專利名稱：一種齒輪滑塊式直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，特別地涉及一種采
用齒輪滑塊實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
往復(fù)式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于壓縮機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)以及各種流體泵，其最典型的形式為 曲柄連桿機(jī)構(gòu)，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(zhuǎn)動(dòng)配合，連 桿的另一端與活塞連接，由此實(shí)現(xiàn)曲柄的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換。眾所周知，傳 統(tǒng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的連桿以擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行工作，因此連桿作用到活塞上的力是一個(gè)擺 動(dòng)的力，毋庸置疑它將會(huì)造成活塞對(duì)氣缸產(chǎn)生拍擊而導(dǎo)致噪聲，并使活塞對(duì)氣缸產(chǎn)生較大 的側(cè)壓力而增加摩擦損耗。為了克服傳統(tǒng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的上述弊端，人們于是尋求能實(shí)現(xiàn) 直線往復(fù)驅(qū)動(dòng)活塞的機(jī)構(gòu)，其中現(xiàn)有技術(shù)中一種直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)方案如圖1所示，它有 一對(duì)大小相同的齒輪1、2，齒輪1、2為圓柱齒輪并相互嚙合且轉(zhuǎn)向相反，它們的軸線XI、 X2 相互平行，在齒輪1、2上鏡像對(duì)稱地各設(shè)置有柄銷11、22，亦即柄銷11、22的旋轉(zhuǎn)半徑相同 且旋轉(zhuǎn)相位正好反相，柄銷11、22的軸線X11、X22與齒輪1、2的軸線X1、X2平行，另外還設(shè) 置有一個(gè)往復(fù)架3，往復(fù)架3上開(kāi)有長(zhǎng)直狀的導(dǎo)槽33，導(dǎo)槽33上設(shè)置有兩條相互平行的導(dǎo) 軌A、B，上述柄銷11、22同時(shí)插入導(dǎo)槽33內(nèi)并與導(dǎo)軌A、B配合，或者在柄銷11、22上套裝 滾子4后再與導(dǎo)軌A、B配合；此外設(shè)置有活塞5，活塞5與缸體7滑動(dòng)配合并用導(dǎo)桿6與換 向架3連接。當(dāng)齒輪1、2嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其上的柄銷11、22將直接或間接作用到導(dǎo)槽33的導(dǎo) 軌A、 B上，并因此驅(qū)動(dòng)往復(fù)架3產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，不難看出，基于對(duì)稱的緣故上述往復(fù)架3必然作 直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)的活塞5亦必然為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。然而實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，上述直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī) 構(gòu)尚有不足之處首先，滾子4與導(dǎo)軌A、B的接觸為線接觸，而且滾子4同時(shí)接觸到上下兩 條導(dǎo)軌A、 B，致使其滾動(dòng)不暢，因此不僅機(jī)構(gòu)承載能力有限而且摩損嚴(yán)重；其次，因齒輪1、 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(jī)構(gòu)不 夠緊湊。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種齒輪滑塊式直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，主要目的是解決機(jī)構(gòu)承載力 小和磨損嚴(yán)重的問(wèn)題，另外還有一個(gè)目的是改進(jìn)機(jī)構(gòu)的布局使其結(jié)構(gòu)更加緊湊。 本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 —種齒輪滑塊式直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它包括換向架、導(dǎo)桿和一對(duì)大小相同且轉(zhuǎn)向 相反的齒輪，所述齒輪上鏡像對(duì)稱地各設(shè)置有一個(gè)柄銷，所述導(dǎo)桿的一端與換向架連接，換 向架上開(kāi)設(shè)有相互平行的兩條導(dǎo)軌，所述柄銷插入兩條導(dǎo)軌之間，柄銷上轉(zhuǎn)動(dòng)套裝有滑塊， 所述滑塊置于換向架的兩條導(dǎo)軌之間并與導(dǎo)軌配合，所述齒輪為圓柱齒輪或圓錐齒輪。 上述滑塊與導(dǎo)軌之間設(shè)置有滾動(dòng)體。 設(shè)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(gè)齒輪同步旋轉(zhuǎn)。[0008] 上述兩塊平衡塊分別設(shè)置在所述兩個(gè)齒輪上。 上述的平衡塊由若干塊小平衡塊組成。 上述導(dǎo)軌為一字型或V型布局。 上述導(dǎo)桿與換向架為一體結(jié)構(gòu)或緊固連接或鉸接連接。 上述的導(dǎo)桿的一端連接有活塞，導(dǎo)桿與活塞為一體結(jié)構(gòu)或緊固連接或鉸接連接。 上述導(dǎo)桿上套裝有導(dǎo)套，導(dǎo)套與導(dǎo)桿滑動(dòng)配合。 上述導(dǎo)桿上套裝有密封件，密封件與導(dǎo)桿密封配合。 上述的導(dǎo)桿有兩套。 —種齒輪滑塊式直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的用途，可以用于制造壓縮機(jī)、真空泵、發(fā)動(dòng)
