往復運動和旋轉運動相互轉換的機構及其部件、設備的製作方法

2023-08-07 07:02:51

專利名稱：往復運動和旋轉運動相互轉換的機構及其部件、設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種運動轉換機構，具體是涉及一種往復運動和旋轉運動相互轉換的機構。本發明同時涉及組成上述機構的部件，以及使用上述機構獲得的設備。
背景技術：
在機械設備中，在很多場合下需要實現往復運動和旋轉運動之間的相互轉換。例如，往復式內燃機需要將活塞在可燃混合氣體的爆發壓力推動下產生的往復直線運動轉換為曲軸的旋轉運動；與之相反，壓縮機需要將外接電動機帶動的曲軸旋轉轉換為活塞的往復直線運動。上述兩種轉換除了主動件不同外，對機構的運動學要求是一致的，因此，可以實現往復直線運動轉換為旋轉運動的機構，一般也可以用於實現旋轉運動轉換為往復直線運動。 現有技術下已經提供了若干往復直線運動和旋轉運動相互轉換的機構。通常技術下，採用曲柄連杆機構實現上述轉換。目前大多數內燃機、壓縮機均使用曲柄連杆機構。該機構的特點是，往復直線運動件與旋轉運動件之間需要通過來回擺動的連杆連接，由於連杆的運動是來回擺動，該運動是一種複雜運動，難以進行慣性力的平衡，並且連杆的擺動會增加活塞對運動導軌側壁的側壓力，造成摩擦力的增加，另外，連杆的存在還使該機構在往復運動方向上需要具備一定的長度，使其尺寸難以進一步縮小。 為了解決上述問題，中國專利文獻CN85100358B公開了一種"曲柄圓滑塊往復活塞式內燃機"，中國專利文獻CN1067741C公開了一種"曲柄雙圓滑塊往復活塞式內燃機"，中國專利文獻CN1144880A公開了一種"曲柄多圓滑塊往復活塞式內燃機"。上述內燃機的共同特點，是對通用技術下內燃機的曲柄連杆機構進行了徹底改進，採用具有偏心圓孔的圓滑塊代替連杆。所述偏心圓滑塊呈圓柱形，並且開有平行於圓柱體軸線的偏心圓孔，該偏心圓孔用於穿過曲軸的曲柄銷。該內燃機的活塞包括兩端的冠部和連接兩冠部的導向部，其中導向部上開有圓孔，該圓孔的內徑面和上述圓滑塊的外徑面相配合，稱為圓滑塊容置孔；所述圓滑塊即安置在活塞導向部上與其外周相配合的圓滑塊容置孔中。當所述活塞受到氣缸中燃燒氣體的推動而在氣缸中往復運動時，所述偏心圓滑塊繞其自身的圓心轉動，並進而帶動曲軸反向轉動，從而將活塞的往復運動轉化為曲軸的旋轉運動，再通過與曲軸連接的旋轉部件向外傳遞功率。上述專利的思想也可以方便的轉用到壓縮機或者抽真空機中，獲得曲柄圓滑塊壓縮機或者曲柄圓滑塊抽真空機。 由於取消了連杆，其複雜的往復擺動也就被取消，使上述曲柄圓滑塊機構能夠方便地實現慣性力的完全平衡；同樣，由於連杆的擺動而形成的對活塞往復運動的導軌側壁的側壓力也會消失，使活塞往復運動時的摩擦力顯著降低；另外，取消連杆後，可以顯著縮小往復運動方向的尺寸，整個機構的尺寸得以顯著縮小。
但是，上述運動機構仍然存在一些顯著的缺點，限制了曲柄圓滑塊機構的運用。首先，該機構中圓滑塊設置在活塞的圓滑塊容置孔中，曲柄銷又需要穿過圓滑塊上的偏心孔，使該位置各個零件交匯過於集中，曲柄銷尺寸受到限制，不能進行大負荷傳力。其次，運動時，圓滑塊和曲柄銷的軸承線速度高，而且處於機構深處，不易散熱；另一個問題是，該機構的行程缸徑比受到圓滑塊尺寸的影響，不能很高，有可能使可燃混合氣體每次點燃後產生的爆發壓力無法充分釋放，造成燃油經濟性下降。

發明內容
針對上述問題，本發明提供一種往復運動和旋轉運動相互轉換的機構，該機構無需使用圓滑塊，從而解決了曲柄圓滑塊機構中由於圓滑塊的存在而帶來的種種問題，同時，還可以繼續保留曲柄圓滑塊機構中取消連杆帶來的各種優點。 本發明同時提供使用於上述往復運動和旋轉運動相互轉換的機構的部件，以及使用上述往復運動和旋轉運動相互轉換的機構的內燃機和壓縮機。 本發明提供的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構，包括至少兩個往復運動件、旋轉運動件以及支撐該機構的機架； 所述旋轉運動件為一軸系，包括位於兩端的端軸和連接在兩個端軸之間的動軸；
