專利名稱：圓滑塊、圓滑塊組、曲柄圓滑塊機構(gòu)及其機械設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的圓滑塊以及使用上述圓滑塊組成的圓滑
塊組。本實用新型還涉及使用上述圓滑塊的曲柄圓滑塊機構(gòu)，以及使用上述曲柄圓滑塊機 構(gòu)的機械設(shè)備。
背景技術(shù)：
往復(fù)式內(nèi)燃機或者壓縮機都需要實現(xiàn)活塞的往復(fù)運動和曲軸的旋轉(zhuǎn)運動之間的 轉(zhuǎn)換，其中，往復(fù)式內(nèi)燃機是將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動，而往復(fù)式壓縮機則 是將曲軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)運動。目前的通用技術(shù)下，上述轉(zhuǎn)換過程均需要使 用曲柄連桿機構(gòu)。由于曲柄連桿機構(gòu)中連桿的存在，使機器龐大、笨重，無法完全平衡。 為了解決上述問題，中國專利文獻CN85100358B公開了一種"曲柄圓滑塊往復(fù)活 塞式內(nèi)燃機"，中國專利文獻CN1067741C公開了一種"曲柄雙圓滑塊往復(fù)活塞式內(nèi)燃機"，中 國專利文獻CN1144880A公開了一種"曲柄多圓滑塊往復(fù)活塞式內(nèi)燃機"。上述內(nèi)燃機的共 同特點是對通用技術(shù)下內(nèi)燃機的曲柄連桿機構(gòu)進行了徹底改進，采用具有偏心圓孔的圓滑 塊代替連桿。所述偏心圓滑塊呈圓柱形，并且開有平行于圓柱體軸線的偏心圓孔，該偏心圓 孔用于穿過曲軸的曲柄銷。該內(nèi)燃機的活塞包括兩端的冠部和連接兩冠部的導(dǎo)向部，其中 導(dǎo)向部上開有圓孔，該圓孔的內(nèi)徑面和上述圓滑塊的外徑面相配合，所述圓滑塊即安置在 活塞導(dǎo)向部上與其外周相配合的圓孔中。當(dāng)所述活塞受到汽缸中燃燒氣體的推動而在氣缸 中往復(fù)運動時，所述偏心圓滑塊繞其自身的圓心轉(zhuǎn)動，并進而帶動曲軸反向轉(zhuǎn)動，從而將活 塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動，再通過與曲軸連接的旋轉(zhuǎn)部件向外傳遞功率。上述 專利的思想也可以方便的轉(zhuǎn)用到壓縮機或者抽真空機中，獲得曲柄圓滑塊壓縮機或者曲柄 圓滑塊抽真空機。 在上述中國專利文獻CN1067741C和CN1144880A中，分別需要使用由兩個圓滑塊、 三個圓滑塊組成的圓滑塊組，這些圓滑塊組成的圓滑塊組必須將各個圓滑塊彼此聯(lián)成一 體，即各個圓滑塊之間必須在曲柄圓滑塊機構(gòu)的運動過程中保持位置固定，整組圓滑塊作 為一個整體運動，否則曲柄圓滑塊機構(gòu)無法正常運動。 現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)提供了將同一個圓滑塊組中的不同圓滑塊組合在一起的技術(shù)方案， 具體是采用定位銷連接兩個圓滑塊。這種定位方式的優(yōu)點是各個圓滑塊的連接比較可靠， 并且在曲柄銷斷裂的情況下，定位銷的連接作用還可以使曲柄圓滑塊機構(gòu)正常運動一段時 間。