[实用新型]直线往复运动变圆周匀速运动的机构

说明书

本实用新型属于运动传动装置。

目前解决直线往复运动变园周运动的方法，一是用曲柄连杆机构，如活塞发动机的连杆和曲轴，其缺点是过上、下止点靠飞轮惯性，转速不均，作功小，活塞与气缸有侧压磨损；中国专利ZL93201421.6名称为直轴发动机，是利用环形齿条交替往复推拉直轴上的被动齿轮使直轴转动，虽然克服了曲轴连杆机构带来的很多缺点，但为了保证直轴两侧的齿条交替啮合与脱离，要附加协调控制机构，这就增加了整个机件的重量和复杂程度。

针对上述现有技术存在的不足之处，本实用新型提出一种直线往复运动变园周匀速运动的机构，它用极简单的传动构件就能实现两种运动的变换。

本实用新型的目的以下述措施达到：该机构有一个两侧带内直齿的齿条架及一个与之相啮合且带有半圈齿形的齿轮，当齿轮与齿条架的一侧直齿啮合时，另一侧的直齿正好与齿轮脱齿，在齿条架的两内直齿段未端各活动镶嵌有一自动离合齿块，并且按斜对角线设置。上述齿条架的内直齿段至少应等于齿轮上的有齿形的弧长段，它们的齿形最好采用锯齿形。自动离合齿块上面至少有三个齿形。

下面结合本实用新型的实施例及其附图作进一步说明。

图1为本实用新型的立体图。图2为正面结构示意图。图3为机构运动示意图，其中a所示为齿条架(1)运动到上止点时的状态，b是齿条架(1)运动到下止点时的状态。图4为本机构使用在发动机中代替原来的曲轴连杆机构的实施例示意图，虚线部份是使用本机构后省去的曲轴连杆，并且气缸的体积也减小为原有的三分之一以下。

如图所示，本实用新型提出的直线往复运动变园周匀速运动的机构是一种非常简单而实用的传动机构，它有一两内侧为直齿段，上、下两端为半园，闭合形成一个内椭圆形的齿条架(1)，其顶端可通过螺孔(8)与直线往复运动件，如活塞固接。靠轴键(3)固联于直轴(4)上的半圈齿轮(2)装于齿条架的椭圆形中，齿条架两侧直齿与半圈齿轮啮合。装配位置是：齿轮位于齿条架任一端时，有齿的半圈应正对齿条架的另一端，且齿轮有齿段上一端的三个齿应与弹性安装的自动离合齿块(5)啮合，另一端则刚好与内直齿段脱齿。自动离合齿块有二件，成斜对角线设置，作用是使齿条架到达上、下止点时确保有三个齿能顺利与之啮合。自动离合齿块背后连有回位弹簧(6)及调整螺丝(7)。

本实用新型提供的上述实施例，由于齿轮通过齿条架的内直齿段与直轴上的半圈齿轮组成一侧啮合另一侧脱齿的结构，即使齿条架到达上、下止点开始回返时，因齿轮继续同向转动，所以不会出现突然停顿或减速的现象，转速均匀顺畅，用于替代现有活塞发动机连杆曲轴，可使发动机体积减小30％，重量减小25％，功率增大15～30％，并起动迅速，活塞在气缸内运动无侧压磨损，可延长发动机的寿命。

工作原理如下：齿条架运动到上止点位置时(如图3中a所示)，齿轮的右侧齿脱开，左侧齿啮合。当齿条架上行时，由于左侧齿为啮合状态，就推动齿轮逆时针转动，又由于右侧齿与齿条架已脱离，并进入无齿段，故不会影响齿条架与齿轮的逆向啮合运动。当到达下止点时(如图3b所示)，齿轮右侧三个齿通过齿条架右侧的离合齿块进入啮合，而这时齿轮左侧正好与齿条架脱离啮合。齿条架上移时正好与上述相反，由左侧啮合推动齿轮继续逆时针转动，循环往复，本机构将发动机的热能转换为机械能通过直轴输送出去。