CN201106666Y - 整体式摆盘机构 - Google Patents

Abstract

一种整体式摆盘机构，主要解决简化结构和提高传动效率等技术问题，其采用技术方案是，机构设置有一整体式摆盘，机构传动轴是大端动力段、大小端Z型弯曲段和小端支承段呈一体，Z型弯轴段设有摆盘滚动轴承，该轴承上套设摆盘，Z型弯轴段上还套设有摆盘推力轴承，该轴承分别顶持于摆盘和传动轴的固定螺母，适用于各种工作机械或动力机械。

Description

整体式摆盘机构

技术领域：

本实用新型涉及一种摇摆板传动装置，特别是一种不旋转摇摆件的传动装置。

背景技术：

在工作机械或动力机械中，普遍采用往复运动和回转运动相互转换的传动机构，如曲柄连杆机构、斜盘式机构和摆盘式机构等等。曲柄连杆机构在动力机械中使用较多，适于传递大动力，但其运动有死点、机械振动大，只适于作直列式或V型气缸排列，在很多工作机械上难以推广使用。斜盘式机构在液压泵或马达中广泛应用，其结构特点是斜盘随动力轴旋转，斜盘旋转时不平衡惯量大，因而机械振动也大，同时其搅拌损失大，由搅拌而使润滑油温快速上升，对设备运行明显地带来负面影响，因而只能适应在流量较小的工作机械中应用。摆盘机构，从运动学看，是一种球面曲柄连杆机构，其机构特点是：传动轴由动力轴段、Z型弯轴段和支承轴段一体组成，动力轴段和支承轴段位于Z型弯轴段的两端并在同一轴线上，Z型弯轴段两端对称结构能具有良好工艺性，Z型弯轴段的中部形成一槽，该槽内容置一摆盘，传动轴旋转时，摆盘不随轴旋转而作球面状摆动，从而使在摆盘上沿圆周布设的球形连杆作往复运动，实现回转运动向往复运动的转换，如这些球形连杆连接工作机械的活塞，即可成为往复式工作机械(如泵)的新组合，摆盘机械的优点是无死点、振动小运行平稳、搅拌损失小、传动效率高，但现有的摆盘机构存在下列问题：

1.Z型弯轴段为追求工艺完善和在该轴段中部形成摆盘安装槽，Z型弯轴段要求摆盘制成剖份的二半盘，才能在装配时扣合于安装槽后，再固定形成一整圆盘，这种剖分结构，不仅使构件复杂化，而且也影响摆盘的运行性能；

2.由于上述的结构特点，摆盘内孔(径向)和近内孔的两端面(轴向)与Z型弯轴段对应部位只能采用滑动副支承(滑动轴承)，而这些支承均为传递机构工作载荷的接触面，尤其是轴向接触面极易产生疲劳点蚀，不仅严重影响机构使用寿命，而且传动效率也大幅下降；

3.摆盘呈球面状运动，为保持摆盘正常运行，在摆盘端缘两侧均设置有导轨导向结构，在导轨和盘端缘的频繁接触摩擦时，构件将产生较大的不均匀摩损，不仅影响机构运动的平稳性，也降低构件使用寿命。

4.单球铰连杆结构，会使工作机械的工作柱塞(活塞)承受较大侧向力，造成各运动配合件局部磨损，也不利于均匀密封，因而难以泵送腐蚀性介质(如海水)；

5.由于上述各项原因，现有的摆盘机构虽然具有能使工作机械(如泵等)的工作缸能呈圆周排列等优越性，但只能适应小容量工作机械，无法适用于舰船上泵送大容量海水的需求，严重影响其适用范围。

实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种改进的整体式摆盘机构，它能简化结构，提高机构传动效率和运动平稳性，延长机构的使用寿命，扩大机构的适用范围。

本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是：机构包括有摆盘、传动轴、轴承组、座体、球形连杆，传动轴一端支承于构架，另一端支承于座体，传动轴上设置有摆盘，摆盘上沿其周向布设有一组球形连杆，其特点是：机构中设置有一整体式结构的摆盘，机构的传动轴包括有大端动力段、大小端的Z型弯轴段和小端支承段呈一体，Z型弯轴段设置有摆盘滚动轴承，摆盘滚动轴承上套设有整体式结构的摆盘，Z型弯轴段上还套设有摆盘推力轴承，摆盘推力轴承分别顶持于摆盘和传动轴的固定螺母。

