專利名稱：一種齒輪滑塊式直線往復運動機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于機械工程技術領域，涉及一種往復運動機構，特別地涉及一種采用齒輪滑塊實現直線往復運動的機構。
背景技術：
往復式運動機構廣泛應用于壓縮機、發(fā)動機以及各種流體泵，其最典型的形式為曲柄連桿機構，它主要由曲柄、連桿、活塞等部件組成，其中連桿的一端與曲柄轉動配合，連桿的另一端與活塞連接，由此實現曲柄的旋轉運動與活塞的往復運動的轉換。眾所周知，傳統曲柄連桿機構的連桿以擺動的運動方式進行工作，因此連桿作用到活塞上的力是一個擺動的力，毋庸置疑它將會造成活塞對氣缸產生拍擊而導致噪聲，并使活塞對氣缸產生較大的側壓力而增加摩擦損耗。為了克服傳統曲柄連桿機構的上述弊端，人們于是尋求能實現直線往復驅動活塞的機構，其中現有技術中一種直線往復運動機構方案如圖1所
示，它有一對大小相同的齒輪l、 2，齒輪l、 2為圓柱齒輪并相互嚙合且轉向相反，它們的軸線X1、 X2相互平行，在齒輪l、 2上鏡像對稱地各設置有柄銷11、 22，亦即柄銷11、 22的旋轉半徑相同且旋轉相位正好反相，柄銷11、 22的軸線Xll、 X22與齒輪1、 2的軸線XI、 X2平行，另外還設置有一個往復架3，往復架3上開有長直狀的導槽33，導槽33上設置有兩條相互平行的導軌A、 B，上述柄銷ll、 22同時插入導槽33內并與導軌A、 B配合，或者在柄銷ll、 22上套裝滾子4后再與導軌A、 B配合；此外設置有活塞5，活塞5與缸體7滑動配合并用導桿6與換向架3連接。當齒輪l、 2嚙合轉動時，其上的柄銷ll、22將直接或間接作用到導槽33的導軌A、 B上，并因此驅動往復架3產生運動，不難看出，基于對稱的緣故上述往復架3必然作直線往復運動，此時的活塞5亦必然為直線往復運動。然而實踐發(fā)現，上述直線往復運動機構尚有不足之處首先，滾子4與導軌A、 B的接觸為線接觸，而且滾子4同時接觸到上下兩條導軌A、 B，致使其滾動不暢，因此不僅機構承載能力有限而且摩損嚴重；其次，因齒輪l、 2僅囚于采用圓柱齒輪，其配合又為外嚙合方式，因此布局不夠靈活，占用空間較大，機構不夠緊湊。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種齒輪滑塊式直線往復運動機構，主要目的是解決機構承載力小和磨損嚴重的問題，另外還有一個目的是改進機構的布局使其結構更加緊湊。
本發(fā)明的目的是這樣實現的-
一種齒輪滑塊式直線往復運動機構，它包括換向架、導桿和一對大小相同且轉向相反的齒輪，所述齒輪上鏡像對稱地各設置有一個柄銷，所述導桿的一端與換向架連接，換向架上開設有相互平行的兩條導軌，所述柄銷插入兩條導軌之間，柄銷上轉動套裝有滑塊，所述滑塊置于換向架的兩條導軌之間并與導軌配合，所述齒輪為圓柱齒輪或圓錐齒輪。
上述滑塊與導軌之間設置有滾動體。
設置有兩塊旋向相反的離心力型平衡塊，它們各分別與其中一個齒輪同步旋轉。
上述兩塊平衡塊分別設置在所述兩個齒輪上。
上述的平衡塊由若干塊小平衡塊組成。
上述導軌為一字型或V型布局。
上述導桿與換向架為一體結構或緊固連接或鉸接連接。上述的導桿的一端連接有活塞，導桿與活塞為一體結構或緊固連接或鉸接連接。
