[其他]一種曲柄連桿機構的全平衡方法

在審

• 申請號: 101986000005524
• 申請日: 1986-07-25
• 公開（公告）號: CN1003884B
• 公開（公告）日: 1989-04-12
• 發明（設計）人: 劉樹武;李樹文
• 申請（專利權）人: 河北機電學院
• 代理公司: 河北省專利事務所
• 代理人: 楊欽祥;王苑祥

本發明涉及到一種用來減少由于曲柄連桿機構引起裝置振動的方法，特別適用于內燃機和空壓機減振，具體采用了一個連桿平衡塊附加在連桿蓋上，并根據相應的計算公式修正曲柄平衡塊的形狀和重量從而實現連桿曲柄機構的全平衡，可以減少振動１０－３０％，因而擴大了曲柄連桿機構的應用范圍和精密等級。

本發明是一種減少曲柄連桿機構振動的平衡方法，特別是對于單缸曲柄連桿機構的全平衡方法。

曲柄連桿機構振動的平衡方法已經有許多種。如內燃發動機的單軸平衡，雙軸平衡，機內平衡等。這些平衡方法都是把往復慣性力按牛頓二項式展開：

X_ε＝m_Prω²（cosθ+入cos2θ+〈＆＆〉

式中：X_ε-慣性力;

m_P-發動機往復質量;

r-發動機曲柄的轉動半徑;

ω-發動機曲柄的轉動角速度;

θ-發動機曲柄的轉角;

分為各級慣性力。（參考圖1）通常，為了計算方便，忽略了二級以上的慣性力，都是近似方法。利用這種方法計算的結果所制成的高速。大功率內燃發動機，空氣壓縮機等，會產生很大的振動，從而限制了曲柄連桿機構的進一步推廣應用。

本發明的目的是提供一種全平衡方法，使現有曲柄連桿機構，特別是單缸曲柄連桿機構的振動指標有較大幅度的下降。

本發明是這樣實現的，即在現有曲柄連桿機構的連桿與曲柄連接處的連桿蓋〔1〕，加上一個與曲柄連桿機構大小相適應的連桿平衡塊〔2〕，并改變曲柄平衡塊的形狀和重量。

為了確定連桿平衡塊和曲柄平衡塊的重量，推導出一個將二級以上慣性力考慮在內的往復慣性力的新公式：

X_Z＝m_Prω²（cosθ+u1+u2）

其中u₁＝入cos2θ/〔1-入²sin²θ〕〈＆＆〉

u₂＝〈＆＆〉sin²2θ/〔1-入²sin²〈＆＆〉

X_ε＝往復質量慣性力

m_P＝內燃機或空壓機往復質量。

r＝曲柄軸轉動半徑

ω＝曲柄軸角速度

θ＝曲柄轉角

入＝r/LL為連桿長度

根據u₁，u₂，連桿平衡塊的重量按以下公式求出：

m_B＝（3-10）%m_P·L/r_B

式中：m_B-所加連桿平衡塊的質量

r_B-m_B的質心到連桿與曲柄連接中心的距離

（3-10）%為經驗數據。

為便于固定連桿平衡塊，將連桿平衡塊制成去掉兩角的月牙形（圖2）。用螺釘固定在連桿與曲柄連接處（參看圖4）或直接在加工時與合為一體。

在原有的內燃發動機或空壓機上，為了解決振動問題，一般在曲柄固定處原加有平衡塊。現由于在連桿與曲柄連接處加上了一個連桿平衡塊，在原有的曲柄平衡塊為過量平衡足夠大的情況下，就只加連桿平衡塊，不再改變曲柄平衡塊的重量;如果原有的曲柄平衡塊為非過量平衡，或者雖然為過量平衡，但不能抵消連桿平衡塊的重量時，則需要增加曲柄平衡塊的重量。在增加曲柄平衡塊時，需要同時滿足以下公式：