专利名称：圆滑块、圆滑块组、曲柄圆滑块机构及其机械设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于曲柄圆滑块机构的圆滑块以及使用上述圆滑块组成的圆滑
块组。本实用新型还涉及使用上述圆滑块的曲柄圆滑块机构，以及使用上述曲柄圆滑块机 构的机械设备。
背景技术：
往复式内燃机或者压縮机都需要实现活塞的往复运动和曲轴的旋转运动之间的 转换，其中，往复式内燃机是将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动，而往复式压縮机则 是将曲轴的旋转运动转化为活塞的往复运动。目前的通用技术下，上述转换过程均需要使 用曲柄连杆机构。由于曲柄连杆机构中连杆的存在，使机器庞大、笨重，无法完全平衡。 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縮机或者抽真空机中，获得曲柄圆滑块压縮机或者曲柄 圆滑块抽真空机。 在上述中国专利文献CN1067741C和CN1144880A中，分别需要使用由两个圆滑块、 三个圆滑块组成的圆滑块组，这些圆滑块组成的圆滑块组必须将各个圆滑块彼此联成一 体，即各个圆滑块之间必须在曲柄圆滑块机构的运动过程中保持位置固定，整组圆滑块作 为一个整体运动，否则曲柄圆滑块机构无法正常运动。 现有技术已经提供了将同一个圆滑块组中的不同圆滑块组合在一起的技术方案， 具体是采用定位销连接两个圆滑块。这种定位方式的优点是各个圆滑块的连接比较可靠， 并且在曲柄销断裂的情况下，定位销的连接作用还可以使曲柄圆滑块机构正常运动一段时 间。但是，上述技术方案也存在明显的缺点，一个主要的问题是，在加工定位销孔时，需要一 组圆滑块按照安装位置组合完成之后，进行配钻。这种加工方式需要比较复杂的装夹器具， 并且，这样生产的一组圆滑块必须配对使用，给生产管理带来了不便。另外，在装配过程中， 定位销插入两个圆滑块的定位销孔实现的安装过程比较困难。
实用新型内容针对上述问题，本实用新型提供两种圆滑块，这些圆滑块能够方便的彼此安装固 定，形成圆滑块组，并且还具有易于制造的优点。本实用新型还提供相应的曲柄圆滑块机构以及机械设备。本实用新型同时提供圆滑块的制造方法。 本实用新型提供的第一种圆滑块的一个端面上设置有位于偏心孔位置的凸台，偏
心孔延伸到该凸台，并且，该凸台被垂直于偏心孔圆心和圆滑块圆心连线并通过偏心孔直
径的平面截去上半部分，成为半圆凸台，所述偏心孔在该凸台上的截面同样为半圆。 本实用新型同时提供一种双圆滑块组，该双圆滑块组包括两个上述圆滑块，两个
圆滑块具有凸台的端面呈180度相位相对，以两个凸台的定位平面相互贴合，并使两个凸
台上的半圆偏心孔互补形成一个完整的圆孔，成为连接孔；两个圆滑块的偏心孔通过上述
连接孔的连接，形成该双圆滑块组的完整的偏心孔孔道。 本实用新型提供一种曲柄圆滑块机构，该曲柄圆滑块机构使用上述双圆滑块组。 本实用新型提供一种机械设备，该机械设备，使用上述曲柄圆滑块机构；该机械设 备具体是内燃机、压縮机或者抽真空机。 本实用新型还提供另外一种圆滑块，所述圆滑块的两个端面上均设置有位于偏心 孔位置的凸台，偏心孔延伸到该凸台，并且，上述凸台被垂直于偏心孔圆心和圆滑块圆心连 线并通过偏心孔直径的平面截去上半部分，成为半圆凸台，所述偏心孔在该凸台上的截面 同样为半圆。。 本实用新型提供一种多圆滑块组，该多圆滑块组包括至少两个上述第一种圆滑块 和至少一个上述第二种圆滑块；各个圆滑块分别以定位平面依次相对贴合、并使相互贴合
的两个凸台上的半圆偏心孔互补，形成一个完整的圆孔，通过上述方式，形成多圆滑块组；
其中，位于中间位置的圆滑块为第二种圆滑块，位于两端的为第一种圆滑块。 本实用新型提供一种曲柄圆滑块机构，该曲柄圆滑块机构使用上述多圆滑块组。 本实用新型提供一种机械设备，该机械设备使用上述曲柄圆滑块机构；该机械设