上述導桿上套裝有導套，導套與導桿滑動配合。上述導桿上套裝有密封件，密封件與導桿密封配合。上述的導桿有兩套。
一種齒輪滑塊式直線往復運動機構的用途，可以用于制造壓縮機、真空泵、發(fā)動機、阻尼減震器、排線機、往復機械手、往復針紡頭、往復篩、往復送料和排料裝置。
本發(fā)明采用滑塊配合導軌的結構，接觸面積大大增加，因而機構
的承載力得以提高；采用在滑塊與導軌之間布置滾柱、滾針或滾珠的結構，可以有效減少摩擦，磨損也變得更??；采用圓錐齒輪結構，使得原來的平板式布局改進為空間立體式布局，因此機構更加緊湊。


圖1是現有技術中一種直線往復運動機構的結構示意圖；圖2是本發(fā)明采用一字型導軌的結構示意圖；圖3是本發(fā)明中滑塊與導軌采用滾動體接觸的結構示意圖；圖4是本發(fā)明采用V型導軌的結構示意圖5是圖4所示的本發(fā)明中滑塊與導軌采用滾動體接觸的結構示意圖6是本發(fā)明采用圓錐齒輪方案、滑塊與導軌采用摩擦接觸的縱剖結構示意圖7是圖6所示的本發(fā)明的橫剖結構示意圖8是本發(fā)明采用圓錐齒輪方案、滑塊與導軌采用滾動體接觸的縱剖結構示意圖9是圖8所示的本發(fā)明的橫剖結構示意圖。
具體實施方式
下面以具體實施例對本發(fā)明作進一步描述，參見圖2—9:
圖2至圖9給出了本發(fā)明一種齒輪滑塊式直線往復運動機構的示意圖，圖中零件的標號、名稱及功能繼承圖1所示現有直線往復運動機構，其中圖2至圖5為基于圓柱齒輪的齒輪滑塊式直線往復運動機構，圖6至圖9為基于圓錐齒輪的齒輪滑塊式直線往復運動機構。本發(fā)明齒輪滑塊式直線往復運動機構包括有 一對大小相同且轉向相反的齒輪l、 2，齒輪l、 2可以采用圓柱齒輪也可以采用圓錐齒輪，當采用圓柱齒輪時齒輪1、 2為直接嚙合，而當采用圓錐齒輪時齒輪1、 2同時與一個中間齒輪13嚙合，所述齒輪1、 2上鏡像對稱地各設置一個柄銷11、 22，所謂鏡像對稱是指兩柄銷11、 22的旋轉半徑相同且旋轉相位正好反相；進一步說無論如何轉動，對于齒輪l、 2為圓柱齒輪而言它們的齒輪軸線X1、 X2與柄銷11、 22的柄銷軸線X11、 X22相互平行，且柄銷軸線Xll、 X22構成的一個動平面與齒輪軸線X1、 X2構成的定平面始終保持平行(允許存在一定的制造誤差和裝配誤差)；同樣無論如何轉動，對于齒輪l、 2為圓錐齒輪而言它們的齒輪軸線X1、X2處于同軸狀態(tài)(允許存在一定的制造誤差和裝配誤差)，并與柄銷軸線Xll、 X22相互平行，且柄銷軸線Xll、 X22與齒輪軸線X1、 X2距離相等(允許存在一定的制造誤差和裝配誤差)；當采用圓柱齒輪時，兩
齒輪1、 2相互嚙合且轉向相反，并且兩齒輪1、 2的工作旋轉面或處在同一個平面上或處在兩個相互平行的平面上；當采用圓錐齒輪時，
兩齒輪l、 2同時與一個中間齒13嚙合，此時齒輪l、 2的轉向也是相反的，它們的工作面是平行的、面對面的，且相距一定的距離；為了增加承載能力，本發(fā)明設置有兩個滑塊44并分別套裝在所述柄銷11、22上，滑塊44與柄銷11、 22轉動配合并一起置于導軌A、 B之間，所述滑塊44可以直接與導軌A、 B滑動配合也可以在它們之間設置滾動體444，所述滾動體444可以是滾柱、滾針或滾珠，這樣不僅可以增加機構運動副的承載接觸面(線)，由此提高了機構的承載能力，同時還
