CN104006131A - 旋转往复转换机构 - Google Patents

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H—GEARING
    • F16H53/00—Cams ; Non-rotary cams; or cam-followers, e.g. rollers for gearing mechanisms

Abstract

本发明创造公开了一种旋转往复转换机构，其特征在于：包括两个平行的转轴，两转轴上设有至少一对凸轮单元，每对凸轮单元至少包括分别位于两个转轴上的一个凸轮；每对凸轮单元联动有往复连杆；每对凸轮单元的凸轮的曲线满足凸轮运动过程中，位于不同转轴的凸轮表面的最外端端面之间或者两最近端面之间的竖直距离保持不变。本发明创造通过凸轮与往复连杆实现旋转往复转换，与现有的曲轴连杆相比，具有转换效率高、结构简单、噪音小的优点。

Description

旋转往复转换机构
技术领域
本发明创造涉及一种机械往复动作与旋转动作转换机构，尤其是一种旋转往复转换机构。 
背景技术
现有机械往复旋转转换机构，使用曲轴连杆等摆臂滑块机构，往复旋转变换时摆臂消耗大量的功。 
发明内容
本发明创造的目的就是要提供一种旋转往复转换机构，本发明创造通过凸轮与往复连杆实现旋转往复转换，与现有的曲轴连杆相比，具有转换效率高、结构简单、噪音小的优点。 
为达到上述目的，本发明创造采用以下技术方案： 
一种旋转往复转换机构，包括两个平行的转轴，两转轴上设有至少一对凸轮单元，每对凸轮单元至少包括分别位于两个转轴上的一个凸轮；每对凸轮单元联动有往复连杆；每对凸轮单元的凸轮的曲线满足凸轮运动过程中，位于不同转轴的凸轮表面的最外端端面之间或者两最近端面之间的竖直距离保持不变。
进一步的，所述的转轴端部固定设有大小相同的两啮合齿轮。 
进一步的，所述凸轮单元的位于不同转轴的凸轮内侧之间设有随动轴，随动轴的随动轴带动往复连杆。 
进一步的，所述往复连杆的至少一端设有导向套，往复连杆上设有往复连杆往复运动时为转轴提供空间的槽体，转轴穿过上述槽体。 
进一步的，所述两相邻凸轮单元共同联动一个随动轴，随动轴的中间带动往复连杆。 
进一步的，所述两凸轮的外端之间设有框架结构，框状结构的两端带动往复连杆。
进一步的，凸轮采用8字凸轮；转轴的两端设有支撑轴承；随动轴与凸轮对应位置处套设有轴承。 
进一步的，连杆上设有卡固件，卡固件的两端连杆外各套设有一个弹簧，弹簧外罩设有弹簧罩；这样弹簧就能起到复位的作用，在停车时，不至于发生卡死的现象。 
进一步的，往复连杆的端部设置导向套并配合导向轴承。 
进一步的，随动轴与凸轮对应位置处套设有轴承外套，轴承外套半径应大于凸轮偏心距。 
本发明创造的工作原理以及有益效果表现在： 
本发明旋转往复转换机构，去除了原有的摆臂，凸轮组直接带动连杆做直线往复运动。可广泛用于汽油机、柴油机、压缩机、蒸汽机、活塞泵等以活塞做功的设备及各种往复运动设备。
旋转往复转换机构主要包括： 
双转轴：作用是固定凸轮组及输入、输出动力。在双转轴上设有齿轮组：作用是相互传递动力及凸轮组定位。
凸轮单元：作用是将主轴的旋转运动变为偏心运动。 
往复连杆：是将往复功力输入活塞或由活塞输出功力；端部可设有导向结构。 
随动轴与凸轮对应位置处套设有轴承外套，轴承外套半径应大于凸轮偏心度。便于凸轮与轴承外套的作用力转换成随动轴的往复力，提高设备的顺畅性。 
转轴与往复连杆可以通过以下方式实现联动转换：（此处的联动是指，转轴与往复连杆可互为主动运动机构，带动从动机构） 
方式一：在凸轮单元的两内侧（凸轮表面）之间设有随动轴，随动轴的轴线与转轴轴线平行，凸轮转动时，两凸轮内侧形成对随动轴的推动，反之亦然；
方式二：在凸轮单元的两外侧（凸轮表面）外设有框架结构，凸轮转动时，两凸轮外侧形成对框架结构的推动，反之亦然。
上述的两种方式中：可以是一组凸轮单元联动一个往复连杆，也可以是多个凸轮单元联动有一个往复连杆或一个凸轮单元联动有多个往复连杆；凸轮单元可以为配合的两个凸轮，也可以是一个凸轮配合另外转轴上的两个凸轮。 
旋转往复转换机构的动作原理： 
电机带动任意主轴转动通过齿轮组带动另一主轴同步转动，两轴可互为主动轴，两主轴上各至少一个以上的凸轮组成凸轮组，两轴上凸轮互为始终点往复循环变换，将主轴的旋转运动变为偏心运动，随动轴将凸轮的偏心运动变为往复运动，连杆框架将随动轴的往复运动传递给一体的连杆或直接将凸轮的偏心运动变为往复运动，带动连杆位移，连杆带动活塞做功。
活塞的直线运动变旋转运动动作过程相反。 
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图； 
图1为本发明实施例形式示意图；
图2为图1的C向视图；
图3为本发明实施例另一形式示意图；
图4为图3的D向视图；
图5为多组凸轮单元结构示意图；
图6为多组凸轮单元共同驱动一个随动轴示意图；
图7为随动部件为框状结构示意图；
图8为多级连接示意图；
图9为多组凸轮单元通过一个驱动轴带动多个连杆示意图。
具体实施方式
下面未述及的相关技术内容均可采用或借鉴现有技术。 
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。 
一种旋转往复转换机构，包括两个转轴1，图1所示，本实施例中的两个转轴相互平行，且在两端设有支撑轴承，两转轴同步运动，本实施例通过在转轴的端部设有两个齿轮2实现，两个齿轮大小形状（规格）相同且相互啮合；当然也可以在另一端设置一对同样的齿轮。 
两个转轴1上设有至少一对凸轮单元，图1、3为一对情况，凸轮单元的组数可以通过设有需要设定，图5为两对情况，且两组凸轮可实现相互反向往复，当然也可以更多，本实施例不再一一列举。 
每组凸轮单元的凸轮表面曲线满足：其中一转轴上的凸轮与位于另一转轮上的凸轮中，凸轮外侧距离A，凸轮内侧距离B在凸轮随着转轴转动时，A、B不变，图1、3所示。 
每组凸轮单元包括位于两个转轴上的凸轮3，一般情况下，每个转轴上设有可各设有一个凸轮，图1所示；当然也可以设置三个凸轮，一个凸轮与两个凸轮配合，图3所示。 
具体转换通过如下结构： 
方式一：在两凸轮的内侧之间设有随动部件，本实施例采用随动轴4的形式，随动轴4与两凸轮为间隙配合，图1-3所示，当然随动轴也可以为等同的其他部件，比如是随动块，本实施例中，在随动轴外、与凸轮对应的位置处套设有轴承，以进一步减小摩擦。
当然，随动轴可以由一对凸轮单元联动，图1-3，也可以采用多对凸轮单元联动，图6为两对凸轮单元带动一个随动轴的情况。也可以一个凸轮单元联动有多个往复连杆。 
此种方式下，在往复连杆5上设置有槽体6，转轴1穿过槽体6，槽体6具有一定的宽度，满足往复连杆5往复运动时，转轴1与往复连杆5相互不会干扰。 
方式二： 
在两凸轮的外侧之间设有随动部件，本实施例采用框架结构7的形式，框架与两凸轮为间隙配合，图7所示 。
当然，框架结构可以由一对凸轮单元联动，图7所示，也可以采用多对凸轮单元联动，本实施例未画出，但结合图6、图7可得出。 
同理，为防止干扰，在框架结构上设置有槽体，转轴穿过槽体，槽体具有一定的宽度，满足往复连杆往复运动时，转轴与框架结构相互不会干扰。 
同时，为了进一步减小摩擦，可在随动轴外圈设置轴承；为了将往复连杆进行进一步的限位，也可以在往复连杆的外侧设有两个轴承，以辅助往复连杆的走向，图4所示。图9为多组凸轮单元通过一个驱动轴带动多个连杆示意图，两侧设有限位装置8。 
作为本发明创造的改进，本实施例还存在图8的情形，这样，可以根据需要串联多级。 
以上两种方式中，可在往复连杆的端部设置导向套，中部设置导向轴承，以满足导向的需要，当然也可以根据需要，设置其他等同的导向机构。 

