CN105202137A - 一种改变曲柄滑块机构结构及运动方式的装置 - Google Patents

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Abstract

一种改变曲柄滑块机构结构及运动方式的装置，其技术方案要点是：在固定件侧面内壁上对中曲柄、连杆中心线设置定位凹槽装配固定直线运动导轨部件，设置滑块槽板支架，在滑块槽板支架上设置滑块部件与装配固定在定位凹槽内的直线运动导轨部件形成移动副，再在滑块槽板支架上设置连杆偏摆运动槽和顶部销座圆孔，把原曲柄滑块机构中的连杆分别与顶部销座圆孔和曲柄连接，组合成一种新的传动机构装置，由滑块槽板支架上的滑块部件和滑块槽板支架上端的顶部构件同时向下级机构传递动力，改变曲柄滑块机构结构及运动方式，改善应用该传动机构装置的机器的性能，优化结构，减小体积，减轻重量，促进机械技术的发展和进步。

Description

一种改变曲柄滑块机构结构及运动方式的装置
技术领域
本发明涉及机械技术领域，尤其是一种改变曲柄滑块机构结构及运动方式的装置。
背景技术
曲柄滑块机构是把旋转运动转变为往复直线运动，或是把往复直线运动转变为旋转运动的一种传动机构。曲柄滑块机构虽然是机械技术教科书中的经典传动机构，被广泛应用于机械技术领域，但曲柄滑块机构在结构和运动方式上还存在以下缺陷和不足，这些缺陷和不足对应用该机构的机器的性能、机器结构、体积、重量形成了制约：
1、在曲柄滑块机构的结构中只有一个滑块构件向下级机构或执行机构传递动力，这种结构和运动方式不能满足一台机器需要多个运动方式和动力的需求，以至于另外再设置零部件或机构满足机器的需求，因此，这种结构和运动方式制约了机械技术的进步和发展。
2、曲柄滑块机构中的滑块必须依托导向装置才能作往复直线运动，这种结构和运动方式对机器的结构、体积、重量形成了制约。因为滑块必须依托导向装置才能作往复直线运动，那么导向装置及其支撑体构件就必须存在于曲柄与下一级机构之间，有些机器又因为导向装置及其支撑体构件的存在，滑块不能直接与下级机构连接，下级机构又必须在导向装置长度尺寸的基础上，留出滑块行程以其它构件与滑块连接，不然下级机构就会与导向装置及其支撑体构件碰撞而不能运动。比如空气压缩机就是以活塞杆与滑块连接，因此，这种结构和运动方式对机器的结构、体积、重量形成了制约。
3、滑块与导向装置之间的摩擦。
滑块与导向装置组成移动副时，滑块与导向装置之间已经存在滑动摩擦，又因为连杆的偏摆运动对滑块产生了侧压力，又增加了滑块因侧压力与导向装置之间的摩擦，这种摩擦不但直接造成了动力损失，而且制约了提高机器性能的研究开发。
发明内容：
为了克服上述曲柄滑块机构存在的缺陷和不足，本发明提供一种改变曲柄滑块机构结构及运动方式的装置，该装置能够消除滑块因侧压力与导向装置之间的摩擦，并同时提供多个构件向下级机构传递运动方式和动力，改变了曲柄滑块机构结构及运动方式，能产生改善应用该传动机构装置机器的性能，优化其机器结构，减小体积，减轻重量的技术效果，促进机械技术的发展和进步。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：在固定件侧面支撑体构件的内壁上对中曲柄、连杆中心线设置定位凹槽，把直线运动导轨部件装配固定在定位凹槽内，并对中定位凹槽、直线运动导轨部件和曲柄中心线设置滑块槽板支架，在滑块槽板支架上设置滑块部件与装配固定在定位凹槽中的直线运动导轨部件形成移动副，取消原曲柄滑块机构中的导向装置及其固定件支撑体构件，消除滑块因侧压力与导向装置之间的摩擦，再在滑块槽板支架的中间设置连杆偏摆运动槽，在滑块槽板支架的上端设置顶部销座圆孔，把原曲柄滑块机构中的连杆小头穿过滑块槽板支架中间的连杆偏摆运动槽，用圆销把连杆小头连接装配在滑块槽板支架上，连杆大头与曲柄连接，组合成一种新的传动机构装置。新的传动机构装置由于滑块部件在直线运动导轨部件上的往复直线运动，固定了整个滑块槽板支架的往复直线运动，可以由滑块槽板支架上的滑块部件和滑块槽板支架上端顶部构件同时向下级机构传递动力，而且其中滑块槽板支架上端顶部构件不再需要导向装置就能作往复直线运动传递动力，改变了传统曲柄滑块机构结构及运动方式，能产生改善应用该传动机构装置的机器的性能，优化其机器结构，减小体积，减轻重量的技术效果，促进机械技术的发展和进步。
本发明的工作原理是：
把旋转运动转变为往复直线运动的工作原理是：动力源作用在曲轴上，经曲柄推动连杆在滑块槽板支架中间的连杆偏摆运动槽中运动，连杆再推动圆销经滑块槽板支架上端的顶部销座圆孔推动顶部构件作往复直线运动，并同时推动滑块槽板支架上的滑块部件在直线运动导轨部件上作往复直线运动，由滑块槽板支架上的滑块部件和滑块槽板支架上端的顶部构件同时向下级机构传递往动力，供下级机构选择应用。
把往复直线运动转变为旋转运动的工作原理是：一方面，动力源作用在滑块槽板支架上端的顶部构件上，经滑块槽板支架推动滑块部件在直线运动导轨部件上作往复直线运动，向下级机构传递动力；另一方面，动力源作用在滑块槽板支架上端的顶部构件上，经滑块槽板支架上端顶部销座圆孔和圆销推动连杆在连杆偏摆运动槽中运动，连杆再推动曲柄，把往复直线运动转变为曲轴的旋转运动。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明改变了曲柄滑块机构结构及运动方式，这种结构和运动方式的改变，现在无法预测可能产生哪些意想不到的技术效果，但至少具有以下有益效果：
