專利名稱：：非圓齒輪機構傳動式差速發(fā)動機的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種以機械傳動實現能量轉化的技術，具體涉及一種以圳鵬輪機構傳動實現差速的發(fā)動機。技術背景(一)、曲柄連桿式發(fā)動機當今人類應用最廣泛的發(fā)動機為曲柄連桿式發(fā)動機。在這種發(fā)動機的作功行程中，燃氣產生的壓力很大部分分解成作用于各機件^5力接觸面的分力而損失掉。這種情況會使發(fā)動機的動力性和經濟性受到嚴重帝,，也使得發(fā)動機的絲受到影響。(二)、汪克爾發(fā)動機汪克爾發(fā)動機為一種轉子發(fā)動機，它是通過燃氣沖擊轉子在不規(guī)則缸腔內連續(xù)運轉來帶動離心軸轉動而實現作功的，它雖然在運轉中沒有往復慣力，但也沒有解決燃氣壓力分解的問題。在作功纟Tf呈中，燃氣對轉子的壓力仍是很大部分通過轉子作用于缸壁形成磨擦力而損失掉。汪克爾發(fā)動機存在著油耗高，密封性差和壽命短等沉疴，現在已基本停止生產。(三)、其他發(fā)動機現有可査的發(fā)動機設計方案中，也有個別在某些方面解決了傳統(tǒng)發(fā)動機存在的問題的。但都存在諸如g機件過多、小部件承受載荷過大、高溫介質灼損4專動部件、運行中自行瀉壓等問題。由^H之，現有發(fā)動機技術存在著較大的可提升空間。
發(fā)明內容本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種結構簡單、能量轉化率高的非圓齒輪機構傳動式差速發(fā)動機。本發(fā)明采取的技術方案是非圓齒輪機構傳動式差速發(fā)動機，包括氣缸、轉件、輸出軸、傳動齒輪組，傳動齒輪組包括一對嚙合的等大圓齒輪和一對嚙合的等大橢圓齒輪，橢圓齒輪I與橢圓齒輪II嚙合，圓齒輪I與圓齒輪II嚙合，橢圓齒輪I與圓齒輪I為相互轉動的同軸安裝結構，橢圓齒輪n與圓齒輪n呈一體固定連接；轉件i和轉件n交叉置于缸腔內，轉件i與輸出軸呈固定連接，輸出軸穿過轉件n及圓齒輪i后，其一端與橢圓齒輪i呈固定連接，圓齒輪i與可繞輸出軸轉動的轉件n呈固定連接。戶脫糊N圓齒輪機構傳動式差速發(fā)動機，輸出軸的軸心線通過圓齒輪i的圓心和橢圓齒輪i的一個焦點；圓齒輪n和橢圓齒輪n安裝于定位軸上，定位軸的軸心線通過圓齒輪n的圓心和橢圓齒輪n的一個焦點。戶腿糊ffl齒輪機構傳動式差速發(fā)動機，輸出軸穿過橢圓齒輪i的一個焦點，以及定位軸穿過橢圓齒輪n的一個焦點；上述兩個焦點的連線剛好通過橢圓齒輪i和橢圓齒輪n嚙合點，初始狀態(tài)時，該嚙合點為兩個焦點連線的中點。所述的非圓齒輪機構傳動式差速發(fā)動機，二個轉件的葉片初始狀態(tài)夾角ZAOB=a，ae(0°,90°)，橢圓齒輪節(jié)曲線的一個焦點到短軸二端點的夾角|3=90o+a。戶皿的非圓齒輪機構傳動式差速發(fā)動機，轉件i和轉件n均為帶有成i8o°角的兩個葉片的蝶形轉件。