專利名稱：圓錐擺動(dòng)推力軸裝置的制作方法
圓錐擺動(dòng)推力軸裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及運(yùn)行方式變換的機(jī)械，特別是涉及一種可將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槎帱c(diǎn)且多相位的往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，或?qū)⑼鶑?fù)式運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的圓錐擺動(dòng)推力軸裝置。
背景技術(shù)：
在機(jī)械領(lǐng)域中，許多場合都需要將機(jī)械的圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)式運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變的機(jī)械通常為凸輪機(jī)構(gòu)、曲軸連桿機(jī)構(gòu)、偏心輪機(jī)構(gòu)等，這類機(jī)構(gòu)通過電機(jī)帶動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，再通過裝在軸的輸出端的凸輪、連桿、偏心輪等帶動(dòng)一個(gè)直線運(yùn)行部件作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這些機(jī)構(gòu)中，軸除了承受扭矩外，還會(huì)承受彎矩、剪切力等力的作用，這些外力的作用會(huì)導(dǎo)致軸的使用壽命的降低，更重要的是，為了承受這些外力作用，通常是將軸的尺寸加大，通過加大體積來承載作用力，而軸的尺寸的增加又會(huì)導(dǎo)致設(shè)備體積的增大。另一方面，凸輪、連桿等機(jī)構(gòu)中均存在滑動(dòng)部件，這些滑動(dòng)部件在運(yùn)行中存在滑動(dòng)摩擦，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)運(yùn)行效率的降低并影響設(shè)備的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在解決上述問題，而提供一種可將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槎帱c(diǎn)、多相位的往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，體積小，運(yùn)行效率高，使用壽命長，工作可靠的圓錐擺動(dòng)推力軸裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種圓錐擺動(dòng)推力軸裝置，該裝置包括傳動(dòng)軸、推力板、第一端蓋、多個(gè)滾珠、第二端蓋及至少一個(gè)推力桿，其中，所述傳動(dòng)軸的一端設(shè)有與之同軸線的軸肩，軸肩的與傳動(dòng)軸相交一端的第一端面與傳動(dòng)軸的軸線相垂直，軸肩的遠(yuǎn)離傳動(dòng)軸的第二端面傾斜于所述的第一端面，傳動(dòng)軸分別通過多個(gè)滾珠與推力板及第一端蓋相連，第一端蓋與第二端蓋相連接，推力桿活動(dòng)裝設(shè)于第二端蓋上，并分別與推力板及受力部件相連接，且當(dāng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其通過多個(gè)滾珠推動(dòng)推力板作圓錐擺動(dòng)，并通過不同相位的推力桿驅(qū)動(dòng)受力部件作往復(fù)式運(yùn)動(dòng)。在本發(fā)明的另一方案中，該裝置包括傳動(dòng)軸、推力板、第一端蓋、多個(gè)滾珠、第二端蓋及至少一個(gè)推力桿，其中，所述傳動(dòng)軸的一端設(shè)有與之同軸線的軸肩，軸肩的與傳動(dòng)軸相交一端的第一端面與傳動(dòng)軸的軸線相垂直，軸肩的遠(yuǎn)離傳動(dòng)軸的第二端面傾斜于所述的第一端面，傳動(dòng)軸分別通過多個(gè)滾珠與推力板及第一端蓋相連，第一端蓋與第二端蓋相連接，推力桿活動(dòng)裝設(shè)于第二端蓋上，并分別與推力板及往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件相連接，且當(dāng)不同相位的往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件作往復(fù)式運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)不同相位的推力桿推動(dòng)推力板作圓錐擺動(dòng)，并通過多個(gè)滾珠推動(dòng)傳動(dòng)軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在軸肩的第一端面和第二端面上分別設(shè)有第一環(huán)形滾珠槽和第二環(huán)形滾珠槽。