往复运动和旋转运动相互转换的机构及其部件、设备的制作方法

专利名称：往复运动和旋转运动相互转换的机构及其部件、设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种运动转换机构，具体是涉及一种往复运动和旋转运动相互转 换的机构。本实用新型同时涉及组成上述机构的部件，以及使用上述机构获得的设备。
背景技术：
在机械设备中，在很多场合下需要实现往复运动和旋转运动之间的相互转换。例 如，往复式内燃机需要将活塞在可燃混合气体的爆发压力推动下产生的往复直线运动转换 为曲轴的旋转运动；与之相反，压缩机需要将外接电动机带动的曲轴旋转转换为活塞的往 复直线运动。上述两种转换除了主动件不同外，对机构的运动学要求是一致的，因此，可以 实现往复直线运动转换为旋转运动的机构，一般也可以用于实现旋转运动转换为往复直线 运动。现有技术下已经提供了若干往复直线运动和旋转运动相互转换的机构。通常技术 下，采用曲柄连杆机构实现上述转换。目前大多数内燃机、压缩机均使用曲柄连杆机构。该 机构的特点是，往复直线运动件与旋转运动件之间需要通过来回摆动的连杆连接，由于连 杆的运动是来回摆动，该运动是一种复杂运动，难以进行惯性力的平衡，并且连杆的摆动会 增加活塞对运动导轨侧壁的侧压力，造成摩擦力的增加，另外，连杆的存在还是该机构的在 往复运动方向上需要具备一定的长度，使其尺寸难以进一步缩小。为了解决上述问题，中国专利文献CN85100358B公开了一种“曲柄圆滑块往复活 塞式内燃机”，中国专利文献CN1067741C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”。上述内燃机的共 同特点，是对通用技术下内燃机的曲柄连杆机构进行了彻底改进，采用具有偏心圆孔的圆 滑块代替连杆。所述偏心圆滑块呈圆柱形，并且开有平行于圆柱体轴线的偏心圆孔，该偏心 圆孔用于穿过曲轴的曲柄销。该内燃机的活塞包括两端的冠部和连接两冠部的导向部，其 中导向部上开有圆孔，该圆孔的内径面和上述圆滑块的外径面相配合，所述圆滑块即安置 在活塞导向部上与其外周相配合的圆孔中。当所述活塞受到汽缸中燃烧气体的推动而在气 缸中往复运动时，所述偏心圆滑块绕其自身的圆心转动，并进而带动曲轴反向转动，从而将 活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动，再通过与曲轴连接的旋转部件向外传递功率。上 述专利的思想也可以方便的转用到压缩机或者抽真空机中，获得曲柄圆滑块压缩机或者曲 柄圆滑块抽真空机。由于取消了连杆，其复杂的往复摆动也就被取消，使上述曲柄圆滑块机构能够方 便地实现惯性力的完全平衡；同样，由于连杆的摆动而形成的对活塞往复运动的导轨侧壁 的侧压力也会消失，使活塞往复运动时的摩擦力显著降低；另外，取消连杆后，可以显著缩 小往复运动方向的尺寸，整个机构的尺寸得以显著缩小。但是，上述运动机构仍然存在一些显著的缺点，限制了曲柄圆滑块机构的运用。首 先，该机构中圆滑块设置在活塞的圆滑块容置孔中，曲柄销又需要穿过圆滑块上的偏心孔， 使该位置各个零件交汇过于集中，曲柄销尺寸受到限制，不能进行大负荷传力。其次，运动时，圆滑块和曲柄销的轴承线速度高，而且处于机构深处，不易散热；另一个问题是，该机构 的缸径行程比受到圆滑块尺寸的影响，不能很高，有可能使可燃混合气体每次点燃后产生 的爆发压力无法充分释放，造成燃油经济性下降。