所述端軸可旋轉的固定在機架上，並且兩個端軸的旋轉軸位於同一直線上；端軸上開設有動軸頸容置孔，該動軸頸容置孔的軸線與端軸的旋轉軸平行，並且距離該旋轉軸的距離為e ; 所述動軸包括動軸頸、動軸銷以及動軸臂；所述動軸頸為軸段，位於動軸左右兩端，兩端的動軸頸的軸線位於同一條直線上；所述動軸銷同樣為軸段，共有兩段或者兩段以上，各個動軸銷的軸線均平行於所述動軸頸的軸線，並且動軸銷軸線距離動軸頸軸線的距離也為e，相鄰的動軸銷在空間上具有180度相位差；動軸頸和動軸銷之間、以及相鄰的動軸銷之間，通過動軸臂連接；與所述端軸組成所述旋轉運動件時，動軸兩端的動軸頸分別插入兩端的端軸的動軸頸容置孔，並與動軸頸容置孔可旋轉的連接； 每個動軸銷至少對應設置一個往復運動件，往復運動件上具有套在動軸銷上的動軸銷孔，動軸銷孔與動軸銷可旋轉連接；所述往復運動件置於機架的往復運動導軌中；相鄰的往復運動件的往復運動導軌在空間上具有90度相位差。
優選的，所述動軸銷共有兩段。 優選的，對應每段動軸銷均有一個往復運動件，其中一個是活塞，另一個是活塞、動平衡滑塊或者其它任意一種往復運動件，兩者質量相同；所述活塞是單作用活塞或者雙作用活塞。 優選的，所述動軸銷共有三段。 優選的，對應每段動軸銷的往復運動件為一個，其中，左右兩段的動軸銷對應的往復運動件為活塞，中間段的動軸銷對應的往復運動件為活塞、動平衡滑塊或者其它任意一種往復運動件；所述活塞為單作用活塞或者雙作用活塞。 優選的，所述中間段的動軸銷對應的往復運動件的質量等於左、右動軸銷對應的活塞的質量之和。 —種用於上述任一項技術方案所述的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構的部件，該部件為端軸；該端軸具有一個旋轉軸，並且該端軸上開設有動軸頸容置孔，該動軸頸容置孔的軸線與端軸的旋轉軸平行，並且與端軸的旋轉軸具有距離e ;該距離e和與該端軸配對使用的動軸的動軸銷軸線與動軸頸軸線的距離相等。 優選的，所述端軸具有端軸頸和端軸臂，所述端軸頸固定在機架上，其軸線就是該端軸的旋轉軸；所述端軸臂為設置在端軸頸一端的凸盤，其上開設所述動軸頸容置孔。
—種用於上述任一項所述的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構的部件，該部件為動軸，該動軸包括動軸頸、動軸銷以及動軸臂；所述動軸頸為軸段，位於動軸左右兩端，並且兩端的動軸頸的軸線位於同一條直線上；所述動軸銷同樣為軸段，共有兩段或者兩段以上，各個動軸銷的軸線均平行於所述動軸頸的軸線，並與動軸頸軸線具有距離e，該距離e和與該動軸配對使用的端軸的動軸頸容置孔軸線與端軸旋轉軸之間的距離相等；相鄰的動軸銷在空間上具有180度相位差；動軸頸和動軸銷之間、以及相鄰的動軸銷之間，通過動軸臂連接。 —種用於上述任一項技術方案所述的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構的部件，該部件為往復運動件，該往復運動件具有用於套在對應的動軸銷上的動軸銷孔，動軸銷孔與動軸銷可旋轉連接；該往復運動件具有能夠使其在往復運動軌道中進行直線運動的外廓形狀。 優選的，所述往復運動件為活塞，其外廓形狀中具有一段圓柱形的活塞頭，該圓柱形的外周面配合作為往復運動軌道的氣缸內徑面設置；該活塞還具有一段伸出的活塞臂，所述動軸銷孔設置在該活塞臂上。 —種設備，該設備為內燃機，該設備使用上述任一項技術方案所述的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構。 —種設備，該設備為壓縮機，該設備使用上述任一項技術方案所述的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構。 