推力板為圓形板狀體并設(shè)于軸肩的第二端面的相對(duì)側(cè)，推力板與所述軸肩的第二端面相平行，推力板的與軸肩的第二端面相對(duì)的一面上設(shè)有與所述第二環(huán)形滾珠槽相對(duì)應(yīng)的第三環(huán)形滾珠槽。
第一端蓋的中心設(shè)有軸孔，其內(nèi)側(cè)設(shè)有容置所述推力板及傳動(dòng)軸的軸肩的圓柱形的腔體，在該腔體的底面上設(shè)有與所述第一環(huán)形滾珠槽相對(duì)應(yīng)的第四環(huán)形滾珠槽。多個(gè)滾珠分別裝在所述第一環(huán)形滾珠槽與第四環(huán)形滾珠槽及第二環(huán)形滾珠槽與第三環(huán)形滾珠槽之間。第二端蓋與所述第一端蓋相連接，該第二端蓋的與第一端蓋的腔體相對(duì)的一側(cè)的中央呈錐形，在第二端蓋上設(shè)有至少一個(gè)推力桿孔。推力桿活動(dòng)設(shè)置于所述推力桿孔內(nèi)，其一端與所述推力板接觸，另一端與受力部件相接觸。傳動(dòng)軸軸肩的第二端面傾斜于所述的第一端面的傾角α為0° <α<45°。第二端蓋的錐形的錐面與垂直于其中心軸線的平面的夾角α為O。<α<45°。所述推力板的中軸線與推力板和所述第二端蓋相對(duì)的一面的交點(diǎn)位于所述傳動(dòng)軸的中軸線上，并與第二端蓋的錐形面的頂點(diǎn)相重合。

在所述第二端蓋的錐形面的頂部設(shè)有球形凸起，該球形凸起的球心位于所述推力板的中軸線與推力板和所述第二端蓋相對(duì)的一面的交點(diǎn)，在所述推力板的與第二端蓋相對(duì)的一面設(shè)有與所述球形凸起相對(duì)應(yīng)的球形凹坑，所述球形凸起活動(dòng)地置于該球形凹坑內(nèi)，形成球鉸。本發(fā)明的貢獻(xiàn)在于，其有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的諸多問題。本發(fā)明通過傾斜式推力板與第二端蓋的錐形結(jié)構(gòu)的配合，使得傳動(dòng)軸的圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥屏U的往復(fù)式運(yùn)動(dòng)多點(diǎn)、多相位的往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，并可將多點(diǎn)、多相位的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此該裝置相比現(xiàn)有裝置，具有體積小，運(yùn)行效率高，使用壽命長，工作可靠等突出的特點(diǎn)，并使得該裝置可廣泛應(yīng)用需要將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)式運(yùn)動(dòng)或?qū)⑼鶑?fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的場合。

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)剖視圖。圖2是本發(fā)明的傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖2Α為主視圖，圖2Β為圖2Α的俯視圖，圖2C為圖2Α的仰視圖。 圖3是本發(fā)明的推力板結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖3Α為主視圖，圖3Β為圖3Α的俯視圖。圖4是本發(fā)明的第一端蓋結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖4Α為剖視圖，圖4Β為圖4Α的仰視圖。圖5是本發(fā)明的第二端蓋結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖5Α為剖視圖，圖5Β為圖5Α的俯視圖。