機(jī)、阻尼減震器、排線機(jī)、往復(fù)機(jī)械手、往復(fù)針紡頭、往復(fù)篩、往復(fù)送料和排料裝置。 本實(shí)用新型采用滑塊配合導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)，接觸面積大大增加，因而機(jī)構(gòu)的承載力得
以提高；采用在滑塊與導(dǎo)軌之間布置滾柱、滾針或滾珠的結(jié)構(gòu)，可以有效減少摩擦，磨損也
變得更?。徊捎脠A錐齒輪結(jié)構(gòu)，使得原來(lái)的平板式布局改進(jìn)為空間立體式布局，因此機(jī)構(gòu)更
加緊湊。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實(shí)用新型采用一字型導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本實(shí)用新型中滑塊與導(dǎo)軌采用滾動(dòng)體接觸的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本實(shí)用新型采用V型導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是圖4所示的本實(shí)用新型中滑塊與導(dǎo)軌采用滾動(dòng)體接觸的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本實(shí)用新型采用圓錐齒輪方案、滑塊與導(dǎo)軌采用摩擦接觸的縱剖結(jié)構(gòu)示意 圖； 圖7是圖6所示的本實(shí)用新型的橫剖結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8是本實(shí)用新型采用圓錐齒輪方案、滑塊與導(dǎo)軌采用滾動(dòng)體接觸的縱剖結(jié)構(gòu)示 意圖； 圖9是圖8所示的本實(shí)用新型的橫剖結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面以具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述，參見(jiàn)圖2-9 : 圖2至圖9給出了本實(shí)用新型一種齒輪滑塊式直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的示意圖，圖中 零件的標(biāo)號(hào)、名稱及功能繼承圖1所示現(xiàn)有直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中圖2至圖5為基于圓柱 齒輪的齒輪滑塊式直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，圖6至圖9為基于圓錐齒輪的齒輪滑塊式直線往復(fù) 運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型齒輪滑塊式直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括有一對(duì)大小相同且轉(zhuǎn)向相反的 齒輪1、2，齒輪1、2可以采用圓柱齒輪也可以采用圓錐齒輪，當(dāng)采用圓柱齒輪時(shí)齒輪1、2為 直接嚙合，而當(dāng)采用圓錐齒輪時(shí)齒輪1、2同時(shí)與一個(gè)中間齒輪13嚙合，所述齒輪1、2上鏡 像對(duì)稱地各設(shè)置一個(gè)柄銷11、22，所謂鏡像對(duì)稱是指兩柄銷11、22的旋轉(zhuǎn)半徑相同且旋轉(zhuǎn) 相位正好反相；進(jìn)一步說(shuō)無(wú)論如何轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)于齒輪1、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X11、X22構(gòu)成的一個(gè)動(dòng)平面與齒輪軸線X1、X2構(gòu)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(wú)論如何轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)于齒輪1、2為圓錐齒輪而言它們的齒輪軸線XI、 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(dāng)采用圓柱齒輪 時(shí)，兩齒輪1、2相互嚙合且轉(zhuǎn)向相反，并且兩齒輪1、2的工作旋轉(zhuǎn)面或處在同一個(gè)平面上或 處在兩個(gè)相互平行的平面上；當(dāng)采用圓錐齒輪時(shí)，兩齒輪1、2同時(shí)與一個(gè)中間齒13嚙合，此 時(shí)齒輪1、2的轉(zhuǎn)向也是相反的，它們的工作面是平行的、面對(duì)面的，且相距一定的距離；為 了增加承載能力，本實(shí)用新型設(shè)置有兩個(gè)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(zhuǎn)動(dòng)配合并一起置于導(dǎo)軌A、 