CN203272410U - 用于曲柄圆滑块机构的曲轴及采用该曲轴的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于曲柄圆滑块机构的曲轴，包括，曲柄和与该曲轴固为一体的单拐；所述单拐包括主轴颈、曲柄臂和曲柄销；所述主轴颈和曲柄销分设于所述曲柄臂的两端，并由所述曲柄臂两端向外延伸；所述主轴颈和曲柄臂轴线平行并分开固定的距离；所述曲柄的轴线与所述主轴颈的轴线位于同一直线，构成该曲轴的旋转轴线；其中，所述曲柄销沿其轴向分为两个轴段，所述两轴段同轴且径向尺寸不同。本实用新型的曲轴曲柄销分为两段，可用于装配设置外齿的圆滑块-动平衡旋块组件，而不必在曲柄销上设置外齿，使得其制造工艺简化。

Description

用于曲柄圆滑块机构的曲轴及采用该曲轴的设备

技术领域

本实用新型涉及曲柄圆滑块的运动转换机构，具体涉及一种用于曲柄圆滑块机构的曲轴。本实用新型同时还涉及一种应用该曲轴的设备。

背景技术

在传统的内燃机和压缩机中，通过曲柄连杆机构实现活塞的往复运动与曲轴的旋转运动之间的转换。然而，在所述的曲柄连杆机构中，由于连杆的存在，曲柄连杆机构的内燃机和压缩机具有体积庞大、笨重、平衡性能差等缺陷。

为解决上述问题，中国专利文献CN85100358A公开了一种“曲柄圆滑块往复活塞式内燃机”,中国专利文献CN85100359A公开“一种曲柄圆滑块往复活塞式压缩机”，所述两个中国专利文献公开的内燃机和压缩机共同特点是其中的往复运动与旋转运动的转换机构中，用曲柄圆滑块机构取代了曲柄连杆机构。在曲柄圆滑块机构的圆滑块上设置有偏心圆孔。在活塞的活塞座上设置有圆滑块容置孔。装配时，将圆滑块置于所述的圆滑块容置孔中，圆滑块可在所述圆滑块容置孔中转动；曲轴的曲柄销装配于所述的偏心圆孔中，曲柄销可以在所述偏心圆孔中转动。

工作时，对于内燃机而言，燃烧室中的燃烧气体膨胀推动活塞运动，通过活塞带动设置于其中的圆滑块做往复运动，而圆滑块在所述活塞中同时做旋转运动，所述往复运动与旋转运动的合成使得圆滑块上的偏心圆孔的中心轴线绕曲轴的中心轴线做旋转运动；而所述偏心圆孔的中心轴线与曲轴的曲柄销的轴线重合，从而可实现活塞的往复运动到曲轴的旋转运动的转换。压缩机工作时是曲轴的旋转运动到活塞的往复运动的转换，原理同上。

但是上述的中国专利文献公开的均为单缸机，其为解决活点问题，需要在曲柄销和活点上设置相互配合的齿轮副，此外，该结构并不能完全平衡器往复惯性力，基于此，中国专利文献CN1144879A公开了一种“曲柄双圆滑块往复活塞式内燃机”，中国专利文献CN1144880A公开了一种“曲柄多圆滑块往复活塞式内燃机”。该专利文献中，将圆滑块设置为圆滑块组，并设置至少一对相互垂直往复运动的活塞，以此将各自的往复惯性力转化为作用于曲柄销上的离心力，在通过在飞轮和皮带轮上设置配种加以平衡。并且，活点问题也同时的到解决。但是，在单缸机上，若想达到往复惯性力完全平衡的效果，则不得不采用上述双圆滑块或三圆滑块结构，并使其中一活塞不做功，仅仅起到往复惯性力转化的作用，称之为动平衡滑块。这不但增加功耗，而且也使机器变得可靠性降低，并加大机体的制造难度。

基于上述原因，又提出了一种具备动平衡旋块的曲柄圆滑块机构，该机构结构简单，制造工艺简单，且制造成本低，应用该机构的单缸机的整体体积也不会增加太多。文献号为CN101886693A的中国专利文献即公开了一种具有动平衡旋块的曲柄圆滑块机构。在该机构中，双圆滑块构成的圆滑块组的其中一个圆滑块被动平衡旋块所替代，并取消了动平衡滑块；动平衡旋块为具备偏心孔的质量部件，其与圆滑块装配为一体。有关所述动平衡旋块的结构可参考上述的专利文献CN101886693A。所述的文献号为CN101886693A曲柄圆滑块机构中，通过与圆滑块固定装配的动平衡旋块解决平衡的问题，并通过设置于曲轴曲柄销上和活塞上齿轮副克服活点的问题。