具體實(shí)施方式下列實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步解釋和說明，對(duì)本發(fā)明不構(gòu)成任何限制。參閱圖1，本發(fā)明的圓錐擺動(dòng)推力軸裝置包括傳動(dòng)軸10、推力板20、第一端蓋30、多個(gè)滾珠40、第二端蓋50及至少一個(gè)推力桿60。如圖2Α 圖2C所示，所述傳動(dòng)軸10的一端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，其另一端設(shè)有與之同軸線的軸肩11，該軸肩11的與傳動(dòng)軸10相交一端的第一端面111為環(huán)形面，該環(huán)形面與傳動(dòng)軸10的軸線相垂直。軸肩11的遠(yuǎn)離傳動(dòng)軸10的第二端面112傾斜于所述的第一端面111，其傾角α為O。<α<45°，本實(shí)施例中α為4°。在軸肩11的第一端面111上設(shè)有第一環(huán)形滾珠槽1111，在軸肩的第二端面112上設(shè)有第二環(huán)形滾珠槽1121。參閱圖3Α、圖3Β，所述推力板20為圓形板狀體，其設(shè)于與軸肩11的第二端面112的相對(duì)側(cè)，推力板20與所述軸肩的第二端面112相平行，推力板20上與軸肩的第二端面112相對(duì)的一面上設(shè)有與所述第二環(huán)形滾珠槽1121位置相對(duì)應(yīng)的第三環(huán)形滾珠槽21。該推力板20為擺動(dòng)部件，其可在傳動(dòng)軸的軸肩11的推動(dòng)下擺動(dòng)。所述推力板20的中軸線與推力板20和所述第二端蓋50相對(duì)的一面的交點(diǎn)位于所述傳動(dòng)軸10的中軸線上，并與第二端蓋50的錐形面的頂點(diǎn)相重合。在所述第二端蓋50的錐形面的頂部設(shè)有球形凸起52，該球形凸起的球心位于所述推力板20的中軸線與推力板20和所述第二端蓋50相對(duì)的一面的交點(diǎn)，在所述推力板20的與第二端蓋50相對(duì)的一面設(shè)有與所述球形凸起52相對(duì)應(yīng)的球形凹坑22，所述球形凸起52活動(dòng)地置于該球形凹坑22內(nèi)，形成球鉸。參閱圖4Α、圖4Β，所述第一端蓋30為圓形蓋體，其中心設(shè)有軸孔31，傳動(dòng)軸10穿置于該軸孔31中，第一端蓋內(nèi)側(cè)設(shè)有圓柱形的腔體32，用于容置所述推力板20及傳動(dòng)軸的軸肩11。在該腔體32的底面上設(shè)有與所述第一環(huán)形滾珠槽1111相對(duì)應(yīng)的第四環(huán)形滾珠槽321。如圖5Α、圖5Β所示，所述第二端蓋50用螺栓與所述第一端蓋30對(duì)合連接，該第二端蓋50的與第一端蓋的腔體32相對(duì)的一側(cè)的中央為向第一端蓋的腔體32內(nèi)凸起的錐形，所述錐形的錐面與垂直于其中心軸線的平面的夾角與所述第二端面512與第一端面511的傾角α相同，以使傳動(dòng)軸的軸肩11的第二端面112與推力板20始終保持平行。在第二端蓋50上沿圓周方向?qū)ΨQ地設(shè)有四個(gè)推力桿孔51，每個(gè)推力桿孔51內(nèi)各活動(dòng)地裝有一個(gè)推力桿60。推力桿60可在該推力桿孔51內(nèi)往復(fù)移動(dòng)。如圖1，所述多個(gè)滾珠40分別裝在所述第一環(huán)形滾珠槽1111與第四環(huán)形滾珠槽321及第二環(huán)形滾珠槽1121與第三環(huán)形滾珠槽21之間。所述第一環(huán)形滾珠槽1111、第二環(huán)形滾珠槽1121、第三環(huán)形滾珠槽21及第四環(huán)形滾珠槽321均為圓弧形槽。如圖1，所述推力桿60活動(dòng)設(shè)置于所述推力桿孔51內(nèi)，其一端與所述推力板20接觸，另一端與受力部件相接觸，所述的受力部件可以是活塞、隔膜泵的隔膜等。如圖1，當(dāng)傳動(dòng)軸10由電機(jī)驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)時(shí)，其通過多個(gè)滾珠40推動(dòng)推力板20做圓錐擺動(dòng),并驅(qū)動(dòng)推力桿60做往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)受力部件做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)推力板20對(duì)受力部件施壓時(shí)，受力部件則給推力板20以反作用力，該反作用力通過滾珠40直接傳遞到第一端蓋30，因而該反作用力對(duì)傳動(dòng)軸10不施加彎矩。