所述的非圓齒輪機構傳動式差速發(fā)動機，橢圓齒輪副可采用卵形齒輪副或由偏心圓齒輪及其共軛齒輪組成的傳動副等封閉非圓齒輪副代替。戶腿糊ffl齒輪機構傳動式差速發(fā)動機，戶腿的傳動齒f^且中加設變速齒輪，傳動齒輪組的結構如下包括一對嚙合的等大橢圓齒輪in和橢圓齒輪w，以及二個等大的圓齒輪in和圓齒輪w，以及三個等大的圓齒輪v、圓齒輪vi和圓齒輪vn;與轉件n固定連接的圓齒輪m和與輸出軸固定連接的圓齒輪iv為相互轉動的同軸安裝結構；圓齒輪v和橢圓齒輪iv固定安裝于定位軸上，定位軸的軸心線通過橢圓齒輪iv的一個焦點和圓齒輪v的圓心；圓齒輪vn與圓齒輪iv相嚙合，圓齒輪vi分別與圓齒輪v和圓齒輪n湘嚙合，定位軸的軸心線通過橢圓齒輪m的一個焦點以及圓齒輪vn和圓齒輪vi的圓心，橢圓齒輪in和圓齒輪vn呈一體固定安裝于定位軸上，圓齒輪VI與圓齒輪VII為相互轉動的安裝結構。戶腿糊|=圓齒輪機構傳動式差速發(fā)動機，二個等大的圓齒輪的直徑和齒數分別為三個等大的圓齒輪的直徑和齒數的倍。本發(fā)明的有益效果是1.本發(fā)明采用的轉件結構意味著燃氣壓力將垂直作用于轉件的葉片推動輸出軸作功。因此，燃料能量轉化率高，節(jié)能效果明顯。2.本發(fā)明轉件單向連續(xù)轉動，傳動機構簡單，無離M置，運行平穩(wěn)。3.本發(fā)明總體結構簡單，密封性好，傳動部件置離高溫介質，不易損壞，便于維護，使用壽命長。4.本發(fā)明非圓齒輪副可以采用橢圓齒輪副、卵形齒輪副或由偏心圓齒輪及其共軛齒輪組成的傳動副等封蹈^圓齒輪副，它們均可變傳動比傳動，實現差速。5.本發(fā)明若在傳動齒輪組中加置相應的變速齒輪，可改變發(fā)動機的工作頻率。圖1為本發(fā)明非圓齒輪機構傳動式差速發(fā)動機裝配結構示意簡圖。圖2為本發(fā)明非圓齒輪機構傳動式差速發(fā)動機剖視圖。圖3為本發(fā)鵬ffl齒輪機構傳動式差速發(fā)動機在初始狀態(tài)下傳動齒輪組的齒輪嚙合瞎況示意圖。圖4為本發(fā)明非圓齒輪機構傳動式差速發(fā)動機的轉件初始交叉形態(tài)示意圖。圖5為本發(fā)明另一實施例傳動齒輪組的結構示意圖。圖中，l輸出軸；2缸體；3轉件I;4轉件II;5缸蓋；6圓齒輪I;7橢圓齒輪I;8圓齒輪II;9橢圓齒輪II;10定位軸；11葉片；12軸承；13定位鍵；14圓齒輪III;15圓齒輪W;16橢圓齒輪III;17橢圓齒輪IV;18圓齒輪V;19圓齒輪VI;20圓齒輪VH;21定位軸。具體實M式如圖1和圖2所示，本發(fā)明非圓齒輪(以下以橢圓齒輪為例)機構傳動式差速發(fā)動機，主要部件包括氣缸、蝶形轉件、輸出軸、傳動齒輪組。傳動齒輪組由一對嚙合的等大圓齒輪和一對嚙合的等大橢圓齒輪組成，圓齒輪的直徑與橢圓齒輪的長軸(均指節(jié)曲線)相等。傳動齒輪組中，橢圓齒輪I7與橢圓齒輪I19嚙合，圓齒輪I6與圓齒輪I18嚙合，橢圓齒輪I7與圓齒輪I6可同軸相互轉動，橢圓齒輪I19與圓齒輪I18呈一體固定連接。