專利名稱：一種用于端軸-動軸機(jī)構(gòu)的動軸及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于端軸-動軸機(jī)構(gòu)的動軸。本發(fā)明同時(shí)涉及使用上述動軸 的設(shè)備。
背景技術(shù)：
端軸-動軸機(jī)構(gòu)是申請人提出的一種新型的往復(fù)_旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的相互轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，該 結(jié)構(gòu)已經(jīng)向中國專利局提交專利申請，但是，在本申請遞交之時(shí)尚未公開。為了社會公眾便 于理解本文所述的端軸_動軸機(jī)構(gòu)的概念，在此將上述端軸_動軸機(jī)構(gòu)詳細(xì)說明如下。該 機(jī)構(gòu)本身并非本發(fā)明保護(hù)的重點(diǎn)，本發(fā)明主要是為該機(jī)構(gòu)提供一種動軸。圖1為一種端軸_動軸機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1左視圖的簡圖，該圖用于 說明該實(shí)施例的兩個(gè)往復(fù)運(yùn)動件的位置關(guān)系，圖1中表示的一些元件沒有示出。請參考圖1，該往復(fù)運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動相互轉(zhuǎn)換的機(jī)構(gòu)包括往復(fù)運(yùn)動件14a和14b、 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動件以及支撐該機(jī)構(gòu)的機(jī)架。所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動件為一個(gè)軸系，包括位于兩端的兩個(gè)端軸IOa和IOb以及以轉(zhuǎn)動副 連接在所述的兩個(gè)端軸IOa和IOb之間的動軸12。所述往復(fù)運(yùn)動件14a和14b分別套接于 所述的動軸12的兩個(gè)相鄰的動軸銷上，并與相應(yīng)的動軸銷構(gòu)成轉(zhuǎn)動副。請繼續(xù)參考圖1，所述的兩個(gè)端軸IOa和IOb具有共同的軸線m，該軸線稱為公轉(zhuǎn) 軸線m。所述動軸12兩端的動軸頸的軸線形成該動軸12的自轉(zhuǎn)軸η。當(dāng)所述的兩個(gè)端軸 IOa和IOb沿圖1中箭頭11所示的方向沿其公轉(zhuǎn)軸m轉(zhuǎn)動時(shí)，所述動軸12繞其自轉(zhuǎn)軸η反 向轉(zhuǎn)動。往復(fù)運(yùn)動件14可沿圖1中箭頭13的方向做往復(fù)運(yùn)動，而往復(fù)運(yùn)動件14b可沿垂 直于所述往復(fù)運(yùn)動件14a運(yùn)動方向做往復(fù)運(yùn)動(如圖2所示)。利用圖1所示的結(jié)構(gòu)，可實(shí) 現(xiàn)沿箭頭11所示的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動與圖1中的箭頭13和圖2中的箭頭13b所示的往復(fù)運(yùn)動之間 的相互轉(zhuǎn)換。上述旋轉(zhuǎn)-往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的另外一種形式，是采用具有三段動軸銷段的結(jié)構(gòu) 形式。以下實(shí)施例即為該種形式的例子。請參看圖3。與上述第一實(shí)施例中動軸銷為兩段(分別為6a和6b)所不同的是，本實(shí)施例二中 動軸銷共有三段，比第一實(shí)施例中的多出第三動軸銷6c，相應(yīng)的往復(fù)運(yùn)動件至少多出一個(gè)， 即對應(yīng)該第三動軸銷設(shè)置的往復(fù)運(yùn)動件。圖3示出的動軸具有三段動軸銷6a、6b以及6c，三段動軸銷6a、6b以及6c依次由 動軸臂5b和5d連接。該例子中的動軸的其它方面與上述的具有兩個(gè)動軸銷的動軸相同。