專利名稱：球形變?nèi)輽C(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種球內(nèi)可變?nèi)莘e裝置，其結(jié)構(gòu)可用于泵，馬達(dá)，發(fā)動(dòng)機(jī)。
目前，在球缸內(nèi)實(shí)現(xiàn)容積變化的裝置為數(shù)不多，其中，中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)文件上，公開(kāi)了一種《球形轉(zhuǎn)盤(pán)式壓縮機(jī)》其專利申請(qǐng)?zhí)?，CN85100200A。它主要由轉(zhuǎn)盤(pán)，桔瓣活塞，缸體，及傳動(dòng)軸和齒輪組成，其主要缺點(diǎn)在于沒(méi)有體現(xiàn)出球變?nèi)輽C(jī)大排量特點(diǎn)，球腔內(nèi)只有兩個(gè)可變腔。
1987年7月國(guó)際產(chǎn)權(quán)組織專利WO87/04495公開(kāi)了一種“雙轉(zhuǎn)盤(pán)球變?nèi)輽C(jī)”，它主要由兩個(gè)相交二維旋轉(zhuǎn)盤(pán)、一個(gè)中空?qǐng)A柱體和缸體組成的四室腔變?nèi)菅b置，其缺點(diǎn)在于兩相交盤(pán)通過(guò)中空?qǐng)A柱體實(shí)現(xiàn)，相交處運(yùn)動(dòng)副多，且受力，造成密封困難，另外，一旋轉(zhuǎn)盤(pán)在缸體上滑道內(nèi)旋轉(zhuǎn)，給運(yùn)轉(zhuǎn)和密封都帶來(lái)諸多不利。
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、加工制造更方便，密封可靠，運(yùn)動(dòng)靈活，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的大排量球形變?nèi)輽C(jī)，不失為解決上述結(jié)構(gòu)缺陷的好機(jī)構(gòu)。
下面結(jié)合附圖
一、二對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，圖一和圖二中1、鉸盤(pán)(1)，2、鉸盤(pán)(2)，3、倒球傘軸(3)，4、缸體(4)，5、6、8是銷軸(5)、(6)、(8)，7、密封件或軸承(7)(圖中以圈0和
表示)，雙點(diǎn)劃線區(qū)缸體上為工質(zhì)口區(qū)域。
本發(fā)明包括缸體(4)、銷軸(5)、(6)、(8)、和密封件或軸承(7)，尤其還包括鉸盤(pán)(1)和鉸盤(pán)(2)構(gòu)成的相交鉸動(dòng)球盤(pán)體總成和倒球傘軸(3)。
鉸盤(pán)(1)圓柱體徑向?qū)ΨQ伸出兩桔瓣?duì)钜恚瑑梢韽较蛲獗砻鏋橥蛎?，球心在圓柱中心線上，沿圓柱體兩端面為平面。
鉸盤(pán)(2)兩個(gè)對(duì)稱中心線重合、平面相對(duì)的球冠夾兩個(gè)不相連的并與此中心線對(duì)稱的桔瓣體，兩球冠球面和兩桔瓣球面同一。
鉸盤(pán)(1)插入鉸盤(pán)(2)中，通過(guò)銷軸(8)把鉸盤(pán)(2)兩球冠鉸接在鉸盤(pán)(1)圓柱體兩端，鉸接軸線與圓柱和球冠中心線重合，沿鉸接軸線徑向兩者構(gòu)成一對(duì)對(duì)稱圓柱副配合，配合副鉸盤(pán)(2)側(cè)可設(shè)密封件(7)或不設(shè);在鉸盤(pán)(1)圓柱體兩端，兩者構(gòu)成與軸線垂直的兩平面副配合，配合副鉸盤(pán)(1)側(cè)可設(shè)密封件(7)或不設(shè);要求兩盤(pán)鉸接后徑向外表面為同球徑球面，球心重合在鉸接軸線上，并在任意相對(duì)鉸動(dòng)位置球面接觸邊吻合;兩鉸盤(pán)球面上可分別設(shè)密封件(7)或不設(shè)，使兩者構(gòu)成可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)、接觸面密封的相交鉸動(dòng)球盤(pán)體總成。
