物体具有交变惯性，虽然通过减少单缸容积、增加缸数、采用平衡措施可消除冲击振动，但交变惯性引起的磨损，对于活塞与连杆直接相连的设备是难以采用缓冲措施来进一步降低的。对活塞通过活塞杆与连杆相连接的设备虽可采用缓冲措施，但体积要比前者大得多。三是运动特性与经济效益的矛盾。作为内燃机，要使进入气缸内的燃料的热能高效地转变成机械能，必须使燃料在尽可能高的压缩比下燃烧，而且必须完全燃烧。由于燃料的燃烧需要一定的时间，这就要求活塞在上止点时有个静止的时间，由于曲轴连杆传动机构曲轴的旋转运动与活塞往复运动之间的连续性，它不能给活塞提供一个静止的时间，因而不能保证进入气缸的燃料完全地燃烧，也不能高效地将热能转变成机械能。也因此不能有效地采用废热回收技术来提高内燃机的经济效益。

本实用新型的目的是提供一种旋转运动和往复直线运动的新型传动装置，这种机械传动装置能使用在多种场合，它能使旋转运动与往复直线运动相互转换，如果使用在活塞上，它既能缩小设备的体积、消除活塞与缸壁间的磨损，同时，还可采用缓冲技术来进一步降低磨损；对于内燃机来说，还可为活塞在上止点时提供一定的静止时间，以保证进入气缸的燃料能在同一高压缩比下完全地燃烧，高效地把热能转变成机械能，并为废热回收利用创造了条件。

本实用新型的目的是通过下述技术方案完成的：

本实用新型是一种旋转运动和往复直线运动的新型传动装置，其结构要点是：该传动装置由曲轴、游子、游子框及连接在游子框左右框边上的推杆四部分构成；曲轴安装在曲轴座上，它由主曲颈、曲柄、次曲颈组成；游子框及位于游子框内的游子安装在曲轴的两个曲柄之间，次曲颈与游子联接，游子框的上、下部位设有游子框的活动槽。工作时，曲轴作为主动轴由动力带动，然后由次曲颈带动游子同时作旋转运动。游子框在游子的运动带动下，在游子框活动槽内作往复直线运动，如果在推杆的两端安装上活塞的话，推杆就会推动活塞在气缸内作往复直线运动，从而达到本实用新型的目的。

本实用新型在具体实施时，推杆截面形状为圆形或方形。

本实用新型在具体实施时，游子外形为方形，游子框竖框边内表面为平面形。

本实用新型在具体实施时，游子外形也可以为圆筒形，游子框竖框边内表面的凹面为弧形。

本实用新型的传动装置至今末见公开报道和公开使用，它具有传动结构合理、使用效果好的优点，如果将该传动装置替代现有曲轴连杆机构用在活塞上，那么具有下述特点：

1、一个曲拐构成的曲轴、游子、游子框传动机构，可同时推动两只活塞进行工作，平均单缸的体积和重量比曲轴连杆机构的要小许多，且消除了活塞与缸壁间的侧向磨损。

2、本实用新型的交变惯性比活塞与连杆直接连接的设备大，但易采用缓冲技术来降低或消除它的冲击影响。如能将绝大部份冲击影响消除的话，作为内燃机完全可以采用一种共模结构的形式(即：多缸发动机的活塞共用一个曲拐，各气缸围绕曲轴按相等的夹角分布，各缸沿曲轴轴向的中心距离可小于缸孔的直径)，使发动机的体积和重量得到更多的降低。

3、如果用于二冲程发动机可不必采用缓冲技术，因一缸处于作功行程，另一缸必处于压缩行程，对气体的压缩就是对活塞惯性的缓冲。

4、当本实用新型中的游子采用滚筒形、游子框竖框边内表面中部采用凹弧形，游子在凹弧形面滚动时，活塞将停留在上止点保持不动，这就为燃料的完全燃烧、高效地把热能转变成机械能提供了保障，也为有效地采用废热回收再利用技术创造了有利条件。由于将燃料的燃烧时间从压缩时间和作功时间中分离出来，这就为高效新型内燃机即五期发动机(将发动机的一个工作周期划分为吸气期、压缩期、燃烧期、作功期、排气期)或三期发动机(压缩期、燃烧期、作功期)等的产生奠定了技术基础。

下面结合附图通过实施例对本实用新型作进一步详细介绍。