基于转盘发动机的空间曲面转盘与锥台滚子的配合结构的制作方法

本发明属于转盘发动机，具体涉及一种基于转盘发动机的空间曲面转盘与锥台滚子的配合结构。

背景技术：

1、在转盘发动机的开发过程中，转盘的空间曲面特性决定了与其配合的活塞滚子的运动规律，其配合面的加工质量是转盘发动机可靠性关键性因素。目前转盘发动机的活塞滚子采用圆柱形滚子(或常规柱面轴承)，为与圆柱形滚子适配，转盘曲面采用常规刀具加工，形成复杂空间曲面，该曲面往往存在加工质量不佳、曲面径向内圈与外圈曲率不连续的问题，降低了转盘发动机的可靠性。

技术实现思路

1、本发明旨在克服转盘发动机现有技术中存在的缺陷，提供一种基于转盘发动机的空间曲面转盘与锥台滚子的配合结构，通过提高转盘发动机的转盘空间曲面与锥台滚子的配合性，提高转盘发动机运行的可靠性。

2、为了解决以上技术问题，本发明提供了一种基于转盘发动机的空间曲面转盘与锥台滚子的配合结构，其特征在于：包括空间曲面转盘1和锥台滚子3，两者在转盘发动机中相互配合；其中锥台滚子3沿发动机轴线旋转，锥台滚子3的锥面沿着空间曲面转盘1中的空间曲面2滚动，锥台滚子3推动空间曲面转盘1旋转。

3、进一步地，空间曲面转盘1中的空间曲面2是由一条扫略线沿着空间三角函数曲线扫略形成的。

4、进一步地，空间三角函数是由柱坐标系上的三角函数得来。

5、进一步地，锥台滚子3的轴线301始终与空间曲面转盘1的轴线101相交于扫略线原点103。

6、进一步地，空间三角函数曲线方程式满足圆柱坐标面的三角函数表达式：

7、r＝r

8、

9、

10、其中：

11、r为柱坐标系中柱面的半径，与空间曲面转盘1的外径r相等；

12、θ为轴向旋转的角度；

13、z为空间三角函数在轴向上的高度；

14、a为空间曲面转盘中活塞运动行程；

15、n为转盘旋转一周活塞往复运动的次数。

16、进一步地，扫略线102的原点端位于转盘轴线101上固定不动，该点为空间三角函数所在坐标系的原点。

17、进一步地，扫略线102的运动端在空间三角函数曲线104上运动，该扫略线102扫略形成空间曲面2。

18、进一步地，锥台滚子3的锥度由其配合的空间三角函数曲面决定：

19、

20、进一步地，锥台滚子3与活塞4保持连接，锥台滚子3可沿着活塞下端的连接轴转动。

21、进一步地，锥台滚子3的轴线与活塞下端的连接轴垂直。

22、有益效果：本发明提出一种基于转盘发动机的空间曲面转盘与锥台滚子的配合结构，通过提高转盘发动机的转盘空间曲面与锥台滚子的配合性，降低转盘空间曲面的设计难度，采用锥台型滚子实现转盘空间曲面的配合，达到转盘空间曲面曲率连续的效果，降低转盘空间曲面加工的难度，增加转盘发动机的运行可靠性。具体优点如下：

23、(1)本发明所述的一种基于转盘发动机的空间曲面转盘与锥台滚子的配合结构及设计方法，改变了非连续曲率的复杂曲面与圆柱滚子的配合方式，采用曲率连续的空间三角函数和固定锥度的锥台滚子进行配合，该曲面较为简单，加工难度较低，能够有效降低转盘发动机的成本。

24、(2)本发明所述的一种基于转盘发动机的空间曲面转盘与锥台滚子的配合结构及设计方法，采用曲率连续的空间三角函数和固定锥度的锥台滚子进行配合，能够提高转盘与滚子的配合精度，保证转盘发动机运行的稳定性。

技术特征：

1.一种基于转盘发动机的空间曲面转盘与锥台滚子的配合结构，其特征在于：包括空间曲面转盘1和锥台滚子3，两者在转盘发动机中相互配合；其中锥台滚子3沿发动机轴线旋转，锥台滚子3的锥面沿着空间曲面转盘1中的空间曲面2滚动，锥台滚子3推动空间曲面转盘1旋转。

2.根据权利要求1所述的一种基于转盘发动机的空间曲面转盘与锥台滚子的配合结构，其特征在于，空间曲面转盘1中的空间曲面2是由一条扫略线沿着空间三角函数曲线扫略形成的。

3.根据权利要求2所述的一种基于转盘发动机的空间曲面转盘与锥台滚子的配合结构，其特征在于，空间三角函数是由柱坐标系上的三角函数得来。

4.根据权利要求2所述的一种基于转盘发动机的空间曲面转盘与锥台滚子的配合结构，其特征在于，锥台滚子3的轴线301始终与空间曲面转盘1的轴线101相交于扫略线原点103。

5.根据权利要求2所述的一种基于转盘发动机的空间曲面转盘与锥台滚子的配合结构，其特征在于，空间三角函数曲线方程式满足圆柱坐标面的三角函数表达式：

6.根据权利要求2所述的一种基于转盘发动机的空间曲面转盘与锥台滚子的配合结构，其特征在于，扫略线102的原点端位于转盘轴线101上固定不动，该点为空间三角函数所在坐标系的原点。

7.根据权利要求2所述的一种基于转盘发动机的空间曲面转盘与锥台滚子的配合结构，其特征在于，扫略线102的运动端在空间三角函数曲线104上运动，该扫略线102扫略形成空间曲面2。

8.根据权利要求5所述的一种基于转盘发动机的空间曲面转盘与锥台滚子的配合结构，其特征在于，锥台滚子3的锥度由其配合的空间三角函数曲面决定：

9.根据权利要求3所述的一种基于转盘发动机的空间曲面转盘与锥台滚子的配合结构，其特征在于，锥台滚子3与活塞4保持连接，锥台滚子3可沿着活塞下端的连接轴转动。

10.根据权利要求9所述的一种基于转盘发动机的空间曲面转盘与锥台滚子的配合结构，其特征在于，锥台滚子3的轴线与活塞下端的连接轴垂直。

技术总结本发明涉及一种基于转盘发动机的空间曲面转盘与锥台滚子的配合结构，包括空间曲面转盘和锥台滚子，两者在转盘发动机中相互配合，活塞带动锥台滚子沿发动机轴线旋转，锥台滚子的锥面沿着空间曲面转盘的曲面滚动，实现锥台滚子推动空间曲面旋转输出功率的效果。该种基于转盘发动机的空间曲面转盘与锥台滚子的配合机构，在不改变活塞运动规律的同时，保证了空间曲面的曲率连续性，避免了采用圆柱型滚子沿发动机轴线旋转过程中，滚子内圈与外圈转动半径不同导致的磨损问题。该种配合机构具有配合紧密、降低磨损的特点，同时空间曲面转盘具有设计简单、加工便捷的特点，有效提高了转盘发动机的可靠性。技术研发人员：张丛,陈金昊,孙勇,李耀宗,郭瑾朋,王占广,李扬,白洪林受保护的技术使用者：中国北方发动机研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/4