1、新概念球形發(fā)動機是一種新型的高功率密度發(fā)動機，突破了傳統(tǒng)活塞式發(fā)動機平面運動的特性，結合了旋轉活塞發(fā)動機和凸輪發(fā)動機的特點，巧妙地利用球面凸輪機構傳遞機構空間運動的特點，將一對活塞單一平面內(nèi)往復擺動做功的運動形式轉換為另一平面內(nèi)的單一旋轉運動，從而輸出功率。功率轉換裝置為球面凸輪，轉子嵌套在凸輪內(nèi)部，所有零部件集成在球殼內(nèi)，機型緊湊，結構簡單，傳動件少，功率密度大大提升。本文設計了球形發(fā)動機的具體結構組成，圍繞發(fā)動機轉子和活塞的運動學、

2、凸輪嚙合運動、轉子動力學方面展開研究。
　?。?）結構方案設計。設計了發(fā)動機的總體結構組成；選擇了結構形狀鎖合的球面凸輪機構，選取了三角函數(shù)運動規(guī)律，提出凸輪輪廓面設計方法；分析了發(fā)動機的基本工作原理，包括動力分析、自由度分析，選擇了發(fā)動機重要基本參數(shù)。
　　（2）運動學特性分析。建立了球形發(fā)動機轉子和活塞的運動學模型，計算得到了活塞位移、速度、加速度等基本運動參數(shù)的變化規(guī)律；通過改變活塞擺動幅值、轉子幾何參數(shù)分析運動學參數(shù)

3、的變化情況，進行參數(shù)優(yōu)化設計；根據(jù)運動特性分析活塞做功過程、壓縮比計算、氣缸容積變化、氣缸壓力變化等，選擇合適的發(fā)動機主要參數(shù)。
　?。?）球面凸輪機構嚙合分析。利用包絡面理論，通過滾子在空間運動包絡形成曲面的方法計算出球面凸輪機構嚙合運動時的凸輪輪廓曲面方程、接觸線方程、壓力角等，利用Matlab軟件計算繪制了嚙合曲面、壓力角變化曲線，分析參數(shù)對壓力角的影響；分析了凸輪輪廓曲面的曲率和瞬軸面、產(chǎn)形輪等，提出了曲面的一種加工原理。

4、
　?。?）動力學分析。利用相對運動的原理，結合動靜法，在已知運動規(guī)律的前提下，在非慣性系中建立了球形發(fā)動機空間運動的動力學方程，求解了轉子在非慣性系中的慣性力和空間運動時產(chǎn)生的科式慣性力，通過轉子在空間各軸向受力平衡和力矩平衡方程得到氣缸內(nèi)壓力、接觸面接觸反力等隨發(fā)動機參數(shù)的變化情況，進行參數(shù)優(yōu)化設計；初步建立發(fā)動機缸內(nèi)氣體熱力學模型。
　?。?）動力學仿真。利用RecurDyn軟件，建立了球形發(fā)動機虛擬樣機模型，進行動力