但是，上述技術(shù)方案也存在明顯的缺點，一個主要的問題是，在加工定位銷孔時，需要一 組圓滑塊按照安裝位置組合完成之后，進行配鉆。這種加工方式需要比較復(fù)雜的裝夾器具， 并且，這樣生產(chǎn)的一組圓滑塊必須配對使用，給生產(chǎn)管理帶來了不便。另外，在裝配過程中， 定位銷插入兩個圓滑塊的定位銷孔實現(xiàn)的安裝過程比較困難。

實用新型內(nèi)容針對上述問題，本實用新型提供兩種圓滑塊，這些圓滑塊能夠方便的彼此安裝固 定，形成圓滑塊組，并且還具有易于制造的優(yōu)點。本實用新型還提供相應(yīng)的曲柄圓滑塊機構(gòu)以及機械設(shè)備。本實用新型同時提供圓滑塊的制造方法。 本實用新型提供的第一種圓滑塊的一個端面上設(shè)置有位于偏心孔位置的凸臺，偏
心孔延伸到該凸臺，并且，該凸臺被垂直于偏心孔圓心和圓滑塊圓心連線并通過偏心孔直
徑的平面截去上半部分，成為半圓凸臺，所述偏心孔在該凸臺上的截面同樣為半圓。 本實用新型同時提供一種雙圓滑塊組，該雙圓滑塊組包括兩個上述圓滑塊，兩個
圓滑塊具有凸臺的端面呈180度相位相對，以兩個凸臺的定位平面相互貼合，并使兩個凸
臺上的半圓偏心孔互補形成一個完整的圓孔，成為連接孔；兩個圓滑塊的偏心孔通過上述
連接孔的連接，形成該雙圓滑塊組的完整的偏心孔孔道。 本實用新型提供一種曲柄圓滑塊機構(gòu)，該曲柄圓滑塊機構(gòu)使用上述雙圓滑塊組。 本實用新型提供一種機械設(shè)備，該機械設(shè)備，使用上述曲柄圓滑塊機構(gòu)；該機械設(shè) 備具體是內(nèi)燃機、壓縮機或者抽真空機。 本實用新型還提供另外一種圓滑塊，所述圓滑塊的兩個端面上均設(shè)置有位于偏心 孔位置的凸臺，偏心孔延伸到該凸臺，并且，上述凸臺被垂直于偏心孔圓心和圓滑塊圓心連 線并通過偏心孔直徑的平面截去上半部分，成為半圓凸臺，所述偏心孔在該凸臺上的截面 同樣為半圓。。 本實用新型提供一種多圓滑塊組，該多圓滑塊組包括至少兩個上述第一種圓滑塊 和至少一個上述第二種圓滑塊；各個圓滑塊分別以定位平面依次相對貼合、并使相互貼合
的兩個凸臺上的半圓偏心孔互補，形成一個完整的圓孔，通過上述方式，形成多圓滑塊組；
其中，位于中間位置的圓滑塊為第二種圓滑塊，位于兩端的為第一種圓滑塊。 本實用新型提供一種曲柄圓滑塊機構(gòu)，該曲柄圓滑塊機構(gòu)使用上述多圓滑塊組。 本實用新型提供一種機械設(shè)備，該機械設(shè)備使用上述曲柄圓滑塊機構(gòu)；該機械設(shè)
備具體是內(nèi)燃機、壓縮機或者抽真空機。 本實用新型提供的圓滑塊設(shè)置了特殊結(jié)構(gòu)，即沿垂直于偏心孔圓心和圓滑塊圓心 的直徑所在平面將偏心孔的凸臺削去一半，使該凸臺具有一定位平面。在配對時，只需將凸 臺位置相對，兩個圓滑塊呈180度相位相對放置，兩個凸臺的定位平面即可相對，凸臺上的 半圓偏心孔則互補形成一個完整的偏心孔，供曲柄銷穿過。在上述結(jié)構(gòu)中，兩個圓滑塊通過 彼此貼合的凸臺上的定位平面互相限位，保證兩個圓滑塊在該運動機構(gòu)中的位置關(guān)系固定 不變。