实用新型内容针对上述问题，本实用新型提供一种往复运动和旋转运动相互转换的机构，该机 构无需使用圆滑块，从而解决了曲柄圆滑块机构中由于圆滑块的存在而带来的种种问题， 同时，还可以继续保留曲柄圆滑块机构中取消连杆带来的各种优点。本实用新型同时提供使用于上述往复运动和旋转运动相互转换的机构的部件，以 及使用上述往复运动和旋转运动相互转换的机构的内燃机和压缩机。本实用新型提供的往复运动和旋转运动相互转换的机构，包括至少一个往复运动 件、旋转运动件以及支撑该机构的机架；所述旋转运动件为一轴系，包括位于两端的端轴和连接在两个端轴之间的偏心 轴；所述端轴可旋转的固定在机架上，并且两个端轴的旋转轴位于同一直线上；端轴 上开设有主轴端容置孔，该主轴端容置孔的轴线与端轴的旋转轴平行，并且距离该旋转轴 的距离为e ；所述偏心轴包括主轴和设置于所述主轴上的至少一个偏心轮；所述主轴为轴段； 所述偏心轮为圆柱体；所述偏心轴的轴线与所述主轴轴线平行，且两者轴线之间的距离为e ；在所述偏 心轮为两个或两个以上时，相邻偏心轮在主轴上以相位差呈180的方式设置；在与所述端 轴组成旋转运动件时，所述偏心轴设置于两端轴之间，且偏心轴的主轴两端分别插入两端 轴的主轴端容置孔中，并与主轴端容置孔可旋转的连接；其中，偏心轴的每个偏心轮至少对应一个往复运动件；在往复运动件上设置有套 接于偏心轮上的偏心轮容置孔，每一偏心轮可旋转的容置于一往复运动件的偏心轮容置孔 中；所述往复运动件均置于机架上的往复运动导轨中，相邻往复运动件对应的往复运动导 轨在空间上具有90度的相位差。优选的，所述主轴的径向外周包围在所述偏心轮径向外周之内或者两者外周相内 切。可选的，所述偏心轴的主轴上设置有一个偏心轮。可选的，在所述偏心轴的主轴上设置有两个偏心轮。可选的，该机构的两端轴之间设置有两个偏心轴，所述两偏心轴之间设置有联接 轴；所述联接轴上设置有两个相位差呈180度的偏心孔，且两个偏心孔距离该联接轴的轴 线之间的距离均为e ；所述两偏心轴的相对端部分别插入所述的两偏心孔中，并可相对的 于偏心孔旋转。可选的，对应每一偏心轮均有一个往复运动件，其中一个是活塞，另一个是活塞、 动平衡滑块或者其它任意一种往复运动元件，两者质量相同。可选的，在所述偏心轴的主轴上设置有三个偏心轮。可选的，对应每一偏心轮的往复运动件为一个；其中，左右两端的偏心轮对应的往复运动件为活塞，中间的偏心轮对应的往复运动件为活塞、动平衡滑块或者其它任意一种 往复运动元件。可选的，所述中间偏心轮对应的往复运动元件的质量等于左、右偏心轮对应的活 塞的质量之和。可选的，在所述偏心轴上设置有两个或两个以上的偏心轮时，设置偏心轮的相互 位置使得偏心轴的质心位于主轴的轴线上。可选的，所述偏心轮与主轴一体成型。本实用新型还提供一种用于上述的往复运动和旋转运动相互转换的机构的部件， 该部件为偏心轴，所述偏心轴包括主轴和设置于所述主轴上的至少一个偏心轮；所述主轴 为轴段；所述偏心轮为圆柱体；所述偏心轴的轴线与所述主轴轴线平行，且两者轴线之间的距离为e ；在所述偏 心轮为两个或两个以上时，相邻偏心轮在主轴上以相位差呈180的方式设置。本实用新型还提供一种设备，该设备为内燃机，使用上述任一项所述的往复运动 和旋转运动相互转换的机构。本实用新型还提供一种设备，该设备为压缩机，使用任一项所述的往复运动和旋 转运动相互转换的机构。本实用新型提供的往复运动和旋转运动相互转换的机构，其旋转运动件为一个轴 系，包括端轴和偏心轴，所述端轴上设置有偏置在其旋转轴一侧的主轴端容置孔，该主轴端 容置孔的轴线与端轴旋转轴的距离为e，用于容置所述偏心轴的主轴端部；所述偏心轴包 括主轴和设置于主轴上的至少一个偏心轮，所述偏心轮的轴线均与主轴的轴线具有距离e， 并且相邻的偏心轮空间上具有180度相位差；该往复运动和旋转运动相互转换机构的往复 运动件对应所述偏心轮设置，每一偏心轮至少设置一个往复运动件，所述往复运动件上具 有套在偏心轮上的偏心轮容置孔，且两者之间为可旋转连接，所述往复运动件受到往复运 动导轨的限制，只能在直线上运动，并且相邻的偏心轮对应的往复运动件的往复运动导轨 在空间上具有90度相位差；运动时，假设端轴以+ ω的速度旋转，则所述偏心轴以主轴轴线 