Claims (10)

1.一种旋转往复转换机构，其特征在于：包括两个平行的转轴，两转轴上设有至少一对凸轮单元，每对凸轮单元至少包括分别位于两个转轴上的一个凸轮；每对凸轮单元联动有往复连杆；每对凸轮单元的凸轮的曲线满足凸轮运动过程中，位于不同转轴的凸轮表面的最外端端面之间或者两最近端面之间的竖直距离保持不变。
2.根据权利要求1所述的旋转往复转换机构，其特征在于：所述的转轴端部固定设有大小相同的两啮合齿轮。
3.根据权利要求1所述的旋转往复转换机构，其特征在于：所述凸轮单元的位于不同转轴的凸轮内侧之间设有随动轴，随动轴的随动轴带动往复连杆。
4.根据权利要求1或3所述的旋转往复转换机构，其特征在于：所述往复连杆的至少一端设有导向套，往复连杆上设有往复连杆往复运动时为转轴提供空间的槽体，转轴穿过上述槽体。
5.根据权利要求3所述的旋转往复转换机构，其特征在于：所述两相邻凸轮单元共同联动一个随动轴，随动轴的中间带动往复连杆。
6.根据权利要求1所述的旋转往复转换机构，其特征在于：所述两凸轮的外端之间设有框架结构，框状结构的两端带动往复连杆。
7.根据权利要求1所述的旋转往复转换机构，其特征在于：凸轮采用8字凸轮；转轴的两端设有支撑轴承；随动轴与凸轮对应位置处套设有轴承。
8.根据权利要求1所述的旋转往复转换机构，其特征在于：连杆上设有卡固件，卡固件的两端连杆外各套设有一个弹簧，弹簧外罩设有弹簧罩。
9.根据权利要求1所述的旋转往复转换机构，其特征在于：往复连杆的端部设置导向套并配合导向轴承。
10.根据权利要求1所述的旋转往复转换机构，其特征在于：随动轴与凸轮对应位置处套设有轴承外套，轴承外套半径应大于凸轮偏心距。
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