減少了摩擦，使得磨損更??；需要說明的是，柄銷ll、 22為圓柱狀，可以與滑塊44上的座孔直接轉動配合，另外也可以在其上套裝一個軸承后再與滑塊44的座孔進行配合；不難發(fā)現，在滑塊44與導軌A、 B之間設置滾動體444后，與導軌A接觸的滾動體444的滾動轉向和與導軌B接觸的滾動體444的滾動轉向是相反的；很顯然，采用圓錐齒輪后，齒輪1和齒輪2由原來的平板式布局改進為為面對面的空間立體布局，機構的空間占位較小，故結構比較緊湊，另外，兩導軌A、 B可以采用一字型的結構布局，也可以采用V型的結構布局，因此布局將更加靈活；毫無疑問，由于柄銷ll、 22對稱反相運動的緣故，換向架3的運動必為直線往復運動(允許存在一定偏差)，如果將活塞5與導桿6進行連接，則活塞5也將獲得直線往復運動，故它們對缸體7將不會產生太大的拍擊；導桿6與活塞5的連接可以采用鉸接連接、緊固連接甚至為一體制造等多種方式，同樣地導桿6與換向架3的連接也可以采用鉸接連接、緊固連接甚至為一體制造等多種方式；為了防止導桿6在工作時發(fā)生抖動，可以設置一個導套12約束導桿6，導套12套裝在導桿6的桿身上并與之滑動配合；導桿6的桿身可以是各種桿柱狀如圓柱桿、橢圓柱桿、矩形柱桿或其他異形柱桿，導桿6的形狀還可以做成像目前壓縮機或發(fā)動機所常用的連桿的形狀如工字形桿身、板狀形桿身等等，另外為了防止?jié)櫥陀升X輪室竄到缸體7，可以設置密封件10與導桿6密封配合，此時導桿6的桿身截斷面以圓形或者橢圓形為最佳；上述活塞5、導桿6可以是單套也可以是雙套，當采用雙套活塞5及導桿6時，它們以對置式的布局為最佳，因為這樣機構的布局及受力均為最好；需要指出的是，本發(fā)明中活塞5是一種泛指，它可以是壓縮機或發(fā)動機上的各種活塞，也可以是流體泵或阻尼器上的柱塞或活塞，還可以是其它往復機件的功能件如往復桿、往復鉤或往復滑塊等；為了減少機構因往復運動而產生的往復慣性力，可以設置兩塊旋向相反的離心力型平衡塊111、 222，它們各與其中一個齒輪1或齒輪2同步旋轉，所述平衡塊lll、 222的大小及相位布置原則是盡量使平衡塊111、 222所產生的離心慣性力的合力與機構所有參與往復運動的零部件所產生的往復慣性力的合力之矢量和為零，為此平衡塊111、 222的質量中心應盡量布置在所對應的柄銷11、 22和齒輪軸線XI、 X2之連線的延長線上；平衡塊111、 222可以直接布置在齒輪l、 2上也可以單獨設置，例如單獨設置在齒輪軸上，每一塊平衡塊111、 222可以是整體一塊也可以由多個小塊平衡塊等效組成。本發(fā)明與現有直線往復運動機構相比，歸納起來具有以下好處-首先，采用滑塊44配合導軌A、 B的結構方案，并輔以滾動體444，不僅有效增加了機構的承載能力，而且還減少了摩擦和磨損；另外，采用圓錐齒輪作為齒輪l、 2，可以使得機構的空間布局更加緊湊，布局更加靈活。
綜上所述，本發(fā)明既能實現機構的直線往復運動又能減少機構產生噪聲的根源，其用途可以用在壓縮機、真空泵、發(fā)動機、阻尼減震器、排線機、往復機械手、往復篩、往復送料和排料裝置、往復針紡頭等，當然也可以用于其他各種需要直線往復運動的裝置。