倒球傘軸(3)一端為軸另一端為倒球傘，倒球傘凹面為球面，外凸面為繞軸線的回轉(zhuǎn)曲面，軸線過(guò)凹球面球心，倒球傘球面邊圓平面垂直軸線。
缸體(4)中空分體對(duì)接，以其上轉(zhuǎn)動(dòng)支承倒球傘軸(3)的孔中心線為基準(zhǔn)，接合面可以與之垂直，也可以過(guò)此中心線或與之平行;缸體(4)最內(nèi)壁為部分球面，球面邊圓平面與倒球傘支承孔垂直，孔中心線過(guò)球心，其余內(nèi)壁面繞孔中心線與倒球傘軸(3)球傘外凸回轉(zhuǎn)曲面相同。
缸體(4)最內(nèi)球面和倒球傘軸(3)凹球面與球盤(pán)體總成外球面為同球徑球面;前兩者裝配后，回轉(zhuǎn)曲面吻合，其間可設(shè)密封件和軸承(7)，前兩者球面在缸體(4)內(nèi)構(gòu)成完整球面圍成的球腔;球盤(pán)體總成置于球腔中，并使所有球面球心重合;鉸盤(pán)(1)和(2)與球腔面形成兩道相交球面副環(huán)，兩球面副環(huán)相交軸線即與球盤(pán)體總成的鉸接軸線同一，由此，球盤(pán)體總成把球腔分成了四個(gè)可變封閉室腔，與鉸接軸線對(duì)稱的室腔容積同步變?nèi)?，任一鉸盤(pán)兩側(cè)互補(bǔ)變?nèi)荨?br> 球腔中球盤(pán)體總成與缸體(4)和倒球傘軸(3)有兩種聯(lián)接方式一、見(jiàn)圖一，在鉸盤(pán)(1)內(nèi)，過(guò)球心，與兩盤(pán)鉸接軸線成夾角α(45°＜α＜90°)的直線為銷軸(5)軸線，通過(guò)銷軸(5)實(shí)現(xiàn)鉸盤(pán)(1)和缸體(4)間繞銷軸(5)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)支承;銷軸(5)固定在鉸盤(pán)(1)上亦可做為外伸軸，其軸線與機(jī)上倒球傘軸(3)軸線裝配夾角θ為90°;
在鉸盤(pán)(2)內(nèi)，過(guò)球心，與其內(nèi)鉸動(dòng)軸線成β角(45°＜β＜90°)的直線做為銷軸(6)軸線，通過(guò)銷軸(6)實(shí)現(xiàn)鉸盤(pán)(2)和倒球傘軸(3)間繞銷軸(6)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)支承，支承銷軸(6)軸線與倒球傘軸(3)軸線夾角γ(0°＜γ＜90°)。
在此方式聯(lián)接下的各構(gòu)件運(yùn)動(dòng)關(guān)系旋轉(zhuǎn)倒球傘軸(3)，其上銷軸(6)帶動(dòng)鉸盤(pán)(2)以球心為定點(diǎn)做三維擺動(dòng)，通過(guò)球盤(pán)體總成的鉸接關(guān)系，在改變兩鉸盤(pán)所夾容積同時(shí)還帶動(dòng)鉸盤(pán)(1)繞銷軸(5)軸線做二維往復(fù)擺轉(zhuǎn)，銷軸(5)可外伸做擺轉(zhuǎn)軸，鉸動(dòng)盤(pán)所夾四容積周期變化。
以聯(lián)接方式的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)1、機(jī)械綜合性質(zhì)即旋轉(zhuǎn)的倒球傘軸(3)、擺轉(zhuǎn)的銷軸(5)、變?nèi)輽C(jī)三者間，任意兩者動(dòng)力輸出或輸入對(duì)應(yīng)另一者的輸入或輸出。
