[發明專利]曲軸為組合式曲柄銷軸結構的多支點曲柄機構

有效

• 申請號: 200710132034.6
• 申請日: 2007-09-10
• 公開（公告）號: CN101122323A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發明（設計）人: 張生昌;陳根生;宋豫
• 申請（專利權）人: 江蘇雙達隔膜泵制造有限公司;陳根生
• 主分類號: F16H21/18
• 分類號: F16H21/18
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司
• 代理人: 何朝旭

技術領域

本發明涉及一種曲軸傳動的曲柄機構，尤其是一種實現原動機與執行機構之間旋轉與直線往復運動相互轉化的曲軸傳動曲柄機構的結構改進，屬于機械傳動技術領域。

背景技術

常見曲柄機構的典型結構如圖1所示，主要由曲軸、連桿和滑塊(十字頭或活塞)構成。在曲柄機構中，曲軸(或稱曲柄軸、曲拐軸)的作用是將原動機的運動轉化成執行機構所需運動形式的重要部件之一。工作時，曲軸承受周期性交變載荷。傳統的曲柄機構有兩類典型結構：①當曲軸采取整體鍛造(鑄造)制成時，如圖2所示，曲軸的曲臂、曲柄銷和曲軸的支承軸部位為一整體。受結構限制，該機構中連桿大端必須采用中開式結構，即連桿大端由連桿蓋、連桿體所組成，并用兩只連桿螺栓連接成一體，連桿大端與曲柄配合連接只能采用剖分式軸瓦支承(參見圖4)，因而連桿與曲柄銷的相對運動只能是滑動，因此運動副的潤滑要求較高。在整個機構中，有時需要獨立的潤滑系統對其進行強制潤滑，而且剖分式結構的連桿制造工藝復雜，同時由于連桿大端的剖分式結構使得連桿的整體剛性受到影響。對于多曲拐(多聯運動形式的曲柄機構)整體式曲軸，其曲柄銷的加工、熱處理、磨削等制造工藝更為復雜。由于結構限制，曲軸只能由兩端軸承支承，使得曲軸的支承跨距大，易產生撓曲變形，不利于承受較大的彎矩(即由連桿直接傳遞的活塞力)。②當系統中曲軸采用偏心輪軸結構(參見圖3)時，雖然可以在一定程度上避免因曲拐軸的曲柄銷加工困難的不利因素，且當曲柄銷簡化為偏心輪結構時連桿大端不必采用中開式，即在偏心輪盤上安裝滾動軸承作為連桿大端的軸承，這樣可簡化連桿的加工和裝配的工藝要求，但對于多聯運動形式的曲柄機構而言，由于結構限制，作為曲柄機構中偏心輪軸結構的曲軸只能采用跨距大的兩端軸承支承，同樣存在系統剛性差，不利于承受較大的彎矩(活塞力)之弊端。

檢索發現，申請號為03136914.6的中國專利申請公開了用于大型十字頭二沖程內燃機的曲軸，包含許多曲拐。每一個曲拐都是由兩個被曲柄銷連接在一起的曲柄臂組成。曲拐通過許多主軸頸被完整地相互連接在一起。申請號為02294651.9的中國專利申請公開開了分段偏心軸式柱塞泵曲軸，在缸體內平行等距交錯設置偏心套和若干個帶齒輪偏心套，主軸貫穿偏心套和帶齒輪偏心套的內孔，偏心套和帶齒輪偏心套平行等距交錯設置在主軸上，用平鍵固定偏心套和帶齒輪偏心套，主軸的一端部固定設置主軸軸承。此外，申請號為200510023854.2的中國專利申請公開了一種紡織機械領域的可拆卸式組合曲軸，其特征在于它包括L型帶孔開槽曲軸段、內六角螺釘和Z型曲軸段。

以上專利申請分別對傳統曲柄機構的曲軸進行了有益的改進，但均未針對曲軸只能采用跨距大兩端軸承支承的弊端，因此依然存在系統剛性差、不利于承受較大彎矩的問題。

發明內容

本發明要解決技術問題是：針對以上現有技術存在的弊端或問題，提出一種曲軸為組合式曲柄銷軸結構的多支點曲柄機構，從而獲得理想的系統剛性，可以承受大彎矩。

為了解決以上技術問題，本發明的曲軸為組合式曲柄銷軸結構的多支點曲柄機構基本技術方案為：包括機體，所述機體上制有至少三處讓開連桿位置的連體支撐，所述連體支撐制有同心通孔，所述各通孔中分別支撐可旋轉的分段同軸曲軸，所述相鄰分段曲軸的相對端分別制有對應的偏心結構，所述對應偏心結構分別支撐曲柄銷軸的兩端部，所述曲柄銷軸的外圓穿插在連桿一端的內孔中，所述偏心結構與曲柄銷軸之間以及所述曲柄銷軸的外圓與連桿一端的內孔之間至少一處形成轉動副。

根據以上本發明的基本技術方案，本領域技術人員容易理解的幾種典型實施結構如下：

1)、所述相鄰分段曲軸的相對端分別制有對應的偏心孔，所述對應偏心孔分別支撐曲柄銷軸的兩端；所述曲柄銷軸的外圓穿插在連桿一端的內孔中，并形成轉動副。

2)、所述相鄰分段曲軸的相對端分別制有對應的偏心軸，所述對應偏心軸分別支撐曲柄銷軸的兩端中心孔；所述曲柄銷軸的外圓穿插在連桿一端的內孔中，并形成轉動副。

3)、所述相鄰分段曲軸的相對端分別制有對應的偏心孔，所述對應偏心孔分別支撐曲柄銷軸的兩端，并形成轉動副；所述曲柄銷軸的外圓穿插在連桿一端的內孔中。

4)、所述相鄰分段曲軸的相對端分別制有對應的偏心軸，所述對應偏心軸分別支撐曲柄銷軸的兩端中心孔，并形成轉動副；所述曲柄銷軸的外圓穿插在連桿一端的內孔中。

本發明的突出優點如下：

1、由于曲軸由多點支承，因此與傳統大跨距的兩端點支承結構相比，剛性和強度大大增強，有利于承受較大的彎矩。