然而，上述文献号为CN101886693A的专利文献中将在曲轴曲柄销上设置外齿，会使得曲轴曲柄销的制造工艺复杂化。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于曲柄圆滑块机构的曲轴，以解决现有曲轴的上述问题。本实用新型另外提供一种采用该曲轴的设备。

本实用新型提供的一种用于曲柄圆滑块机构的曲轴，包括，曲柄和与该曲轴固为一体的单拐；

所述单拐包括主轴颈、曲柄臂和曲柄销；所述主轴颈和曲柄销分设于所述曲柄臂的两端，并由所述曲柄臂两端向外延伸；所述主轴颈和曲柄臂轴线平行并分开固定的距离；

所述曲柄的轴线与所述主轴颈的轴线位于同一直线，构成该曲轴的旋转轴线；

其中，所述曲柄销沿其轴向分为两个轴段，所述两轴段同轴且径向尺寸不同。

可选的，所述曲柄与所述单拐一体成型。

可选的，所述曲柄与所述单拐为可拆分结构，径向尺寸较小的曲柄销轴段与所述曲柄连接。

可选的，在所述曲柄上设置有装配孔，称为曲柄孔，所述曲柄销以其自由端插入所述的曲柄孔中的方式将二者连接为一体。

可选的，所述径向尺寸较小的曲柄销轴段的与曲柄的连接端设置为锥端，相应的曲柄孔设置为与该锥端相配合的锥孔。

可选的，所述曲柄臂与主轴颈外周半径相同的圆柱体，二者为一体。

可选的，在所述曲柄臂上也设置有平衡配重，称为曲柄臂配重。

本实用新型还提供一种设备，应用上述任一所述的曲轴。

可选的，所述设备为单缸内燃机、压缩机、真空泵或活塞泵。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:本实用新型的曲轴，通过设置曲柄销为径向尺寸不同的两段轴段，径向尺寸较大的轴段与圆滑块配合，保证强度和刚度，径向尺寸较小的轴段与动平衡旋块相配合，可使得在整个圆滑块和动平衡旋块组件整体尺寸有限的情况下，动平衡旋块外侧的外齿部的根部有空间设置足够的厚度，以满足外齿部的强度要求和加工制造的要求；这使得在曲柄销上不必在设置外齿（将外齿设置于动平衡滑块的外侧），曲轴的制造工艺简化。

附图说明

图1为本实用新型的实施例的曲轴的单拐的结构示意图；

图2为在圆滑块和动平衡旋块的组件上设置外齿部的剖视图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

本实施例的用于曲柄圆滑块机构的曲轴包括曲柄以及与所述曲柄固为一体的单拐。下面分别对所述单拐和曲柄进行详细说明。

请参考图1，其为本实施例的曲轴的单拐1的结构示意图。本实施例中，所述单拐1包括依次连接的主轴颈1-3、曲柄臂1-2和曲柄销1-1三部分，该三部分均为圆柱体。其中，所述主轴颈1-3和曲柄销1-1分设于所述曲柄臂1-2的两端，并由所述曲柄臂1-2的两端向外延伸。所述主轴颈1-3与所述曲柄销1-1的中心轴线相互平行，并分开一段距离。

所述主轴颈1-3设置于所述单拐1的外端部，与组成该曲轴的另一端部的曲柄配合支撑曲轴。该主轴颈1-3可设置于轴承中，通过轴承可旋转的将曲轴支撑于机架上。其旋转轴线即为该曲轴的旋转轴线。

所述主轴颈1-3的朝向外侧的端部伸出的轴端（图未标示）用于安装飞轮或者其它动力输出连接件，其中，所述的外侧是指该曲轴的远离曲柄销1-1的一侧。

所述曲柄臂1-2与所述主轴颈1-3轴线在同一直线上，二者连接为一体。本实施例中，所述曲柄臂1-2的径向直径大于所述主轴颈1-3的径向直径。在所述曲柄臂1-2上，还可以设置配重结构1-4以及去重结构。当然，也可以设置所述曲柄臂1-2和主轴颈1-3为外周半径相同的圆柱体，二者合为一体。

所述曲柄销1-1为直径较所述主轴颈1-3小的圆柱体，由所述曲柄臂1-2上设置主轴颈1-3的相对的端面垂直伸出，其轴线相对于所述主轴颈1-3与曲柄臂1-2的共同轴线偏置于一侧。在所述曲柄销1-1上沿其外周面设置有若干油孔（图未标示），所述的油孔与曲柄销1-1内部的润滑油道（图未示出）相连通，通过所述油道以及油孔向曲柄销的外周面提供润滑油，保证曲柄销1-1以及圆滑块之间的润滑。

