[實(shí)用新型]用于往復(fù)-旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的H型機(jī)體及其設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920350664.5
• 申請(qǐng)日: 2009-12-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201575142U
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黎明;黎正中
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京中清能發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F16J10/02
• 分類(lèi)號(hào): F16J10/02;F02F1/00;F04B39/12
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種機(jī)體，尤其是用于往復(fù)-旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的機(jī)構(gòu)的H型機(jī)體。本實(shí)用新型同時(shí)涉及使用該H型機(jī)體的設(shè)備。

背景技術(shù)

在機(jī)械設(shè)備中，在很多場(chǎng)合下需要實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之間的相互轉(zhuǎn)換。例如，往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)需要將活塞在可燃混合氣體的爆發(fā)壓力推動(dòng)下產(chǎn)生的往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；與之相反，壓縮機(jī)需要將外接電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的曲軸旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為活塞的往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。上述兩種轉(zhuǎn)換除了主動(dòng)件不同外，對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)要求是一致的，因此，可以實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，一般也可以用于實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。

現(xiàn)有技術(shù)下已經(jīng)提供了若干往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的機(jī)構(gòu)。通常技術(shù)下，采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)換。目前大多數(shù)內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)均使用曲柄連桿機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是，往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)件與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)件之間需要通過(guò)來(lái)回?cái)[動(dòng)的連桿連接，由于連桿的運(yùn)動(dòng)是來(lái)回?cái)[動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)是一種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，難以實(shí)現(xiàn)慣性力的完全平衡，并且連桿的擺動(dòng)會(huì)增加活塞對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌側(cè)壁的側(cè)壓力，造成摩擦力的增加，另外，連桿的存在還使該機(jī)構(gòu)在往復(fù)運(yùn)動(dòng)方向上需要具備一定的長(zhǎng)度，使其尺寸難以進(jìn)一步縮小。

為了解決上述問(wèn)題，中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN85100358B公開(kāi)了一種“曲柄圓滑塊往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)”，中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN1067741C公開(kāi)了一種“曲柄雙圓滑塊往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)”，中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN1144880A公開(kāi)了一種“曲柄多圓滑塊往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)”。另外，本申請(qǐng)人在2009年10月16日提出的申請(qǐng)?zhí)枮?00910236026.5的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中，還提出了一種采用端軸-動(dòng)軸組合形成的軸系與往復(fù)運(yùn)動(dòng)件配合構(gòu)成的往復(fù)-旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。

上述新型旋轉(zhuǎn)-往復(fù)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的共同特點(diǎn)，是不再使用連桿作為往復(fù)運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的中間過(guò)渡元件，避免了由于連桿造成的問(wèn)題。首先，由于不存在連桿引入的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，使運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中所有元件均處于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，便于進(jìn)行往復(fù)慣性力和旋轉(zhuǎn)慣性力的平衡，并能夠?qū)崿F(xiàn)真正的完全平衡。其次，由于不存在連桿，使往復(fù)運(yùn)動(dòng)軌道上不再存在為布置連桿而增加的尺寸，使整個(gè)機(jī)構(gòu)占據(jù)的空間尺寸得以顯著減少。

由于不存在連桿，上述往復(fù)-旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的空間布置也與現(xiàn)有通常技術(shù)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)不同。尤其是對(duì)于具有三個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)元件的上述新型旋轉(zhuǎn)-往復(fù)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，不僅可以實(shí)現(xiàn)其往復(fù)慣性力和往復(fù)慣性力矩的完全平衡，而且可以使整個(gè)機(jī)構(gòu)布置在結(jié)構(gòu)緊湊的機(jī)體中。為上述三個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)元件提供的機(jī)體中，一種典型的形式是H型機(jī)體。

上述H型機(jī)體的結(jié)構(gòu)如圖1所示，該圖示出的機(jī)體用于一種內(nèi)燃機(jī)。該內(nèi)燃機(jī)具有三個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)元件，分別是兩個(gè)活塞和一個(gè)動(dòng)平衡滑塊，所述活塞可以是單作用活塞或者雙作用活塞。相應(yīng)的，所述機(jī)體為其提供了三個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)軌道，分別是為兩個(gè)活塞提供的往復(fù)運(yùn)動(dòng)軌道，即第一氣缸1、第二氣缸2，以及為動(dòng)平衡滑塊提供的跑道4；另外，所述機(jī)體還為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)件，即曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的曲軸或端軸-動(dòng)軸的軸系提供了主軸承孔3，為上述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)件提供旋轉(zhuǎn)支撐。其中，所述第一氣缸1、第二氣缸2的軸線(xiàn)相互平行，上述兩個(gè)軸線(xiàn)所在的平面稱(chēng)為第一平面；所述主軸承孔3的軸線(xiàn)同樣位于所述第一平面上并與所述第一氣缸1、第二氣缸2的軸線(xiàn)垂直。所述跑道4則夾在所述第一氣缸1和第二氣缸2的軸線(xiàn)之間，跑道4的軸線(xiàn)和所述主軸承孔3的軸線(xiàn)垂直相交，并構(gòu)成第二平面，該第二平面垂直于所述第一平面。跑道4作為動(dòng)平衡滑塊的往復(fù)運(yùn)動(dòng)軌道，可以設(shè)計(jì)成不同的橫截面形狀。一般有兩種選擇，即圓形或者方形。橫截面為圓形的跑道具有加工方便的優(yōu)點(diǎn)，但是，其剛度較低；橫截面為方形的跑道剛度較好，但是其加工不太方便，往往要使用線(xiàn)切割等較為特殊的加工方法。

上述H型機(jī)體的特點(diǎn)是各個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)軌道和主軸承孔等的空間位置布置合理，可以幫助新型往復(fù)-旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)。但是，當(dāng)采用通常的整體式機(jī)體時(shí)，該機(jī)構(gòu)存在騰挪空間過(guò)小的問(wèn)題。例如，曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的曲軸的曲柄銷(xiāo)需要穿過(guò)圓滑塊偏心孔，而圓滑塊偏心孔又需要安置在活塞的圓滑塊容置孔中，三個(gè)零件均集中在一處交匯。采用整體式機(jī)體的情況下，三個(gè)零件的安裝配合只能從機(jī)體外部進(jìn)行，對(duì)于安裝者而言，將該機(jī)構(gòu)調(diào)整安裝到位，需要克服難以觀察到內(nèi)部情況以及難以對(duì)各個(gè)元件的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)等空間狹小帶來(lái)的困難。而采用端軸-動(dòng)軸機(jī)構(gòu)的機(jī)器，動(dòng)軸需要從軸承孔穿入，在軸承孔位置同樣存在裝配空間過(guò)小的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容