专利名称：曲柄轴、组合曲轴及应用该组合曲轴的设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及曲柄圆滑块机构的内燃机或者压缩机，具体涉及内燃机或压缩机的一种曲柄轴。本实用新型同时涉及一种应用该曲柄轴的组合曲轴、应用该组合曲轴的设备。
背景技术：
在传统的内燃机中，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。而在传统的压缩机中，也具有曲柄连杆机构，通过该曲柄连杆机构将曲轴的旋转运动转换为活塞的往复运动，由该活塞对汽缸内的空气进行压缩。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，审定公告日为1988年1月13日、公告号为CN85200358B的中国专利公开了一种“曲柄圆滑块往复活塞式内燃机”;审定公告日为1988年12月14日、公告号为CN85100359B的中国专利公开了一种“曲柄圆滑块往复活塞式压缩机”;授权公告日为 2001年6月27日、授权公告号为CN1067741C的中国专利公开了一种“曲柄双圆滑块往复活塞式内燃机”;授权公告日为2001年6月27日、授权公告号为CN1067742C的中国专利公开了一种“曲柄多圆滑块往复活塞式内燃机”。上述中国专利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，用圆滑块取代了连杆，用曲柄圆滑块机构取代了曲柄连杆机构。在所述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。上述采用曲柄圆滑块机构的机器，在大多数情况下采用一体式圆滑块，这样的结构设计需要配以组合式曲轴，才能够将圆滑块装配于曲轴上。一般情况下，组合曲轴采用的是单拐曲轴加一曲柄的结构。带轮轴或者齿轮轴在连接到曲柄上而对外输出辅助动力，以驱动保证机器正常工作的辅助设备。这样的设计使得曲柄和带轮轴之间要有定位结构，还需要将两者用螺栓联接或其它方式组为一体，不仅需要加工的环节增加，零件的数目也增加，系统的可靠性降低，整机的可靠性以及制造成本也有所增加。
发明内容[0007]本实用新型提供一种曲柄轴，以解决现有的曲轴的上述问题。本实用新型另外提供应用该曲柄轴的组合曲轴、应用该组合曲轴的内燃机或压缩机。本实用新型提供的一种曲柄轴，包括曲柄以及与所述曲柄一体成形的辅助动力驱动轴；所述曲柄为扁圆柱体，所述曲柄上设置有在曲柄一端面开口的偏心孔，用于在与曲拐装配构成完整曲轴时容纳曲柄销自由端，称为曲柄销安装孔；所述曲柄销安装孔的中心轴线与所述曲柄的中心轴线平行；所述辅助动力驱动轴为轴段，设置于与所述曲柄销安装孔相对的端面，且所述辅助动力驱动轴的中心轴线与所述曲柄的中心轴线在同一直线上。可选的，所述曲柄销安装孔为锥孔，与之相应的曲柄销的自由端也为与该锥孔相配合的锥端。可选的，在所述锥孔的底端设置有通孔，该通孔为曲柄轴与曲拐的曲柄销装配后的螺栓安装孔。可选的，在所述曲柄上还设置有两去重结构，所述两去重结构设置于所述曲柄中心轴线和曲柄销安装孔中心轴线决定的平面的两侧，并相对于该平面对称。可选的，所述曲柄销安装孔为闷头孔。可选的，在所述曲柄销安装孔的侧壁底部还设置有退刀槽。优选的，在所述曲柄的开设曲柄销安装孔的端部还设置有轴承止推边，所述轴承止推边的外沿沿曲柄该端部伸出所述曲柄外周沿之外。优选的，所述止推边偏心设置，其设置于与曲柄销安装孔相对于曲柄中心轴线相反的方向。本实用新型还提供一种组合曲轴，包括上述任一所述的曲柄轴；本实用新型还提供一种设备，该设备为内燃机，包括上述的组合曲轴。本实用新型还提供一种设备，该设备为空压机，包括上述的组合曲轴。与现有技术相比，本实用新型的其中一个方面，曲柄轴包括辅助动力驱动轴和曲柄，且辅助动力驱动轴与曲柄一体成形，将曲柄与辅助动力驱动轴集合为一体，使之成为一个零部件，这不但减少了曲轴零件的数目，也减少了装配的环节，从而可降低制造成本，提高设备的可靠性。在本实用新型的优选技术方案中，曲柄的开设曲柄销安装孔的端部还设置有轴承止推边，所述轴承止推边的外沿沿曲柄该端部伸出所述曲柄外周沿之外，而且所述止推边偏心设置，其设置于与曲柄销安装孔相对于曲柄中心轴线相反的方向，使得该轴承止推边还可以用来改变整个曲柄轴的质量分布，用于在曲轴应用于曲柄圆滑块设备时起平衡配重的作用。