2、集成性質(zhì)其一沿倒球傘軸(3)可相對(duì)串聯(lián)兩機(jī)，其二，多機(jī)可沿外伸銷軸(5)串聯(lián)，其三、前兩者串聯(lián)關(guān)系可以并立實(shí)現(xiàn)。
二、見(jiàn)圖二，在鉸盤(pán)(2)內(nèi)，過(guò)球心，與其上鉸結(jié)軸線成β夾角(45°＜β＜90°)直線為銷軸(5)軸線，通過(guò)銷軸(5)實(shí)現(xiàn)鉸盤(pán)(2)和缸體(4)間繞銷軸(5)軸線的可轉(zhuǎn)動(dòng)支承，銷軸(5)固定在鉸盤(pán)(2)上，并可做為外伸軸，其軸線與機(jī)上倒球傘軸(3)裝配夾角θ，0°＜θ＜90°;
在鉸盤(pán)(1)內(nèi)，過(guò)球心，與其上鉸接軸線成α夾角(45°＜α＜90°)直線為銷軸(6)軸線，通過(guò)銷軸(6)實(shí)現(xiàn)鉸盤(pán)(1)與倒球傘軸(3)間繞軸(6)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)支承;銷軸(6)軸線與倒傘軸(3)軸線夾角γ等于90度。
在此方式聯(lián)接下，各構(gòu)件運(yùn)動(dòng)關(guān)系旋轉(zhuǎn)倒球傘(3)，銷軸(6)帶動(dòng)鉸盤(pán)(1)做繞倒球傘軸(3)軸線的旋轉(zhuǎn)，由鉸盤(pán)(1)和(2)的鉸動(dòng)關(guān)系，帶動(dòng)鉸盤(pán)(2)繞銷軸(5)軸線二維旋轉(zhuǎn)，外伸的銷軸(5)亦變角旋轉(zhuǎn)，同時(shí)鉸盤(pán)(1)繞銷軸(6)往復(fù)擺動(dòng)，使鉸動(dòng)盤(pán)體總成所夾四容積周期變化。
此聯(lián)接方式的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)1、機(jī)械綜合性質(zhì)如同萬(wàn)向傳動(dòng)軸結(jié)合部，在變向傳動(dòng)的同時(shí)，亦可具備機(jī)械變?nèi)莨δ堋?br> 2、集成特點(diǎn)多機(jī)可沿倒球傘軸(3)和銷軸(5)交替串聯(lián)。
上述兩種聯(lián)接方式中，鉸盤(pán)(1)、(2)間還具有位置互換性，即可把上述鉸盤(pán)代號(hào)(1)和(2)互換。
無(wú)論哪種聯(lián)接，其在缸體(4)上開(kāi)口方式相同。在缸體(4)上工質(zhì)開(kāi)口，位于四腔處于容積極限位置(即同時(shí)出現(xiàn)兩最大容積腔和兩最小容積腔)時(shí)，做二維運(yùn)動(dòng)的鉸盤(pán)所在環(huán)形球面副于缸體(4)投影位置上，該投影環(huán)面被此位置處相交的銷軸(5)和(8)兩軸線分為四個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)上各開(kāi)有一工質(zhì)口，共四個(gè)，其中兩個(gè)進(jìn)口，兩個(gè)出口，同名口與球心對(duì)稱。
本發(fā)明可直接做為各種工質(zhì)的機(jī)械可變?nèi)莘e裝置，如泵，馬達(dá)，阻尼器，真空器、壓縮機(jī)、外燃機(jī)、附加配氣機(jī)構(gòu)為內(nèi)燃機(jī)，……。
本發(fā)明具有機(jī)械綜合特點(diǎn)，有利于簡(jiǎn)化液壓與機(jī)械綜合系統(tǒng)，同時(shí)有利于液壓系統(tǒng)和產(chǎn)品的計(jì)量。
下面結(jié)合附圖一、二所示兩個(gè)具體實(shí)施例，對(duì)發(fā)明作具體說(shuō)明;