为中心，以-ω的速度旋转，此时，偏心轴通过偏心轮拉着往复运动件在直线轨道上运动； 在具有至少两个偏心轮时，由于具有至少两个偏心轮，不同偏心轮对应的往复运动件在不 同时刻通过旋转到90度相位时的活点位置，这样就可以相互帮助对方克服活点，使旋转运 动件可以持续向一个旋转方向继续旋转运动，整个机构的正常运动得以维持；本实用新型提供的机构的一个方面具有显著的优点首先，由于不设置连杆；使 该机构中不含有来回摆动的运动件，所有运动件的运动均为简单运动，可方便的进行动平 衡；其次，由于该机构中不再设置圆滑块，使其往复运动件往复运动行程的设计尺寸不受圆 滑块尺寸的限制，可以设置得比较大，以克服缸径行程比过小可能造成的可燃混合气体爆 发压力释放不充分的问题；另外，由于该机构中不存在圆滑块设置在活塞中、曲柄销又需要 穿过圆滑块偏心孔这样的复杂结构，简化了机构的装配复杂度，机构的润滑油路等也易于 设计；同样由于不再设置圆滑块，使该机构对当前通用的曲柄连杆机构具有更好的继承性， 便于组织生产；在本实用新型的机构的优选技术方案的一个方面，偏心轴上的主轴可以做的很 大，偏心轮与主轴之间的重叠度为100% (即主轴径向外周完全包围在偏心轮径向外周之内或者两者外周相切)，这有利于提高轴系的刚度，提高可靠性；上述机构可以用于将往复运动转换为旋转运动的设备中，例如内燃机；也可以用 于将旋转运动转换到往复运动的设备中，例如压缩机。

图1为本实用新型的往复运动和旋转运动相互转换的机构的第一实施例的结构 示意图；图2为图1所示的第一实施例中的两往复运动件相互垂直布置的示意图；图3为本实用新型的往复运动和旋转运动相互转换的机构的第一实施例中的端 轴的结构示意图；图如和图4b分别为本实用新型的往复运动和旋转运动相互转换的机构的第一实 施例中的偏心轴的结构示意图之一和之二；图5为本实用新型的往复运动和旋转运动相互转换的机构的第一实施例中的往 复运动件的示意图；图6为本实用新型的往复运动和旋转运动相互转换的机构的第二实施例中的偏 心轴的结构示意图；图7为图6所示的偏心轴构成的往复运动和旋转运动相互转换的机构的实施例的 结构示意图；图8为本实用新型的往复运动和旋转运动相互转换的机构的第三实施例的端轴 和偏心轴构成的结构的示意图；图9为本实用新型的往复运动和旋转运动相互转换的机构的第四实施例中的偏 心轴的结构示意图；图10为图9所示的偏心轴构成的往复运动和旋转运动相互转换的机构的实施例 的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例以及附图对本实用新型的往复运动和旋转运动相互转换的机构 进行详细描述。实施例一图1为本实用新型的往复运动和旋转运动相互转换的机构的第一实施例的结构 示意图。图2为图1的左视图。图3、图如、图4b和图5分别为图1所示的往复运动和旋 转运动相互转换的机构的第一实施例中各个组件的结构示意图。请参考图1，本实施例中，该往复运动和旋转运动相互转换的机构包括往复运动 件、旋转运动件以及支撑该机构的机架(图中未示出)。所述旋转运动件为一个轴系，包括位于两端的两个端轴IOa和IOb以及以转动副 连接在所述的两个端轴IOa和IOb之间的偏心轴12。所述往复运动件14a和14b分别套接 于所述的偏心轴12的两端，并与偏心轴12相应的端部构成转动副。请继续参考图1，所述的两个端轴IOa和IOb具有共同的轴线m，当所述的两个端 轴IOa和IOb沿图1中箭头11所示的方向沿其轴线m转动时，往复运动件1 可沿图1中箭头13的方向做往复运动，而往复运动件14b可沿垂直于所述往复运动件1 运动方向做 往复运动(如图2所示)。利用图1所示的结构，可实现沿箭头11 (也可以是该箭头11所 示的反方向)所示的旋转运动与图1中的箭头13和图2中的箭头1 所示的往复运动之 间的转换。下面结合图3、图如和图4b以及图5分别对图1中示出的机构的各个组件进行详 细描述。