蝶形轉件I3和蝶形轉件I14交叉置于缸體2和缸蓋5扣合形成的缸腔內，蝶形轉件I3通過定位鍵13與輸出軸1呈固定連接，輸出軸1穿過蝶形轉件H4及圓齒輪I6后，其一端與橢圓齒輪I7呈固定連接，蝶形轉件II4可繞輸出軸1轉動，圓齒輪I6與蝶形轉件II4呈固定連接。另外，輸出軸1和定位軸10上安裝有軸承12。如圖3所示，輸出軸1的軸心線通過橢圓齒輪I7的一個焦點02，定位軸10的軸心線通過橢圓齒輪I19的一個焦點0,。橢圓齒輪I7和橢圓齒輪I19嚙合點C在Jd^兩個焦點Oi和02的連線上，初始位置時，該嚙合點C為該連線(^02的中點。如此設計結構可保證橢圓齒輪I7和橢圓齒輪I19始終處于正常的嚙合狀態(tài)。本發(fā)明原理如下如圖1和圖2所示，輸出軸1的軸心線通過圓齒輪I6的圓心和橢圓齒輪I7的一個焦點。定位軸10的軸心線通過圓齒輪I18的圓心和橢圓齒輪I19的一個焦點。如圖4所示，設初始狀態(tài)下(一個行程開始時，此時二橢圓齒輪的傳動比為1:1)二轉件的葉片ll夾角ZAOB^a，aE(0°，90°)，a的值決定發(fā)動機的壓縮比。若使發(fā)動機正常運轉，則要求橢圓齒輪節(jié)曲線的一個焦點到短軸二端點的夾角P—0。+a(計算得出)。發(fā)動機開始運行后，轉件I3在慣力帶動繼而在燃氣壓力推動下作逆時針轉動。轉件H4在傳動齒輪組的作用下亦作逆時針轉動。但轉件I3的,大于轉件I14的,，燃燒氣體的體積逐漸變大。當轉件I14旋轉過卩角時，轉件13轉過360°-|3，此時ZAOB480。-a，橢圓齒輪的傳動比恢復為1:1，一個循環(huán)的前半程結束。接下來，轉件H4的轉動速度開始大于轉件13的轉動速度，當轉件I3再轉過卩角時，轉件H4又轉過360°-(3角。此時二轉件均轉動了一周，回到了初始位置，一個工作循環(huán)結束。下表為a=30°時一個工作循環(huán)中二轉件的采樣模擬測量位置表l<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表中cpl為從初始位置起轉件I3轉過的角度，cp2為轉件I14從初如位置起轉過的角度。二轉件在缸腔內作接力式運轉，各封閉氣室的體積往復變化，高壓氣體推動轉件I3帶動輸出軸1轉動實現對外作功。若使發(fā)動機工作頻率改變，只需在傳動齒輪組中加置相應的變速齒輪即可。如圖5所示，本發(fā)明另一個實施例的傳動齒輪組包括一對嚙合的等大橢圓齒輪mi6和橢圓齒輪W17，以及二個等大的圓齒輪III14和圓齒輪IV15，以及三個等大的圓齒輪V18、圓齒輪VI19和圓齒輪W20;與轉件n4固定連接的圓齒輪III14和與輸出軸1固定連接的圓齒輪IV15為相互轉動的同軸安裝結構;圓齒輪V18和橢圓齒輪IV17固定安裝于定位軸10上，定位軸10的軸心線通過橢圓齒輪IV17的一個焦點和圓齒輪V18的圓心；橢圓齒輪I1116和圓齒輪W20呈一體固定連接，圓齒輪W20與圓齒輪IV15相嚙合，圓齒輪VI19分別與圓齒輪V18和圓齒輪IIH4相嚙合，定位軸21的軸心線通過橢圓齒輪III16的一個焦點以及圓齒輪W20和圓齒輪VI19的圓心，呈一體固定連接的橢圓齒輪I1116和圓齒輪W20通過連接鍵安裝于定位軸21上，圓齒輪VI19與圓齒輪德O為相互轉動的安裝結構。