上述實施例僅為本發(fā)明的較佳實施例之一，并非依此限制本發(fā)明的保護范圍，故凡依本發(fā)明的結構、形狀以及原理所做的各種等效變化，均應涵蓋于本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1、一種齒輪滑塊式直線往復運動機構，它包括換向架、導桿和一對大小相同且轉向相反的齒輪，所述齒輪上鏡像對稱地各設置有一個柄銷，所述導桿的一端與換向架連接，換向架上開設有相互平行的兩條導軌，所述柄銷插入兩條導軌之間，其特征在于柄銷上轉動套裝有滑塊，所述滑塊置于換向架的兩條導軌之間并與導軌配合，所述齒輪為圓柱齒輪或圓錐齒輪。
2、 根據權利要求l所述的一種齒輪滑塊式直線往復運動機構，其 特征在于所述滑塊與導軌之間設置有滾動體。
3、 根據權利要求1或2所述的一種齒輪滑塊式直線往復運動機構，< 其特征在于設置有兩塊旋向相反的離心力型平衡塊，它們各分別與其 中一個齒輪同步旋轉。
4、 根據權利要求3所述的一種齒輪滑塊式直線往復運動機構，其 特征在于所述兩塊平衡塊分別設置在所述兩個齒輪上。
5、 根據權利要求3所述的一種齒輪滑塊式直線往復運動機構，其 特征在于所述的平衡塊由若干塊小平衡塊組成。
6、 根據權利要求3所述的一種齒輪滑塊式直線往復運動機構，其 特征在于所述導軌為一字型或V型布局。
7、 根據權利要求3所述的一種齒輪滑塊式直線往復運動機構，其 特征在于所述導桿與換向架為一體結構或緊固連接或鉸接連接。
8、 根據權利要求3所述的一種齒輪滑塊式直線往復運動機構，其 特征在于所述的導桿的一端連接有活塞，導桿與活塞為一體結構或緊 固連接或鉸接連接。
9、 根據權利要求3所述的一種齒輪滑塊式直線往復運動機構，其 特征在于所述導桿上套裝有導套，導套與導桿滑動配合。
10、 根據權利要求3所述一種齒輪滑塊式直線往復運動機構，其 特征在于所述導桿上套裝有密封件，密封件與導桿密封配合。
11、 根據權利要求3所述一種齒輪滑塊式直線往復運動機構，其 特征在于所述的導桿有兩套。
12、 一種齒輪滑塊式直線往復運動機構的用途，可以用于制造壓 縮機、真空泵、發(fā)動機、阻尼減震器、排線機、往復機械手、往復針 紡頭、往復篩、往復送料和排料裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種齒輪滑塊式直線往復運動機構，包括換向架、導桿和一對大小相同且轉向相反的齒輪，所述齒輪上鏡像對稱地各設置有一個柄銷，所述導桿的一端與換向架連接，換向架上開設有相互平行的兩條導軌；所述柄銷上轉動套裝有滑塊并插入兩導軌之間，在滑塊與導軌之間安置有滾動體，所述齒輪為圓柱齒輪或圓錐齒輪；另外還設置兩個離心力型平衡塊分別各與其中一個齒輪同步旋轉，本發(fā)明既能實現機構的直線往復運動又能增加承載力，同時能減少磨損，可用于制造壓縮機、真空泵、發(fā)動機、阻尼減震器、排線機、往復篩、往復機械手、往復針紡頭、往復送料和排料裝置。
文檔編號F04B35/00GK101672259SQ20091018611
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月24日 優(yōu)先權日2009年9月24日
發(fā)明者李辛沫, 王治超, 耿愛農, 阮勤江, 陳君立 申請人:浙江鴻友壓縮機制造有限公司