1、本发明与原曲柄滑块机构相比，由于滑块部件与直线运动导轨部件形成移动副后，以滑块部件在直线运动导轨部件上的往复直线运动固定了滑块槽板支架的往复直线运动，可以由滑块槽板支架上的滑块部件和滑块槽板支架上端的顶部构件同时向下级机构传递动力，增加了向下级机构传递动力的构件，而且其中滑块槽板支架上端的顶部构件不再需要依托导向装置就可以向下级机构传递动力，能够直接连接下一级机构或执行机构，产生现在无法预测或预先难以想到的技术效果。
2、本发明改变曲柄滑块机构结构及运动方式后，能够取消原曲柄滑块机构中的导向装置及其固定件支撑体构件，不但消除了滑块因侧压力与导向装置之间的摩擦，而且缩短了下一级机构或执行机构与曲轴曲柄之间的距离，能使应用该传动机构装置的机器的结构更紧凑，可以优化其机器结构，减小体积，减轻重量，提供一条节能减排新途径。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
附图1是本发明直线运动导轨部件、滑块槽板支架、连杆、曲柄装配示意图；
附图2是本发明实施例的装配示意图；
附图1中：1、定位凹槽；2、直线运动导轨部件；3、滑块部件；4、滑块槽板支架；5、连杆偏摆运动槽；6、顶部销座圆孔；7、顶部构件；8、圆销；9、连杆；10、曲柄；
具体实施方式
如图1所示：在固定件侧面支撑体构件的内壁上对中曲柄(10)、连杆(9)中心线设置定位凹槽(1)，把直线运动导轨部件(2)装配固定在定位凹槽(1)内，并对中定位凹槽(1)、直线运动导轨部件(2)和曲柄(10)中心线设置滑块槽板支架(4)，在滑块槽板支架(4)上设置滑块部件(3)与装配固定在定位凹槽(1)中的直线运动导轨部件(2)形成移动副，取消原曲柄滑块机构中的导向装置及其固定件支撑体构件，消除滑块因侧压力与导向装置之间的摩擦，在滑块槽板支架(4)的中间设置连杆偏摆运动槽(5)，再在滑块槽板支架(4)的上端设置顶部销座圆孔(6)，把原曲柄滑块机构中的连杆(9)小头穿过滑块槽板支架(4)中间的连杆偏摆运动槽(5)，用圆销(8)把连杆(9)小头连接装配在滑块槽板支架(4)上，连杆(9)大头与曲柄(10)连接，组合成一种新的传动机构装置。新的传动机构装置由于滑块部件(3)在直线运动导轨部件(2)上的往复直线运动，固定了整个滑块槽板支架(4)的往复直线运动，可以由滑块槽板支架(4)上的滑块部件(3)和滑块槽板支架(4)上端顶部构件(7)同时向下级机构传递动力，而且其中滑块槽板支架(4)上端顶部构件(7)不再需要导向装置就能作往复直线运动传递动力，改变了传统曲柄滑块机构结构及运动方式，能产生改善应用该传动机构装置的机器的性能，优化其机器结构，减小体积，减轻重量的技术效果，促进机械技术的发展和进步。
本发明的工作原理是：
把旋转运动转变为往复直线运动的工作原理是：动力源作用在曲轴上，经曲柄(10)推动连杆(9)在滑块槽板支架(4)中间的连杆偏摆运动槽(5)中运动，连杆(9)再推动圆销(8)经滑块槽板支架(4)上端的顶部销座圆孔(6)推动顶部构件(7)作往复直线运动，并同时推动滑块槽板支架(4)上的滑块部件(3)在直线运动导轨部件(2)上作往复直线运动，由滑块槽板支架(4)上的滑块部件(3)和滑块槽板支架(4)上端的顶部构件(7)同时向下级机构传递往动力，供下级机构选择应用。
把往复直线运动转变为旋转运动的工作原理是：一方面，动力源作用在滑块槽板支架(4)上端的顶部构件(7)上，经滑块槽板支架(4)推动滑块部件(3)在直线运动导轨部件(2)上作往复直线运动，向下级机构传递动力；另一方面，动力源作用在滑块槽板支架(4)上端的顶部构件(7)上，经滑块槽板支架(4)上端顶部销座圆孔(6)和圆销推(8)动连杆(9)在连杆偏摆运动槽(5)中运动，连杆(9)再推动曲柄(10)，把往复直线运动转变为曲轴的旋转运动。
实施例一：
本实施例工作原理如上所述，具体实施方式如图2所示：在固定件两侧支撑体构件的两侧内壁上对中曲柄(10)、连杆(9)中心线设置定位凹槽(1)，把直线运动导轨部件(2)对中装配固定在两侧定位凹槽(1)内，并对中定位凹槽(1)、直线运动导轨部件(2)和曲柄(10)中心线设置“山”形滑块槽板支架(4)，在“山”形滑块槽板支架(4)的两端设置滑动滑块部件(3)与装配固定在两侧定位凹槽(10)中的两个直线运动导轨部件(2)形成移动副，取消原曲柄滑块机构中的导向装置及其固定件支撑体构件，消除滑块因侧压力与导向装置之间的摩擦，再在“山”形滑块槽板支架(4)的中间设置连杆偏摆运动槽(5)，在“山”形滑块槽板支架(4)的上端设置顶部销座圆孔(6)，把原曲柄滑块机构中的连杆(9)小头穿过“山”形滑块槽板支架(4)中间的连杆偏摆运动槽(5)，用圆销(8)把连杆(9)小头连接装配在“山”形滑块槽板支架(4)上，连杆(9)大头与曲柄(10)连接，组合成一种新的传动机构装置。新的传动机构装置由于设置于“山”形滑块槽板支架(4)两端的滑动滑块部件(3)在两个直线运动导轨部件(2)上的往复直线运动，固定了整个“山”形滑块槽板支架(4)的往复直线运动，可以由“山”形滑块槽板支架(4)上的两个滑动滑块部件(3)和“山”形滑块槽板支架(4)上端顶部构件(7)同时向下级机构传递动力，而且其中“山”形滑块槽板支架(4)上端顶部构件(7)不再需要导向装置就能作往复直线运动传递动力，改变了传统曲柄滑块机构结构及运动方式，能产生改善应用该传动机构装置的机器的性能，优化其机器结构，减小体积，减轻重量的技术效果，促进机械技术的发展和进步。
实施例二：
本实施例工作原理、具体实施方式如上所述，不同之处是设置在“山”形滑块槽板支架两端的滑块部件为滚动滑块部件，滚动滑块部件与滑动滑块比较，能呈数量级地降低摩擦损失，提高机械效率。