上述技術(shù)方案使組裝曲柄圓滑塊機構(gòu)時，取消了現(xiàn)有技術(shù)下比較復(fù)雜的穿定位銷工 序，以比較簡單的定位平面貼合工序代替，減少了裝配時間。另外，由于該圓滑塊的固定方 式使其不存在配鉆的定位銷孔，這樣，圓滑塊也就不需要成組使用。在雙圓滑塊中，任意兩 個圓滑塊即可組成一組雙圓滑塊；在多圓滑塊中，只要根據(jù)圓滑塊的外形任意選擇相應(yīng)的 圓滑塊即可組成一組，其中的各個圓滑塊不必是成組加工獲得的；這樣就明顯降低了生產(chǎn) 管理的難度。另外，由于不用將圓滑塊固定在一起進行定位銷孔的配鉆，也減少了零件加工 的難度，削減了工裝夾具的費用。該圓滑塊還可以使圓滑塊組的重量有所減輕，有利于提高 整個機構(gòu)的運動效率。 本實用新型同時提供了一種生產(chǎn)上述圓滑塊的方法。與現(xiàn)有技術(shù)下生嚴(yán)圓滑塊的 方法相比，由于沒有配對配鉆的工序，該圓滑塊生產(chǎn)的工藝復(fù)雜程度明顯降低。該工藝中， 可以一次加工出一組圓滑塊的偏心孔，一次加工出兩個圓滑塊的定位平面，加工效率高。

圖l是本實用新型第 圖2是本實用新型第 圖3是本實用新型第. 圖4是本實用新型第 滑塊組成三圓滑塊組的示意圖
具體實施方式請參看圖l，該圖示出本實用新型第一實施例提供的圓滑塊結(jié)構(gòu)的立體示意圖。 如圖1所示，該圓滑塊1主體為圓柱體，在其上設(shè)置有偏心孔2，該偏心孔2為軸線 平行于圓滑塊l軸線的通孔，其圓心偏置于端面的一側(cè)。該偏心孔2的一個端面上設(shè)置凸臺 3。該凸臺3為半圓形，圖1示出，其向著圓滑塊1圓心的一側(cè)被截為平面，該平面垂直于偏 心孔圓心和圓滑塊圓心連線并通過偏心孔直徑，在該凸臺3上截出的平面稱為定位平面4。 所述偏心孔2沿著軸向一直延伸到凸臺3的外端面。該偏心孔2在凸臺3上的橫截面為在 所述定位平面4開口的半圓，因此，該偏心孔2在該凸臺3的部分稱為半圓偏心孔2-1。 采用兩個上述圓滑塊l，就可以組合成為一個雙圓滑塊組。請參看圖2，該圖示出 采用上述圓滑塊1組合成為一個雙圓滑塊組的情況。 如圖2所示，該圓滑塊組包括兩個圓滑塊l，兩個圓滑塊1以具有凸臺3的一面相 對，并且兩個圓滑塊1之間的相位呈180度，這樣，兩個圓滑塊1的定位平面4正好相對。裝 配時，將位于兩個圓滑塊1上的兩個定位平面4相互貼合，并使位于兩個定位平面4上的半 圓偏心孔2-1互補成為一個完整的圓孔，該圓孔稱為連接孔。通過上述連接孔連接兩個圓 滑塊1上的偏心孔2，使該圓滑塊組形成一個完整的偏心孔孔道。安裝時，只需要將曲軸的 曲柄銷從該圓滑塊組的一端插入該偏心孔孔道即可。插入后，由于曲柄銷的限位作用，使兩 個圓滑塊1無法作相對的平移；同時，兩個定位平面4相互貼合，使一個圓滑塊1繞曲柄銷 轉(zhuǎn)動時，必然通過定位平面4推動另一個圓滑塊1跟隨作同樣角度的轉(zhuǎn)動，這樣，兩個圓滑 塊1之間就保持同樣的相位轉(zhuǎn)動。只要在插入曲柄銷后兩個定位平面4貼合緊密，就可以 保證兩個圓滑塊1能夠同時運動。通過上述配合關(guān)系，就可以使整個曲柄圓滑塊機構(gòu)運動 時，容納兩個圓滑塊1的兩個活塞彼此之間保持正常的相位關(guān)系。 