實(shí)施例1，圖一、是容積處于極限位置時(shí)，過(guò)銷軸(5)和倒球傘軸(3)軸線的裝配剖面示意圖。
鉸盤(pán)(1)圓柱體徑向?qū)ΨQ伸出兩桔瓣?duì)钜?，兩翼徑向外表為同球面，球心在圓柱中心線上，沿圓柱體兩端為平面。
鉸盤(pán)(2)兩個(gè)對(duì)稱中心線重合、平面相對(duì)的球冠夾兩個(gè)不相連并與此中心線對(duì)稱的桔瓣體，兩球冠球面和兩桔瓣球面同一。
鉸盤(pán)(1)插入鉸盤(pán)(2)中，通過(guò)銷軸(8)把鉸盤(pán)(2)兩球冠鉸接在鉸盤(pán)(1)圓柱兩端，鉸接軸線即為圓柱和球冠中心線;沿鉸接軸線，徑向兩者構(gòu)成一對(duì)對(duì)稱圓柱副配合，此配合鉸盤(pán)(2)側(cè)可設(shè)封件(7)或不設(shè);在鉸盤(pán)(1)圓柱體兩端構(gòu)成與鉸軸線垂直的兩平面副配合，此配合鉸盤(pán)(1)側(cè)可設(shè)密封件(7)或不設(shè);要求鉸接后，兩盤(pán)徑向外表面為同球徑球面，球心重合在鉸接軸線上，并在任意相對(duì)交動(dòng)位置球面接觸邊吻合;兩鉸盤(pán)球面上可分別設(shè)密封件(7)或不設(shè)，使兩者構(gòu)成可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)、接觸面密封的相交鉸接球盤(pán)體總成。
倒球傘軸(3)一端為軸另一端為倒球傘，倒球傘凹面為球面，軸線過(guò)球心，球面邊界圓所在平面垂直軸線，倒球傘外凸面為繞軸線回轉(zhuǎn)曲面。
缸體(4)中空對(duì)接，結(jié)合面過(guò)其上支承倒球傘軸(3)的孔中心線;缸體(4)最內(nèi)面為部分球面壁，球面邊界圓所在平面垂直支承球倒球傘軸(3)孔中心線，且球心在孔中心線上;其余內(nèi)壁面繞孔中心線與倒球傘軸(3)外凸回轉(zhuǎn)曲面相同。
缸體(4)最內(nèi)球面和倒球傘軸(3)內(nèi)凹球面與球盤(pán)體總成外球面為同球徑球面;前兩者裝配后回轉(zhuǎn)曲面吻合，其間可設(shè)密封件和軸承(7)，前兩者球面在缸體(4)內(nèi)構(gòu)成完整球面并圍成球腔;球盤(pán)體總成置于此球腔中，使所有球心重合;球盤(pán)體總成與球腔球面形成兩道相交球面副環(huán)，其相交軸線即為球盤(pán)體總成的鉸接軸線，由此，球盤(pán)體總成把球腔分成了四個(gè)可變封閉室腔，并且，對(duì)稱兩盤(pán)鉸接軸的兩室腔容積變化同步，任一鉸盤(pán)兩側(cè)容積互補(bǔ)可變。
球腔內(nèi)，球盤(pán)體總成和缸體(4)、倒球傘軸(3)聯(lián)接按第一種方式
在鉸盤(pán)(1)內(nèi)，過(guò)球心，與兩盤(pán)鉸接軸線成α夾角等于90°的直結(jié)為銷軸(5)軸線，通過(guò)銷軸(5)實(shí)現(xiàn)鉸盤(pán)(1)和缸體(4)間繞銷軸(5)軸線的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)支承，銷軸(5)固定在鉸盤(pán)(1)上，可外伸做軸，其軸線與機(jī)上倒球傘軸(3)軸線裝配夾角θ等于90度。
在鉸盤(pán)(2)內(nèi)，過(guò)球心，與其內(nèi)鉸動(dòng)軸線成β角等于90°的直線為銷軸(6)軸線，通過(guò)銷軸(8)實(shí)現(xiàn)鉸盤(pán)(2)與倒球傘軸(3)間繞銷軸(6)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)支承，支承銷軸(6)與倒球傘軸(3)軸線夾角γ等于50度。
