[发明专利]齿轮摆动的活塞往复直线运动的传动方法

说明书

内燃机活塞的往复直线运动转换成旋转运动的方法，可以利用连杆，曲轴来完成，也可以利用齿圈，齿轮来进行传动。

美国专利US 4395977便是利用齿圈，齿轮传动的，在该专利中的图9、图10方案中所利用的摆动齿轮进行齿圈换向运动的传动方法，当其齿圈高速往复运动时，其两头弧形弯曲部份的齿和齿轮进行啮合传动时会受到很大冲击，造成齿的快速磨损，以至损坏。为了解决这种情况，本发明采用见图1、图2、图5所示传动系统并配合啮合深度控制面，来构成另一种运动转换的传动方法。

下面依照附图分述如下，在图中，图1是齿轮直线摆动传动系统示意图；图2是齿轮直线摆动传动系统剖面图；图3是带啮合深度控制面的齿圈、齿轮示意图；图4是齿轮摆动传动系统的四个运动状态图；图5是齿轮弧形摆动传动系统示意图；图6是齿轮摆动传动系统的复合运用示意图。

齿轮直线摆动的传动转换方法：

在图1中，当活塞(1)和齿圈(2)一起直线运动时，就会通过啮合带动齿轮(4)旋转，这时和齿轮(4)同轴连在一块的齿轮(5)就会啮合带动齿轮(9)、(11)转动；反过来，当齿轮(11)转动时，也会通过齿轮(9)、(5)的啮合带动齿轮(4)，从而将齿圈(2)和活塞(1)推动作直线运动。在齿圈(2)直线运动时，为了使齿轮(4)能够围绕齿圈(2)的齿迹作循环滚动，本传动方法采用摆动装置系统并配合条形管制系统来使齿轮(4)左右直线摆动，从而达到循环滚动的目的。

在图1中，当齿轮(4)直线摆动的时候，其圆心和旋转动力输出轴齿轮(11)的圆心，将会发生距离长度的伸张和缩短(即齿轮(4)自身的位置会离齿轮(11)远一些或靠近一些)，为了在两者距离位置伸缩以后还能继续传动旋转转动，在摆动装置中还用齿轮(9)和伸缩上臂(8)，伸缩下臂(10)(见图1和图1的剖面图图2)来构成齿轮伸缩臂，以便使齿轮(4)左右摆动后还可以旋转转动。

在图1和剖面图图2中，条形管制轨迹用来管制齿轮(4)并使其能围绕齿圈(2)的齿迹作循环滚动。其由固定在齿圈(2)上的若干个长条形轨迹，(3A)、(3B)、(3C)、(3D)(参见图1和剖面图2，图2中的(14)为系统机构的机体)，推杆(6)和装在推杆上的滚动轮柱(7A)、(7B)、(7C)、(7D)构成，滚轮柱(7A)、(7B)、(7C)、(7D)分别在条形管制轨迹(3A)、(3B)、(3C)、(3D)四周的边缘上作滚动转动，其滚动转动时管制着齿轮(4)和齿圈(2)的四种啮合运动状态，见图4所示。

下面我们结合图4的a、b、c、d四个运动状态来说明一下往复运动时的传动情况：

在图4的a中，齿轮(4)按顺时针方向转动时，它将带动齿圈(2)向上运动，在这种情况下，当齿圈(2)向上运动时带动条形管制轨迹(3A)、(3B)一起向上运动，在这时，由于滚动滚轮柱(7A)、(7B)在管制轨迹的左边，于是将齿轮(4)管制在齿圈(2)的左边齿侧。当齿圈(2)向上运动到其底部与齿轮(4)相啮合时，(见图4、b)这时管制轨迹(3A)、(3B)便滑到滚动滚轮柱(7A)、(7B)的上边，从而使齿轮(4)被管制在齿圈(2)的底部齿侧。同时由于齿轮(4)是顺时针转动，而齿圈(2)只能上下直线运动而不能左右移动，所以齿轮(4)便开始向齿圈(2)的右侧滚动摆动。当齿轮(4)滚动到齿圈(2)的右侧齿时，(见图4、c)并且齿圈(2)向下运动，滚动滚轮柱(7A)、(7B)便贴在条形管制轨迹(3A)、(3B)的右侧滚动并将齿轮(4)管制在齿圈(2)的右侧齿侧，当齿圈(2)反过来向下运行到其上部与齿轮(4)相啮合时(见图4、d)，情况又同图4、b时相同，齿圈(2)不能左右移动、齿轮在顺时针方向转动时，只能向左滚动摆动，并使滚动滚轮柱(7A)、(7B)处在条形管制轨迹(3A)、(3B)的顶部，将齿轮(4)管制在齿圈(2)的顶部齿侧并向左滚动摆动，过渡到图4、a状态。至此系统运行一周结束，并继续重复上述循环。

在上面图1的传动系统中，当齿圈(2)和齿轮(4)啮合时，为了使两者的齿在啮合的时候可以保持一定的距离间隙，免遭齿圈(2)上下运动和齿轮(4)左右摆动时对两者的齿的冲击力，本传动方法还在齿圈(2)和齿轮(4)两者的齿迹的一边各加有一周啮合深度控制面，见剖面图图2中的(12)、(13)所示，它是一高度仅有齿圈(2)和齿轮(4)的齿迹一半高度的环形阶面。见图3所示：在齿圈(2)上和齿迹并行排列一周；在齿轮(4)上和齿轮的齿迹边并行排列一周。

齿轮弧形摆动的传动方法：