將上述雙圓滑塊組用于曲柄圓滑塊機構(gòu)，即可獲得相應(yīng)的曲柄圓滑塊機構(gòu)的實施 例，將該曲柄圓滑塊機構(gòu)用于機械設(shè)備，即可獲得使用該曲柄圓滑塊機構(gòu)的機械設(shè)備的實 施例，所述機械設(shè)備可以是內(nèi)燃機、壓縮機或者抽真空機。 在上述第一實施例中，所述凸臺3為一個半圓凸臺，實際上，為了減輕整個圓滑塊 組的重量以提供能量的轉(zhuǎn)化效率，可以對該凸臺3的外緣在適當(dāng)部位進行切削，使其不再 是半圓形。例如，在與定位平面4相對的一側(cè)削去一個平面，使整個凸臺3變薄，只要不影 響半圓偏心孔2-l的完整性即可。在負載較輕的情況下，甚至該半圓偏心孔2-l可以具有 一些豁口，只要不影響曲柄銷的插入即可。總之凸臺3外形的設(shè)計可以多種多樣，只要能夠 提供定位平面4和半圓偏心孔2-1即可。 以上第一實施例提供的圓滑塊用于雙圓滑塊組。實際上，還可以使用兩個圓滑塊1 與另外一種兩個端面都設(shè)置了包含半圓偏心孔的凸臺的圓滑塊組合，形成具有三個圓滑塊
一實施例提供的圓滑塊的立體示意圖； 一實施例提供的圓滑塊組合為雙圓滑塊組的示意圖； 二實施例提供的圓滑塊的立體示意二實施例提供的圓滑塊與本實用新型第一實施例提供的圓的多圓滑塊組。以下第二實施例提供這種用于多圓滑塊組的圓滑塊的實施例。 請參看圖3，該圖示出該用于多圓滑塊組的圓滑塊的實施例。 如圖3所示，該圓滑塊21主體為圓柱體，在其上設(shè)置有偏心孔22，該偏心孔22為 一個軸線平行于圓滑塊21軸線的通孔，其圓心所在的位置位于該圓滑塊21端面上的一側(cè)。 該偏心孔22的兩個個端面上均設(shè)置凸臺23。兩個凸臺23相互對稱。圖1示出，凸臺23向 著圓滑塊21圓心的一側(cè)被截為平面，該平面垂直于偏心孔圓心和圓滑塊圓心連線并通過 偏心孔22的直徑，在該凸臺23上截出的平面稱為定位平面24。所述偏心孔22沿著軸向一 直延伸到凸臺23的外端面。該偏心孔22在凸臺23上的橫截面為在所述定位平面24開口 的半圓，因此，該偏心孔22在該凸臺23的部分稱為半圓偏心孔22-1。由于該圓滑塊21具 有兩個凸臺23，相對第一實施例提供的圓滑塊，該圓滑塊稱為雙凸臺圓滑塊，相應(yīng)的，第一 實施例提供的圓滑塊稱為單凸臺圓滑塊。 采用上述雙凸臺圓滑塊21，以及兩個第一實施例提供的單凸臺圓滑塊1，就可以 組成一個具有三個圓滑塊的多圓滑塊組。需要注意的是，所述雙凸臺圓滑塊21與其相 配對成組的單凸臺圓滑塊相比，其厚度和質(zhì)量均比單凸臺圓滑塊大，根據(jù)中國專利文獻 CN1144880A公開的"曲柄多圓滑塊往復(fù)活塞式內(nèi)燃機"的要求，為了達到理想效果，具有 三個圓滑塊的多圓滑塊組中，位于中間的圓滑塊的厚度、質(zhì)量均是位于外側(cè)的圓滑塊厚度 的兩倍。符合上述要求，可以使整個圓滑塊組具有最佳的運動平衡效果；當(dāng)然，根據(jù)最新的 研究成果，上述圓滑塊之間的質(zhì)量、厚度關(guān)系也可以用其他技術(shù)要求代替?？傊?，當(dāng)雙凸臺 圓滑塊21和單凸臺圓滑塊1組成多圓滑塊時，要考慮幾個圓滑塊組成的圓滑塊組的運動 平衡效果，各個圓滑塊的參數(shù)需要做特別的設(shè)計。