缸體(4)上的進(jìn)出口位置，位于四室腔處于容積極限位置時(shí)，鉸盤(pán)(1)所在環(huán)形球面副于缸體(4)投影位置上，該投影環(huán)面被此位置處相交的銷軸(8)和(5)軸線分為四個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)對(duì)應(yīng)的缸體(4)上各開(kāi)有一個(gè)工質(zhì)口，四口大小決定于對(duì)應(yīng)區(qū)投影面積，與球心對(duì)稱的兩口為同名口(同為進(jìn)口或出口)。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳給倒球傘軸(3)，其上銷軸(8)帶動(dòng)鉸盤(pán)(2)以球心為定點(diǎn)做三維擺動(dòng)，通過(guò)球盤(pán)體總成的鉸接，在改變兩鉸盤(pán)所夾四容積同時(shí)，還帶動(dòng)鉸盤(pán)(1)繞銷軸(5)軸線做二維復(fù)往擺轉(zhuǎn)，銷軸(5)可外伸做擺轉(zhuǎn)軸，并使四個(gè)室腔任一對(duì)同步腔中每一腔，在容積減小時(shí)總是固定對(duì)應(yīng)兩出口中的一個(gè)，增大時(shí)總是固定對(duì)應(yīng)進(jìn)口中的一個(gè)，兩進(jìn)口間和兩出口間都與球心對(duì)稱。
實(shí)施例1中聯(lián)接方式的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)與第一種聯(lián)接方式相同。其四腔合計(jì)幾何排量略小于球腔。
實(shí)施例2，圖二是在容積極位置時(shí)，過(guò)銷軸(5)和倒球傘軸(3)軸線的裝配剖面示意圖。
鉸盤(pán)(1)圓柱體徑向?qū)ΨQ伸出兩桔瓣?duì)钜?，兩翼徑向外表面為同球面，球心在圓柱中心線上，沿圓柱體兩端為平面。
鉸盤(pán)(2)兩個(gè)對(duì)稱中心線重合、平面相對(duì)的球冠夾兩個(gè)不相連的并與中心線對(duì)稱的桔瓣體，兩球冠球面和兩桔瓣球面同一。
鉸盤(pán)(1)插入鉸盤(pán)(2)中，通過(guò)銷軸(8)把鉸盤(pán)(2)兩球冠鉸接在鉸盤(pán)(1)圓柱體兩端，兩球冠和圓柱體中心線即鉸接軸線，沿鉸軸線徑向兩者構(gòu)成一對(duì)對(duì)稱圓柱副配合，配合副鉸盤(pán)(2)側(cè)可設(shè)密封件(7)或不設(shè);在鉸盤(pán)(1)圓柱體兩端，兩者構(gòu)成與軸線垂直的平面副配合，配合副鉸盤(pán)(1)側(cè)可設(shè)密封件(7)或不設(shè);要求兩盤(pán)鉸接后，徑向外表面為同球徑球面，鉸接后球心重合在鉸接軸線上，并在任意相對(duì)鉸動(dòng)位置，球面接觸邊吻合，兩鉸盤(pán)球面上可分別設(shè)密封件(7)不設(shè)，因而使兩者構(gòu)成可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)、接觸面密封的相交鉸接球盤(pán)體總成。
倒球傘軸(3)一端為軸另一端為倒球傘，倒球傘內(nèi)凹面為球面，外凸面為繞軸回轉(zhuǎn)曲面，軸線過(guò)球面球心，球面邊界圓平面垂直軸線。
缸體(4)中空分體對(duì)接，對(duì)接面垂直其上轉(zhuǎn)動(dòng)支承倒球傘軸(3)的孔中心線，最內(nèi)表面為球面，球心在孔中心線上，球面邊界圓所在平面與孔中心線垂直，其余內(nèi)表面繞孔中心線與倒球傘軸(3)回曲面相同。
