[发明专利]一种组合齿条-组合曲轴的转换机构

说明书

本发明的一种组合齿条‑组合曲轴的转换机构，组合曲轴的前主轴颈和后主轴颈、传动轴及转向轮轴安装在曲轴箱的箱壁上，与传动轴上的主齿轮啮合的转向轮轴上的转向齿轮带动辅助齿轮交替与组合曲轴的前扇齿环啮合，传动轴上的副齿轮交替与组合曲轴的后扇齿环啮合，其一端部的连杆圆环安装在连杆轴颈上的组合齿条的首段齿条和末段齿条依次与传动轴的主齿轮交替啮合；安装在传动轴的两个导向板的短导轨分别置于组合齿条两侧的限位槽中；与传动轴上的驱动齿轮啮合的驱动齿条两侧的限位扁杆分别安装在驱动齿轮两侧的传动轴上，两个限位扁杆之间的转轴置于驱动齿条的背面上，各驱动齿条分别与活塞铰接，构成只有一套组合曲轴的多个汽缸的发动机组。

技术领域

本发明涉及一种将活塞的往复直线运动转换为曲轴圆周运动的机械装置，特别涉及一种组合齿条-组合曲轴的转换机构，以替代现有的曲轴（柄）-连杆转换机构。

背景技术

目前，活塞式内燃机（发动机）普遍采用曲轴-连杆机构将活塞的往复直线运动转换为圆周运动，但是，曲轴-连杆机构还存在一些难以克服的缺陷，有待进一步改进和优化：

1、在传统的曲轴连杆机构中，汽缸中作用在活塞上的燃气爆发力经过多次分解才能转化为驱动曲轴的曲柄旋转的切向力，理论分析和实际应用测试表明，当作用在活塞上的最大燃气爆发力到达最大值时，最大燃气爆发力只有百分之二十左右分解为垂直于曲柄半径的切向力，即只有约五分之一的最大燃气爆发力驱动曲柄和曲轴旋转并输出扭矩，因此，传统的曲轴连杆机构将活塞的往复直线运动转换为圆周运动的效率很低；

2、在传统的曲轴（柄）连杆机构中，作用在活塞上的燃气压力被分解为沿连杆轴线方向的作用力和垂直于汽缸轴线方向作用在缸壁的侧压力，作用在缸壁的侧压力增大了活塞与缸壁之间的侧向摩擦力，加速了汽缸壁侧向磨损，会造成“卡缸”使活塞无法工作，缩短了汽缸的使用寿命；

3、传统的曲轴连杆机构中连杆摆动产生的不平衡回转质量和回转运动，使活塞与汽缸壁及转动接触面产生交变冲击力，增大了各个部件间的不均匀摩擦和撞击，不仅影响发动机的输出功率，而且使发动机产生较大的振动和噪声。

为了克服传统曲轴-连杆机构上述的缺陷，本发明提供了一种组合齿条-组合曲轴的转换机构。

发明内容

本发明提供的一种组合齿条-组合曲轴的转换机构，主要构件包括由前主轴颈和后主轴颈、两个曲柄及其前扇齿环和后扇齿环以及连杆轴颈构成的组合曲轴、带有主齿轮和副齿轮的传动轴、带有转向齿轮和辅助齿轮的转向轮轴以及由无齿的中段齿条及其两端部的首段齿条和末段齿条构成的组合齿条。前主轴颈和后主轴颈以及传动轴和转向轮轴分别安装在曲轴箱的两侧壁上，转向轮轴上的转向齿轮与传动轴上的主齿轮啮合，转向轮轴上的辅助齿轮交替与曲柄上的前扇齿环啮合，传动轴上的副齿轮交替与另一曲柄上的后扇齿环啮合；组合齿条的首段齿条端部的连杆圆环安装在组合曲轴的连杆轴颈上，组合齿条的首段齿条和末段齿条依次与设置在传动轴上的主齿轮交替啮合；在组合齿条两侧面上分别设置限位槽，在主齿轮两侧的传动轴上分别设置带有短导轨和转动圆环的导向板，每个导向板的转动圆环分别安装在主齿轮两侧的传动轴的柱面上，每个导向板的短导轨分别置于组合齿条两侧面的限位槽中。在曲轴箱一侧或两侧设置附加缸体，传动轴延伸到附加缸体中，在附加缸体中的传动轴的柱面上等间距安装一个以上的驱动齿轮，每个驱动齿轮与驱动齿条啮合，在每根驱动齿条两侧的传动轴的柱面上安装限位扁杆的限位圆环，每根驱动齿条的背面上的转轴的两端部分别安装在两个限位扁杆的限位圆孔中。

本发明提供的一种组合齿条-组合曲轴的转换机构，其中，在前主轴颈和后主轴颈的一端部分别安装曲柄，前扇齿环和后扇齿环分别安装在两个曲柄的轮缘上，前扇齿环和后扇齿环的形状相同，连杆轴颈的两端部分别安装在两个曲柄的内侧面上，连杆轴颈的轴线与前主轴颈的轴线和后主轴颈的轴线平行，前扇齿环和后扇齿环的中心线以及两个曲柄中心线与前主轴颈轴线和后主轴颈的轴线重合，后扇齿环的分度圆的半径加上副齿轮的分度圆半径之和等于前主轴颈和后主轴颈的共轴线与传动轴的轴线之间的距离。