[发明专利]全齿变容装置

说明书

本发明涉及全新领域的浮动式齿轮变容装置；其系列结构可直接应用于各种行业和各种工质的泵、马达和发动机；

目前，本人尚未查到与本发明系列相类似的公知技术；与传统结构比较：转子和叶片式结构其径向密封、可靠性及寿命不足，齿轮、柱塞和活塞结构，体积庞大复杂，球形结构加工工艺困难，而本发明基本上综合了传统各类结构优点，并克服了传统结构各自存在的主要缺点；它径向密封可靠，不怕磨损而寿命提高，排量大，可输出稳定流量和压力，体积最为紧凑、工艺简单易于制造，选材广泛，金属和非金属均可，适于各种工质需要，尤其应用于发动机，可实现不设进排气门系统，大排量、大扭矩、小体积，甚至无润滑、无死点、加工难度不高、选材比较容易；

本发明是这样实现的把多个浮动行星齿轮(3)数量为2+n(n=0、1、2、3、4……)和叶齿轮(1)叶数为m(m=1、2、3、4、5、……)，要求浮动行星齿轮数与叶齿轮的叶数之差为1，按此规则中的任一种配合把两者装入一个内齿环(2)中而形成结构系列如下：①一个内齿环，两个浮动齿轮，一个单叶圆齿轮[单叶为带有偏心轴(或孔)的外圆柱齿轮]；②一个内齿环，三个浮动行星齿轮，一个双叶齿轮(状如花生投影)；③一个内齿环，四个浮动行星齿轮，一个三叶齿轮(状如三瓣花)；④一个内齿环，五个浮动行星齿轮，一个四叶齿轮(状如四瓣花)，……依此类推……如图(一)所示，上述系列结构共同特征如下：

1、叶齿轮中心线与浮动行星齿轮中心线、内齿环中心线平行；叶齿轮传动轴(或孔中)线与内齿环中心的装配偏心距为f，称为传动偏心距(以下同)；

2、叶齿轮上设的传动孔或轴，与每一个叶圆部的圆心偏心距为e(称为几何偏心距以下同)；对多叶叶齿轮(双叶以上)以几何偏心距e为半径在叶齿轮上做圆，则多叶结构每一叶圆部圆心均布在此圆周线上；该圆中心线即为多叶结构(双叶以上)叶齿轮的中心线也是叶齿轮传动孔心线或叶齿轮传动轴轴线；这里并称为传动中心线(以下同)；

3、啮合链：内齿环浮动行星齿轮叶齿轮浮动行星齿轮内齿环；构成循环链，每种结构中的啮合链数与浮动行星数相同，单叶结构的两条啮合链重合(即正反两向)；

4、叶齿轮轮廓面主要由单圆面或由均布相同的(大)半圆柱面组成，相同(大)半圆面间的连接可由凹曲面、凸曲面直(平)面过渡，轮廓面均与轴向平行，轮廓面上加工啮合齿；

5、以任一浮动行星齿轮的任意旋转位置启始，其在内齿环上滚过(无滑动)或啮合过的弧长或齿数恒等于其在叶齿轮上滚过或齿合过的弧长或齿数；

6、叶齿轮总齿数与内齿环内齿数的比值范围为1/3-3/4；

7、容积变化是由于叶齿轮与内齿环间的偏心距e和f辅以浮动行星齿轮后，使它们以其各自中心轴相对旋转，则每一个由啮合链围成的封闭容积，由于叶齿轮每叶的进出，就生产大小相互转化的循环，实现变容；

8、叶齿轮节圆直径D_叶(对多叶，指的是每叶上圆部节圆直径)、浮动行星齿轮节圆直径D_浮、内齿环节圆直径D_环及偏心距e和f之间几何关系；

①单叶：D_环=D_叶+2D_浮；f=e_单≤D_浮

②多叶：e≤(D_环-D_叶-D_浮)/2；f≤D_浮/2；

9、传动方式如下：

①内齿环不固定：叶齿轮与传动轴固定，传动轴转动支承于轴向端部，叶齿轮作为内转子，拨动和啮合浮动行星齿轮，带动内齿环在与其外形相同的盘形空间缸体内绕内齿环中心轴与内转子同向旋转，其中：当叶齿轮齿数与内齿环齿数比为2/3时，内齿环可固定；请看图(二)

②曲轴式：内齿环固定(缸体)

1)a、多叶以上叶齿轮：叶齿轮中心传动孔转动支承于曲轴轴径上，传动中心线与曲轴径中心线重合；曲轴与主轴偏心距(曲拐半径)等于叶齿轮中心与内齿环中心的偏心安装距f(即传动偏心距)；曲柄为圆盘状，其中心轴线与主轴中心线和内齿环中心线重合；

b、单叶结构，曲拐半径既等于e也等于f，主轴径与内齿环中心线偏心f转动支承于两侧端；

a和b结构中的曲轴可缩简为带有偏心传动轴的圆滑块进而省略曲柄，以上总称为无外啮合曲轴式或偏心圆滑块式结构；请看图(三)