CN2567361Y - 往复活塞式旋转机构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种往复活塞式旋转机构，包括曲轴、斜盘、活塞、连杆、缸体、活塞腔和轴承，曲轴一端通过轴承装配在缸体的中心轴孔内，斜盘通过轴承安装在曲轴上，至少两个活塞腔均布在缸体中心轴孔周围，缸体和斜盘绕曲轴旋转，斜盘和缸体之间安装有使二者绕曲轴同步旋转的同步装置，连杆与斜盘、活塞之间均以球铰形式连接。本实用新型往复活塞式旋转机构缩小了机构整体的体积；活塞杆与活塞、斜盘之间均为球形铰接，不但使各运动部件运转灵活，而且消除了柱塞式液压泵或马达中柱塞所受的弯曲力矩，改善了斜盘、活塞及连杆的受力状况，同时提高了整个机构的传动效率。本实用新型适用于发动机、压缩机、液压泵和液压马达及类似的气动装置。

Description

往复活塞式旋转机构
技术领域
本实用新型涉及一种往复活塞式旋转机构
背景技术
多年来，人们一直在努力将旋转运动与往复运动相结合，实现将往复运动转换成旋转运动，或者将旋转运动转换成往复运动，并由此出现了各种各样的运动机构，其中最典型的有两种，一种是柱塞-斜盘式液压泵或液压马达，还有一种就是内燃机往复活塞式旋转机构。由于往复活塞式发动机的气缸只能沿曲轴轴线排成单列或双列即V型排列，致使发动机的体积比较大，给其使用带来不便。现有柱塞式液压泵或液压马达虽然改变了各活塞腔-活塞运动机构的排列方式，将活塞腔-活塞运动机构环列在缸体中心轴线周围，缩小了整个机构的体积，但是目前的柱塞式液压泵或液压马达存在运动机构复杂、各运动部件受力状况恶略、同时造价高等缺点，使其应用受到限制。
如果将活塞腔-活塞运动机构以环列形式布置，无疑将有助于缩小发动机的体积；改善目前往复柱塞式旋转机构存在的机构复杂、受力不好、造价高等缺点，必将使这种形式的运动机构得到更加广泛的应用。
发明内容
本实用新型的目的是设计一种由曲轴、斜盘、缸体等部件组成的全新的往复活塞式旋转机构，这种机构不但能够应用在发动机上，同时也可以应用到液压泵或液压马达或类似的气动运动机构上。
本实用新型的目的是这样实现的。
一种往复活塞式旋转机构，包括曲轴、斜盘、活塞、连杆、缸体、活塞腔和轴承，所述曲轴一端通过轴承装配在所述缸体的中心轴孔内，所述斜盘通过轴承安装在所述曲轴上，至少两个所述活塞腔环列在所述缸体中心轴孔周围，所述缸体和斜盘绕所述曲轴旋转，斜盘和缸体之间安装有使二者绕曲轴同步旋转的同步装置，所述连杆一端与所述斜盘以球铰形式连接，其另一端与活塞腔内的活塞以球铰形式连接，所述连杆在所述斜盘上的铰点位置与所述活塞腔的位置相对应，所述曲轴为组合轴。
优选地，所述活塞腔的轴线与缸体轴线平行，并且均布在以所述缸体轴线为圆心的同一圆周上；所述连杆在所述斜盘上的球形铰点的球心位于以所述斜盘轴线为圆心的同一圆周上，且该圆周的圆心同时位于所述曲轴的回转轴线上。
优选地，所述缸体轴向还有一与其相固定的端盖，该端盖上有与所述缸体上的中心轴孔同轴的孔，所述曲轴通过轴承同时安装在该端盖的中心轴孔内。
优选地，对称所述斜盘还有一缸体，该缸体与已有所述缸体具有同轴心的中心轴孔，所述曲轴通过轴承同时安装在该缸体的中心轴孔内，该缸体上及其与斜盘之间同样设置有至少两套活塞腔、活塞及连杆机构，对称斜盘配置的两缸体相互固定，斜盘两侧连杆的连接铰点对称设置或相错设置。