备具体是内燃机、压縮机或者抽真空机。 本实用新型提供的圆滑块设置了特殊结构，即沿垂直于偏心孔圆心和圆滑块圆心 的直径所在平面将偏心孔的凸台削去一半，使该凸台具有一定位平面。在配对时，只需将凸 台位置相对，两个圆滑块呈180度相位相对放置，两个凸台的定位平面即可相对，凸台上的 半圆偏心孔则互补形成一个完整的偏心孔，供曲柄销穿过。在上述结构中，两个圆滑块通过 彼此贴合的凸台上的定位平面互相限位，保证两个圆滑块在该运动机构中的位置关系固定 不变。上述技术方案使组装曲柄圆滑块机构时，取消了现有技术下比较复杂的穿定位销工 序，以比较简单的定位平面贴合工序代替，减少了装配时间。另外，由于该圆滑块的固定方 式使其不存在配钻的定位销孔，这样，圆滑块也就不需要成组使用。在双圆滑块中，任意两 个圆滑块即可组成一组双圆滑块；在多圆滑块中，只要根据圆滑块的外形任意选择相应的 圆滑块即可组成一组，其中的各个圆滑块不必是成组加工获得的；这样就明显降低了生产 管理的难度。另外，由于不用将圆滑块固定在一起进行定位销孔的配钻，也减少了零件加工 的难度，削减了工装夹具的费用。该圆滑块还可以使圆滑块组的重量有所减轻，有利于提高 整个机构的运动效率。 本实用新型同时提供了一种生产上述圆滑块的方法。与现有技术下生严圆滑块的 方法相比，由于没有配对配钻的工序，该圆滑块生产的工艺复杂程度明显降低。该工艺中， 可以一次加工出一组圆滑块的偏心孔，一次加工出两个圆滑块的定位平面，加工效率高。
图l是本实用新型第 图2是本实用新型第 图3是本实用新型第. 图4是本实用新型第 滑块组成三圆滑块组的示意图
具体实施方式请参看图l，该图示出本实用新型第一实施例提供的圆滑块结构的立体示意图。 如图1所示，该圆滑块1主体为圆柱体，在其上设置有偏心孔2，该偏心孔2为轴线 平行于圆滑块l轴线的通孔，其圆心偏置于端面的一侧。该偏心孔2的一个端面上设置凸台 3。该凸台3为半圆形，图1示出，其向着圆滑块1圆心的一侧被截为平面，该平面垂直于偏 心孔圆心和圆滑块圆心连线并通过偏心孔直径，在该凸台3上截出的平面称为定位平面4。 所述偏心孔2沿着轴向一直延伸到凸台3的外端面。该偏心孔2在凸台3上的横截面为在 所述定位平面4开口的半圆，因此，该偏心孔2在该凸台3的部分称为半圆偏心孔2-1。 采用两个上述圆滑块l，就可以组合成为一个双圆滑块组。请参看图2，该图示出 采用上述圆滑块1组合成为一个双圆滑块组的情况。 如图2所示，该圆滑块组包括两个圆滑块l，两个圆滑块1以具有凸台3的一面相 对，并且两个圆滑块1之间的相位呈180度，这样，两个圆滑块1的定位平面4正好相对。装 配时，将位于两个圆滑块1上的两个定位平面4相互贴合，并使位于两个定位平面4上的半 圆偏心孔2-1互补成为一个完整的圆孔，该圆孔称为连接孔。通过上述连接孔连接两个圆 滑块1上的偏心孔2，使该圆滑块组形成一个完整的偏心孔孔道。安装时，只需要将曲轴的 曲柄销从该圆滑块组的一端插入该偏心孔孔道即可。插入后，由于曲柄销的限位作用，使两 个圆滑块1无法作相对的平移；同时，两个定位平面4相互贴合，使一个圆滑块1绕曲柄销 转动时，必然通过定位平面4推动另一个圆滑块1跟随作同样角度的转动，这样，两个圆滑 块1之间就保持同样的相位转动。只要在插入曲柄销后两个定位平面4贴合紧密，就可以 保证两个圆滑块1能够同时运动。通过上述配合关系，就可以使整个曲柄圆滑块机构运动 时，容纳两个圆滑块1的两个活塞彼此之间保持正常的相位关系。 将上述双圆滑块组用于曲柄圆滑块机构，即可获得相应的曲柄圆滑块机构的实施 例，将该曲柄圆滑块机构用于机械设备，即可获得使用该曲柄圆滑块机构的机械设备的实 施例，所述机械设备可以是内燃机、压縮机或者抽真空机。 在上述第一实施例中，所述凸台3为一个半圆凸台，实际上，为了减轻整个圆滑块 组的重量以提供能量的转化效率，可以对该凸台3的外缘在适当部位进行切削，使其不再 是半圆形。例如，在与定位平面4相对的一侧削去一个平面，使整个凸台3变薄，只要不影 响半圆偏心孔2-l的完整性即可。在负载较轻的情况下，甚至该半圆偏心孔2-l可以具有 一些豁口，只要不影响曲柄销的插入即可。总之凸台3外形的设计可以多种多样，只要能够 提供定位平面4和半圆偏心孔2-1即可。 以上第一实施例提供的圆滑块用于双圆滑块组。实际上，还可以使用两个圆滑块1 与另外一种两个端面都设置了包含半圆偏心孔的凸台的圆滑块组合，形成具有三个圆滑块