图3为本实用新型的往复运动和旋转运动相互转换的机构的第一实施例中的端 轴的结构示意图。图1中示出的两个端轴可以相同，图3中仅示出其中的端轴10a。请参考图3，本实施例中，端轴IOa包括端轴颈1和端轴臂2。其中，所述端轴颈1 可转动的固定于机架上，具体固定方式可通过滚动轴承或者滑动轴承，以及其它可能的可 转动固定方式。固定时，图1中示出的端轴IOa和端轴IOb的端轴颈的轴线位于同一直线 上，也即二者可以绕共同的轴线旋转。所述的端轴臂2为设置于端轴颈1的内侧端(即朝向图1中所示的偏心轴12的 端部)的凸盘。在所述端轴臂2上开设有容纳偏心轴12的端部(请参考图如和图4b所 示)的主轴端容置孔3。所述的主轴端容置孔3的轴线与所述端轴颈1的轴线平行，且偏离 所述端轴颈1的距离为e，如图3所示。所述的端轴IOa还可以具有其它结构，但其至少包括一旋转轴使该端轴IOa可以 绕所述的旋转轴转动，以及包括设置于该端轴上并偏离所述旋转轴的一个主轴端容置孔。此外，本实施例的图1中所示出的端轴IOa和IOb结构也可以不必相同，只要二者 具有相同的旋转轴，且偏心轴颈容置孔中心轴线与该旋转轴的距离相同即可。图如和图4b为本实用新型的往复运动和旋转运动相互转换的机构的第一实施例 中的偏心轴12的结构示意图之一和之二(其中图4b为图如的左视图)。请参考图如和图4b，偏心轴12包括主轴4以及设置于所述主轴4上的两个偏心 轮第一偏心轮如和第二偏心轮恥。其中，所述主轴4为圆柱形轴段。所述第一偏心轮如 和第二偏心轮恥均也为圆柱体，具体的，可以为扁圆柱体，其厚度可以根据刚度或者其它 方面的需要而确定，其径向直径一般较主轴4的径向直径大。一般的，所述主轴4的径向外 周包围在所述偏心轮的外周之内或者两者的外周相切。本实施例中，以主轴颈4的径向外 周与所述第一偏心轮fe和第二偏心轮恥均相内切为例进行说明，如图4b所示。所述第一偏心轮fe和第二偏心轮恥的轴线均与所述主轴4的轴线平行，且两偏 心轮与主轴4之间的距离相等，均为e，也即与图3中所示的主轴端容置孔3的轴线偏离其 端轴颈1的距离相同。所述第一偏心轮如和第二偏心轮恥在主轴4上以相位呈180度方 式设置，即所述的第一偏心轮fe和第二偏心轮恥位于所述主轴4的轴线的两侧，且第一偏 心轮fe和第二偏心轮恥的轴线相对所述主轴4的轴线对称。此外，第一偏心轮fe和第二 偏心轮恥的设置也需要使得偏心轴的质心位于主轴的轴线上。所述第一偏心轮fe、第二偏心轮恥与所述主轴4 一体成形。当然偏心轮与主轴4 之间也可以为分体式结构，通过连接件或者连接结构固定装配为一体。所述第一偏心轮fe、 第二偏心轮恥可以是实心结构，也可以根据需要在其上设置去重孔、去重槽等去重结构， 或者添加配重结构。在所述主轴4以及两偏心轮中还可以设置中空通道作为润滑油道。在与所述的两端轴IOa和IOb装配组成旋转运动件时，所述偏心轴12设置于两端轴IOa和IOb之间，且偏心轴12的主轴的两端分别插入所述两端轴的主轴端容置孔中，并 与该主轴端容置孔可旋转的连接，构成转动副。图5为本实用新型的往复运动和旋转运动相互转换的机构的第一实施例中的往 复运动件的示意图。可参考图5，往复运动件具有套在图如和图4b中所示的偏心轴12的偏心轮上的 偏心轮容置孔7，在往复运动件套接于所述偏心轮上时，二者构成转动副。为便于将往复运 动件套接于偏心轴12上，该往复运动件一般设置为分体式结构，剖分后偏心轮容置孔7为 两个半孔，这里不再赘述。本实施例中，所述的往复运动件为两个(如图1所示)，分别为往复运动件1 和 往复运动件14b，且分别套接于图如所示的第一偏心轮fe和第二偏心轮恥上。两个往复 运动件1 和14b可分别置于往复运动导轨中，其外廓与往复运动导轨相配合。上述两个 往复运动件的往复运动导轨在空间上具有90度的相位差。