專利名稱：曲柄軸、組合曲軸及應(yīng)用該組合曲軸的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)或者壓縮機(jī)，具體涉及內(nèi)燃機(jī)或壓縮機(jī)的一種曲柄軸。本實(shí)用新型同時(shí)涉及一種應(yīng)用該曲柄軸的組合曲軸、應(yīng)用該組合曲軸的設(shè)備。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)中，通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而由該曲軸驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)部件，對(duì)外輸出動(dòng)力。而在傳統(tǒng)的壓縮機(jī)中，也具有曲柄連桿機(jī)構(gòu)，通過該曲柄連桿機(jī)構(gòu)將曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由該活塞對(duì)汽缸內(nèi)的空氣進(jìn)行壓縮。然而，在所述的曲柄連桿機(jī)構(gòu)中，由于連桿的存在，曲柄連桿機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)具有體積龐大、笨重、平衡性能差等缺陷。為解決上述問題，審定公告日為1988年1月13日、公告號(hào)為CN85200358B的中國(guó)專利公開了一種“曲柄圓滑塊往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)”;審定公告日為1988年12月14日、公告號(hào)為CN85100359B的中國(guó)專利公開了一種“曲柄圓滑塊往復(fù)活塞式壓縮機(jī)”;授權(quán)公告日為 2001年6月27日、授權(quán)公告號(hào)為CN1067741C的中國(guó)專利公開了一種“曲柄雙圓滑塊往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)”;授權(quán)公告日為2001年6月27日、授權(quán)公告號(hào)為CN1067742C的中國(guó)專利公開了一種“曲柄多圓滑塊往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)”。上述中國(guó)專利公開的內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)共同特點(diǎn)是其中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)中，用圓滑塊取代了連桿，用曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)取代了曲柄連桿機(jī)構(gòu)。在所述圓滑塊上設(shè)置有偏心圓孔。在活塞的活塞座上設(shè)置有圓滑塊容置孔。裝配時(shí)，將圓滑塊置于所述的圓滑塊容置孔中，圓滑塊可在所述圓滑塊容置孔中轉(zhuǎn)動(dòng)；曲軸的曲柄銷裝配于所述的偏心圓孔中，曲柄銷可以在所述偏心圓孔中轉(zhuǎn)動(dòng)。工作時(shí)，對(duì)于內(nèi)燃機(jī)而言，燃燒室中的燃燒氣體膨脹推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，通過活塞帶動(dòng)設(shè)置于其中的圓滑塊做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而圓滑塊在所述活塞中同時(shí)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的合成使得圓滑塊上的偏心圓孔的中心軸線繞曲軸的中心軸線做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；而所述偏心圓孔的中心軸線與曲軸的曲柄銷的軸線重合，從而可實(shí)現(xiàn)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)到曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換。壓縮機(jī)工作時(shí)是曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換，原理同上。上述采用曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的機(jī)器，在大多數(shù)情況下采用一體式圓滑塊，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要配以組合式曲軸，才能夠?qū)A滑塊裝配于曲軸上。一般情況下，組合曲軸采用的是單拐曲軸加一曲柄的結(jié)構(gòu)。帶輪軸或者齒輪軸在連接到曲柄上而對(duì)外輸出輔助動(dòng)力，以驅(qū)動(dòng)保證機(jī)器正常工作的輔助設(shè)備。這樣的設(shè)計(jì)使得曲柄和帶輪軸之間要有定位結(jié)構(gòu)，還需要將兩者用螺栓聯(lián)接或其它方式組為一體，不僅需要加工的環(huán)節(jié)增加，零件的數(shù)目也增加，系統(tǒng)的可靠性降低，整機(jī)的可靠性以及制造成本也有所增加。