本實施例三個等大的圓齒輪(圓齒輪V18、圓齒輪VI19和圓齒輪Vn20)與二個等大的圓齒輪(圓齒輪nil4和圓齒輪W15)之間，齒數比為1:2，直徑比為1:2。這樣，輸出軸1轉動一周，橢圓齒輪(橢圓齒輪IIH6和橢圓齒輪IV17)和三個小圓齒輪(圓齒輪V18、圓齒輪A/I19和圓齒輪W20)就相應的轉動兩周，二轉件完成兩個差速變化周期，工作頻率增加一倍。本實施例中，轉件I3和轉件II4還是交叉置于缸腔內，轉件I3與輸出軸1呈固定連接，輸出軸1穿過轉件II4及圓齒輪III14后，其一端與圓齒輪IV15呈固定連接，圓齒輪I1114與可繞輸出軸1轉動的轉件I14呈固定連接。工作時，輸出軸1轉動，帶動與輸出軸1固定連接的圓齒輪IV15、與輸出軸1呈固定連接的轉件I3—起轉動。進而，圓齒輪IV15依次帶動與圓齒輪IV15相嚙合的圓齒輪VH20、與圓齒輪VD20固定連接的橢圓齒輪mi6、與橢圓齒輪I1116相嚙合的橢圓齒輪IV17、定位軸IO、與定位軸IO固定連接的圓齒輪V18、與圓齒輪V18相嚙合的圓齒輪VI19、與圓齒輪VI19相嚙合的圓齒輪IIH4、與圓齒輪III14呈固定連接并可繞車俞出軸1轉動的轉件I14，實現差速。另外，本發(fā)鵬ffl齒輪副還可以采用卵形齒輪副或由偏心圓齒輪及其共軛齒輪組成的傳動副等封閉非圓齒輪副，它們均可變傳動比傳動，實現差速。以上為就本發(fā)明的主要結構和工作原理所作的說明，作為與之配套的其它相關機構與系統(tǒng)為通用技術，圖中未予給出，這里也不再贅述。權利要求1、非圓齒輪機構傳動式差速發(fā)動機，其特征在于，包括氣缸、轉件、輸出軸、傳動齒輪組，傳動齒輪組包括一對嚙合的等大圓齒輪和一對嚙合的等大橢圓齒輪，橢圓齒輪I(7)與橢圓齒輪II(9)嚙合，圓齒輪I(6)與圓齒輪II(8)嚙合，橢圓齒輪I(7)與圓齒輪I(6)為相互轉動的同軸安裝結構，橢圓齒輪II(9)與圓齒輪II(8)呈一體固定連接；轉件I(3)和轉件II(4)交叉置于缸腔內，轉件I(3)與輸出軸(1)呈固定連接，輸出軸(1)穿過轉件II(4)及圓齒輪I(6)后，其一端與橢圓齒輪I(7)呈固定連接，圓齒輪I(6)與可繞輸出軸(1)轉動的轉件II(4)呈固定連接。2、按照權利要求1戶誠糊睏齒輪機構傳動式差速發(fā)動機，其特征在于，輸出軸(1)的軸心線ffi31圓齒輪I(6)的圓心和橢圓齒輪I(7)的一個焦點；圓齒輪II(8)和橢圓齒輪II(9)安裝于定位軸(10)上，定位軸(10)的軸心線通過圓齒輪n(8)的圓心和橢圓齒輪n(9)的一個焦點。3、按照權利要求2戶腿的非圓齒輪機構傳動式差速發(fā)動機，其特征在于，輸出軸(i)穿過橢圓齒輪i(7)的一個焦點，以及定位軸(io)穿過橢圓齒輪n(9)的一個焦點；上述兩個焦點的連線剛好通過橢圓齒輪I(7)和橢圓齒輪n(9)嚙合點，初始狀態(tài)時，該嚙合點為兩個焦點連線的中點。