在本實施例提供的三圓滑塊組中，主要 說明各個圓滑塊彼此的安裝關(guān)系，對各個圓滑塊的設(shè)計參數(shù)關(guān)系假定其滿足中國專利文獻 CN1144880A公開的"曲柄多圓滑塊往復(fù)活塞式內(nèi)燃機"的要求即可，不對其他可能的變化形 式進行詳細說明。 請參看圖4，該圖為由一個雙凸臺圓滑塊21和兩個單凸臺圓滑塊1組成的一個多 圓滑塊組。其中，雙凸臺圓滑塊21的主體部分的厚度、質(zhì)量是單凸臺圓滑塊1的兩倍，兩個 單凸臺圓滑塊l則采用相同的圓滑塊。另外，各個圓滑塊的凸臺的凸起高度基本一致，這樣 可以使整個圓滑塊組組合時比較緊密。 如圖4所示，該圓滑塊組包括一個雙凸臺圓滑塊21 、兩個單凸臺圓滑塊1 ，其中，雙 凸臺圓滑塊21位于中間，兩個單凸臺圓滑塊1則位于該雙凸臺圓滑塊21的左右兩側(cè)。單 凸臺圓滑塊l以具有凸臺3的一端與雙凸臺圓滑塊21的一端面相對，并且其相位與雙凸臺 圓滑塊21的相位倒置，即相差180度，這樣，單凸臺圓滑塊1的定位平面4正好和雙凸臺圓 滑塊21的定位平面24相對。另個單凸臺圓滑塊1則在該雙凸臺圓滑塊21的另一端作上 述相同的配合。裝配時，將單凸臺圓滑塊1的定位平面4和雙凸臺圓滑塊21的定位平面24 相互貼合，并使位于兩個定位平面上的半圓偏心孔和互補，形成一個完成的圓孔，該圓孔稱 為連接孔。通過位于雙凸臺圓滑塊21兩端的連接孔，將三個圓滑塊上的偏心孔連接為一個 完整的偏心孔孔道。 安裝時，只需要將曲軸的曲柄銷從該圓滑塊組的一端插入該偏心孔孔道即可。插 入后，由于曲柄銷的限制，使各個圓滑塊無法作相對的平移；同時，定位平面相互貼合，使一 個圓滑塊繞曲柄銷的轉(zhuǎn)動，必然通過定位平面推動其他圓滑塊跟隨作同樣角度的轉(zhuǎn)動，這樣，各個圓滑塊之間就必然保持同樣的相位轉(zhuǎn)動。只要在插入曲柄銷后，定位平面之間貼合 緊密，就可以保證各個圓滑塊同步運動，使整個曲柄圓滑塊機構(gòu)運動時，各個圓滑塊分別安 裝在其中的活塞保持正常的相位關(guān)系。 將上述雙圓滑塊組用于曲柄圓滑塊機構(gòu)即可獲得相應(yīng)的曲柄圓滑塊機構(gòu)的實施 例，將該曲柄圓滑塊機構(gòu)用于機械設(shè)備，即可獲得使用該曲柄圓滑塊機構(gòu)的機械設(shè)備的實 施例，所述機械設(shè)備可以是內(nèi)燃機、壓縮機或者抽真空機。 以上雙凸臺圓滑塊還可以應(yīng)用在由更多圓滑塊組成的多圓滑塊組上。其組合方式 與上述實施例基本相同，在此不再贅述。 上述第一實施例、第二實施例提供的圓滑塊的結(jié)構(gòu)，使其不需要如現(xiàn)有技術(shù)的插 入定位銷的安裝步驟，取代該安裝步驟的是定位平面貼合的步驟，該步驟相對簡單，易于完 成，因此，上述圓滑塊結(jié)構(gòu)對于簡化安裝工藝可以起到很好的效果。同時，由于不需要在圓 滑塊上設(shè)置定位銷孔，其零件制造工藝也可以簡化。尤其是由于定位銷孔的制造精度要求 高，并且圓滑塊組中各個圓滑塊需要精確配合，因此，現(xiàn)有零件加工過程中，采用一組圓滑 塊按照裝配位置定位并使用夾具夾持后，再打定位銷孔，這種工藝非常復(fù)雜，還需要制作專 用夾具，成本較高。而本實用新型上述實施例提供的圓滑塊則完全取消的定位銷孔，使零件 加工的復(fù)雜程度大幅降低。 