專利名稱：滑動式曲柄機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械傳動部件，特別是用于曲柄滑塊、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的滑動式曲柄機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
曲柄機(jī)構(gòu)是一種傳統(tǒng)的傳動機(jī)構(gòu)，其簡單的構(gòu)造、靈活的傳動方式至今仍在廣泛的使用著。在各種機(jī)械設(shè)備中，尤其在內(nèi)燃機(jī)中是不可或缺的傳動機(jī)構(gòu)。內(nèi)燃機(jī)工作時，氣體膨脹推動活塞運(yùn)動，通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)將活塞的直線運(yùn)動轉(zhuǎn)換為曲柄的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，由轉(zhuǎn)動軸輸出轉(zhuǎn)矩。而在機(jī)動剪板機(jī)、壓力機(jī)、沖床等機(jī)械裝置上，則是由曲柄的轉(zhuǎn)動，通過連桿，帶動滑塊往復(fù)運(yùn)動實(shí)現(xiàn)對外做功。由受力分析可知，以杠桿原理發(fā)展出的曲柄機(jī)構(gòu)，在驅(qū)動力一定的條件下，增加曲柄的長度，相當(dāng)于增加了杠桿的力臂，可得到較大的力矩，達(dá)到省力的目的。但普通的曲柄機(jī)構(gòu)，曲柄的長度是固定的。由于受機(jī)構(gòu)外廓尺寸的制約，曲柄的長度受到限制，在一定的轉(zhuǎn)動空間中，曲柄的長度為一定值，不能變化，因此在曲柄的運(yùn)動過程中無法進(jìn)一步利用杠桿原理達(dá)到最大限度省力的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種滑動式曲柄機(jī)構(gòu)，它可以在旋轉(zhuǎn)過程中，依靠曲柄的滑動伸縮來實(shí)現(xiàn)省力的目的。
本實(shí)用新型所稱技術(shù)問題是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種滑動式曲柄機(jī)構(gòu)，它包括一個曲柄和一個轉(zhuǎn)動軸，其特別之處是所述機(jī)構(gòu)還包括一個圓盤，圓盤上設(shè)置一偏心孔，轉(zhuǎn)動軸裝在偏心孔中，與偏心孔形成間隙配合，在圓盤安裝曲柄的端面上，沿整個外圓周設(shè)置了凹形滑道，所述轉(zhuǎn)動軸與一帶有通孔的滑套固定在一起，所述曲柄的一端裝在滑套的內(nèi)孔中，與孔形成間隙配合，曲柄的另一端設(shè)有一個滾輪，滾輪插在所述凹形滑道中。
上述曲柄機(jī)構(gòu)，所述圓盤上偏心孔的中心到圓盤幾何中心的距離為H，圓盤幾何中心到凹形滑道中心的距離為R，則0＜H≤R/2。
上述曲柄機(jī)構(gòu)，所述滑套沿軸向的正截面呈梯形，其大底面與轉(zhuǎn)動軸固定連接，滑套內(nèi)孔可以是矩形、圓形，橢圓形等幾何形狀。
上述曲柄機(jī)構(gòu)，所述滾輪為階梯圓柱體，滾輪的左端設(shè)有一個滾套。
采用這種結(jié)構(gòu)的曲柄，可使曲柄在旋轉(zhuǎn)一周的過程中，不斷變化其長度，合理的安排曲柄的安裝位置，可顯著節(jié)約原動力。當(dāng)偏心距H在0和R/2之間選擇時，它與占用相同轉(zhuǎn)動空間的普通曲柄相比，在運(yùn)動行程中大約可以節(jié)省百分之一二十的動力。除此之外，這種曲柄結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，使用靈活，成本低廉，可廣泛應(yīng)用于曲柄、曲軸、偏心輪等傳動機(jī)構(gòu)中。


圖1是滑動式曲柄的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的縱剖圖；圖3是滑套沿軸線方向正截面的剖面圖。
具體實(shí)施方式
由圖可見滑動式曲柄由一個圓盤3、帶有滑套5的轉(zhuǎn)動軸2和帶有滾輪6的曲柄1組成。曲柄轉(zhuǎn)動時，撥動滑套帶動轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)(或由轉(zhuǎn)動軸帶動滑套撥動曲柄旋轉(zhuǎn))。由于曲柄一端的滾輪插在凹形滑道4中和轉(zhuǎn)動軸的偏心位置所致，使得曲柄在旋轉(zhuǎn)過程中通過在滑套中的滑動伸縮來調(diào)整其長度。由圖1和圖2可看出，所述圓盤3在安裝曲柄的端面上沿整個外圓周上加工出凹形滑道4，滑道中心到圓盤中心的距離為R。凹形滑道和滾輪配合在一起，可以穩(wěn)定地控制曲柄長度的伸縮。