本發明提供的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構，其旋轉運動件為一個軸系，包括端軸和動軸，所述端軸上設置有偏置在其旋轉軸一側的動軸頸容置孔，該動軸頸容置孔的軸線與端軸旋轉軸的距離為e，用於容置所述動軸的動軸頸；所述動軸上除了與所述端軸上的動軸頸容置孔以可旋轉方式相配的動軸頸外，還具有至少兩段動軸銷，這些動軸銷的軸線均與動軸頸的軸線具有距離e，並且相鄰的動軸銷空間上具有180度相位差。該往復運動和旋轉運動相互轉換機構的往復運動件對應所述動軸銷設置，每段動軸銷至少設置一個往復運動件，所述往復運動件上具有套在動軸銷上的動軸銷孔，且兩者之間為可旋轉連接，所述往復運動件受到往復運動導軌的限制，只能在直線上運動，並且相鄰的動軸銷對應的往復運動件的往復運動導軌在空間上具有90度相位差。運動時，假設端軸以+"的速度旋轉，則所述動軸以動軸頸軸線為中心，以的速度旋轉，此時，動軸通過動軸銷拉著往復運動件在直線軌道上運動。同時，由於該機構的動軸具有至少兩個動軸銷，使其可以方便的克服活點問題。所謂活點，是指動軸銷運動到90度相位時，即動軸銷軸線與端軸軸線重合時，端軸和動軸可能不再按照上述運動規律運動繼續運動的位置點。由於這一點上，動軸運動方向不確定，稱為活點。在動軸具有兩個動軸銷時，由於不同動軸銷對應的往復運動件在不同時刻通過活點，使一個動軸銷處於活點時，另一個動軸銷則繼續帶著該動軸按照原來的運動規律運動，使處於活點的動軸銷也能夠按照原來的運動規律運動，最終該動軸整體上不會改變運動規律。通過上述相互作用，形成了具有兩個或者兩個以上的動軸銷的 動軸的各個動軸銷相互幫助其它動軸銷克服活點的機制，旋轉運動件可以持續向一個旋轉 方向旋轉運動，整個轉換機構的正常運動得以維持。 本發明提供的機構具有顯著的優點。首先，由於不設置連杆。使該機構中不含有來 回擺動的運動件，所有運動件的運動均為簡諧運動，可方便的進行動平衡。其次，由於該機 構中不再設置圓滑塊，使其往復運動件往復運動行程的設計尺寸不受圓滑塊尺寸的限制， 可以設置得比較大，以克服行程缸徑比過小可能造成的可燃混合氣體爆發壓力釋放不充分 的問題。另外，由於該機構中不存在圓滑塊設置在活塞中、曲柄銷又需要穿過圓滑塊偏心孔 這樣的複雜結構，簡化了機構的裝配複雜度，機構的潤滑油路等也易於設計，便於散熱。
在該機構中，起到傳力作用的動軸銷直接穿過往復運動件，而不需要先穿過圓滑 塊，再通過圓滑塊與活塞等往復運動件聯繫，因此，其尺寸可以做得比曲柄圓滑塊機構中的 曲柄銷粗，有利於進行大負荷傳力。 上述機構可以用於將往復運動轉換為旋轉運動的設備中，例如內燃機；也可以用 於將旋轉運動轉換到往復運動的設備中，例如壓縮機。


圖1為本發明的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構的第一實施例的結構示意 圖； 圖2為圖1的左視圖的簡圖； 圖3為本發明的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構的第一實施例中的端軸的 結構示意圖； 圖4為本發明的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構的第一實施例中的動軸的 結構示意圖； 圖5為本發明的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構的第一實施例中的往復運 動件的示意圖； 圖6為本發明的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構的第二實施例中的動軸的 結構示意圖； 圖7為圖6的動軸構成的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構的實施例的結構示
具體實施例方式
下面結合實施例以及附圖對本發明的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構進行