摆盘沿周向布设有一组双球形连杆，该连杆的一端设置有导向活塞，机构设置有锥齿轮式导向传动副。

本实用新型采用特有的大小端结构传动轴，使机构能采用整体式摆盘结构，克服传统剖分式摆盘结构复杂、传动性能差等缺陷，摆盘传递工作载荷的径向和轴向均采用滚动轴承，不仅大大改善构件的润滑条件，提高传动效率，还能延长机构的使用寿命，本实用新型采用单齿啮合的锥齿轮导向结构，受力均匀，运动平稳，不易磨损，其双球形连杆上设导向活塞，可改善工作机械活塞的受力条件，综合上述条件再结合摆盘的周向布置工作缸等特点，本实用新型能适应各种大容量工作机械或动力机械的传动需求，能大大提升本实用新型的适用范围，尤其是适用各式舰船泵送海水的需求，解决类似长期未能解决的技术难题。

附图说明：

图1是本实用新型整体式摆盘机构纵剖视示意图。

图2是图1中传动轴结构示意图。

具体实施方式：

参照图1，整体式摆盘机构包括有摆盘1、传动轴2、轴承组3、座体4、导向活塞5、球形连杆6，机构的一端经轴承组3的动力轴承31支承连接在工作机械的原动机(如电机)构架上，或支承连接在动力机械输出端构架上，机构的另一端经座体4固定在工作机械的机体(如泵体)，或固定在动力机机体上。

摆盘1包括有盘体11、卡环12、球形槽13、锥齿轮14、轴承孔15、推力轴承支承面16、固定螺母17，盘体11是整体式，其轮缘均匀布设有一组球形槽13，用以容置球形连杆6的一球形端，上述结构和现有结构相似；在盘体11内侧端面上设置有一锥齿轮14，该锥齿轮14可在盘体上加工一体成型，也可将独立制成件再固定在盘体11内侧端面上；

该锥齿轮14和座体4上设置的锥齿轮41啮合，共同形成一摆盘机构的导向传动锥齿轮副，二锥齿轮14、41的中心线夹角和传动轴2的动力段21中心线与Z型弯轴段22中心的夹角相等，当传动轴2旋转一周，摆盘1转动一个齿的距离，从而形成可靠而又平稳的导向功能，且齿轮啮合又具有良好润滑条件，因而从根本上克服传统导轨导向结构带来的缺陷；

摆盘1相对上述锥齿轮14的另一侧设置有一轴承孔15，该轴承孔15中安装有轴承组3的摆盘滚动轴承32，该轴承将承受摆盘1的径向载荷，并传递至传动轴2上，和传统滑动支承比较，磨损小、运行平稳、使用寿命长、维护条件好；

摆盘1在锥齿轮14的内侧设置有一支承面16，该支承面16上安装有摆盘推力轴承33，并以传动轴2螺纹段225上旋设的固定螺母17固定，该轴承将承受摆盘1的轴向载荷，并传递至传动轴2上，同样具有上述滚动轴承32的优点。

传动轴2，如图2所示，包括有大端动力段21、大小端的Z型弯轴段22和小端支承段23呈一体结构；

动力段21，不论是工作机械或动力机械是机构的动力输入或输出的轴段，其直径较大，是传动轴2的承载主体；

其有大小端的Z型弯轴段22包括有大斜段221、大轴肩222、主轴段223、轴段224、螺纹段225、小斜段226，其中大轴肩222、主轴段223、轴段224、螺纹段225是在同一中心线上，并以大斜段221形成Z型弯轴段22的中心线和动力段21中心线具有一设定的夹角，再以小斜段226经小轴肩231和支承段23的中心线具有和上述相同的设定夹角，从而构成传动轴2呈Z形弯曲形状；Z型弯曲段22的主轴段223安装有摆盘滚动轴承32，轴段224上套设有摆盘推力轴承33，螺纹段225上旋设有固定螺母17，固定螺母17顶持摆盘推力轴承33，推力轴承33顶持于摆盘1的盘体11；

支承段23，经其小轴肩231连接于Z型弯轴段22，支承段23上设置有支承轴承34，该轴承34固定于座体4；支承段23的中心线和动力段21的中心线在同一直线上，Z型弯轴段22的中心线和支承段23(及动力段21)中心线共处在一个平面内，呈一设定的交错夹角，构成传动轴2呈Z型弯曲状；支承段23的结构尺寸特点是：支承段23相对Z型弯轴段22中心线的最大径向尺寸应小于Z型弯曲段22上螺纹段225的直径，借以保证摆盘1、摆盘滚动轴承32、摆盘推力轴承33和固定螺母17能顺利地安装在传动轴2上，形成本实用新型另一重要特征的由大端动力段21、大小端Z型弯轴段22和小端支承段23呈一体的新颖结构。