例如，所述的往复运动导轨可与 图1所示的箭头13以及与图2箭头13b的方向布置。另外，为了获得最佳的动平衡效果， 优选的，上述两个往复运动件的质量相同。利用上述的实施例的往复运动与旋转运动转换机构，在两个或任意一个往复运动 件的运动方向输入驱动力，可转换为旋转运动，并通过任意的一个端轴IOa或IOb输出旋转 运动，从而可带动其它的外部部件做转动。反之，在端轴IOa或IOb输入旋动运动驱动力， 可转换为两个相互垂直方向的往复运动力。本实施例的往复运动和旋转运动转换的机构中，相互垂直方向的往复运动件可相 互平衡往复惯性力，将往复惯性力转化为旋转惯性力，机构的平衡性能好。此外，本实施例 的往复运动和旋转运动转换的机构中，相互平衡的两个往复运动件也还可以相互克服活点 的问题，保证运动转换的正常进行，机构稳定性好。此外，本实施例的往复运动和旋转运动转换的机构结构简单紧凑，零件数目少，易 于维护。因而，本实用新型的实施例的转换机构可应用于内燃机和压缩机中，替代传统的曲 柄连杆的运动转换机构。例如，两个往复运动件可作为活塞，或其中一个作为活塞，另一个 为动平衡滑块或者其它形式的往复运动件。相对于传统的曲柄连杆机构的内燃机机或压缩 机，本实用新型实施例的运动转换机构构成的发动机具有诸多优点，例如，平衡性能好，缸 径行程比选择范围大，无曲轴箱，结构紧凑，体积重量小等。而且，功能灵活多变，例如，作为 动平衡滑块的往复运动件也可以改造为活塞，用于发电机，压缩机，抽真空机等，构成多功 能机。本实用新型实施例的运动转换机构的组件与传统的曲柄连杆机构中的组件结构大致 相同，因而与传统的机构具有很好继承性，容易实现。而且，还可以在往复运动件的往复运动方向两端均设置活塞，构成三缸机或四缸 机等等。此外，在本实用新型的实施例中，偏心轴上的主轴可以做的很大，偏心轮与主轴之 间的重叠度为100% (即主轴径向外周完全包围在偏心轮径向外周之内或者两者外周相 切)，这有利于提高轴系的刚度，提高可靠性。实施例二与上述第一实施例中偏心轴12具有两个偏心轮的结构所不同的是，本实施例二 中偏心轴共有三个偏心轮，比第一实施例中的多出第三偏心轮5c，相应的往复运动件至少多出一个，即对应该第三偏心轮5c设置的往复运动件。图6为本实用新型的往复运动和旋转运动相互转换的机构的第二实施例中的偏 心轮的结构示意图，如图6所示，相对于图如中的偏心轴，本实施例中的偏心轴具有三个偏 心轮，且相邻偏心轮在主轴4上以相位差为180度方式设置。本实施例中的偏心轴的其它 方面可以与上述的实施例一中的偏心轴相同。图7为图6的偏心轴构成的往复运动和旋转运动相互转换的机构的实施例的结构 示意图。请参考图7，本实施例的往复运动和旋转运动相互转换的机构中与实施例一所不 同的是，利用具有三个偏心轮的偏心轴，偏心轴整体的质心位于其主轴的轴线上。在每一偏 心轮上分别安装有往复运动件。此外，为了获得最佳的动平衡效果，对应第二偏心轮恥的 往复运动件的质量设置为第一偏心轮如和第三偏心轮5c所对应的往复运动件的质量之 和。所述第二偏心轮恥对应的往复运动件可以是专门起动平衡效果的动平衡滑块，也可以 是活塞，或者其它形式的往复运动件。本实施例的其它方面可以与上述的实施例一相同，这 里不再赘述。本实施例二的往复运动和旋转运动相互转换的机构具有与上述的实施例一的往 复运动和旋转运动相互转换的机构相同的有益效果。进一步的，该机构不但可以使往复惯 性力转换为离心力，便于对其平行，而且还是得整个机构的惯性力矩得以平衡。此外，利用本实施例二的往复运动和旋转运动相互转换的机构也可以构成内燃机 和压缩机。特别的，如果将图7中的第一偏心轮如和第三偏心轮5c上的往复运动件换为双 作用活塞(或者两个对置的单作用活塞)，将第二偏心轮恥上的往复运动件换为动平衡滑 块时，即可构成H型四缸内燃机；如果第二偏心轮恥上的往复运动件换为单作用活塞，则可 构成H-丄型五缸机，等等。