詳細描述。 實施例一 圖1為本發明的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構的第一實施例的結構示意 圖。圖2為圖l左視圖的簡圖，該圖用於說明該實施例的兩個往復運動件的位置關係，圖1 中表示的一些元件沒有示出。圖3、圖4和圖5分別為圖l所示的往復運動和旋轉運動相互 轉換的機構的第一實施例中各個組件的結構示意圖。 請參考圖l，本實施例中，該往復運動和旋轉運動相互轉換的機構包括往復運動件14a和14b、旋轉運動件以及支撐該機構的機架(圖中未示出)。 所述旋轉運動件為一個軸系，包括位於兩端的兩個端軸10a和10b以及以轉動副 連接在所述的兩個端軸10a和10b之間的動軸12。所述往復運動件14a和14b分別套接於 所述的動軸12的兩個相鄰的動軸銷上，並與相應的動軸銷構成轉動副。
請繼續參考圖1，所述的兩個端軸10a和10b具有共同的軸線m。當所述的兩個端 軸10a和10b沿圖1中箭頭11所示的方向沿其軸線m轉動時，往復運動件14可沿圖1中 箭頭13的方向做往復運動，而往復運動件14b可沿垂直於所述往復運動件14a運動方向做 往復運動(如圖2所示)。利用圖l所示的結構，可實現沿箭頭ll所示的旋轉運動與圖1 中的箭頭13和圖2中的箭頭13b所示的往復運動之間的相互轉換。 下面結合圖3、圖4以及圖5分別對圖1中示出的機構的各個組件進行詳細描述。
圖3為本發明的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構的第一實施例中的端軸的 結構示意圖。圖1中示出的兩個端軸可以相同，圖3中僅示出其中的端軸10a。
請參考圖3，本實施例中，端軸10a包括端軸頸1和端軸臂2。其中，所述端軸頸1 可轉動的固定於機架上，具體固定方式可通過滾動軸承或者滑動軸承，以及其它可能的可 轉動固定方式。固定時，圖1中示出的端軸10a和端軸10b的端軸頸的軸線位於同一直線 上，也即二者可以繞共同的軸線旋轉，該軸線就是端軸的軸線m。 所述的端軸臂2為設置於端軸頸1的內側端(即朝向圖1中所示的動軸12的端 部)的凸盤，在所述端軸臂2上開設有容納動軸12的動軸頸(請參考圖4所示)的動軸頸 容置孔3。所述的動軸頸容置孔3的軸線與所述端軸頸1的軸線平行，且偏離所述端軸頸1 的軸線的距離為e，如圖3所示。 所述的端軸10a還可以具有其它結構，但其至少包括一旋轉軸使該端軸10a可以 繞所述的旋轉軸轉動，以及包括設置於該端軸上並偏離所述旋轉軸的一個動軸頸容置孔。
此外，本實施例的圖1中所示出的端軸10a和10b結構也可以不必相同，只要二 者在機架上固定後具有共同的旋轉軸，且動軸頸容置孔中心軸線與該旋轉軸的距離相同即 可。 圖4為本發明的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構的第一實施例中的動軸12 的結構示意圖。 請參考圖4，動軸12包括動軸頸4a和4b，動軸銷6a和6b，以及動軸臂5a、5b和 5c。 其中，動軸頸4a和4b為軸段，分別位於動軸12的兩端，且動軸頸4a和4b的軸線 位於同一直線上。 本實施例中，動軸銷為相鄰的兩個，分別為圖4所示的第一動軸銷6a和第二動軸 銷6b。所述的第一動軸銷6a和第二動軸銷6b也同樣為軸段，但其長度可以與動軸頸4a和 4b不同。所述第一動軸銷6a和第二動軸銷6b的軸線平行於所述動軸頸4a和4b的軸線， 且第一動軸銷6a和第二動軸銷6b的軸線距動軸頸4a和4b的軸線的距離均為e，也即與圖 3中所示的動軸頸容置孔3的軸線偏離其端軸頸1的距離相同。而且，第一動軸銷6a和第 二動軸銷6b在空間上具有180度的相位差，即所述的第一動軸銷6a和第二動軸銷6b位於 所述動軸頸4a和4b的軸線的兩側，且第一動軸銷6a和第二動軸銷6b的軸線相對所述的 軸頸4a和4b的軸線對稱。
