[实用新型]一种滑槽-齿轮和齿条传动机构

说明书

本发明的一种滑槽‑齿轮和齿条传动机构，是一种将活塞往复直线运动转换为主轴圆周运动的机械传动机构，其结构特征为：主轴安装在支座和壳体的一侧壁上，支座一侧的主轴端部设置扇形齿轮，扇形齿轮一侧面上设置转动臂，A齿条一侧面借助A短横梁和凹状滑槽以及B短横梁与B齿条一侧面连接，转动臂上的导向圆柱交替进入和滑出凹状滑槽，扇形齿轮交替与A齿条和B齿条啮合，传动轴和定位轴依次安装在主轴两侧壳体侧壁上，传动轴上设置传动齿轮，定位轴上设置定位齿轮，每两个相邻的传动齿轮皆与双面齿条的两个齿面啮合，每个定位齿轮与其相邻的双面齿条啮合；A齿条和B齿条以及双面齿条的端部通过连接杆与壳体上的各个缸体内的活塞连接。

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的圆周运动的机械传动机构，特别涉及一种滑槽- 齿轮和齿条传动机构，以替代现有的曲轴(柄)-连杆传动机构。

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、传统的曲轴连杆机构中，活塞上的作用力经过多次分解才能转化为驱动曲轴曲柄旋转的切向力，理论分析和实际应用测试表明，作用在活塞上的最大作用力只有百分之二十左右分解为驱动曲轴曲柄旋转的切向力，即只有约五分之一的最大作用力驱动曲轴输出最大扭矩，反之，曲轴的最大转动惯性力也只有五分之一左右转换为驱动活塞往复运动的作用力，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、传统的曲轴(柄)连杆机构中，活塞上的作用力被分解为沿连杆轴线方向的作用力和作用在缸壁上的侧压力，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，使传动机构产生交变冲击力，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，本发明提供了一种滑槽-齿轮和齿条传动机构。

发明内容

按照本发明提供的一种滑槽-齿轮和齿条传动机构主要机件包括：主轴及其柱面上设置的扇形齿轮和转动臂、A齿条和B齿条及其两者之间的凹状滑槽、传动轴及其柱面上设置的传动齿轮、双面齿条、定位轴及其柱面上设置的定位齿轮。主轴一端部的柱面上设置与其同轴的扇形齿轮，在贴近扇形齿轮的一侧面处设置支座，支座安装在壳体的内壁上，主轴安装在支座和壳体的一侧壁上并延伸到壳体的外侧；在扇形齿轮另一侧面的主轴柱面上设置转动臂，在转动臂的另一端部设置有导向圆柱，导向圆柱的轴线与主轴主轴线平行；在扇形齿轮径向两侧分别设置A齿条和B 齿条，扇形齿轮能交替与A齿条的A短齿面和B齿条的B短齿面啮合；在A齿条与B齿条之间设置由A 槽帮和B槽帮以及底板构成的凹状滑槽，A齿条的一侧面借助A短横梁和凹状滑槽以及B短横梁与B齿条的一侧面连接；导向圆柱能周而复始地进入和滑出凹状滑槽的A开口端和B开口端，导向圆柱借助凹状滑槽驱动A齿条和B齿条进行往复直线运动；数根所述传动轴和两根定位轴分别依次安装在主轴两侧的壳体的两侧壁上，每根传动轴的柱面上分别设置传动齿轮，A齿条的A长齿面和B齿条的B长齿面分别与其匹配的传动齿轮啮合，其他各个相邻的传动齿轮皆与双面齿条的两个齿面啮合；两个定位齿轮分别与排列在最外侧的双面齿条啮合；A齿条的一端部或两端部和B齿条的一端部或两端部通过连接杆与壳体上相对应的各个缸体中的活塞连接，每根双面齿条一端部或两端部也通过连接杆与壳体上的缸体中的活塞连接，每个活塞的往复直线运动即将转换为扇形齿轮的旋转运动，反之，又将扇形齿轮的旋转运动转换为每个活塞的往复直线运动。