也就是说，在第一偏心轮5a、第三偏心轮5c以及第二偏心轮恥 均可装配单作用活塞、双作用活塞以及动平衡滑块，而不同的活塞又可实现诸如压缩空气， 抽气以及内燃机活塞等不同的功能，它们之间组合可产生多种形式的内燃机以及多功能机 器，本领域技术人员根据本实用新型的教导可以做出相应的改变，这些改变后的形式均应 包含在本实用新型的保护范围之内。实施例三本实施例中，将两个上述第一实施例中的机构串接在一起，可构成直列分布的结 构，例如直列内燃机或压缩机。图8为本实用新型的往复运动和旋转运动相互转换的机构的第三实施例的端轴 和偏心轴构成的结构的示意图。如图8所示，该结构中，在两端轴IOa和IOb之间，设置有两个偏心轴第一偏心轴 1 和第二偏心轴12b，每一偏心轴的结构可以与上述的第一实施例中的偏心轴相同。在两个偏心轴之间设置有联接轴6。在所述联接轴6上设置有两个相位呈180度 设置的偏心孔，每一偏心孔距离该联接轴的轴线之间的距离为e，且偏心孔的轴线与联接轴 的轴线平行。所述联接轴6可通过轴承支撑于机架上。所述第一偏心轴1 和第二偏心轴12b的相对的端部分别插入所述的联接轴6的 两偏心孔中，并可相对的于偏心孔旋转。在每一偏心轮上均可设置往复运动件，设置方式以及往复运动件的机构可以与上述的第一实施例相同，这里不再赘述。所述端轴IOa和IOb可以支撑于机架上，支撑方式以及该端轴的机构与上述的第 一实施例可以相同。本实用新型的机构可以用于形成直列内燃机或压缩机。实施例四图9为本实用新型的往复运动和旋转运动相互转换的机构的第四实施例中的偏 心轴的结构示意图；图10为图9所示的偏心轴构成的往复运动和旋转运动相互转换的机构 的实施例的结构示意图。如图9所示，本实施例中，在偏心轴上仅设置有一个偏心轮5，该偏心轴构成的运 动转换机构如图10所示，在偏心轮5上可以套接往复运动件，端轴可支撑于机架上，本实施 例的其它方面均与上述的第一实施例相同，这里不再重复描述。本实施例的机构可以用于 构成单缸机。由于仅设置一个偏心轮以及仅在该偏心轮上设置一个往复运动件，因而，该机 构需要通过另外设置专门的结构克服活点的问题，例如齿轮结构，这里不再赘述。上述的实施例仅以偏心轴具有一个、两个和三个偏心轮的情形对本实用新型进行 了说明，当然，偏心轴还可以具有三个以上的偏心轮，每一个偏心轮上至少安装有一个往复 运动件，这里不再一一进行描述，本领域技术人员可以根据本实用新型的教导做出相应的 改变。这些改变后的形式均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本实用新型基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改 进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种往复运动和旋转运动相互转换的机构，包括至少一个往复运动件、旋转运动件 以及支撑该机构的机架；其特征在于，所述旋转运动件为一轴系，包括位于两端的端轴和连接在两个端轴之间的偏心轴；所述端轴可旋转的固定在机架上，并且两个端轴的旋转轴位于同一直线上；端轴上开 设有主轴端容置孔，该主轴端容置孔的轴线与端轴的旋转轴平行，并且距离该旋转轴的距 离为e ；所述偏心轴包括主轴和设置于所述主轴上的至少一个偏心轮；所述主轴为轴段；所述 偏心轮为圆柱体；所述偏心轴的轴线与所述主轴轴线平行，且两者轴线之间的距离为e ；在所述偏心轮 为两个或两个以上时，相邻偏心轮在主轴上以相位差呈180度的方式设置；在与所述端轴 组成旋转运动件时，所述偏心轴设置于两端轴之间，且偏心轴的主轴两端分别插入两端轴 的主轴端容置孔中，并与主轴端容置孔可旋转的连接；其中，偏心轴的每个偏心轮至少对应一个往复运动件；在往复运动件上设置有套接于 偏心轮上的偏心轮容置孔，每一偏心轮可旋转的容置于一往复运动件的偏心轮容置孔中； 所述往复运动件均置于机架上的往复运动导轨中，相邻往复运动件对应的往复运动导轨在 空间上具有90度的相位差。