在圓盤上還加工出一帶有階梯的偏心孔，轉(zhuǎn)動軸也是相應(yīng)的階梯軸，即安裝在此偏心孔中，轉(zhuǎn)動軸與偏心孔之間形成間隙配合。偏心孔的中心與圓盤的幾何中心之間的距離為H，H值越大曲柄可伸縮的范圍也越大，相應(yīng)也越省力。從滑動式曲柄的整體結(jié)構(gòu)考慮，取0＜H≤R/2較為適宜。轉(zhuǎn)動軸的大直徑端面上裝有一個滑套5，滑套帶有通孔，孔的形狀可以是圓形、矩形、橢圓形等幾何形狀。在本實(shí)施例中采用的是矩形孔。如圖3所示滑套5沿孔軸線方向的正截面呈梯形?；椎拇蟮酌媾c轉(zhuǎn)動軸固定連接成一體，滑套通孔的軸線沿圓盤的直徑方向。曲柄1的一端插裝在滑套的孔中，曲柄的截面形狀與滑套的孔形相匹配，并與孔之間間隙配合?；卓梢院娃D(zhuǎn)動軸設(shè)計成一體。曲柄的另一端加工出一安裝滾輪的小通孔，滾輪6為階梯圓柱體，滾輪的小直徑圓柱體穿過此孔，插在圓盤的凹形滑道中。滾輪小圓柱體直徑尺寸要小于凹形滑道的寬度尺寸，在其左端設(shè)有一個滾套9。在圓盤的一端還設(shè)置了安裝板7，安裝板上加工出螺栓孔8，用以將安裝板與機(jī)架固定在一起。
本實(shí)用新型在應(yīng)用于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)時，可采用不對心方式，其偏置量為H(但驅(qū)動活塞的中心應(yīng)位于圓盤的幾何中心所在的水平線上)。這樣當(dāng)取滑塊為主動件時，機(jī)構(gòu)的兩個死點(diǎn)位置所對應(yīng)的圓心角小于180度，可較為方便的利用聯(lián)動方式消除死點(diǎn)。由機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)可知，滑動曲柄在轉(zhuǎn)動一周過程中曲柄長度不斷變化，當(dāng)驅(qū)動力一定時，曲柄外伸過程輸出的平均轉(zhuǎn)矩要顯著大于曲柄回縮過程的平均轉(zhuǎn)矩。利用這個特點(diǎn)，可適當(dāng)調(diào)整曲柄的安裝位置，使機(jī)構(gòu)傳力更為合理。如當(dāng)使用曲柄驅(qū)動滑塊對外做功時，通常滑塊的運(yùn)動分為推程和回程，推程需要較大的驅(qū)動力，此時應(yīng)將曲柄外伸過程與滑塊的推程相對應(yīng)，以達(dá)到節(jié)省驅(qū)動力的目的。
權(quán)利要求1.一種滑動式曲柄機(jī)構(gòu)，它包括一個曲柄(1)和一個轉(zhuǎn)動軸(2)，其特征在于所述機(jī)構(gòu)還包括一個圓盤(3)，圓盤上設(shè)置一偏心孔，轉(zhuǎn)動軸裝在偏心孔中，與偏心孔形成間隙配合，在圓盤安裝曲柄的端面上，沿整個外圓周設(shè)置了凹形滑道(4)，所述轉(zhuǎn)動軸與一帶有通孔的滑套(5)固定在一起，所述曲柄的一端裝在滑套的內(nèi)孔中，與孔形成間隙配合，曲柄的另一端設(shè)有一個滾輪(6)，滾輪插在所述凹形滑道中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲柄機(jī)構(gòu)，其特征在于所述圓盤上偏心孔的中心到圓盤幾何中心的距離為H，圓盤幾何中心到凹形滑道中心的距離為R，則0＜H≤R/2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的曲柄機(jī)構(gòu)，其特征在于所述滑套沿軸向的正截面呈梯形，其大底面與轉(zhuǎn)動軸固定連接，滑套內(nèi)孔可以是矩形、圓形，橢圓形等幾何形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的曲柄機(jī)構(gòu)，其特征在于所述滾輪為階梯圓柱體，滾輪的左端設(shè)有一個滾套(9)。
專利摘要一種滑動式曲柄機(jī)構(gòu),屬機(jī)械傳動部件技術(shù)領(lǐng)域。它包括一個曲柄和一個轉(zhuǎn)動軸,其改進(jìn)是,在所述機(jī)構(gòu)中還包括一個圓盤,圓盤上設(shè)置一偏心孔,轉(zhuǎn)動軸裝在偏心孔中,在圓盤端面上沿整個外圓周設(shè)置了凹形滑道,所述轉(zhuǎn)動軸與一帶有通孔的滑套固定在一起,所述曲柄的一端裝在滑套的內(nèi)孔中,與孔形成間隙配合,曲柄的另一端設(shè)有一個滾輪,滾輪插在所述凹形滑道中。采用這種結(jié)構(gòu),曲柄在旋轉(zhuǎn)一周的過程中,不斷變化其力臂,與占用相同轉(zhuǎn)動空間的普通曲柄相比,能顯著節(jié)約原動力,可廣泛應(yīng)用于曲柄、曲軸、偏心輪等傳動機(jī)構(gòu)中。
文檔編號F02B75/32GK2502023SQ0123202
公開日2002年7月24日 申請日期2001年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月24日
發(fā)明者陳福生 申請人:陳福生