优选地，斜盘两侧相错设置的各球形铰点的球心位于以所述斜盘轴线为圆心的同一圆周上，且该圆周的圆心同时位于所述曲轴的回转轴线上。
优选地，所述使斜盘和缸体绕曲轴同步旋转的同步装置为齿轮副。
优选地，所述齿轮副由两个参数完全相同的锥齿轮构成，其中一个锥齿轮与缸体或端盖相固定，另一锥齿轮与所述斜盘相固定，两锥齿轮的分锥锥顶位于所述曲轴回转轴线上。
优选地，两锥齿轮的分锥锥顶与斜盘上球形铰点的球心所在圆周的圆心重合。
优选地，所述使斜盘和缸体绕曲轴同步旋转的同步装置为球笼式万向节。
本实用新型往复活塞式旋转机构的活塞、活塞腔环形设置缩小了机构整体的体积；活塞杆与活塞、斜盘之间均为球形铰接，不但使各运动部件运转灵活可靠，而且消除了柱塞式液压泵或柱塞式液压马达中柱塞所受的弯曲力矩，改善了斜盘、活塞及连杆的受力状况，有利于延长各运动部件的使用寿命，同时提高了整个机构的传动效率。
附图说明
图1为本实用新型往复活塞式旋转机构实施例1结构示意图；
图2为本实用新型往复活塞式旋转机构实施例2结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图及实施例进一步说明本实用新型。
如图1所示，往复活塞式旋转机构由缸体1、活塞2、活塞杆3、球形铰点盖板4、斜盘5、锥齿轮6、锥齿轮7、轴承8、曲轴9、轴承10、球形铰点盖板11、轴承12、端盖13等主要件组成。端盖13与缸体1相固定，曲轴9为组合轴，斜盘5通过轴承10安装在曲轴5上，曲轴5通过轴承8、12安装在缸体1和端盖13的中心轴孔内。六个活塞腔14环列在缸体1中心轴孔周围，并均布在以缸体1中心轴线为中心的圆周上，六套连杆-活塞机构设置在斜盘5和缸体1之间，连杆3两端均以球铰形式与斜盘5和活塞2相连，同时通过相应的球形铰点盖板4或11定位。锥齿轮6固定在斜盘5上，锥齿轮7与端盖13相固定，锥齿轮6在其倾斜高点处与锥齿轮7相啮合。斜盘5上各球形铰点的球心均布在与斜盘同心的圆周上，同时其圆心位于曲轴9的回转轴上，并且与锥齿轮6的分锥锥顶重合。
工作时，当曲轴9相对缸体1和端盖13之间的相对转动为主动运动时，曲轴9相对缸体1及端盖13转动，带动斜盘5运动，锥齿轮6和锥齿轮7的啮合点随曲轴9同步旋转，在锥齿轮6和锥齿轮7的作用下，斜盘5仅循环改变其斜面方向，斜盘5与缸体1及端盖13之间的相位不变。随着斜盘5的运动，通过与其相连的连杆3带动各个活塞2在活塞腔14内往复运动。
当各活塞腔14内的活塞2相对活塞腔14的运动为主动运动时，围绕缸体1中心轴线均匀环列的六套活塞-连杆机构顺序工作，通过连杆3驱动斜盘运动，并由此使曲轴9旋转。
如图2所示，对称斜盘5，其两侧各有一缸体1和缸体1′，缸体1的结构及其与斜盘5之间设置的活塞、连杆传动机构与图1中所示实施例相同，缸体1与缸体1′相互固定，两缸体的中心轴孔同轴；曲轴9通过轴承8、12装配在两缸体的中心轴孔内；缸体1′的构造与缸体1相似，锥齿轮7与缸体1′，斜盘5与缸体1′之间设置有与缸体1相同的活塞、连杆传动机构；斜盘5两侧的活塞、连杆传动机构在斜盘5上的铰点位置交错设置，斜盘5上的所有球形铰点球心均布在同一与斜盘5同心的圆周上，同时该圆周的圆心与锥齿轮6的分锥锥顶重合并位于曲轴9的回转轴线上。