2.根据权利要求1所述的往复运动和旋转运动相互转换的机构，其特征在于，所述主 轴的径向外周包围在所述偏心轮径向外周之内或者两者外周相内切。
3.根据权利要求1所述的往复运动和旋转运动相互转换的机构，其特征在于，所述偏 心轴的主轴上设置有一个偏心轮。
4.根据权利要求1所述的往复运动和旋转运动相互转换的机构，其特征在于，在所述 偏心轴的主轴上设置有两个偏心轮。
5.根据权利要求4所述的往复运动和旋转运动相互转换的机构，其特征在于，该机构 的两端轴之间设置有两个偏心轴，所述两偏心轴之间设置有联接轴；所述联接轴上设置有 两个相位差呈180度的偏心孔，且两个偏心孔距离该联接轴的轴线之间的距离均为e ；所述 两偏心轴的相对端部分别插入所述的两偏心孔中，并可相对的于偏心孔旋转。
6.根据权利要求4所述的往复运动和旋转运动相互转换的机构，其特征在于，对应每 一偏心轮均有一个往复运动件，其中一个是活塞，另一个是活塞、动平衡滑块或者其它任意 一种往复运动元件，两者质量相同。
7.根据权利要求1所述的往复运动和旋转运动相互转换的机构，其特征在于，在所述 偏心轴的主轴上设置有三个偏心轮。
8.根据权利要求7所述的往复运动和旋转运动相互转换的机构，其特征在于，对应每 一偏心轮的往复运动件为一个；其中，左右两端的偏心轮对应的往复运动件为活塞，中间的 偏心轮对应的往复运动件为活塞、动平衡滑块或者其它任意一种往复运动元件。
9.根据权利要求8所述的往复运动和旋转运动相互转换的机构，其特征在于，所述中 间偏心轮对应的往复运动元件的质量等于左、右偏心轮对应的活塞的质量之和。
10.根据权利要求1所述的往复运动和旋转运动相互转换的机构，其特征在于，在所述 偏心轴上设置有两个或两个以上的偏心轮时，设置偏心轮的相互位置使得偏心轴的质心位 于主轴的轴线上。
11.根据权利要求1至10任一所述的往复运动与旋转运动相互转换的机构，其特征在 于，所述偏心轮与主轴一体成型。
12.一种用于权利要求1-权利要求11任一项所述的往复运动和旋转运动相互转换的 机构的部件，该部件为偏心轴，其特征在于，所述偏心轴包括主轴和设置于所述主轴上的至 少一个偏心轮；所述主轴为轴段；所述偏心轮为圆柱体；所述偏心轴的轴线与所述主轴轴线平行，且两者轴线之间的距离为e ；在所述偏心轮 为两个或两个以上时，相邻偏心轮在主轴上以相位差呈180度的方式设置。
13.一种设备，该设备为内燃机，其特征在于，使用权利要求1-11任一项所述的往复运 动和旋转运动相互转换的机构。
14.一种设备，该设备为压缩机，其特征在于，使用权利要求1-11任一项所述的往复运 动和旋转运动相互转换的机构。
专利摘要一种往复运动和旋转运动相互转换的机构，包括至少一个往复运动件、旋转运动件以及支撑该机构的机架；旋转运动件为一轴系，包括位于两端的端轴和连接在两个端轴之间的偏心轴；端轴可旋转的固定在机架上，并设有主轴端容置孔；偏心轴包括主轴和设置于主轴上的偏心轮；偏心轴两端分别插入两端的端轴的主轴端容置孔，并与主轴端容置孔可旋转的连接；每个偏心轮至少对应设置一个往复运动件，往复运动件上具有套在偏心轮上的偏心轮容置孔，偏心轮容置孔与偏心轮可旋转连接；相邻的往复运动件的往复运动导轨在空间上具有90度相位差。本实用新型同时公开该机构的相关部件以及使用该机构构成的设备。该机构提供了结合曲柄连杆机构和曲柄圆滑块机构优点的转换机构。
文档编号F04B39/00GK201916436SQ20102065277
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月6日 优先权日2010年12月6日
发明者黎明, 黎正中 申请人:北京中清能发动机技术有限公司