圖4為圖3的動軸構(gòu)成的往復(fù)運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動相互轉(zhuǎn)換的機(jī)構(gòu)的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示 意圖。請參考圖4，本實(shí)施例的往復(fù)運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動相互轉(zhuǎn)換的機(jī)構(gòu)與實(shí)施例一所不同 的是，利用具有三段動軸銷的動軸，在每一動軸銷上分別安裝有往復(fù)運(yùn)動件。此外，為了獲 得最佳的動平衡效果，對應(yīng)第二動軸銷6b的往復(fù)運(yùn)動件的質(zhì)量設(shè)置為第一動軸銷6a和第 三動軸銷6c所對應(yīng)的往復(fù)運(yùn)動件的質(zhì)量之和。所述第二動軸銷6b對應(yīng)的往復(fù)運(yùn)動件可以
3是專門起動平衡效果的動平衡滑塊，也可以是活塞，或者其它形式的往復(fù)運(yùn)動件。在上述機(jī)構(gòu)中，動軸類似于傳統(tǒng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的曲軸，但是其運(yùn)動狀態(tài)存在顯著 不同。具體表現(xiàn)在，動軸繞自身的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，還要繞支撐該動軸的端軸的中心軸線旋 轉(zhuǎn)。由于這個(gè)原因，對該動軸提出了以下不同于普通動軸的特殊要求。首先，作為主要的傳力運(yùn)動件，動軸自身必須有足夠的強(qiáng)度和剛度，這要求動軸需 要有一定的質(zhì)量；而作為運(yùn)動件，又要求動軸自身的質(zhì)量越輕越好。其次，為保證機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，該動軸必須進(jìn)行動平衡；同時(shí)，又要考慮該動軸本 身是一個(gè)繞端軸的軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)件，要進(jìn)入整個(gè)機(jī)構(gòu)的平衡體系進(jìn)行考慮。此外，在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)曲軸具有三個(gè)及其以上的曲軸銷時(shí)，各個(gè)曲軸銷的軸線必 然位于周向上的不同平面上，這使曲軸的制造加工必然考慮空間上如何對其進(jìn)行定位，給 制造加工帶來了難度。綜合上述因素，需要提供一種制造難度低，質(zhì)量相對較輕，并能夠靈活的調(diào)整其質(zhì) 量以及自身質(zhì)量分布的動軸，以滿足上述各個(gè)方面的要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種用于端軸-動軸機(jī)構(gòu)的動軸，該動軸制造難度相對較低，具有相 對較輕的質(zhì)量，并且能夠根據(jù)設(shè)計(jì)要求，改變其各個(gè)部分的質(zhì)量分布，實(shí)現(xiàn)最佳的動平衡效
^ ο本發(fā)明提供一種用于端軸-動軸機(jī)構(gòu)的動軸，該動軸具有三段動軸銷，并且三段 動軸銷的軸線均位于同一個(gè)平面上，其中，軸向上位于兩側(cè)的左動軸銷、右動軸銷位于該動 軸自轉(zhuǎn)軸的同一側(cè)，位于中間的中間動軸銷則位于該動軸的自轉(zhuǎn)軸的另一側(cè)；在所述位于 中間的動軸銷的兩端頭設(shè)置有配重部。優(yōu)選的，該動軸軸向上左動軸銷、右動軸銷呈中空的管狀結(jié)構(gòu)，所述中間動軸銷采 用實(shí)心結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，所述中間動軸銷兩端的配重部相互對稱。優(yōu)選的，所述配重部上設(shè)置有若干去重孔。優(yōu)選的，該動軸的質(zhì)心落在該動軸的自轉(zhuǎn)軸上。優(yōu)選的，所述動軸的質(zhì)心落在該動軸軸向上的中點(diǎn)位置。優(yōu)選的，該動軸的動軸臂采用空心的管狀結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，該動軸采用中空的管狀結(jié)構(gòu)的部分，其內(nèi)徑面和/或外徑面均在軸向上 呈向外側(cè)凸起的拱形。