在其它實(shí)施例中，當(dāng)需要將往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述的受力部件則為往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件，典型地，該往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件為活塞，當(dāng)不同相位的活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)活塞及推力桿60推動(dòng)推力板20作圓錐擺動(dòng)，并通過多個(gè)滾珠40推動(dòng)傳動(dòng)軸10作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使得本發(fā)明的裝置可用作發(fā)動(dòng)機(jī)。盡管通過以上實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了揭示，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，在不偏離本發(fā)明構(gòu)思的條件下，對(duì)以上各構(gòu)件所做的變形、替換等均將落入本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種圓錐擺動(dòng)推力軸裝置，其特征在于，該裝置包括傳動(dòng)軸(10)、推力板(20)、第一端蓋(30)、多個(gè)滾珠(40)、第二端蓋(50)及至少一個(gè)推力桿(60)，其中，所述傳動(dòng)軸(10)的一端設(shè)有與之同軸線的軸肩(11)，軸肩(11)的與傳動(dòng)軸(10)相交一端的第一端面(111)與傳動(dòng)軸(10)的軸線相垂直，軸肩(11)的遠(yuǎn)離傳動(dòng)軸(10)的第二端面(112)傾斜于所述的第一端面(111)，傳動(dòng)軸(10)分別通過多個(gè)滾珠(40)與推力板(20)及第一端蓋(30)相連，第一端蓋(30)與第二端蓋(50)相連接，推力桿(60)活動(dòng)裝設(shè)于第二端蓋(50)上，并分別與推力板(20)及受力部件相連接，且 當(dāng)傳動(dòng)軸(10)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其通過多個(gè)滾珠(40)推動(dòng)推力板(20)作圓錐擺動(dòng)，并通過不同相位的推力桿(60)驅(qū)動(dòng)受力部件作往復(fù)式運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的圓錐擺動(dòng)推力軸裝置，其特征在于，該裝置包括傳動(dòng)軸(10)、推力板(20)、第一端蓋(30)、多個(gè)滾珠(40)、第二端蓋(50)及至少一個(gè)推力桿(60)，其中，所述傳動(dòng)軸(10)的一端設(shè)有與之同軸線的軸肩(11)，軸肩(11)的與傳動(dòng)軸(10)相交一端的第一端面(111)與傳動(dòng)軸(10)的軸線相垂直，軸肩(11)的遠(yuǎn)離傳動(dòng)軸(10)的第二端面(112)傾斜于所述的第一端面(111)，傳動(dòng)軸(10)分別通過多個(gè)滾珠(40)與推力板(20)及第一端蓋(30)相連，第一端蓋(30)與第二端蓋(50)相連接，推力桿(60)活動(dòng)裝設(shè)于第二端蓋(50)上，并分別與推力板(20)及往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件相連接，且 當(dāng)不同相位的往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件作往復(fù)式運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)不同相位的推力桿(60)推動(dòng)推力板(20)作圓錐擺動(dòng)，并通過多個(gè)滾珠(40)推動(dòng)傳動(dòng)軸(10)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的圓錐擺動(dòng)推力軸裝置，其特征在于，在軸肩(11)的第一端面(111)和第二端面(112)上分別設(shè)有第一環(huán)形滾珠槽(1111)和第二環(huán)形滾珠槽(1121)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的圓錐擺動(dòng)推力軸裝置，其特征在于，所述推力板(20)為圓形板狀體并設(shè)于軸肩(11)的第二端面(112)的相對(duì)側(cè)，推力板與所述軸肩的第二端面(112