以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型基本原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改 進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求一種圓滑塊，其特征在于，該圓滑塊上的一個端面上設(shè)置有位于偏心孔位置的凸臺，偏心孔延伸到該凸臺，并且，該凸臺被垂直于偏心孔圓心和圓滑塊圓心連線并通過偏心孔直徑的平面截去上半部分，成為半圓凸臺，所述偏心孔在該凸臺上的截面同樣為半圓。
2. —種雙圓滑塊組，其特征在于，該雙圓滑塊組包括兩個權(quán)利要求1所述的圓滑塊，兩個圓滑塊具有凸臺的端面呈180度相位相對，以兩個凸臺的定位平面相互貼合，并使兩個凸臺上的半圓偏心孔互補形成一個完整的圓孔，成為連接孔；兩個圓滑塊的偏心孔通過上述連接孔的連接，形成該雙圓滑塊組的完整的偏心孔孔道。
3. —種曲柄圓滑塊機構(gòu)，其特征在于，使用權(quán)利要求2所述的雙圓滑塊組。
4. 一種機械設(shè)備，其特征在于，使用上述權(quán)利要求3所述的曲柄圓滑塊機構(gòu)；該機械設(shè)備具體是內(nèi)燃機、壓縮機或者抽真空機。
5. —種圓滑塊，其特征在于，所述圓滑塊的兩個端面上均設(shè)置有位于偏心孔位置的凸臺，偏心孔延伸到該凸臺，并且，上述凸臺被垂直于偏心孔圓心和圓滑塊圓心連線并通過偏心孔直徑的平面截去上半部分，成為半圓凸臺，所述偏心孔在該凸臺上的截面同樣為半圓。。
6. —種多圓滑塊組，其特征在于，包括至少兩個權(quán)利要求1所述的圓滑塊和至少一個權(quán)利要求5所述的圓滑塊；各個圓滑塊分別以定位平面依次相對貼合、并使相互貼合的兩個凸臺上的半圓偏心孔互補，形成一個完整的圓孔，通過上述方式，形成多圓滑塊組；其中，位于中間位置的圓滑塊為權(quán)利要求6所述的圓滑塊，位于兩端的為權(quán)利要求1所述的圓滑塊。
7. —種曲柄圓滑塊機構(gòu)，其特征在于，使用權(quán)利要求6所述的多圓滑塊組。
8. —種機械設(shè)備，其特征在于，使用權(quán)利要求7所述的曲柄圓滑塊機構(gòu)；該機械設(shè)備具體是內(nèi)燃機、壓縮機或者抽真空機。
專利摘要本實用新型公開一種圓滑塊，該圓滑塊上的一個端面上設(shè)置有位于偏心孔位置的凸臺，偏心孔延伸到該凸臺，并且，該凸臺被垂直于偏心孔圓心和圓滑塊圓心連線并通過偏心孔直徑的平面截去上半部分，成為半圓凸臺，所述偏心孔在該凸臺上的截面同樣為半圓。本實用新型還公開另外一種圓滑塊，該圓滑塊在兩個端面上均設(shè)置有上述凸臺。本實用新型提供的圓滑塊加工和組裝均更為簡單。本實用新型同時提供使用上述圓滑塊組成的雙圓滑塊組、多圓滑塊組、曲柄圓滑塊機構(gòu)以及機械設(shè)備。
文檔編號F16H57/00GK201517604SQ20092022223
公開日2010年6月30日 申請日期2009年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月26日
發(fā)明者黎明, 黎正中 申請人:北京中清能發(fā)動機技術(shù)有限公司