本實(shí)用新型同時(shí)提供一種使用端軸-動軸機(jī)構(gòu)的設(shè)備，具體是內(nèi)燃機(jī)，該內(nèi)燃機(jī) 的端軸_動軸機(jī)構(gòu)使用上述任意一項(xiàng)技術(shù)方案所述的動軸。本實(shí)用新型同時(shí)提供一種使用端軸-動軸機(jī)構(gòu)的設(shè)備，具體是壓縮機(jī)，該壓縮機(jī) 的端軸_動軸機(jī)構(gòu)使用上述任意一項(xiàng)技術(shù)方案所述的動軸。本實(shí)用新型發(fā)明提供的動軸，為具有三段動軸銷的動軸。該動軸將三段動軸銷設(shè) 置在同一個(gè)平面上，其中，軸向上位于兩側(cè)的動軸銷位于該動軸的自轉(zhuǎn)軸的同一側(cè)，位于中 間的動軸銷則位于該動軸的自轉(zhuǎn)軸的另一側(cè)；在位于中間的動軸銷的兩端設(shè)置了配重部。 上述技術(shù)特征使該動軸具有明顯優(yōu)于傳統(tǒng)曲軸的優(yōu)點(diǎn)。[0029]首先，該動軸的加工較傳統(tǒng)的曲軸方便。由于將三段動軸銷設(shè)置在一個(gè)平面上，使 該零件便于裝夾和切削，明顯降低了加工難度。其次，通過該動軸中間動軸銷兩端的配重，該動軸可以方便的調(diào)整其質(zhì)心在軸向 上的位置。這對于整個(gè)端軸_動軸機(jī)構(gòu)的平衡調(diào)整帶來了便利。在本實(shí)用新型提供的動軸的優(yōu)選實(shí)施方案中，還進(jìn)一步將左動軸銷、右動軸銷設(shè) 置成為中空的管狀結(jié)構(gòu)，中間動軸銷采用實(shí)心結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)便于動軸實(shí)現(xiàn)本身的動平衡。 動軸作為一個(gè)旋轉(zhuǎn)件，要求繞自身的旋轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)平衡。根據(jù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)的要求，動軸兩端的動 軸銷需要在動軸自轉(zhuǎn)軸的同一側(cè)，而位于中間的動軸銷則需要位于動軸自轉(zhuǎn)軸的另一側(cè)。 上述技術(shù)方案中，動軸兩側(cè)的動軸銷采用中空的管狀結(jié)構(gòu)，而位于中間的動軸銷采用實(shí)心 結(jié)構(gòu)，這樣，可以使動軸自轉(zhuǎn)軸兩側(cè)的質(zhì)量相同，便于對其進(jìn)行平衡。

圖1是端軸-動軸機(jī)構(gòu)的原理示意圖；圖2是圖1的左視簡圖；圖3是具有三個(gè)動軸銷的動軸的示意圖；圖4是由圖3所示的動軸銷構(gòu)成的端軸-動軸機(jī)構(gòu)的示意圖。圖1是本發(fā)明實(shí)施 例的立體圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例的動軸立體圖，該立體圖的左半部分被剖分示出。
具體實(shí)施方式
請參看圖5，這圖為本發(fā)明實(shí)施例提供的端軸-動軸機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)使用的動軸的 立體圖。請同時(shí)參看圖6，該圖為圖5的動軸的左半部分剖視圖。如圖5所示，該動軸在圖5中從左到右依次包括左動軸頸1-1、第一動軸臂3-1、左 動軸銷2-1、第二動軸臂3-2、中間動軸銷2-2、第三動軸臂3-3、右動軸銷2_3、第四動軸臂 3-4、右動軸頸1-2。所述左、右動軸頸用于與端軸的偏心孔配合，支撐該動軸的旋轉(zhuǎn)；所述 各個(gè)動軸銷則分別與往復(fù)原件的動軸銷孔旋轉(zhuǎn)配合。所述各個(gè)動軸臂起到連接相鄰的動軸 頸和動軸銷以及相鄰的兩個(gè)動軸銷的作用。參照圖6可以看出，在該實(shí)施例中，所述左動軸頸1-1、第一動軸臂3-1、左動軸銷 2-1、第二動軸臂3-2均為中空的管狀，并且，左動軸銷2-1的內(nèi)徑面和外徑面在軸向上均呈 拱形，該拱形結(jié)構(gòu)有助于增加其剛度和強(qiáng)度。所述中間動軸銷2-2則呈實(shí)心結(jié)構(gòu)，僅開有軸 向貫通的油道5。