)相平行，推力板(20)的與軸肩的第二端面(112)相對(duì)的一面上設(shè)有與所述第二環(huán)形滾珠槽(1121)相對(duì)應(yīng)的第三環(huán)形滾珠槽(21)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的圓錐擺動(dòng)推力軸裝置，其特征在于，所述第一端蓋(30)的中心設(shè)有軸孔(31)，其內(nèi)側(cè)設(shè)有容置所述推力板(20)及傳動(dòng)軸的軸肩(11)的圓柱形的腔體(32)，在該腔體(32)的底面上設(shè)有與所述第一環(huán)形滾珠槽(1111)相對(duì)應(yīng)的第四環(huán)形滾珠槽(321)。
6.如權(quán)利要求1或2所述的圓錐擺動(dòng)推力軸裝置，其特征在于，所述多個(gè)滾珠(40)分別裝在所述第一環(huán)形滾珠槽(1111)與第四環(huán)形滾珠槽(321)及第二環(huán)形滾珠槽(1121)與第三環(huán)形滾珠槽(21)之間。
7.如權(quán)利要求1或2所述的圓錐擺動(dòng)推力軸裝置，其特征在于，所述第二端蓋(50)與所述第一端蓋(30)相連接，該第二端蓋(50)的與第一端蓋的腔體(32)相對(duì)的一側(cè)的中央呈錐形，在第二端蓋(50)上設(shè)有至少一個(gè)推力桿孔(51)。
8.如權(quán)利要求1或2所述的圓錐擺動(dòng)推力軸裝置，其特征在于，所述推力桿(60)活動(dòng)設(shè)置于所述推力桿孔(51)內(nèi)，其一端與所述推力板(20)接觸，另一端與受力部件相接觸。
9.如權(quán)利要求1或2所述的圓錐擺動(dòng)推力軸裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)軸軸肩的第二端面(112)傾斜于所述的第一端面(111)的傾角α為O。<α<45°。
10.如權(quán)利要求7所述的圓錐擺動(dòng)推力軸裝置，其特征在于，所述第二端蓋(50)的錐形的錐面與垂直于其中心軸線的平面的夾角a為O。<α<45°。
11.如權(quán)利要求4所述的圓錐擺動(dòng)推力軸裝置，其特征在于，所述推力板(20)的中軸線與推力板(20)和所述第二端蓋(50)相對(duì)的一面的交點(diǎn)位于所述傳動(dòng)軸(10)的中軸線上，并與第二端蓋(50)的錐形面的頂點(diǎn)相重合。
12.如權(quán)利要求11所述的圓錐擺動(dòng)推力軸裝置，其特征在于，在所述第二端蓋(50)的錐形面的頂部設(shè)有球形凸起(52)，該球形凸起的球心位于所述推力板(20)的中軸線與推力板(20)和所述第二端蓋(50)相對(duì)的一面的交點(diǎn)，在所述推力板(20)的與第二端蓋(50)相對(duì)的一面設(shè)有與所述球形凸起(52)相對(duì)應(yīng)的球形凹坑(22)，所述球形凸起(52)活動(dòng)地置于該球形凹 坑(22)內(nèi)，形成球鉸。
全文摘要
一種圓錐擺動(dòng)推力軸裝置，該裝置包括傳動(dòng)軸(10)、推力板(20)、第一端蓋(30)、多個(gè)滾珠(40)、第二端蓋(50)及至少一個(gè)推力桿(60)，其中，傳動(dòng)軸(10)分別通過多個(gè)滾珠(40)與推力板(20)及第一端蓋(30)相連，第一端蓋(30)與第二端蓋(50)相連接，推力桿(60)活動(dòng)裝設(shè)于第二端蓋(50)上，并分別與推力板(20)及受力部件相連接，且當(dāng)傳動(dòng)軸(10)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其通過多個(gè)滾珠(40)推動(dòng)推力板(20)做圓錐擺動(dòng)，并驅(qū)動(dòng)推力桿(60)做往復(fù)式運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明可將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槎帱c(diǎn)、多相位的往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，且具有體積小，運(yùn)行效率高，使用壽命長，工作可靠等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16H23/10GK103206499SQ201310120629
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月13日
發(fā)明者肖立峰 申請(qǐng)人:肖立峰