發(fā)明內(nèi)容[0007]本實(shí)用新型提供一種曲柄軸，以解決現(xiàn)有的曲軸的上述問題。本實(shí)用新型另外提供應(yīng)用該曲柄軸的組合曲軸、應(yīng)用該組合曲軸的內(nèi)燃機(jī)或壓縮機(jī)。本實(shí)用新型提供的一種曲柄軸，包括曲柄以及與所述曲柄一體成形的輔助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)軸；所述曲柄為扁圓柱體，所述曲柄上設(shè)置有在曲柄一端面開口的偏心孔，用于在與曲拐裝配構(gòu)成完整曲軸時(shí)容納曲柄銷自由端，稱為曲柄銷安裝孔；所述曲柄銷安裝孔的中心軸線與所述曲柄的中心軸線平行；所述輔助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)軸為軸段，設(shè)置于與所述曲柄銷安裝孔相對(duì)的端面，且所述輔助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)軸的中心軸線與所述曲柄的中心軸線在同一直線上。可選的，所述曲柄銷安裝孔為錐孔，與之相應(yīng)的曲柄銷的自由端也為與該錐孔相配合的錐端。可選的，在所述錐孔的底端設(shè)置有通孔，該通孔為曲柄軸與曲拐的曲柄銷裝配后的螺栓安裝孔。可選的，在所述曲柄上還設(shè)置有兩去重結(jié)構(gòu)，所述兩去重結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述曲柄中心軸線和曲柄銷安裝孔中心軸線決定的平面的兩側(cè)，并相對(duì)于該平面對(duì)稱?？蛇x的，所述曲柄銷安裝孔為悶頭孔?？蛇x的，在所述曲柄銷安裝孔的側(cè)壁底部還設(shè)置有退刀槽。優(yōu)選的，在所述曲柄的開設(shè)曲柄銷安裝孔的端部還設(shè)置有軸承止推邊，所述軸承止推邊的外沿沿曲柄該端部伸出所述曲柄外周沿之外。優(yōu)選的，所述止推邊偏心設(shè)置，其設(shè)置于與曲柄銷安裝孔相對(duì)于曲柄中心軸線相反的方向。本實(shí)用新型還提供一種組合曲軸，包括上述任一所述的曲柄軸；本實(shí)用新型還提供一種設(shè)備，該設(shè)備為內(nèi)燃機(jī)，包括上述的組合曲軸。本實(shí)用新型還提供一種設(shè)備，該設(shè)備為空壓機(jī)，包括上述的組合曲軸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的其中一個(gè)方面，曲柄軸包括輔助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)軸和曲柄，且輔助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)軸與曲柄一體成形，將曲柄與輔助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)軸集合為一體，使之成為一個(gè)零部件，這不但減少了曲軸零件的數(shù)目，也減少了裝配的環(huán)節(jié)，從而可降低制造成本，提高設(shè)備的可靠性。在本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案中，曲柄的開設(shè)曲柄銷安裝孔的端部還設(shè)置有軸承止推邊，所述軸承止推邊的外沿沿曲柄該端部伸出所述曲柄外周沿之外，而且所述止推邊偏心設(shè)置，其設(shè)置于與曲柄銷安裝孔相對(duì)于曲柄中心軸線相反的方向，使得該軸承止推邊還可以用來改變整個(gè)曲柄軸的質(zhì)量分布，用于在曲軸應(yīng)用于曲柄圓滑塊設(shè)備時(shí)起平衡配重的作用。

圖1為本實(shí)用新型的曲柄軸的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖之一；圖2為本實(shí)用新型的曲柄軸的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖之二 ；圖3為圖1所示的曲柄軸剖分后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型的曲柄軸裝配曲拐形成的完整的曲軸的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0025]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型。但是本實(shí)用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本實(shí)用新型不受下面公開的具體實(shí)施的限制。圖1為本實(shí)用新型的曲柄軸的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖之一；圖2為本實(shí)用新型的曲柄軸的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖之二 ；圖3為圖1所示的曲柄軸剖分后的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參考圖1和圖2，本實(shí)用新型的實(shí)施例中，曲柄軸包括曲柄1和輔助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)軸 2，二者一體成形的。其中，所述曲柄1為扁圓柱體，包括外周面和兩個(gè)相對(duì)的端面。所述曲柄1的外周面上可以直接套接軸承，使得該曲柄軸與曲拐組成曲軸后，對(duì)曲軸提供支撐，故該曲柄1也可以作為曲軸的主軸頸。所述曲柄1上設(shè)置有在其中一端面開口的偏心孔1-1，用于在與曲拐裝配構(gòu)成完整曲軸時(shí)容納曲柄銷的自由端，故稱為曲柄銷安裝孔。所述曲柄銷安裝孔的中心軸線與所述曲柄的中心軸線平行，二者之間的距離等于與之配合的曲拐之曲柄銷與主軸頸軸線之間的距離。