轴承组3，包括有动力轴承31、摆盘滚动轴承32、摆盘推力轴承33和支承轴承34，动力轴承31是传动轴2的主支承，采用滚动轴承，该轴承安装在传动轴2大端的动力段21；摆盘1上径向和轴向载荷的支承分别设置有摆盘滚动轴承32和摆盘推力轴承33；支承轴承34，采用自位滚动轴承，安装在传动轴2小端的支承段23。

座体4，是机构的固定件，包括有锥齿轮41、本体42和活塞孔43，锥齿轮41固定设置在本体42的端面，其中心线和支承段23的中心线共线，并和锥齿轮14啮合组成机构的导向传动锥齿轮副，摆盘1上锥齿轮14的齿数和座体4上锥齿轮41的齿数相同；在座体4的周缘，和摆盘1的球形槽13对应，设置有同样数量的活塞孔43，该数量通常取用“奇数”。

导向活塞5，包括有活塞体51、球孔52、连接杆53、定位环54，导向活塞5的功能是支承球形连杆6的侧向力以改善工作机械的运行性能；

活塞体51呈简状结构，其外圆柱面和座体4的活塞孔43接触呈滑动配合，活塞体51的一端设置有球孔52，球孔52内对应安装球形连杆6的球形端，并以定位环53限制定位。

球形连杆6，本实用新型另一结构特点是采用双球形连杆6，即该连杆的两端分别具有球形端，一球形端和摆盘1的球形槽13配合，另一球形端和导向活塞5的球孔52配合，形成一双球铰连接的结构，球形连杆6的结构和功能均和现有结构相似，其数量则和摆盘1的球形槽13对应。

本实用新型由于具有上述特有结构，和传统方案比较，其适用性更加宽广，不论工作机械或动力机械均能适应，尤其是泵送海水或腐蚀性介质的往复泵，更具有明显的优越性，为舰船等的舱底水泵的性能改善，提供良好的技术保障。

Claims (6)

1. 一种整体式摆盘机构，机构包括有摆盘、传动轴、轴承组、座体、球形连杆，传动轴一端支承于架构，另一端支承于座体，传动轴上设置有摆盘、摆盘上沿其周向布设有一组球形连杆，其特征在于：

a.机构中设置有一整体式结构的摆盘(1)；

b.机构的传动轴(2)包括有大端动力段(21)、大小端的Z型弯轴段(22)和小端支承段(23)呈一体；

c.Z型弯轴段(22)设置有摆盘滚动轴承(32)，摆盘滚动轴承上(32)套设有整体式结构的摆盘(1)；

d.Z型弯轴段(22)上还套设有摆盘推力轴承(33)，摆盘推力轴承(33)分别顶持于摆盘(1)和传动轴(2)的固定螺母(17)。

2. 根据权利要求1所述的整体式摆盘机构，其特征是传动轴(2)的动力段(21)和支承段(23)的中心线共线，Z型弯轴段(22)两端分别设置有大斜段(221)和小斜段(226)，Z型弯轴段(22)的中心线和动力段(21)的中心线共处一个平面并呈一交错夹角，构成传动轴(2)呈Z型弯曲形状，传动轴(2)的支承段(23)相对Z型弯曲段(22)中心线的最大径向尺寸小于传动轴(2)的Z型弯曲段(22)上螺纹段(225)的直径。

3. 根据权利要求1所述的整体式摆盘机构，其特征是整体式转盘(1)沿圆周向布设有一组双球形连杆(6)，其数量为奇数。

4. 根据权利要求1或3所述的整体式摆盘机构，其特征是整体式转盘(1)上的双球形连杆(6)的一端连设有一导向活塞(5)。

5. 根据权利要求1所述的整体式摆盘机构，其特征是摆盘(1)上设置有一锥齿轮(14)，座体(4)上设置有一锥齿轮(41)，二锥齿轮(14、41)相互啮合，构成摆盘机构的导向传动副，二锥齿轮(14、41)的中心线夹角和传动轴(2)的动力段(21)中心线与Z型弯轴段(22)中心的夹角相等。

6. 根据权利要求1或5所述的整体式摆盘机构，其特征是摆盘(1)上锥齿轮(14)的齿数和座体(4)上锥齿轮(41)的齿数相同。

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