[发明专利]一种圆周运动与直线往复运动转换装置

说明书

技术领域

本发明属于机械传动领域，更具体的说，涉及一种圆周运动与直线往复运动转换装置。

技术背景

圆周运动转直线运动在工业生产中应用广泛，内燃机、光驱、机器人、冲压机等工业机械皆有运用，随着现代工业的发展特别是自动化技术的革新，对圆周运动与直线运动的转化需求日渐提高；目前圆周运动与直线运动的转换装置多采用曲轴、曲柄连杆等结构，但直线运动行程基本都受某一部件的旋转直径限制，且转化过程中速度均匀性不佳限制了其应用范围。

发明内容

1发明要解决的技术问题

本发明的目的在于解决现有技术传动转化过程中直线运动行程受某个部件旋转直径的限制及转化过程中速度线性变化不能够满足对匀速运动的需求。

2技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种圆周运动与直线往复运动转换装置包括齿轮、齿轮轴、传动装置和位置约束装置；所述位置约束装置包括限位基板和限位杆，限位基板上有可使齿轮轴穿过的轴孔，所述限位杆为位于限位杆一侧的圆柱结构，位置约束装置作为整个装置的固定部对装置起支撑作用；所述齿轮通过固定连接的齿轮轴穿过轴孔安装于与限位杆同侧位置；所述传动装置主体为椭圆环形结构且沿内环面分布有连续的齿轨，沿传动装置侧壁有由凹槽构成的与限位杆运动轨迹相适应的轨道；所述齿轮安装于传动装置环形内侧，且始终有与齿轨耦合的部分；齿轮转动带动传动装置时，相应限位杆位于轨道内并可根据齿轮传动状态沿轨道滑动，从而对齿轮与齿轨进行位置约束使之不至脱离。

更进一步地，所述轨道为封闭式道；限位杆根据传动状态在轨道内做循环运动。

更进一步地，所述轨道为开放式轨道；限位杆可沿轨道滑动；当上一个限位杆位于其轨道内出口附近位置时下一个限位杆位于其轨道内入口位置；当下一个限位杆完全进入与之相应的轨道时上一个限位杆从其轨道内脱离，脱离后的限位杆位于环内；限位杆交替滑入相应的轨道内。

更进一步地，所述限位杆有两个，位于轴孔轴心上下两侧设置，且限位杆与轴孔轴心最小间距大于齿轮半径；相应的，所述轨道有两个，位置分别于对应的限位杆运动轨迹相适应。

更进一步地，所述限位杆有四个，分别位于轴孔上、下、左、右四侧设置，且限位杆与轴孔轴心最小间距大于齿轮半径；相应的，所述轨道有四个，位置分别于对应的限位杆运动轨迹相适应。

更进一步地，所述传动装置主体为由上、下侧两个相互平行的长方体和左、右侧两个对称的半圆环组成的椭圆环形结构；所述齿轮直径小于左右两侧半圆直径。

更进一步地，所述限位装置有两个分别位于传动装置两侧，传动装置两侧相应位置均有相应导轨。

更进一步地，所述限位基板纵长大于椭圆上下两侧最大边距，使运动过程中传动装置上下两侧始终受限位基板位置限定。

更进一步地，所述限位杆顶端安装有轴承，所述轨道宽度与轴承直径相适应并可使轴承沿轨道滑动。

更进一步地，所述限位杆与轨道位置可互换。

3有益效果

采用发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种圆周运动与直线往复运动转换装置，通过齿轮与椭圆形齿轨的相互运动使得转化后的直线运动行程取决于椭圆形的长度，从而代替现有技术中直线运动行程受某一部件旋转直径的限制，使其在使用时节省对传动部所占空间的需求，体积较小，更适用于精细化设备应用。

(2)本发明的一种圆周运动与直线往复运动转换装置，通过将椭圆齿轨的长边设置为直线形从而获得更加稳定的线性输出。

(3)本发明的一种圆周运动与直线往复运动转换装置，通过椭圆齿轨上的半圆形齿轨段使其在与齿轮咬合的过程中通过齿轮与齿轨的半径优化缩短非线性输出的时间，进一步增加输出稳定性。

(4)本发明的一种圆周运动与直线往复运动转换装置，通过约束装置和轨道的设置，使齿轮在运动过程中能够始终保持咬合状态，防止故障发生。

附图说明

图1为实施例1中的一种圆周运动与直线往复运动转换装置组装结构示意图；

图2为实施例1中的一种传动装置结构示意图；

图3为实施例1中的一种位置约束装置结构示意图；

图4为实施例2中的一种传动装置结构示意图；

图5为实施例6中的一种传动装置结构示意图。

图6为实施例2中的一种位置约束装置结构示意图。

示意图中的标号说明