所述曲柄銷安裝孔1-1具有與相應(yīng)的曲柄銷的自由端相配合的形狀，例如，在曲柄銷自由端為圓柱體時(shí)，曲柄銷安裝孔1-1為圓形孔；在曲柄銷的自由端為為錐端時(shí)，曲柄銷安裝孔1-1也相應(yīng)的設(shè)置為錐孔。本實(shí)施例中，以曲柄銷安裝孔1-1是錐孔為例進(jìn)行說明。而且，所述曲柄銷安裝孔1-1為悶頭孔。在所述曲柄銷安裝孔1-1的底端設(shè)置有一內(nèi)徑小于該底端的通孔1-3，該通孔1-3 可以是普通圓形通孔，也可以是螺紋孔。所述通孔1-3為曲柄軸與曲拐的曲柄銷裝配后的螺栓安裝孔。其中，所述通孔1-3為沉頭孔。所述輔助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)軸2為一軸段，具體的，為圓柱形軸段，其可以由一段或數(shù)段沿軸向一體設(shè)置，數(shù)段軸段徑向尺寸可各不相同。圖1和圖2中示出的是三段軸段的情形。其中，所述輔助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)軸2可以作為對(duì)外輸出輔助動(dòng)力(例如，內(nèi)燃機(jī)的配氣驅(qū)動(dòng)力或供油驅(qū)動(dòng)力)的驅(qū)動(dòng)軸，在該驅(qū)動(dòng)軸上可相應(yīng)的設(shè)置齒輪或者帶輪。本實(shí)施例中，所述輔助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)軸2與所述曲柄1 一體成形，設(shè)置于與所述曲柄銷安裝孔1-1相對(duì)的端面。且所述輔助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)軸2的中心軸線與所述曲柄1的中心軸線在同一直線上。本實(shí)施例中，所述輔助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)軸2與曲柄1 一體成形，將曲柄與輔助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)軸集合為一體，使之成為一個(gè)零部件，這不但減少了曲軸零件的數(shù)目，也減少了裝配的環(huán)節(jié)， 從而可降低制造成本，提高設(shè)備的可靠性。在本實(shí)施例的曲柄軸上，還可以設(shè)置其它結(jié)構(gòu)，例如，在所述曲柄1上還設(shè)置有兩去重結(jié)構(gòu)1- 和l_2b，所述兩去重結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述曲柄1中心軸線和曲柄銷安裝孔1-1中心軸線決定的平面的兩側(cè)，并相對(duì)于該平面對(duì)稱。在所述曲柄1的開設(shè)曲柄銷安裝孔1-1的端部還設(shè)置有軸承止推邊3，所述軸承止推邊3的外沿沿曲柄該端部伸出所述曲柄外周沿之外。該軸承止推邊3可用于在曲柄1外套接軸承后，避免軸承沿軸向竄動(dòng)。進(jìn)一步的，通過將所述軸承止推邊3偏心設(shè)置，例如將其設(shè)置于與曲柄銷安裝孔1-1相對(duì)于曲柄中心軸線相反的方向，該軸承止推邊3還可以用來改變整個(gè)曲柄軸的質(zhì)量分布，用于在曲軸應(yīng)用于曲柄圓滑塊設(shè)備時(shí)起平衡配重的作用。為在將本實(shí)用新型的曲柄軸裝配于曲拐上的定位，在所述曲柄銷安裝孔1-1的內(nèi)壁還設(shè)置有兩個(gè)定位半孔1-5，如圖3所示(圖3中示出其中一個(gè)，在被剖分的另外半邊上與圖3示出的定位半孔1-5相對(duì)的位置還設(shè)置有另外一定位半孔)。相應(yīng)的，在曲柄銷上設(shè)置有與定位半孔1-5相配合的定位半孔，在曲柄銷端部裝配曲柄軸之后，相應(yīng)的定位半孔相對(duì)準(zhǔn)，形成完整的定位孔，在定位孔中插入定位銷，即可實(shí)現(xiàn)曲柄銷與曲柄軸之間的定位。此外，在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，在所述曲柄銷安裝孔1-1的側(cè)壁底部還設(shè)置有退刀槽1-6。如圖3所示。此外，在本實(shí)用新型的實(shí)施例的曲柄軸上，還設(shè)置有潤(rùn)滑油道，例如設(shè)置于曲柄1 上的潤(rùn)滑油道1-4以及設(shè)置于輔助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)軸2上的潤(rùn)滑油道2-1、這里不再一一贅述。應(yīng)用上述的曲柄軸，與曲拐配合，可形成完整的曲軸，如圖4所示，曲拐10包括主軸頸10-2和曲柄銷10-1，在主軸頸10-2端部也可以設(shè)置止推結(jié)構(gòu)10-3，該止推結(jié)構(gòu)10_3 也可以為曲柄臂。所述主軸頸10-2和曲柄銷10-1為一體式結(jié)構(gòu)，二者的中心軸線平行，分開一定的距離。所述曲柄臂10-1的自由端為錐端，插入曲柄軸20 (該曲柄軸20具有與上述實(shí)施例的曲柄軸相同的結(jié)構(gòu))的曲柄銷容置孔中，并通過定位銷進(jìn)行定位，通過螺栓將二者緊固為一體。并設(shè)置曲柄軸20的曲柄的中心軸線與所述曲拐10的主軸頸的中心軸線位于同一直線上。即可構(gòu)成完整的曲軸。在應(yīng)用于曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)時(shí)，可先將圓滑塊套接于曲拐之曲柄銷之上，然后再將曲柄軸裝配于曲拐裝配為一體。主軸頸10-2與曲柄軸20的曲柄上均可以設(shè)置軸承，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)曲軸的支撐。