缸體(4)最內(nèi)球面和倒球傘軸(3)凹球面與球盤(pán)體總成外球面為同球徑球面，前兩者裝配后，回轉(zhuǎn)曲面吻合，構(gòu)成的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)副間設(shè)封件和軸承(7)，前兩者球面部分在缸體(4)內(nèi)構(gòu)成完整球面圍成的球腔;球盤(pán)體總成置于此球腔中，所有球面球心重合，鉸盤(pán)(1)和(2)與球腔球面形成兩道相交球面副環(huán)，兩球面副環(huán)相交軸線即為球盤(pán)體總成的鉸接軸線，由此，球盤(pán)體總成把球腔分成了四個(gè)可變封閉室腔，并對(duì)稱鉸接軸線兩室容積同步變化，任一鉸盤(pán)兩側(cè)容積互補(bǔ)變?nèi)荨?br> 球腔中，球盤(pán)體總成與缸體(4)和倒傘軸(3)的聯(lián)接按第二種聯(lián)接方式在鉸盤(pán)(2)內(nèi)，過(guò)球心，與其上鉸接軸成β夾角，β＝90°，直線為銷軸(5)軸線，通過(guò)銷軸(5)把鉸盤(pán)(2)繞銷軸(5)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)支承于缸體(4)上，銷軸(5)固定在鉸盤(pán)(2)上，并可外伸為軸，其軸線與機(jī)上倒球傘軸(3)裝配夾角θ＝80°。
在鉸盤(pán)(1)內(nèi)，過(guò)球心，與其上鉸接軸線成α夾角，α＝90度，直線為銷軸(6)軸線，通過(guò)銷軸(6)實(shí)現(xiàn)鉸盤(pán)(1)和倒球傘軸(3)間繞銷軸(6)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)支承，銷軸(6)軸線與倒球傘軸(3)軸線夾角γ為90°。
按此方式聯(lián)接，設(shè)在缸體(4)上的工質(zhì)進(jìn)出口，位于四室腔處于容積極限位置時(shí)，鉸盤(pán)(2)所在球面密封副環(huán)，于缸體(4)的投影位置上，該投影環(huán)面被此位置處相交的銷軸(8)、(5)軸線，分為四個(gè)區(qū)，對(duì)應(yīng)每個(gè)區(qū)的缸體上各開(kāi)一口，四口大小決定于對(duì)應(yīng)區(qū)投影面積，與球心對(duì)稱兩口為同名口。
各構(gòu)件運(yùn)動(dòng)關(guān)系旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳給倒球傘軸(3)，銷軸(6)帶動(dòng)鉸盤(pán)(1)做繞倒球傘軸(3)軸線轉(zhuǎn)，由鉸盤(pán)(1)和(2)鉸動(dòng)關(guān)系，又帶動(dòng)鉸盤(pán)(2)繞銷軸(5)軸線旋轉(zhuǎn)，銷軸(5)亦可做為變角外伸旋轉(zhuǎn)軸，同時(shí)使鉸盤(pán)(1)繞銷軸(6)軸線往復(fù)擺動(dòng)，鉸動(dòng)盤(pán)體總成所夾四容積周期變化，由四室變?nèi)萃胶突パa(bǔ)關(guān)系，兩同步減容室腔固定地一一對(duì)應(yīng)兩進(jìn)口，兩同步增容室腔固定地一一對(duì)應(yīng)兩出口，兩進(jìn)口間和兩出口間都與球心對(duì)稱。
實(shí)施例2的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)與第二種聯(lián)接方式相同，且每轉(zhuǎn)四腔合計(jì)幾何容積排量大于球腔容積。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明屬于球腔中封閉可變?nèi)莘e裝置，包括缸體(4)，銷軸(5)、(6)、(8)和密封件或軸承(7)其特征還包括鉸盤(pán)(1)和鉸盤(pán)(2)構(gòu)成的相交鉸動(dòng)球盤(pán)體總成和倒球傘軸(3)；鉸盤(pán)(1)圓柱體徑向?qū)ΨQ伸出兩桔瓣?duì)钜?