4、按照權利要求1所述的非圓齒輪機構傳動式差速發(fā)動機，其特征在于，二個轉件的葉片(11)初始狀態(tài)夾角ZAOB^，(xG(0°，90°)，橢圓齒輪節(jié)曲線的一個焦點到短軸二端點的夾角P=90°+a。5、按照權利要求1所述的非圓齒輪機構傳動式差速發(fā)動機，其特征在于，轉件I(3)和轉件II(4)均為帶有成180。角的兩個葉片的蝶形轉件。6、按照權利要求1所述的非圓齒輪機構傳動式差速發(fā)動機，其特征在于，橢圓齒輪副可采用卵形齒輪副或由偏心圓齒輪及其共軛齒輪組成的傳動副等封閉非圓齒輪副代替。7、按照權利要求1戶脫糊N圓齒輪機構傳動式差速發(fā)動機，其特征在于，所述的傳動齒輪組中加設變速齒輪，傳動齒輪組的結構如下包括一對嚙合的等大橢圓齒輪III(16)和橢圓齒輪IV(17)，以及二個等大的圓齒輪III(14)和圓齒輪IV(15)，以及三個等大的圓齒輪V(18)、圓齒輪VI(19)和圓齒輪VH(20);與轉件II(4)固定連接的圓齒輪III(14)和與輸出軸(1)固定連接的圓齒輪W(15)為相互轉動的同軸安裝結構；圓齒輪V(18)和橢圓齒輪IV(17)固定安裝于定位軸(10)上，定位軸(10)的軸心線通過橢圓齒輪IV(17)的一個焦點和圓齒輪V(18)的圓心；圓齒輪VH(20)與圓齒輪IV(15)相嚙合，圓齒輪VI(19)分別與圓齒輪V(18)和圓齒輪III(14)相嚙合，定位軸(21)的軸心線通過橢圓齒輪m(16)的一個焦點以及圓齒輪vn(20)和圓齒輪vi(19)的圓心，橢圓齒輪III(16)和圓齒輪VH(20)呈一體固定安裝于定位軸(21)上，圓齒輪VI(19)與圓齒輪vn(20)為相互轉動的安裝結構。8、按照權利要求7戶誠的非圓齒輪機構傳動式差速發(fā)動機，其特征在于，二個等大的圓齒輪的直徑和齒數分別為三個等大的圓齒輪的直徑禾嚙數的整數倍。全文摘要本發(fā)明涉及一種以非圓齒輪機構變傳動比傳動實現差速的發(fā)動機，包括氣缸、轉件、輸出軸、傳動齒輪組，傳動齒輪組由一對嚙合的等大圓齒輪和一對嚙合的等大橢圓齒輪組成，橢圓齒輪I與橢圓齒輪II嚙合，圓齒輪I與圓齒輪II嚙合，橢圓齒輪I與圓齒輪I為相互轉動的同軸安裝結構，橢圓齒輪II與圓齒輪II呈一體固定連接；轉件I和轉件II交叉置于缸腔內，轉件I與輸出軸呈固定連接，輸出軸穿過轉件II及圓齒輪I后，其一端與橢圓齒輪I呈固定連接，圓齒輪I與可繞輸出軸轉動的轉件II呈固定連接。本發(fā)明燃氣壓力垂直作用于轉件的葉片推動輸出軸作功，燃料能量轉化率高，節(jié)能效果明顯，且其結構簡單，便于維護，有良好的耐用性。文檔編號F02C6/00GK101324204SQ20071001172公開日2008年12月17日申請日期2007年6月15日優(yōu)先權日2007年6月15日發(fā)明者劉戰(zhàn)國申請人:劉戰(zhàn)國