[发明专利]带辅助齿轮的圆周角传动装置

说明书

本发明带辅助齿轮的圆周角传动装置涉及的是一种连杆被省去，直轴替代了曲轴直接与活塞上的销轴相连，单曲柄替代了双曲柄，辅助齿轮传动消除了死点的圆周角传动装置。

机械传动中通常采用曲柄连杆机构，该机构因带有连杆，故部件多，尺寸大，连杆又要通过轴心运动，故其曲柄轴只好做成曲轴，曲轴制造困难，力学状态不佳，活塞的运动呈现非正弦变化。

本发明的目的是针对目前曲柄连杆机构存在不足之处提供一种新颖的带辅助齿轮的圆周角传动装置，该装置直轴替代了曲轴、单曲柄替代了双曲柄，采用辅助齿轮传动消除了死点，其结构比曲柄连杆机构更简单，实现了定轴转动与直线运动两者间的转化，并使直线运动符合正弦规律。

带辅助齿轮的圆周角传动装置是采取以下方案实现的：带辅助齿轮的圆周角传动装置主要结构由转子、机壳、活塞、曲柄轴、曲柄、活塞销、辅助齿轮构成，转子是由两个相互垂直的圆柱形筒组合而成，大圆柱形筒外圆柱面与机壳相配合，可在机壳内转动，轴向由机壳限位小圆柱形筒紧靠机壳部分是两个气缸，中部开有与气缸直径相当的圆孔，用来装置曲柄轴和曲柄。曲柄轴为直轴，曲柄的大头套在曲柄轴上，小头与活塞销相连，活塞套装在气缸内，曲柄轴与曲柄以销钉销定。机壳的内壁有一道环形的凹槽，在正上端和正下端部位凹槽被填平，它既起支撑作用，又起阀门作用，将流体在特定的时刻引入或引出，对于不可压缩流体(液体)和可压缩流体(气体)，机壳槽的位置和长度是不同的。辅助齿轮是一对内啮合齿轮，由内齿轮、外齿轮构成，在转子上有与转子同轴的内齿轮，在曲柄轴上有外齿轮，内齿轮与外齿轮相互内啮合。辅助齿轮以恒定的传动比同方向运转，转动状态与圆周角运动一致。外齿轮齿数与内齿轮齿数比为1∶2。

带辅助齿轮的圆周角传动装置对照曲柄连杆机构的传动有以下优点：1、因省掉了连杆，使机构整体化，简单化，2、曲柄轴为直轴简单易造，3、输出量依正弦规律变化，4、由于用了辅助齿轮，消除了死点，5、一个滑块兼作两个活塞，6、易制作旋转活塞式机构，配置阀门机构容易，另外与曲柄连杆机构一样主动件与从动件可以互易。

以下将结合附图对本发明作进一步说明。

图1是带辅助齿轮的圆周角传动装置结构示意图。

图2是带辅助齿轮的圆周角传动装置辅助齿轮传动结构示意图。

图3是带辅助齿轮的圆周角传动装置曲柄活塞销转子中心位置关系示意图。

图4是曲柄连杆机构示意图。

参照附图带辅助齿轮的圆周角传动装置主要结构由转子1、机壳2、活塞3、曲柄轴4、曲柄5、活塞销6、辅助齿轮7、8构成，转子1是由两个相互垂直的圆柱形筒组合而成，大圆柱形筒外圆柱面与机壳2相配合，可在机壳内转动，轴向由机壳限位。小圆柱形筒紧靠机壳部分是两个气缸，中部开有与气缸直径相当的圆孔，用来装置曲柄轴4与曲柄5。曲柄轴为直轴，曲柄5的大头套在曲柄轴4上，小头与活塞销6相连，活塞3套装在气缸内，曲柄轴4与曲柄销钉销定，曲柄轴4的转动带动曲柄5的转动，曲柄5的转动通过活塞销6带动活塞3的运动，活塞3一边滑动，一边转动，其轴线总通过中心O。机壳2的内壁有一道环形的凹槽，在正上端和正下端部位凹槽被填平，既起支撑作用，又起阀门作用，辅助齿轮是一对内啮合齿轮，由内齿轮7、外齿轮8构成，在转子1上有与转子同轴的内齿轮7，采用螺钉10固定在转子1上，在曲柄轴4上有外齿轮8，采用止位螺钉9固定在曲柄轴4上，两者相互内啮合，齿轮7的齿数是外齿轮8的齿数的2倍，故速比为2，当曲柄轴4以角速度ω旋转时，外齿轮的转速亦为ω，而内齿轮以及转子的转速为，两个齿轮的装配关系见附图2。

工作原理：圆周角传动参照附图3，表明了曲柄5，活塞销6的中心以及转子中心0的相对位置关系，设曲柄轴中心O₁与转子中心O的连线的长为a，当曲柄转动时，活塞销中心即动点P将随之转动，其运动轨迹为以O₁为圆心，a为半径的圆，其最高点为转子中心O，最低点为与之相对称的A，活塞的轴线总是在OP的连线上，必须通过O设P的起始位置为A，当O₁P逆时针转动一个角度α，到达B的位置时，曲柄的位置为O₁B，活塞的中心线为OB，在圆O₁中，∠AO₁B为所对的圆心角α，∠AOB为所对的圆周角β，故∠AO₁B＝2∠AOB，即α＝2β，这个关系在任何瞬时均成立。若曲柄以角速度ω旋转，则转子的转动角速度必为，这种速比恒为2的，转动角度有同弧上的圆周角与圆心角关系的传动，被申请人命名的“圆周角传动”。若∠AO₁B＝90°，则∠AOB＝45°