，兩翼徑向外表為同球面，球心在圓柱中心線上，沿圓柱體兩端為平面；鉸盤(pán)(2)兩個(gè)對(duì)稱中心線重合、平面相對(duì)的球冠夾兩個(gè)不相連的并與此中心線對(duì)稱的桔瓣體，兩球冠球面和兩桔瓣球面同一；鉸盤(pán)(1)插入鉸盤(pán)(2)中，通過(guò)銷軸(8)把鉸盤(pán)(2)球冠鉸接在鉸盤(pán)(1)圓柱體兩端，兩球冠中心線與圓柱中心線重合于鉸接軸線，沿鉸接軸線徑向，兩者構(gòu)成一對(duì)對(duì)稱圓柱副配合，配合副鉸盤(pán)(2)側(cè)可設(shè)密封件(7)或不設(shè)；在鉸盤(pán)(1)圓柱體兩端，兩盤(pán)構(gòu)成與鉸軸線垂直的平面副配合，此配合鉸盤(pán)(1)側(cè)可設(shè)密封件(7)或不設(shè)；要求兩鉸接盤(pán)徑向外表面為同球徑球面，鉸接后球心重合且在鉸接軸線上，并在任意相對(duì)鉸動(dòng)位置球面接觸邊吻合，兩鉸盤(pán)球面上可設(shè)密封件(7)或不設(shè)，使兩者構(gòu)成可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)、接觸面密封的相交鉸接球盤(pán)體總成；倒球傘軸(3)，一端為軸另一端為倒球傘，球傘凹面為球面，凸面為繞軸線回轉(zhuǎn)曲面，軸線過(guò)球心與傘端凹球面邊界圓平面垂直；缸體(4)，為中空分體對(duì)接，以其上轉(zhuǎn)動(dòng)支承倒球傘軸(3)的孔中心線為基準(zhǔn)，接合面可以與之垂直，也可以過(guò)此中心線或與之平行；缸體(4)最內(nèi)壁為球面，球心在孔中心線上，球面邊界圓平面與孔中心線垂直，其余內(nèi)壁面繞孔中心線與倒球傘軸(3)外凸回轉(zhuǎn)曲面相同；缸體(4)最內(nèi)球面和倒球傘軸(3)內(nèi)凹球面與球盤(pán)體總成外球面為同球徑球面；前兩者裝配后回轉(zhuǎn)面吻合，其間可設(shè)密封件和軸承(7)；前兩者球面在機(jī)內(nèi)構(gòu)成完整球面圍成的球腔，球盤(pán)體總成置于球腔中，所有球面球心重合，鉸盤(pán)(1)和(2)與球腔球面形成兩道相交球面副環(huán)，兩球面副環(huán)相交軸線即與球盤(pán)體總成的鉸接軸線同一，由此，球盤(pán)體總成把球腔分成了四個(gè)可變封閉室腔。
2.按照權(quán)利要求1所述球腔中封閉可變?nèi)莘e裝置其特征在于所說(shuō)的球腔中，球盤(pán)體總成與缸體(4)和倒球傘軸(3)的一種聯(lián)接方式是在鉸盤(pán)(1)內(nèi)，過(guò)球心，與兩盤(pán)鉸接軸線成α角(45＜°α＜90°)的直線為銷軸(5)軸線，通過(guò)銷軸(5)實(shí)現(xiàn)鉸盤(pán)(1)和缸體(4)間繞銷軸(5)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)支承;銷軸(5)固定在鉸盤(pán)(1)上，亦可做為外伸軸，其軸線與機(jī)上倒球傘軸(3)軸線裝配夾角θ等于90度在鉸盤(pán)(2)內(nèi)，過(guò)球心，與其內(nèi)鉸動(dòng)軸線成β角(45°β＜90°)的直線做為銷軸(6)軸線，通過(guò)銷軸(6)實(shí)現(xiàn)鉸盤(pán)(2)和倒球傘軸(3)間，繞銷軸(6)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)支承，銷軸(6)軸線與倒球傘軸(3)軸線夾角γφ(0°＜γ＜90°);