图1为本实用新型的曲柄轴的实施例的结构示意图之一；图2为本实用新型的曲柄轴的实施例的结构示意图之二 ；图3为图1所示的曲柄轴剖分后的结构示意图；图4为本实用新型的曲柄轴装配曲拐形成的完整的曲轴的结构示意图。
具体实施方式
[0025]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。图1为本实用新型的曲柄轴的实施例的结构示意图之一；图2为本实用新型的曲柄轴的实施例的结构示意图之二 ；图3为图1所示的曲柄轴剖分后的结构示意图。请参考图1和图2，本实用新型的实施例中，曲柄轴包括曲柄1和辅助动力驱动轴 2，二者一体成形的。其中，所述曲柄1为扁圆柱体，包括外周面和两个相对的端面。所述曲柄1的外周面上可以直接套接轴承，使得该曲柄轴与曲拐组成曲轴后，对曲轴提供支撑，故该曲柄1也可以作为曲轴的主轴颈。所述曲柄1上设置有在其中一端面开口的偏心孔1-1，用于在与曲拐装配构成完整曲轴时容纳曲柄销的自由端，故称为曲柄销安装孔。所述曲柄销安装孔的中心轴线与所述曲柄的中心轴线平行，二者之间的距离等于与之配合的曲拐之曲柄销与主轴颈轴线之间的距离。所述曲柄销安装孔1-1具有与相应的曲柄销的自由端相配合的形状，例如，在曲柄销自由端为圆柱体时，曲柄销安装孔1-1为圆形孔；在曲柄销的自由端为为锥端时，曲柄销安装孔1-1也相应的设置为锥孔。本实施例中，以曲柄销安装孔1-1是锥孔为例进行说明。而且，所述曲柄销安装孔1-1为闷头孔。在所述曲柄销安装孔1-1的底端设置有一内径小于该底端的通孔1-3，该通孔1-3 可以是普通圆形通孔，也可以是螺纹孔。所述通孔1-3为曲柄轴与曲拐的曲柄销装配后的螺栓安装孔。其中，所述通孔1-3为沉头孔。所述辅助动力驱动轴2为一轴段，具体的，为圆柱形轴段，其可以由一段或数段沿轴向一体设置，数段轴段径向尺寸可各不相同。图1和图2中示出的是三段轴段的情形。其中，所述辅助动力驱动轴2可以作为对外输出辅助动力(例如，内燃机的配气驱动力或供油驱动力)的驱动轴，在该驱动轴上可相应的设置齿轮或者带轮。本实施例中，所述辅助动力驱动轴2与所述曲柄1 一体成形，设置于与所述曲柄销安装孔1-1相对的端面。且所述辅助动力驱动轴2的中心轴线与所述曲柄1的中心轴线在同一直线上。本实施例中，所述辅助动力驱动轴2与曲柄1 一体成形，将曲柄与辅助动力驱动轴集合为一体，使之成为一个零部件，这不但减少了曲轴零件的数目，也减少了装配的环节， 从而可降低制造成本，提高设备的可靠性。在本实施例的曲柄轴上，还可以设置其它结构，例如，在所述曲柄1上还设置有两去重结构1- 和l_2b，所述两去重结构设置于所述曲柄1中心轴线和曲柄销安装孔1-1中心轴线决定的平面的两侧，并相对于该平面对称。在所述曲柄1的开设曲柄销安装孔1-1的端部还设置有轴承止推边3，所述轴承止推边3的外沿沿曲柄该端部伸出所述曲柄外周沿之外。该轴承止推边3可用于在曲柄1外套接轴承后，避免轴承沿轴向窜动。进一步的，通过将所述轴承止推边3偏心设置，例如将其设置于与曲柄销安装孔1-1相对于曲柄中心轴线相反的方向，该轴承止推边3还可以用来改变整个曲柄轴的质量分布，用于在曲轴应用于曲柄圆滑块设备时起平衡配重的作用。为在将本实用新型的曲柄轴装配于曲拐上的定位，在所述曲柄销安装孔1-1的内壁还设置有两个定位半孔1-5，如图3所示(图3中示出其中一个，在被剖分的另外半边上与图3示出的定位半孔1-5相对的位置还设置有另外一定位半孔)。相应的，在曲柄销上设置有与定位半孔1-5相配合的定位半孔，在曲柄销端部装配曲柄轴之后，相应的定位半孔相对准，形成完整的定位孔，在定位孔中插入定位销，即可实现曲柄销与曲柄轴之间的定位。此外，在本实用新型的实施例中，在所述曲柄销安装孔1-1的侧壁底部还设置有退刀槽1-6。