一种往复-旋转运动转换机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及机械领域，具体的说是一种往复-旋转运动转换机构。
【背景技术】
[0002]在传统的内燃机中，通常都是通过曲柄连杆机构将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动，进而由该曲轴驱动相应的运动部件，对外输出动力。在传统的压缩机中，也是通过曲柄连杆机构将曲轴的旋转运动转换为活塞的往复运动，对汽缸内的空气进行压缩。
[0003]由于曲柄连杆结构存在明显缺陷:内燃机和压缩机体积庞大、笨重且平衡性能差。因此，本领域技术人员在后来用具有偏心孔的圆形旋转块取代了连杆。这种机构使往复运动与旋转运动之间的转换得以简化，采用该转换机构的内燃机和压缩机相对于传统的内燃机和压缩机体积下降，重量减轻，且平衡性好。
[0004]但采用具有偏心孔的圆形旋转块取代连杆的机构也有无法克服的明显缺陷，表现在:使用该结构的内燃机和压缩机，活塞冲程不能做得过大，否则，具有偏心孔的圆形旋转块半径相应的也会变得较大，导致摩擦功消耗较大，造成内燃机能量输出率较低或压缩机能量使用率较低，且会对轴承部件造成严重损坏，降低其使用寿命，因而未能得到推广应用。
[0005]随后，本发明人在申请号为201410749272.1的专利文件中提出了使用曲轴代替圆形旋转块的方法，解决了圆形旋转块机构活塞冲程较小的问题，同时采用齿轮结构解决了曲轴旋转死点的问题，并采用了旋转的支撑臂提供支撑，上述机构在轻型发动机领域得以应用，但在重型发动机中尤其是多缸发动机应用时，存在结构复杂、齿轮易磨损、负载能力不足的问题。
【发明内容】
[0006]鉴于上述缺陷，本申请提供一种负载能力强、震动小、稳定性强的往复-旋转运动转换机构。
[0007]本申请采用的技术方案是:
[0008]本申请提供一种往复-旋转运动转换机构，包括:机体、曲轴、往复运动件、左支撑臂和右支撑臂；其中所述曲轴包括位于两端的曲轴颈以及至少一段曲柄销；所述左支撑臂和所述右支撑臂以其中轴线可旋转的方式安装在机体主轴箱两侧，两者的旋转轴线位于同一直线上并且该直线为往复-旋转运动转换机构的旋转轴轴线；
[0009]所述左支撑臂和所述右支撑臂均设置有偏心孔，所述曲轴的左曲轴颈以可旋转方式与左支撑臂的偏心孔配合，所述曲轴的右曲轴颈以可旋转的方式与所述右支撑臂的偏心孔配合；
[0010]所述往复运动件的数量与所述曲轴的曲柄销的数量相同，所述往复运动件包括往复运动件头部和往复运动件杆部；所述往复运动件杆部设置有曲柄销通过孔，所述曲轴的曲柄销通过所述曲柄销通过孔与所述往复运动件可旋转的配合；所述往复运动件安置在机体上为其设置的往复运动轨道中，该往复运动轨道包括与所述往复运动件杆部配合的滑道段，该往复运动轨道的轴线与所述旋转轴线垂直。
[0011]可选的，所述往复运动件的数量为一个；所述曲轴的至少一个曲柄臂的外周面为圆形，并且其轴线位于所述往复-旋转运动转换机构的旋转轴线上；在该曲柄臂外周面安装滚动轴承；所述机体上的该滚动轴承外径面与机体上为其设置的轴承滑道滑动相切。
[0012]可选的，所述往复-旋转运动转换机构还包括:左支撑轴和右支撑轴；所述左支撑臂和右支撑臂以其中轴线可旋转的方式安装在机体主轴箱两侧，具体是左支撑臂和右支撑臂均设置有与各自所述偏心孔离心设置的中心孔，所述左支撑轴固定在机体上，并且与所述左支撑臂的中心孔旋转连接；所述右支撑轴固定在机体上，并且与所述右支撑臂的中心孔旋转连接。
[0013]可选的，所述往复-旋转运动转换机构还包括:同步轴，所述同步轴贯穿所述机体左右两侧，并以可旋转方式安装在所述机体上，所述同步轴在机体内的部分左右两侧均成型有轮齿；所述左支撑臂与所述右支撑臂外周成型有轮齿，所述同步轴的左侧轮齿与所述左支撑臂外周成型的轮齿相啮合，所述同步轴的右侧轮齿与所述右支撑臂外周成型的轮齿相嗤合。
[0014]可选的，所述同步轴伸出所述机体左侧，和/或右侧作为输出轴或输入轴；其伸出部分设置有作为输出轴或输入轴的机械结构。
[0015]可选的，所述往复-旋转运动转换机构还包括:左支撑轴和右支撑轴；所述左支撑臂和右支撑臂以其中轴线可旋转的方式安装在机体主轴箱两侧，具体是左支撑臂和右支撑臂均设置有与各自所述偏心孔离心设置的中心孔，所述左支撑轴固定在所述左支撑臂的中心孔上，并且插入所述机体上为其设置的定位孔中与所述机体以可旋转方式连接；所述右支撑轴固定在所述右支撑臂的中心孔上，并且插入所述机体上为其设置的定位孔中与所述机体以可旋转方式连接。
[0016]可选的，所述左支撑轴，和/或所述右支撑轴伸出所述机体作为输出轴或输入轴，并在伸出部分上设置有作为输出轴或输入轴的机械结构。