動軸頸4a和第一動軸銷6a、動軸頸4b和第二動軸銷6b以及第一動軸銷6a和第 二動軸銷6b之間分別通過動軸臂5a、5c和5b連接，其中，上述的動軸頸、動軸臂以及動軸 銷可以一體成形，也可以分別製成，再通過連接件固定連接。 該機構安裝完成後，所述的動軸12的動軸頸4a和4b分別插入圖3中所示的兩端 軸的動軸頸容置孔中，構成轉動副。 圖5為本發明的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構的第一實施例中的往復運 動件的示意圖。 參考圖5，往復運動件具有套在圖4中所示的動軸12的動軸銷上的動軸銷孔7，在 往復運動件套接於所述動軸的動軸銷上時，構成轉動副。此外，所述往復運動件還具有能夠 使其在往復運動軌道中進行直線運動的外廓形狀。 本實施例中，所述的往復運動件為兩個，分別為往復運動件14a和往復運動件 14b，且分別套接於圖4所示的動軸12的第一動軸銷6a和第二動軸銷6b上。兩個往復運 動件14a和14b可分別置於往復運動導軌中，其外廓與往復運動導軌相配合。上述兩個往 復運動件的往復運動導軌在空間上具有90度的相位差。例如，所述的往復運動導軌可沿圖 1所示的箭頭13以及圖2箭頭13b的方向布置。另外，為了獲得最佳的動平衡效果，優選 的，上述兩個往復運動件的質量相同。 利用上述的實施例的往復運動與旋轉運動相互轉換的機構，在兩個或任意一個往 復運動件的運動方向輸入驅動力，可轉換為旋轉運動，並通過任意的一個端軸10a或10b輸 出旋轉運動，從而可帶動其它的外部部件做轉動。反之，在端軸10a或10b輸入旋動運動驅 動力，可轉換為兩個相互垂直方向的往復運動力。 本實施例的往復運動和旋轉運動轉換的機構中，相互垂直方向的往復運動件可相 互平衡往復慣性力，將往復慣性力轉化為旋轉慣性力，機構的平衡性能好。此外，本實施例 的往復運動和旋轉運動轉換的機構中，相互平衡的兩個往復運動件也還可以相互克服活點 的問題，保證運動轉換的正常進行，機構穩定性好。 此外，本實施例的往復運動和旋轉運動轉換的機構結構簡單緊湊，零件數目少，易
於維護，因而，本發明的實施例的轉換機構可應用於內燃機和壓縮機中，替代傳統的曲柄連
杆的運動轉換機構。例如，兩個往復運動件可作為活塞，或其中一個作為活塞，另一個為動
平衡滑塊或者其它形式的往復運動件。其中，所述往復運動件為活塞時，其結構可以如下
其外廓形狀中具有一段圓柱形的活塞頭，該圓柱形的外周面配合作為往復運動軌道的氣缸
內徑面設置；該活塞還具有一段伸出的活塞臂，所述動軸銷孔設置在該活塞臂上。
相對於傳統的曲柄連杆機構的內燃機機或壓縮機，本發明的運動轉換機構構成的
發動機具有諸多優點，例如，平衡性能好，行程缸徑比選擇範圍大，無曲軸箱，結構緊湊，體
積重量小等。而且，功能靈活多變，例如，作為動平衡滑塊的往復運動件也可以改造為活塞，
用於發電機，壓縮機，抽真空機等，構成多功能機。本發明的運動轉換機構的組件與傳統的
曲柄連杆機構中的組件結構大致相同，因而與傳統的機構具有很好繼承性，容易實現。 而且，還可以在往復運動件的往復運動方向兩端均設置活塞，構成三缸機或四缸
機等等。 實施例二 與上述第一實施例中動軸銷為兩段(分別為6a和6b)所不同的是，本實施例二中
9動軸銷共有三段，比第一實施例中的多出第三動軸銷6c，相應的往復運動件至少多出一個， 即對應該第三動軸銷設置的往復運動件。 圖6為本發明的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構的第二實施例中的動軸的 結構示意圖。如圖6所示，相對於圖3中的動軸，本實施例中的動軸具有三段動軸銷6a、6b 以及6c，三段動軸銷6a、6b以及6c依次由動軸臂5b和5d連接。本實施例中的動軸的其它 方面可以與上述的實施例一中的動軸相同。 圖7為圖6的動軸構成的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構的實施例的結構示 意圖。 請參考圖7，本實施例的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構與實施例一所不同 的是，利用具有三段動軸銷的動軸，在每一動軸銷上分別安裝有往復運動件。此外，為了獲 得最佳的動平衡效果，對應第二動軸銷6b的往復運動件的質量設置為第一動軸銷6a和第 三動軸銷6c所對應的往復運動件的質量之和。所述第二動軸銷6b對應的往復運動件可以 是專門起動平衡效果的動平衡滑塊，也可以是活塞，或者其它形式的往復運動件。