本实施例中，所述曲柄销1-1沿其轴向分为两个轴段：第一轴段1-1a和第二轴段1-1b。所述两轴段同轴，但径向尺寸不同，例如，图1中示出的第一轴段1-1a的径向尺寸大于所述第二轴段1-1b的径向尺寸。通过将所述曲柄销1-1设置为径向尺寸不同的两部分，径向尺寸较大的部分与圆滑块配合，而径向尺寸较小的部分可与动平衡旋块以及动平衡旋块外侧的外齿部相配合所示的圆滑块，从而不必在曲轴曲柄销1-1上设置齿段。如图2所示，其为在圆滑块和动平衡旋块的组件上设置外齿部的剖视图，圆滑块2和动平衡旋块3以相位180的方式结合，在二者上分别设置偏心圆孔2-1和偏心通孔3-1，在动平衡旋块3外侧设置外齿部4。该外齿部4可与机体上的内齿构成齿轮副解决活点问题，以代替曲轴曲柄销和活塞上设置的解决活点问题的齿轮副。而且，通过设置曲柄销为径向尺寸不同的两段，径向尺寸较小的第二轴段1-1b对应偏心通孔3-1，可使得在整个圆滑块和动平衡旋块组件整体尺寸有限的情况下，外齿部4的根部有空间设置足够的厚度，以满足外齿部的强度要求和加工制造的要求。而第一轴段1-1a的尺寸较大，保证有足够的刚度和强度对圆滑块形成支撑。

本实施例中，曲柄为扁圆柱体，该曲柄2为扁圆柱体，在偏离该扁圆柱体轴线的一侧，开设有与上述的曲柄销1-1的锥端1-1-1的锥度相配合的锥孔，该锥孔称为曲柄孔。所述曲柄孔的中心轴线与所述曲柄的轴线平行，且偏离所述曲柄中心轴线的距离与所述曲柄销1-1偏离主轴颈的距离相同。在所述曲柄上还可以设置诸如配重、去重、润滑油道等结构，这里不再赘述。

所述单拐1与曲柄为组合式，通过紧固件将二者固定为一体。所述曲柄销1-1以其自由端插入所述的曲柄孔中的方式将二者连接为一体。本实施例中，所述径向尺寸较小的曲柄销轴段即第二轴段1-1b与所述曲柄相连接。而且，所述第二轴段1-1b的端部还可以设置为锥端1-1-1，与之相应的曲柄孔可设置为锥孔。所述曲柄与单拐1可通过螺栓固为一体。

本实用新型的上述曲轴，可以应用于单缸内燃机、压缩机、真空泵或活塞泵等设备中。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种用于曲柄圆滑块机构的曲轴，其特征在于包括，曲柄和与该曲轴固为一体的单拐； 

所述单拐包括主轴颈、曲柄臂和曲柄销；所述主轴颈和曲柄销分设于所述曲柄臂的两端，并由所述曲柄臂两端向外延伸；所述主轴颈和曲柄臂轴线平行并分开固定的距离； 

所述曲柄的轴线与所述主轴颈的轴线位于同一直线，构成该曲轴的旋转轴线； 

其中，所述曲柄销沿其轴向分为两个轴段，所述两轴段同轴且径向尺寸不同。 

2.根据权利要求1所述的用于曲柄圆滑块机构的曲轴，其特征在于，所述曲柄与所述单拐一体成型。 

3.根据权利要求1所述的用于曲柄圆滑块机构的曲轴，其特征在于，所述曲柄与所述单拐为可拆分结构，径向尺寸较小的曲柄销轴段与所述曲柄连接。 

4.根据权利要求1至3任一所述的用于曲柄圆滑块机构的曲轴，其特征在于，在所述曲柄上设置有装配孔，称为曲柄孔，所述曲柄销以其自由端插入所述的曲柄孔中的方式将二者连接为一体。 

5.根据权利要求4所述的用于曲柄圆滑块机构的曲轴，其特征在于，所述径向尺寸较小的曲柄销轴段的与曲柄的连接端设置为锥端，相应的曲柄孔设置为与该锥端相配合的锥孔。 

6.根据权利要求1所述的用于曲柄圆滑块机构的曲轴，其特征在于，所述曲柄臂与主轴颈外周半径相同的圆柱体，二者为一体。 

7.根据权利要求1所述的用于曲柄圆滑块机构的曲轴，其特征在于，在所述曲柄臂上也设置有平衡配重，称为曲柄臂配重。 

8.一种设备，其特征在于，应用所述权利要求1至7任一所述的曲轴；其中，所述设备为单缸内燃机、压缩机、真空泵或活塞泵。 

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