如图3所示。此外，在本实用新型的实施例的曲柄轴上，还设置有润滑油道，例如设置于曲柄1 上的润滑油道1-4以及设置于辅助动力驱动轴2上的润滑油道2-1、这里不再一一赘述。应用上述的曲柄轴，与曲拐配合，可形成完整的曲轴，如图4所示，曲拐10包括主轴颈10-2和曲柄销10-1，在主轴颈10-2端部也可以设置止推结构10-3，该止推结构10_3 也可以为曲柄臂。所述主轴颈10-2和曲柄销10-1为一体式结构，二者的中心轴线平行，分开一定的距离。所述曲柄臂10-1的自由端为锥端，插入曲柄轴20 (该曲柄轴20具有与上述实施例的曲柄轴相同的结构)的曲柄销容置孔中，并通过定位销进行定位，通过螺栓将二者紧固为一体。并设置曲柄轴20的曲柄的中心轴线与所述曲拐10的主轴颈的中心轴线位于同一直线上。即可构成完整的曲轴。在应用于曲柄圆滑块机构时，可先将圆滑块套接于曲拐之曲柄销之上，然后再将曲柄轴装配于曲拐装配为一体。主轴颈10-2与曲柄轴20的曲柄上均可以设置轴承，从而实现对曲轴的支撑。上述的曲轴可以应用于曲柄圆滑块机构中，进而应用于曲柄圆滑块机构形成的设备中，例如内燃机或压缩机中，这里不再赘述。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。
权利要求1.一种曲柄轴，其特征在于，包括曲柄以及与所述曲柄一体成形的辅助动力驱动轴； 所述曲柄为扁圆柱体，所述曲柄上设置有在曲柄一端面开口的偏心孔，用于在与曲拐装配构成完整曲轴时容纳曲柄销自由端，称为曲柄销安装孔；所述曲柄销安装孔的中心轴线与所述曲柄的中心轴线平行；所述辅助动力驱动轴为轴段，设置于与所述曲柄销安装孔相对的端面，且所述辅助动力驱动轴的中心轴线与所述曲柄的中心轴线在同一直线上。
2.根据权利要求1所述的曲柄轴，其特征在于，所述曲柄销安装孔为锥孔，与之相应的曲柄销的自由端也为与该锥孔相配合的锥端。
3.根据权利要求2所述的曲柄轴，其特征在于，在所述锥孔的底端设置有通孔，该通孔为曲柄轴与曲拐的曲柄销装配后的螺栓安装孔。
4.根据权利要求1所述的曲柄轴，其特征在于，在所述曲柄上还设置有两去重结构，所述两去重结构设置于所述曲柄中心轴线和曲柄销安装孔中心轴线决定的平面的两侧，并相对于该平面对称。
5.根据权利要求1至4任一所述的曲柄轴，其特征在于，所述曲柄销安装孔为闷头孔。
6.根据权利要求1至4任一所述的曲柄轴，其特征在于，在所述曲柄销安装孔的侧壁底部还设置有退刀槽。
7.根据权利要求1至4任一所述的曲柄轴，其特征在于，在所述曲柄的开设曲柄销安装孔的端部还设置有轴承止推边，所述轴承止推边的外沿沿曲柄该端部伸出所述曲柄外周沿之外。
8.根据权利要求6所述的曲柄轴，其特征在于，所述止推边偏心设置，其设置于与曲柄销安装孔相对于曲柄中心轴线相反的方向。
9.一种组合曲轴，其特征在于，包括上述权利要求1至8任一所述的曲柄轴。
10.一种设备，该设备为内燃机，其特征在于，包括权利要求9所述的组合曲轴。
11.一种设备，该设备为空压机，其特征在于，包括权利要求9所述的组合曲轴。
专利摘要本实用新型公开了一种曲柄轴，包括曲柄以及与所述曲柄一体成形的辅助动力驱动轴；所述曲柄为扁圆柱体，所述曲柄上设置有在曲柄一端面开口的偏心孔，用于在与曲拐装配构成完整曲轴时容纳曲柄销自由端，称为曲柄销安装孔；所述曲柄销安装孔的中心轴线与所述曲柄的中心轴线平行；所述辅助动力驱动轴为轴段，设置于与所述曲柄销安装孔相对的端面，且所述辅助动力驱动轴的中心轴线与所述曲柄的中心轴线在同一直线上。本实用新型的曲柄轴作为一个零部件，组成曲轴时不但减少了曲轴零件的数目，也减少了装配的环节，从而可降低制造成本，提高设备的可靠性。本实用新型同时提供应用该曲柄轴的组合曲轴、应用该组合曲轴的内燃机或压缩机。
文档编号F02B75/32GK202108862SQ20112004407
公开日2012年1月11日 申请日期2011年2月22日 优先权日2011年2月22日
发明者王清旭, 黎明, 黎正中 申请人:北京中清能发动机技术有限公司