本實施例 的其它方面可以與上述的實施例一相同，這裡不再贅述。 本實施例二的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構具有與上述的實施例一的往 復運動和旋轉運動相互轉換的機構相同的有益效果。此外，利用本實施例二的往復運動和 旋轉運動相互轉換的機構也可以構成內燃機和壓縮機。特別的，如果將圖7中的動軸銷6a 和6c上的往復運動件換為雙作用活塞(或者兩個對置的單作用活塞)，將動軸銷6b上的往 復運動件換為動平衡滑塊時，即可構成H型四缸內燃機；如果動軸銷6b上的往復運動件換 為單作用活塞，則可構成H-丄型五缸機，等等。也就是說，在動軸銷6a、6c以及6b均可裝 配單作用活塞、雙作用活塞以及動平衡滑塊，而不同的活塞又可實現諸如壓縮空氣，抽氣以 及內燃機活塞等不同的功能，它們之間組合可產生多種形式的內燃機以及多功能機器，本 領域技術人員根據本發明的教導可以做出相應的改變，這些改變後的形式均應包含在本發 明的保護範圍之內。 上述的實施例僅以動軸具有兩個和三個動軸銷的情形對本發明進行了說明，當 然，動軸還可以具有三個以上的動軸銷，每一個動軸銷上至少安裝有一個往復運動件，也可 以安裝兩個或者多個往復運動軌道在同一個直線方向上的往復運動件。其變化非常多樣， 這裡不再一一進行描述，本領域技術人員可以根據本發明的教導做出相應的改變。這些改 變後的形式均應包含在本發明的保護範圍之內。 以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人 員來說，在不脫離本發明基本原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾 也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
一種往復運動和旋轉運動相互轉換的機構，包括至少兩個往復運動件、旋轉運動件以及支撐該機構的機架；其特徵在於，所述旋轉運動件為一軸系，包括位於兩端的端軸和連接在兩個端軸之間的動軸；所述端軸可旋轉的固定在機架上，並且兩個端軸的旋轉軸位於同一直線上；端軸上開設有動軸頸容置孔，該動軸頸容置孔的軸線與端軸的旋轉軸平行，並且距離該旋轉軸的距離為e；所述動軸包括動軸頸、動軸銷以及動軸臂；所述動軸頸為軸段，位於動軸左右兩端，兩端的動軸頸的軸線位於同一條直線上；所述動軸銷同樣為軸段，共有兩段或者兩段以上，各個動軸銷的軸線均平行於所述動軸頸的軸線，並且動軸銷軸線距離動軸頸軸線的距離也為e，相鄰的動軸銷在空間上具有180度相位差；動軸頸和動軸銷之間、以及相鄰的動軸銷之間，通過動軸臂連接；與所述端軸組成所述旋轉運動件時，動軸兩端的動軸頸分別插入兩端的端軸的動軸頸容置孔，並與動軸頸容置孔可旋轉的連接；每個動軸銷至少對應設置一個往復運動件，往復運動件上具有套在動軸銷上的動軸銷孔，動軸銷孔與動軸銷可旋轉連接；所述往復運動件置於機架的往復運動導軌中；相鄰的往復運動件的往復運動導軌在空間上具有90度相位差。
2. 根據權利要求1所述的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構，其特徵在於，所述動軸銷共有兩段。
3. 根據權利要求2所述的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構，其特徵在於，對應每段動軸銷均有一個往復運動件，其中一個是活塞，另一個是活塞、動平衡滑塊或者其它任意一種往復運動件，兩者質量相同；所述活塞是單作用活塞或者雙作用活塞。
4. 根據權利要求1所述的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構，其特徵在於，所述動軸銷共有三段。
5. 根據權利要求4所述的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構，其特徵在於，對應每段動軸銷的往復運動件為一個，其中，左右兩段的動軸銷對應的往復運動件為活塞，中間段的動軸銷對應的往復運動件為活塞、動平衡滑塊或者其它任意一種往復運動件；所述活塞為單作用活塞或者雙作用活塞。