本实用新型往复活塞式旋转机构中的斜盘也可以通过球笼式万向节与缸体相连接，也可以在斜盘与缸体之间设置齿轮连轴器来维持斜盘与缸体之间的相位不便，而且为维持斜盘与缸体之间的相位不便，还可以采取其他类似的手段，但采取的这些技术措施都应在本专利保护的范围之内。
本实用新型往复活塞式旋转机构中的活塞腔及活塞、连杆传动机构为环形设置，在保证传动功率的情况下，整个装置的体积可以做的很小，为发动机、液压泵、液压马达及类似的气动机构减小体积创造了条件。本装置具有结构紧凑、传动灵活、传动效率高等优点，是一种理想的传动机构。

Claims (10)

1.一种往复活塞式旋转机构，包括曲轴、斜盘、活塞、连杆、缸体、活塞腔和轴承，其特征在于，所述曲轴一端通过轴承装配在所述缸体的中心轴孔内，所述斜盘通过轴承安装在所述曲轴上，至少两个所述活塞腔环列在所述缸体中心轴孔周围，所述缸体和斜盘绕所述曲轴旋转，斜盘和缸体之间安装有使二者绕曲轴同步旋转的同步装置，所述连杆一端与所述斜盘以球铰形式连接，其另一端与活塞腔内的活塞以球铰形式连接，所述连杆在所述斜盘上的铰点位置与所述活塞腔的位置相对应，所述曲轴为组合轴。
2.如权利要求1所述的往复活塞式旋转机构，其特征在于，所述活塞腔的轴线与缸体轴线平行，并且均布在以所述缸体轴线为圆心的同一圆周上；所述连杆在所述斜盘上的球形铰点的球心位于以所述斜盘轴线为圆心的同一圆周上，且该圆周的圆心同时位于所述曲轴的回转轴线上。
3.如权利要求1或2所述的往复活塞式旋转机构，其特征在于，所述缸体轴向有一与其相固定的端盖，该端盖上有与所述缸体上的中心轴孔同轴的孔，所述曲轴通过轴承同时安装在该端盖的中心轴孔内。
4.如权利要求1所述的往复活塞式旋转机构，其特征在于，对称所述斜盘还有一缸体，该缸体与已有所述缸体具有同轴心的中心轴孔，所述曲轴通过轴承同时安装在该缸体的中心轴孔内，该缸体上及其与斜盘之间同样设置有至少两套活塞腔、活塞及连杆机构，对称斜盘配置的两缸体相互固定，斜盘两侧连杆的连接铰点对称设置或相错设置。
5.如权利要求4所述的往复活塞式旋转机构，其特征在于，斜盘两侧相错设置的各球形铰点的球心位于以所述斜盘轴线为圆心的同一圆周上，且该圆周的圆心同时位于所述曲轴的回转轴线上。
6.如权利要求3所述的往复活塞式旋转机构，其特征在于，所述使斜盘和缸体绕曲轴同步旋转的同步装置为齿轮副。
7.如权利要求4或5所述的往复活塞式旋转机构，其特征在于，所述使斜盘和缸体绕曲轴同步旋转的同步装置为齿轮副。
8.如权利要求6所述的往复活塞式旋转机构，其特征在于，所述齿轮副由两个参数完全相同的锥齿轮构成，其中一个锥齿轮与端盖相固定，另一锥齿轮与所述斜盘相固定，两锥齿轮的分锥锥顶位于所述曲轴的回转轴线上，并且与斜盘上球形铰点的球心所在圆周的圆心重合。
9.如权利要求7所述的往复活塞式旋转机构，其特征在于，所述齿轮副由两个参数完全相同的锥齿轮构成，其中一个锥齿轮与缸体相固定，另一锥齿轮与所述斜盘相固定，两锥齿轮的分锥锥顶与球形铰点的球心所在圆周的圆心重合。
10.如权利要求3所述的往复活塞式旋转机构，其特征在于，所述使斜盘和缸体绕曲轴同步旋转的同步装置为球笼式万向节。
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