該動軸的右半部分與左半部分相對稱，即所述第三動軸臂3-3、右動軸銷 2-3、第四動軸臂3-4、右動軸頸1-2均為中空管裝結(jié)構(gòu)。在該動軸上，在所述中間動軸銷2-2的兩個(gè)端部設(shè)置有配重部，即該中間動軸銷 2-2與所述第二動軸臂3-2相交接的部位設(shè)置有左配重部4-1，該中間動軸銷2-2與所述第 三動軸臂3-3相交接的部位設(shè)置有右配重部4-2。上述配重部根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)置不同的尺寸和重量，用于平衡整個(gè)動軸的重量分 布，其空間位置和尺寸需要使動軸自轉(zhuǎn)和繞端軸的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)都不會與其它元件產(chǎn)生干 涉。在上述配重部上可根據(jù)動平衡試驗(yàn)的情況設(shè)置若干去重孔，所述去重孔可以是盲孔或 者通孔，這些去重孔可以改變配重部重量，實(shí)現(xiàn)對動軸質(zhì)心位置的調(diào)整，這種調(diào)整方式尤其適用于對動軸質(zhì)心的軸向調(diào)整。在該動軸中，所述左動軸頸1-1和右動軸頸1-2的軸線在 一條直線上，該直線就是動軸自轉(zhuǎn)的自轉(zhuǎn)軸η。所述動軸的各個(gè)動軸銷的軸線則平行于該旋 轉(zhuǎn)軸。另外，所述左動軸銷2-1和右動軸銷2-3的軸線在一條直線上，并且該軸線與所述中 間動軸銷2-2的軸線對稱分布在所述自轉(zhuǎn)軸η的兩側(cè)。在端軸-動軸機(jī)構(gòu)中，對動軸存在以下兩方面的要求。首先，動軸是一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 部件，其整體需要圍繞著端軸軸線旋轉(zhuǎn)，為了保證整個(gè)機(jī)構(gòu)具有較高的功效，需要在保證動 軸的剛度和強(qiáng)度的要求下，具有比較輕的質(zhì)量。其次，動軸還需要繞處于左動軸頸1-1、右動 軸頸1-2的軸線形成的自轉(zhuǎn)軸η自轉(zhuǎn)。為了使整個(gè)機(jī)構(gòu)平穩(wěn)運(yùn)行，需要對該動軸自轉(zhuǎn)軸η 的自轉(zhuǎn)進(jìn)行動平衡。這就要求整個(gè)動軸的中心落在自轉(zhuǎn)軸η上，并且該質(zhì)心最好是落在在 該動軸的軸向上的中點(diǎn)位置。本實(shí)施例提供的動軸能夠較好的滿足上述要求。首先，該動軸采用了若干段中空 結(jié)構(gòu)，使該動軸的整體質(zhì)量比全部采用實(shí)心結(jié)構(gòu)的動軸輕，降低了端軸-動軸機(jī)構(gòu)中旋轉(zhuǎn) 軸的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量，有利于提高機(jī)構(gòu)的整體功效。其次，在現(xiàn)有技術(shù)中，三動軸銷動軸由于左右 兩個(gè)動軸銷位于旋轉(zhuǎn)軸的一側(cè)，而中間動軸銷位于旋轉(zhuǎn)軸的另一側(cè)，造成動軸的質(zhì)心難以 落在動軸的自轉(zhuǎn)軸η上；而本實(shí)施例中，該動軸的中間動軸銷2-2采用實(shí)心結(jié)構(gòu)，左動軸銷 2-1、右動軸銷2-3則采用空心結(jié)構(gòu)，通過選用合適的孔徑，可以根據(jù)需要改變質(zhì)心分布位 置，使三動軸銷動軸由于結(jié)構(gòu)上不對稱造成的質(zhì)心偏離旋轉(zhuǎn)軸的問題得到解決。本實(shí)施例中，還在中間動軸銷2-2的兩端設(shè)置了配重部。這些配重部可以進(jìn)一步 對整個(gè)動軸的質(zhì)心位置進(jìn)行調(diào)整，包括動軸質(zhì)心相對其自轉(zhuǎn)軸η的位置以及在動軸的軸向 上的位置，使動軸的質(zhì)心不僅在自轉(zhuǎn)軸η上，而且在自轉(zhuǎn)軸η的中點(diǎn)上。該配重部的一個(gè)關(guān) 鍵作用是，在進(jìn)行動軸的動平衡試驗(yàn)時(shí)，可以根據(jù)動平衡試驗(yàn)的情況，在配重部上打若干去 重孔，以改變動軸的質(zhì)心位置，使動軸質(zhì)心滿足要求。如果不設(shè)置該配重部，則難以根據(jù)動 平衡試驗(yàn)的結(jié)果對該動軸的質(zhì)心進(jìn)行調(diào)整。