3.按照權(quán)利要求1所述的球腔中封閉可變?nèi)莘e裝置，其特征在于所說(shuō)的球腔內(nèi)，球盤(pán)體總成與缸體(4)，倒球傘軸(3)的另一種聯(lián)接方式是在鉸盤(pán)(2)內(nèi)，過(guò)球心，與其內(nèi)鉸動(dòng)軸線成、β夾角(45°＜β＜90°)直線為銷軸(5)軸線，通過(guò)銷軸(5)實(shí)現(xiàn)鉸盤(pán)(2)與缸體(4)間，繞銷軸(5)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)支承，銷軸(5)固定在鉸盤(pán)(2)上，可做為外伸軸，其軸線與機(jī)上倒球傘(3)軸線裝配夾角θ(0°＜θ＜90°);在鉸盤(pán)(1)內(nèi)，過(guò)球心，與其內(nèi)鉸動(dòng)軸線成α夾角(45°＜α＜90°)的直線做為銷軸(6)軸線，通過(guò)銷軸(6)實(shí)現(xiàn)鉸盤(pán)(1)和倒球傘軸(3)間，繞銷軸(6)，軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)支承，銷軸(6)與倒球傘軸(3)軸線夾角γ等于90°;
4.按照權(quán)利要求1所述的球腔中封閉可變?nèi)菅b置，和權(quán)利要求2、權(quán)利要求3所述的球腔中球盤(pán)體總成與缸體(4)、倒球傘軸(3)的兩種聯(lián)接方式，其特征還在于在缸體(4)上的工質(zhì)開(kāi)口，位于四室腔處于容積極限位置時(shí)，二維運(yùn)動(dòng)鉸盤(pán)所在環(huán)形球面副于缸體(4)投影位置上，該投影面被此位置處相交的銷軸(5)和(8)兩軸線分為四個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)上各開(kāi)有一個(gè)工質(zhì)口，共
個(gè)，其中兩個(gè)進(jìn)口，兩個(gè)出口，同名口與球心對(duì)稱。
5.按照權(quán)利要求1、2、3、4所述內(nèi)容其特征還在于本發(fā)明可具有旋轉(zhuǎn)-變?nèi)?擺轉(zhuǎn)(或變角旋轉(zhuǎn))機(jī)械綜合特點(diǎn)。
6.本發(fā)明可應(yīng)用于各種工質(zhì)的封閉可變?nèi)莘e裝置，如各種工質(zhì)的泵、馬達(dá)、真空器、阻尼器、壓縮機(jī)、外燃機(jī)和內(nèi)燃機(jī);其機(jī)械綜合特點(diǎn)還可應(yīng)用于簡(jiǎn)化或計(jì)量機(jī)液傳動(dòng)系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明屬于球內(nèi)四腔變?nèi)菅b置，主要由軸體，鉸盤(pán)和缸體組成，其特點(diǎn)，構(gòu)件運(yùn)動(dòng)靈活，有利于采用陶瓷和塑料等易模成材料制造，密封可靠，體積小，排量可大于球腔容積，同時(shí)具有旋轉(zhuǎn)軸、擺轉(zhuǎn)(或變角旋轉(zhuǎn)軸)、變?nèi)萑邫C(jī)械綜合特性，不僅可適用于各種工質(zhì)的泵，馬達(dá)，壓縮機(jī)，真空器，阻尼器，內(nèi)/(外)燃機(jī)，還可有助于簡(jiǎn)化或計(jì)量機(jī)液傳動(dòng)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F01C3/00GK1075531SQ9210108
公開(kāi)日1993年8月25日 申請(qǐng)日期1992年2月20日 優(yōu)先權(quán)日1992年2月20日
發(fā)明者張全 申請(qǐng)人:張全