[0017]优选的，所述曲柄销的中轴线与所述左曲轴颈的中轴线的距离，所述曲柄销的中轴线与所述右曲轴颈的中轴线的距离，所述左支撑臂的偏心孔中轴线与所述左支撑臂的中心孔中轴线的距离，和所述右支撑臂的偏心孔中轴线与所述右支撑臂的中心孔中轴线的距离均相等。
[0018]可选的，所述曲轴的曲柄臂包含配重结构。
[0019]可选的，所述左支撑臂和所述右支撑臂均包含配重结构。
[0020]可选的，所述往复运动件包括两端的两个往复运动件头部和中间的往复运动件杆部。
[0021]可选的，所述往复运动件的数量和所述曲轴的曲柄销的数量均为两个，其中两个往复运动件的运动方向不平行且均与所述往复-旋转运动转换机构的旋转轴轴线垂直，所述曲轴的两个曲柄销以所述曲轴的几何中心呈中心对称分布。
[0022]优选的，所述两个往复运动件的运动方向互相垂直。
[0023]优选的，所述往复运动件为活塞。
[0024]可选的，所述两个往复运动件，其中一个为活塞，另外一个为动平衡滑块。
[0025]与现有技术相比，本申请具有以下优点:
[0026]本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构，包括:机体、曲轴、往复运动件、左支撑臂和右支撑臂；其中所述曲轴包括位于两端的曲轴颈以及至少一段曲柄销；所述左支撑臂和所述右支撑臂以其中轴线可旋转的方式安装在机体主轴箱两侧，两者的旋转轴线位于同一直线上并且该直线为往复-旋转运动转换机构的旋转轴轴线；
[0027]所述左支撑臂和所述右支撑臂均设置有偏心孔，所述曲轴的左曲轴颈以可旋转方式与左支撑臂的偏心孔配合，所述曲轴的右曲轴颈以可旋转的方式与所述右支撑臂的偏心孔配合；
[0028]所述往复运动件的数量与所述曲轴的曲柄销的数量相同，所述往复运动件包括往复运动件头部和往复运动件杆部；所述往复运动件杆部设置有曲柄销通过孔，所述曲轴的曲柄销通过所述曲柄销通过孔与所述往复运动件可旋转的配合；所述往复运动件安置在机体上为其设置的往复运动轨道中，该往复运动轨道包括与所述往复运动件杆部配合的滑道段，该往复运动轨道的轴线与所述旋转轴线垂直。
[0029]相较于现有技术，本申请中，通过所述曲轴的偏心结构以及所述曲轴与所述左支撑臂和所述右支撑臂的偏心连接关系，实现往复-旋转运动的转换，摒弃了采用齿轮协助所述曲轴过死点的方法，解决了使用齿轮结构易磨损、负载能力差的弊端，本申请提供的往复-旋转运动转换机构具有负载能力强、稳定性好、经久耐用的优点。相较于传统的曲柄连杆机构，由于采用曲轴的行星运动机构，且所述曲轴、所述左支撑臂和所述右支撑臂都进行了配重处理，因此，本机构没有震动，能够实现完全的平衡，稳定性好。
【附图说明】
[0030]图1为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例一的正面剖面图；
[0031]图2为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例一的侧向断面图；
[0032]图3为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例一的曲轴的断面图；
[0033]图4为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例一的曲轴的侧视图；
[0034]图5为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例一的支撑臂的断面图；
[0035]图6为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例一的支撑臂的侧视图；
[0036]图7为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例二的正面剖面图；
[0037]图8为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例二的侧向断面图；
[0038]图9为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例二的俯视断面图；
[0039]图10为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例二的曲轴的断面图；
[0040]图11为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例二的曲轴的侧视图；
[0041