6. 根據權利要求5所述的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構，其特徵在於，所述中間段的動軸銷對應的往復運動件的質量等於左、右動軸銷對應的活塞的質量之和。
7. —種用於權利要求1至權利要求6任一項所述的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構的部件，該部件為端軸，其特徵在於，端軸具有一個旋轉軸，並且該端軸上開設有動軸頸容置孔，該動軸頸容置孔的軸線與端軸的旋轉軸平行，並且與端軸的旋轉軸具有距離e ;該距離e和與該端軸配對使用的動軸的動軸銷軸線與動軸頸軸線的距離相等。
8. 根據權利要求7所述的用於權利要求1-權利要求6任一項所述的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構的部件，其特徵在於，該端軸具有端軸頸和端軸臂，所述端軸頸固定在機架上，其軸線就是該端軸的旋轉軸；所述端軸臂為設置在端軸頸一端的凸盤，其上開設所述動軸頸容置孔。
9. 一種用於權利要求1至權利要求6任一項所述的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構的部件，該部件為動軸，其特徵在於，包括動軸頸、動軸銷以及動軸臂；所述動軸頸為軸段，位於動軸左右兩端，並且兩端的動軸頸的軸線位於同一條直線上；所述動軸銷同樣為軸段，共有兩段或者兩段以上，各個動軸銷的軸線均平行於所述動軸頸的軸線，並與動軸頸軸線具有距離e，該距離e和與該動軸配對使用的端軸的動軸頸容置孔軸線與端軸旋轉軸之間的距離相等；相鄰的動軸銷在空間上具有180度相位差；動軸頸和動軸銷之間、以及相鄰的動軸銷之間，通過動軸臂連接。
10. —種用於權利要求1至權利要求6任一項所述的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構的部件，該部件為往復運動件，其特徵在於，該往復運動件具有用於套在對應的動軸銷上的動軸銷孔，動軸銷孔與動軸銷可旋轉連接；該往復運動件具有能夠使其在往復運動軌道中進行直線運動的外廓形狀。
11. 根據權利要求10所述的用於權利要求1至權利要求6任一項所述的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構的部件，其特徵在於，所述往復運動件為活塞，其外廓形狀中具有一段圓柱形的活塞頭，該圓柱形的外周面配合作為往復運動軌道的氣缸內徑面設置；該活塞還具有一段伸出的活塞臂，所述動軸銷孔設置在該活塞臂上。
12. —種設備，該設備為內燃機，其特徵在於，使用權利要求1至6任一項所述的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構。
13. —種設備，該設備為壓縮機，其特徵在於，使用權利要求1至6任一項所述的往復運動和旋轉運動相互轉換的機構。
全文摘要
一種往復運動和旋轉運動相互轉換的機構，包括至少兩個往復運動件、旋轉運動件、機架；旋轉運動件包括兩個端軸和一個動軸；端軸可旋轉的固定在機架上，兩端軸的旋轉軸位於同一直線；端軸上設有軸線距離旋轉軸距離為e的動軸頸容置孔；動軸兩端為動軸頸，中間具有兩段或者兩段以上軸線平行於動軸頸軸線、距離為e的動軸銷，相鄰動軸銷在空間上有180度相位差；組裝時，動軸頸分別與兩端端軸的動軸頸容置孔可旋轉的連接；每個動軸銷至少對應設置一個置於往復運動導軌中的往復運動件，通過往復運動件上的動軸銷孔與動軸銷可旋轉連接；相鄰往復運動件的往復運動導軌在空間上具有90度相位差。本機構沒有連杆和圓滑塊，克服了它們給轉換機構帶來的缺陷。
文檔編號F01B9/02GK101761618SQ20091021078
公開日2010年6月30日 申請日期2009年11月10日 優先權日2009年11月10日
發明者黎明, 黎正中 申請人:北京中清能發動機技術有限公司