Claims (4)

1.一种改变曲柄滑块机构结构及运动方式的装置，包括滑块与导向装置移动副、固定件，其特征是：在固定件侧面支撑体内壁上对中曲柄、连杆中心线设置定位凹槽装配固定直线运动导轨部件，设置滑块槽板支架，在滑块槽板支架上设置滑块部件与装配固定在定位凹槽中的直线运动导轨部件形成移动副，再在滑块槽板支架上设置连杆偏摆运动槽和顶部销座圆孔，把原曲柄滑块机构中的连杆构件分别与滑块槽板支架上端的顶部销座圆孔和曲柄连接，组合成一种新的传动机构装置，由滑块槽板支架上的滑块部件和滑块槽板支架上端的顶部构件同时向下级机构传递动力，改变传统曲柄滑块机构结构及运动方式，促进机械技术的发展和进步。
2.按权利要求1所述的一种改变曲柄滑块机构结构及运动方式的装置，其特征是：把滑块部件、连杆偏摆运动槽、顶部销座圆孔设计在一个整体的滑块槽板支架构件中，由滑块槽板支架上的滑块部件与定位凹槽中的直线运动导轨部件形成移动副，取消原曲柄滑块机构中的导向装置及其固定件支撑体构件，消除滑块因侧压力与导向装置之间的摩擦。
3.按权利要求1或2所述的一种改变曲柄滑块机构结构及运动方式的装置，其特征是：在滑块槽板支架的中间设置连杆偏摆运动槽，用于连杆与顶部销座圆孔连接，并作为连杆偏摆运动空间。
4.按权利要求1或2所述的一种改变曲柄滑块机构结构及运动方式的装置，其特征是：在滑块槽板支架上端设置顶部销座圆孔，把原曲柄滑块机构中的连杆小头穿过滑块槽板支架中间的连杆偏摆运动槽，用圆销把连杆小头连接装配在滑块槽板支架上，连杆大头与曲柄连接，组合成一种新的传动机构装置。
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