[实用新型]往复直线运动与圆周运动相互转换的装置

说明书

本实用新型涉及一种用于内燃机的一种往复直线运动与园周运动相互转换的装置，可用于汽油发动机、柴油发动机中替代曲轴连杆机构，也可以用于活塞往复式压缩机，部份机床中替代曲轴连杆机构。

目前，在内燃机（汽油机、柴油机）、机床、活塞往复式压缩机等整机上均采用曲轴连杆机构，进行往复直线运动与园周运动的相互转换，这种机构使整机结构复杂，体积大、笨重、效率低，由于曲轴连杆机构摆动，摆幅大，润滑要求严格，运行的安全可靠性差。

本实用新型的目的在于：设计一种往复直线运动与园周运动相互转换的装置，以替代曲轴连杆机构，从而使内燃机整机结构更简单，紧凑，效率高，运行安全可靠。

本实用新型是这样来实现其目的的：它包括有能与作往复直线运动的部件（如活塞等）相装联的两根调头平行配置的结构相同的齿条，装于两齿条之间的非全园齿轮，支承非全园齿轮的传动轴，齿条和非全园齿轮的齿、齿槽呈一一对应设置，工作时相互啮合和平稳挂接、脱离。

本实用新型还可以这样来实现其目的：两条齿条两端分别有1－2颗齿比其上的其他标准齿短，其齿顶界于其他标准齿的齿顶线和分度线之间，且齿条每端的齿均比其他标准齿厚30－60％。

本实用新型的两齿条上设计有与整机上作往复直线运动的部件相装联的螺孔。

本实用新型的非全园齿轮的无齿部分的直径等于有齿部分的根园直径，其有齿部分的齿数比其相应全园齿轮的齿数的一半少1－2颗齿。

本实用新型的非全园齿轮两头的齿比其上的其他标准齿厚30－60％，且比其他标准齿短，其齿顶界于其他标准齿的齿顶园和分度园之间。

由于本实用新型具有上述结构，应用时，将结构相同的两齿条调头平行地配置，与内燃机（汽油发动机、柴油发动机等）的往复直线运动部件，如活塞等（当然活塞的结构要作相应的改变），通过螺钉联接机构紧固地相装联，在两齿条间装上相互啮合的非全园齿轮，非全园齿轮与齿条之间的齿、齿槽呈一一对应设置，齿条两端分别有1－2颗齿比其上的标准齿短，非全园齿轮两头的齿也比其上的其他标准齿短，且齿条两端和非全园齿轮两头的齿均比其上的其他标准齿加厚。齿条、非全园齿轮两头的齿起到可变凸轮的作用，使齿条和非全园齿轮互相推动，从而使齿条和非全园齿轮之间交替平稳挂接和脱离，即在运动部件活塞的每一行程运动过程中，只有其中一根齿条与非全园齿轮挂接，另一根齿条与非全园齿轮则处于脱离状态，在回复行程中，非全园齿轮与两根齿条挂接脱离的情况互易，这样就完成一个往复直线运动过程。当内燃机的燃气膨胀时，即作功冲程，齿条推动非全园齿轮，当吸气、压缩、排气冲程中，由非全园齿轮推动齿条，从而实现了运动部件如活塞的往复直线运动与非全园齿轮的园周运动的相互转换过程，替代了曲轴连杆机构的作用。因此，由于非全园齿轮、齿条可装于气缸内，省掉了与曲轴连杆相关连的部件和运动副，整机结构简化，紧凑，在同等情况下，体积只有原内燃机体积的 1/2 － 1/4 ，重量减为 1/3 。由于运动副和另部件减小，相互摩擦损耗也大大减少，齿轮齿条传递力效率高，与同等情况的原内燃机相比，效率可提高1－3％，功率要大1－10％。此时，由于运动过程的性质变化，不会出现摆移、不同心园周运动和松脱问题，对润滑也要求不严格，整机运行十分安全可靠。

下面结合附图和实施例加以进一步描述，但本实用新型的具体实施方案并不仅限于附图和本例中的具体描述。

图1是本实用新型的一种结构图（非全园齿轮与传动轴结合为一整体的结构）；

图2是本实用新型图1中的A－A视图；

图3是本实用新型的非全园齿轮与传动轴为独立部件时的结构；

图4是本实用新型用于内燃机上的使用状态图。