一实施例提供的圆滑块的立体示意图； 一实施例提供的圆滑块组合为双圆滑块组的示意图； 二实施例提供的圆滑块的立体示意二实施例提供的圆滑块与本实用新型第一实施例提供的圆的多圆滑块组。以下第二实施例提供这种用于多圆滑块组的圆滑块的实施例。 请参看图3，该图示出该用于多圆滑块组的圆滑块的实施例。 如图3所示，该圆滑块21主体为圆柱体，在其上设置有偏心孔22，该偏心孔22为 一个轴线平行于圆滑块21轴线的通孔，其圆心所在的位置位于该圆滑块21端面上的一侧。 该偏心孔22的两个个端面上均设置凸台23。两个凸台23相互对称。图1示出，凸台23向 着圆滑块21圆心的一侧被截为平面，该平面垂直于偏心孔圆心和圆滑块圆心连线并通过 偏心孔22的直径，在该凸台23上截出的平面称为定位平面24。所述偏心孔22沿着轴向一 直延伸到凸台23的外端面。该偏心孔22在凸台23上的横截面为在所述定位平面24开口 的半圆，因此，该偏心孔22在该凸台23的部分称为半圆偏心孔22-1。由于该圆滑块21具 有两个凸台23，相对第一实施例提供的圆滑块，该圆滑块称为双凸台圆滑块，相应的，第一 实施例提供的圆滑块称为单凸台圆滑块。 采用上述双凸台圆滑块21，以及两个第一实施例提供的单凸台圆滑块1，就可以 组成一个具有三个圆滑块的多圆滑块组。需要注意的是，所述双凸台圆滑块21与其相 配对成组的单凸台圆滑块相比，其厚度和质量均比单凸台圆滑块大，根据中国专利文献 CN1144880A公开的"曲柄多圆滑块往复活塞式内燃机"的要求，为了达到理想效果，具有 三个圆滑块的多圆滑块组中，位于中间的圆滑块的厚度、质量均是位于外侧的圆滑块厚度 的两倍。符合上述要求，可以使整个圆滑块组具有最佳的运动平衡效果；当然，根据最新的 研究成果，上述圆滑块之间的质量、厚度关系也可以用其他技术要求代替。总之，当双凸台 圆滑块21和单凸台圆滑块1组成多圆滑块时，要考虑几个圆滑块组成的圆滑块组的运动 平衡效果，各个圆滑块的参数需要做特别的设计。在本实施例提供的三圆滑块组中，主要 说明各个圆滑块彼此的安装关系，对各个圆滑块的设计参数关系假定其满足中国专利文献 CN1144880A公开的"曲柄多圆滑块往复活塞式内燃机"的要求即可，不对其他可能的变化形 式进行详细说明。 请参看图4，该图为由一个双凸台圆滑块21和两个单凸台圆滑块1组成的一个多 圆滑块组。其中，双凸台圆滑块21的主体部分的厚度、质量是单凸台圆滑块1的两倍，两个 单凸台圆滑块l则采用相同的圆滑块。另外，各个圆滑块的凸台的凸起高度基本一致，这样 可以使整个圆滑块组组合时比较紧密。 如图4所示，该圆滑块组包括一个双凸台圆滑块21 、两个单凸台圆滑块1 ，其中，双 凸台圆滑块21位于中间，两个单凸台圆滑块1则位于该双凸台圆滑块21的左右两侧。单 凸台圆滑块l以具有凸台3的一端与双凸台圆滑块21的一端面相对，并且其相位与双凸台 圆滑块21的相位倒置，即相差180度，这样，单凸台圆滑块1的定位平面4正好和双凸台圆 滑块21的定位平面24相对。另个单凸台圆滑块1则在该双凸台圆滑块21的另一端作上 述相同的配合。装配时，将单凸台圆滑块1的定位平面4和双凸台圆滑块21的定位平面24 相互贴合，并使位于两个定位平面上的半圆偏心孔和互补，形成一个完成的圆孔，该圆孔称 为连接孔。通过位于双凸台圆滑块21两端的连接孔，将三个圆滑块上的偏心孔连接为一个 完整的偏心孔孔道。 安装时，只需要将曲轴的曲柄销从该圆滑块组的一端插入该偏心孔孔道即可。插 入后，由于曲柄销的限制，使各个圆滑块无法作相对的平移；同时，定位平面相互贴合，使一 个圆滑块绕曲柄销的转动，必然通过定位平面推动其他圆滑块跟随作同样角度的转动，这样，各个圆滑块之间就必然保持同样的相位转动。