本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技 術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改，因此本發(fā)明的保 護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求一種用于端軸 動軸機(jī)構(gòu)的動軸，其特征在于，該動軸具有三段動軸銷，并且三段動軸銷的軸線均位于同一個(gè)平面上，其中，軸向上位于兩側(cè)的左動軸銷、右動軸銷位于該動軸自轉(zhuǎn)軸的同一側(cè)，位于中間的中間動軸銷則位于該動軸的自轉(zhuǎn)軸的另一側(cè)；在所述位于中間的動軸銷的兩端頭設(shè)置有配重部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于端軸-動軸機(jī)構(gòu)的動軸，其特征在于，該動軸軸向上左動 軸銷、右動軸銷呈中空的管狀結(jié)構(gòu)，所述中間動軸銷采用實(shí)心結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于端軸-動軸機(jī)構(gòu)的動軸，其特征在于，所述中間動軸銷兩 端的配重部相互對稱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于端軸-動軸機(jī)構(gòu)的動軸，其特征在于，所述配重部上設(shè)置 有若干去重孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的用于端軸_動軸機(jī)構(gòu)的動軸，其特征在于，該動 軸的質(zhì)心落在該動軸的自轉(zhuǎn)軸上。
6.據(jù)權(quán)利要求5所述的用于端軸-動軸機(jī)構(gòu)的動軸，其特征在于，所述動軸的質(zhì)心落在 該動軸軸向上的中點(diǎn)位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的用于端軸_動軸機(jī)構(gòu)的動軸，其特征在于，該動軸的動 軸臂采用空心的管狀結(jié)構(gòu)。
8.據(jù)權(quán)利要求7所述的用于端軸-動軸機(jī)構(gòu)的動軸，其特征在于，該動軸采用中空的管 狀結(jié)構(gòu)的部分，其內(nèi)徑面和/或外徑面均在軸向上呈向外側(cè)凸起的拱形。
9.一種使用端軸_動軸機(jī)構(gòu)的設(shè)備，具體是內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，該內(nèi)燃機(jī)的端軸-動 軸機(jī)構(gòu)使用權(quán)利要求1到權(quán)利要求8任意一項(xiàng)所述的動軸。
10.一種使用端軸-動軸機(jī)構(gòu)的設(shè)備，具體是壓縮機(jī)，其特征在于，該壓縮機(jī)的端軸-動 軸機(jī)構(gòu)使用權(quán)利要求1到權(quán)利要求8任意一項(xiàng)所述的動軸。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種用于端軸-動軸機(jī)構(gòu)的動軸，該動軸具有三段動軸銷，并且三段動軸銷的軸線均位于同一個(gè)平面上，其中，軸向上位于兩側(cè)的左動軸銷、右動軸銷位于該動軸自轉(zhuǎn)軸的同一側(cè)，位于中間的中間動軸銷則位于該動軸的自轉(zhuǎn)軸的另一側(cè)；在所述位于中間的動軸銷的兩端頭設(shè)置有配重部。由于將三段動軸銷設(shè)置在一個(gè)平面上，使該零件便于裝夾和切削，使該動軸的加工較傳統(tǒng)的曲軸方便。通過該動軸中間動軸銷兩端的配重，該動軸可以方便的調(diào)整其質(zhì)心在軸向上的位置，這對于整個(gè)端軸-動軸機(jī)構(gòu)的平衡調(diào)整帶來了便利。
文檔編號F02B75/32GK201687850SQ20102020747
公開日2010年12月29日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者黎明, 黎正中 申請人:北京中清能發(fā)動機(jī)技術(shù)有限公司