B之間，所述滑塊44可以直接與導(dǎo)軌A、 B滑動(dòng) 配合也可以在它們之間設(shè)置滾動(dòng)體444，所述滾動(dòng)體444可以是滾柱、滾針或滾珠，這樣不 僅可以增加機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副的承載接觸面(線)，由此提高了機(jī)構(gòu)的承載能力，同時(shí)還減少了摩 擦，使得磨損更小；需要說(shuō)明的是，柄銷11、22為圓柱狀，可以與滑塊44上的座孔直接轉(zhuǎn)動(dòng) 配合，另外也可以在其上套裝一個(gè)軸承后再與滑塊44的座孔進(jìn)行配合；不難發(fā)現(xiàn)，在滑塊 44與導(dǎo)軌A、 B之間設(shè)置滾動(dòng)體444后，與導(dǎo)軌A接觸的滾動(dòng)體444的滾動(dòng)轉(zhuǎn)向和與導(dǎo)軌B 接觸的滾動(dòng)體444的滾動(dòng)轉(zhuǎn)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(lái) 的平板式布局改進(jìn)為為面對(duì)面的空間立體布局，機(jī)構(gòu)的空間占位較小，故結(jié)構(gòu)比較緊湊，另 外，兩導(dǎo)軌A、B可以采用一字型的結(jié)構(gòu)布局，也可以采用V型的結(jié)構(gòu)布局，因此布局將更加 靈活；毫無(wú)疑問(wèn)，由于柄銷11、22對(duì)稱反相運(yùn)動(dòng)的緣故，換向架3的運(yùn)動(dòng)必為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng) (允許存在一定偏差)，如果將活塞5與導(dǎo)桿6進(jìn)行連接，則活塞5也將獲得直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 故它們對(duì)缸體7將不會(huì)產(chǎn)生太大的拍擊；導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)桿6在工作時(shí)發(fā)生抖動(dòng)，可以設(shè)置一個(gè)導(dǎo)套 12約束導(dǎo)桿6，導(dǎo)套12套裝在導(dǎo)桿6的桿身上并與之滑動(dòng)配合；導(dǎo)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(dǎo)桿6的形狀還可以做成像目前壓 縮機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)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?由齒輪室竄到缸體7，可以設(shè)置密封件10與導(dǎo)桿6密封配合，此時(shí)導(dǎo)桿6的桿身截?cái)嗝嬉詧A 形或者橢圓形為最佳；上述活塞5、導(dǎo)桿6可以是單套也可以是雙套，當(dāng)采用雙套活塞5及 導(dǎo)桿6時(shí)，它們以對(duì)置式的布局為最佳，因?yàn)檫@樣機(jī)構(gòu)的布局及受力均為最好；需要指出的 是，本實(shí)用新型中活塞5是一種泛指，它可以是壓縮機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)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(fù)機(jī)件的功能件如往復(fù)桿、往復(fù)鉤或往復(fù) 滑塊等；為了減少機(jī)構(gòu)因往復(fù)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的往復(fù)慣性力，可以設(shè)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(gè)齒輪1或齒輪2同步旋轉(zhuǎn)，所述平衡塊111、222的大 小及相位布置原則是盡量使平衡塊111、222所產(chǎn)生的離心慣性力的合力與機(jī)構(gòu)所有參與 往復(fù)運(yùn)動(dòng)的零部件所產(chǎn)生的往復(fù)慣性力的合力之矢量和為零，為此平衡塊111、222的質(zhì)量 中心應(yīng)盡量布置在所對(duì)應(yīng)的柄銷11、22和齒輪軸線X1、X2之連線的延長(zhǎng)線上；平衡塊111、 222可以直接布置在齒輪1、2上也可以單獨(dú)設(shè)置，例如單獨(dú)設(shè)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(gè)小塊平衡塊等效組成。 本實(shí)用新型與現(xiàn)有直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，歸納起來(lái)具有以下好處首先，采用滑 塊44配合導(dǎo)軌A、B的結(jié)構(gòu)方案，并輔以滾動(dòng)體444，不僅有效增加了機(jī)構(gòu)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1、2，可以使得機(jī)構(gòu)的空間布局更加緊 湊，布局更加靈活。 綜上所述，本實(shí)用新型既能實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)又能減少機(jī)構(gòu)產(chǎn)生噪聲的根
源，其用途可以用在壓縮機(jī)、真空泵、發(fā)動(dòng)機(jī)、阻尼減震器、排線機(jī)、往復(fù)機(jī)械手、往復(fù)篩、往
復(fù)送料和排料裝置、往復(fù)針紡頭等，當(dāng)然也可以用于其他各種需要直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的裝置。 上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例之一，并非依此限制本實(shí)用新型的保護(hù)