上述的曲軸可以應(yīng)用于曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)中，進(jìn)而應(yīng)用于曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)形成的設(shè)備中，例如內(nèi)燃機(jī)或壓縮機(jī)中，這里不再贅述。本實(shí)用新型雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本實(shí)用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本實(shí)用新型權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種曲柄軸，其特征在于，包括曲柄以及與所述曲柄一體成形的輔助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)軸； 所述曲柄為扁圓柱體，所述曲柄上設(shè)置有在曲柄一端面開口的偏心孔，用于在與曲拐裝配構(gòu)成完整曲軸時(shí)容納曲柄銷自由端，稱為曲柄銷安裝孔；所述曲柄銷安裝孔的中心軸線與所述曲柄的中心軸線平行；所述輔助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)軸為軸段，設(shè)置于與所述曲柄銷安裝孔相對(duì)的端面，且所述輔助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)軸的中心軸線與所述曲柄的中心軸線在同一直線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲柄軸，其特征在于，所述曲柄銷安裝孔為錐孔，與之相應(yīng)的曲柄銷的自由端也為與該錐孔相配合的錐端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的曲柄軸，其特征在于，在所述錐孔的底端設(shè)置有通孔，該通孔為曲柄軸與曲拐的曲柄銷裝配后的螺栓安裝孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲柄軸，其特征在于，在所述曲柄上還設(shè)置有兩去重結(jié)構(gòu)，所述兩去重結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述曲柄中心軸線和曲柄銷安裝孔中心軸線決定的平面的兩側(cè)，并相對(duì)于該平面對(duì)稱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的曲柄軸，其特征在于，所述曲柄銷安裝孔為悶頭孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的曲柄軸，其特征在于，在所述曲柄銷安裝孔的側(cè)壁底部還設(shè)置有退刀槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的曲柄軸，其特征在于，在所述曲柄的開設(shè)曲柄銷安裝孔的端部還設(shè)置有軸承止推邊，所述軸承止推邊的外沿沿曲柄該端部伸出所述曲柄外周沿之外。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的曲柄軸，其特征在于，所述止推邊偏心設(shè)置，其設(shè)置于與曲柄銷安裝孔相對(duì)于曲柄中心軸線相反的方向。
9.一種組合曲軸，其特征在于，包括上述權(quán)利要求1至8任一所述的曲柄軸。
10.一種設(shè)備，該設(shè)備為內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，包括權(quán)利要求9所述的組合曲軸。
11.一種設(shè)備，該設(shè)備為空壓機(jī)，其特征在于，包括權(quán)利要求9所述的組合曲軸。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種曲柄軸，包括曲柄以及與所述曲柄一體成形的輔助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)軸；所述曲柄為扁圓柱體，所述曲柄上設(shè)置有在曲柄一端面開口的偏心孔，用于在與曲拐裝配構(gòu)成完整曲軸時(shí)容納曲柄銷自由端，稱為曲柄銷安裝孔；所述曲柄銷安裝孔的中心軸線與所述曲柄的中心軸線平行；所述輔助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)軸為軸段，設(shè)置于與所述曲柄銷安裝孔相對(duì)的端面，且所述輔助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)軸的中心軸線與所述曲柄的中心軸線在同一直線上。本實(shí)用新型的曲柄軸作為一個(gè)零部件，組成曲軸時(shí)不但減少了曲軸零件的數(shù)目，也減少了裝配的環(huán)節(jié)，從而可降低制造成本，提高設(shè)備的可靠性。本實(shí)用新型同時(shí)提供應(yīng)用該曲柄軸的組合曲軸、應(yīng)用該組合曲軸的內(nèi)燃機(jī)或壓縮機(jī)。
文檔編號(hào)F02B75/32GK202108862SQ20112004407
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月22日
發(fā)明者王清旭, 黎明, 黎正中 申請(qǐng)人:北京中清能發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)有限公司