只要在插入曲柄销后，定位平面之间贴合 紧密，就可以保证各个圆滑块同步运动，使整个曲柄圆滑块机构运动时，各个圆滑块分别安 装在其中的活塞保持正常的相位关系。 将上述双圆滑块组用于曲柄圆滑块机构即可获得相应的曲柄圆滑块机构的实施 例，将该曲柄圆滑块机构用于机械设备，即可获得使用该曲柄圆滑块机构的机械设备的实 施例，所述机械设备可以是内燃机、压縮机或者抽真空机。 以上双凸台圆滑块还可以应用在由更多圆滑块组成的多圆滑块组上。其组合方式 与上述实施例基本相同，在此不再赘述。 上述第一实施例、第二实施例提供的圆滑块的结构，使其不需要如现有技术的插 入定位销的安装步骤，取代该安装步骤的是定位平面贴合的步骤，该步骤相对简单，易于完 成，因此，上述圆滑块结构对于简化安装工艺可以起到很好的效果。同时，由于不需要在圆 滑块上设置定位销孔，其零件制造工艺也可以简化。尤其是由于定位销孔的制造精度要求 高，并且圆滑块组中各个圆滑块需要精确配合，因此，现有零件加工过程中，采用一组圆滑 块按照装配位置定位并使用夹具夹持后，再打定位销孔，这种工艺非常复杂，还需要制作专 用夹具，成本较高。而本实用新型上述实施例提供的圆滑块则完全取消的定位销孔，使零件 加工的复杂程度大幅降低。 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。
权利要求一种圆滑块，其特征在于，该圆滑块上的一个端面上设置有位于偏心孔位置的凸台，偏心孔延伸到该凸台，并且，该凸台被垂直于偏心孔圆心和圆滑块圆心连线并通过偏心孔直径的平面截去上半部分，成为半圆凸台，所述偏心孔在该凸台上的截面同样为半圆。
2. —种双圆滑块组，其特征在于，该双圆滑块组包括两个权利要求1所述的圆滑块，两个圆滑块具有凸台的端面呈180度相位相对，以两个凸台的定位平面相互贴合，并使两个凸台上的半圆偏心孔互补形成一个完整的圆孔，成为连接孔；两个圆滑块的偏心孔通过上述连接孔的连接，形成该双圆滑块组的完整的偏心孔孔道。
3. —种曲柄圆滑块机构，其特征在于，使用权利要求2所述的双圆滑块组。
4. 一种机械设备，其特征在于，使用上述权利要求3所述的曲柄圆滑块机构；该机械设备具体是内燃机、压縮机或者抽真空机。
5. —种圆滑块，其特征在于，所述圆滑块的两个端面上均设置有位于偏心孔位置的凸台，偏心孔延伸到该凸台，并且，上述凸台被垂直于偏心孔圆心和圆滑块圆心连线并通过偏心孔直径的平面截去上半部分，成为半圆凸台，所述偏心孔在该凸台上的截面同样为半圆。。
6. —种多圆滑块组，其特征在于，包括至少两个权利要求1所述的圆滑块和至少一个权利要求5所述的圆滑块；各个圆滑块分别以定位平面依次相对贴合、并使相互贴合的两个凸台上的半圆偏心孔互补，形成一个完整的圆孔，通过上述方式，形成多圆滑块组；其中，位于中间位置的圆滑块为权利要求6所述的圆滑块，位于两端的为权利要求1所述的圆滑块。
7. —种曲柄圆滑块机构，其特征在于，使用权利要求6所述的多圆滑块组。
8. —种机械设备，其特征在于，使用权利要求7所述的曲柄圆滑块机构；该机械设备具体是内燃机、压縮机或者抽真空机。
专利摘要本实用新型公开一种圆滑块，该圆滑块上的一个端面上设置有位于偏心孔位置的凸台，偏心孔延伸到该凸台，并且，该凸台被垂直于偏心孔圆心和圆滑块圆心连线并通过偏心孔直径的平面截去上半部分，成为半圆凸台，所述偏心孔在该凸台上的截面同样为半圆。本实用新型还公开另外一种圆滑块，该圆滑块在两个端面上均设置有上述凸台。本实用新型提供的圆滑块加工和组装均更为简单。本实用新型同时提供使用上述圆滑块组成的双圆滑块组、多圆滑块组、曲柄圆滑块机构以及机械设备。
文档编号F16H57/00GK201517604SQ20092022223
公开日2010年6月30日 申请日期2009年8月26日 优先权日2009年8月26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