范圍，故凡依本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)、形狀以及原理所做的各種等效變化，均應(yīng)涵蓋于本實(shí)用
新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種齒輪滑塊式直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它包括換向架、導(dǎo)桿和一對(duì)大小相同且轉(zhuǎn)向相反的齒輪，所述齒輪上鏡像對(duì)稱地各設(shè)置有一個(gè)柄銷，所述導(dǎo)桿的一端與換向架連接，換向架上開(kāi)設(shè)有相互平行的兩條導(dǎo)軌，所述柄銷插入兩條導(dǎo)軌之間，其特征在于柄銷上轉(zhuǎn)動(dòng)套裝有滑塊，所述滑塊置于換向架的兩條導(dǎo)軌之間并與導(dǎo)軌配合，所述齒輪為圓柱齒輪或圓錐齒輪。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪滑塊式直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述滑塊與 導(dǎo)軌之間設(shè)置有滾動(dòng)體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種齒輪滑塊式直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于設(shè)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(gè)齒輪同步旋轉(zhuǎn)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種齒輪滑塊式直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述兩塊平 衡塊分別設(shè)置在所述兩個(gè)齒輪上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種齒輪滑塊式直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的平衡 塊由若干塊小平衡塊組成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種齒輪滑塊式直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)軌為 一字型或V型布局。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種齒輪滑塊式直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)桿與 換向架為一體結(jié)構(gòu)或緊固連接或鉸接連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種齒輪滑塊式直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的導(dǎo)桿 的一端連接有活塞，導(dǎo)桿與活塞為一體結(jié)構(gòu)或緊固連接或鉸接連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種齒輪滑塊式直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)桿上 套裝有導(dǎo)套，導(dǎo)套與導(dǎo)桿滑動(dòng)配合。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3所述一種齒輪滑塊式直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)桿上 套裝有密封件，密封件與導(dǎo)桿密封配合。
11. 根據(jù)權(quán)利要求3所述一種齒輪滑塊式直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的導(dǎo)桿 有兩套。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種齒輪滑塊式直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括換向架、導(dǎo)桿和一對(duì)大小相同且轉(zhuǎn)向相反的齒輪，所述齒輪上鏡像對(duì)稱地各設(shè)置有一個(gè)柄銷，所述導(dǎo)桿的一端與換向架連接，換向架上開(kāi)設(shè)有相互平行的兩條導(dǎo)軌；所述柄銷上轉(zhuǎn)動(dòng)套裝有滑塊并插入兩導(dǎo)軌之間，在滑塊與導(dǎo)軌之間安置有滾動(dòng)體，所述齒輪為圓柱齒輪或圓錐齒輪；另外還設(shè)置兩個(gè)離心力型平衡塊分別各與其中一個(gè)齒輪同步旋轉(zhuǎn)，本實(shí)用新型既能實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)又能增加承載力，同時(shí)能減少磨損，可用于制造壓縮機(jī)、真空泵、發(fā)動(dòng)機(jī)、阻尼減震器、排線機(jī)、往復(fù)篩、往復(fù)機(jī)械手、往復(fù)針紡頭、往復(fù)送料和排料裝置。
文檔編號(hào)F16F15/28GK201502678SQ20092018929
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月24日
發(fā)明者李辛沫, 王治超, 耿愛(ài)農(nóng), 阮勤江, 陳君立 申請(qǐng)人:浙江鴻友壓縮機(jī)制造有限公司