一种端轴－动轴机构及其部件、使用该机构的内燃机、压缩机的制作方法
专利名称：一种端轴－动轴机构及其部件、使用该机构的内燃机、压缩机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及往复运动与旋转运动相互转换的机构，具体涉及一种端轴-动轴 机构。本实用新型同时涉及一种该机构的部件以及使用该机构的内燃机和压缩机。
背景技术：
在内燃机和压缩机中，通过往复运动和旋转运动相互转换的机构实现所述两种运 动之间的转换。传统的往复运动和旋转运动相互转换的机构是曲柄连杆机构。然而，在曲 柄连杆机构中，由于连杆的存在，曲柄连杆机构的内燃机和压缩机具有体积庞大、笨重、平 衡性能差等缺陷。基于此，其它的往复运动和旋转运动相互转换的机构被提出，以期克服曲柄连杆 机构的缺点。例如，在申请号为200910210785. 4的中国专利申请文件中，公开了一种往复 运动和旋转运动相互转换的机构(也称为端轴-动轴机构)。所述的机构包括往复运动 件、旋转运动件以及支撑该机构的机架。所述旋转运动件包括两个端轴和连接在两个端轴 之间的动轴，其中，所述端轴可旋转地支撑在机架上，并且两个端轴的旋转轴位于同一直线 上，所述端轴上开设有动轴颈容置孔，该动轴颈容置孔的轴线与端轴的旋转轴平行，并且距 离该旋转轴的距离为e。所述动轴包括动轴颈、动轴销以及动轴臂，其中所述动轴颈为位于动轴端头的轴 段，该动轴的两端各有一个动轴颈，两端的动轴颈的轴线位于同一条直线上；所述动轴销为 一段轴段，该动轴共有两个或三个动轴销，各个动轴销的轴线均平行于所述动轴颈的轴线， 并且动轴销轴线距离动轴颈轴线的距离也为e，并且相邻的动轴销在空间上具有180度相 位差；动轴颈和动轴销之间以及相邻的动轴销之间通过所述动轴臂连接；与所述端轴组成 所述旋转运动件时，动轴两端的动轴颈分别插入相应的端轴的动轴颈容置孔，并与动轴颈 容置孔可旋转地连接。每个动轴销至少对应设置一个往复运动件，往复运动件上具有套在动轴销上的动 轴销孔，动轴销孔与动轴销可旋转连接；所述往复运动件具有能够使其在往复运动轨道中 进行直线运动的轮廓，其中相邻动轴销对应的往复运动件的往复运动导轨在空间上具有 90度相位差。图1为上述中国专利申请文件中的包含具有三个动轴销的端轴-动轴机构的示意 图。如图1所示，该机构包括端轴IOa和10b、动轴12以及作为往复运动件的活塞14和动 平衡滑块15。其中所述动轴12具有三个动轴销，分别为动轴销6a、动轴销6b和动轴销6c。 活塞14和动平衡滑块15分别置于往复运动导轨之中(图未示)。且所述活塞14和动平衡 滑块15的往复运动方向相垂直。上述的端轴-动轴机构中，相互垂直方向运动的活塞14和动平衡滑块15可以相 互克服活点问题，并且可以将往复惯性力转换为旋转惯性力，从而便于对其进行平衡。图1 中所示的往复运动件14为活塞，而往复运动件15为动平衡滑块。[0008]然而，上述的机构中，端轴IOa和IOb由于作为两个相对独立的部件，通过与之具 有相对转动的部件动轴12相连接，在运动时，无法保证该端轴IOa和IOb以及动轴12运动 协调一致。因而，有必要对上述机构进行改进。
实用新型内容本实用新型提供一种端轴_动轴机构，以解决现有端轴_动轴机构中两端轴无法 保证运动协调一致的问题。本实用新型另外提供一种端轴-动轴机构的部件以及使用该机 构的内燃机和压缩机。本实用新型提供的一种端轴-动轴机构，包括往复运动件、旋转运动件以及支撑 该机构的机架；所述旋转运动件包括两个端轴和连接在两个端轴之间的动轴，其中，所述端轴可 旋转地支撑在机架上，并且两个端轴的旋转轴位于同一直线上，所述端轴上开设有动轴颈 容置孔，该动轴颈容置孔的轴线与端轴的旋转轴平行，并且距离该旋转轴的距离为e ；所述动轴包括动轴颈、动轴销以及动轴臂，其中所述动轴颈为位于动轴端头的轴 段，该动轴的两端各有一个动轴颈，两端的动轴颈的轴线位于同一条直线上；所述动轴销为 一段轴段，该动轴共有两个或三个动轴销，各个动轴销的轴线均平行于所述动轴颈的轴线， 并且动轴销轴线距离动轴颈轴线的距离也为e，并且相邻的动轴销在空间上具有180度相 位差；动轴颈和动轴销之间以及相邻的动轴销之间通过所述动轴臂连接；与所述端轴组成 所述旋转运动件时，动轴两端的动轴颈分别插入相应的端轴的动轴颈容置孔，并与动轴颈 容置孔可旋转地连接；每个动轴销至少对应设置一个往复运动件，往复运动件上具有套在动轴销上的动 轴销孔，动轴销孔与动轴销可旋转连接；所述往复运动件具有能够使其在往复运动轨道中 进行直线运动的轮廓，其中相邻动轴销对应的往复运动件的往复运动导轨在空间上具有90 度相位差；其中，所述机构还包括中心轴线与所述端轴的旋转轴平行的同步轴；在所述每一端轴上设置有与其旋转轴同轴的齿轮，称为第一同步齿轮；在所述同 步轴的两端分别设置与所述第一同步齿轮相应的齿轮，称为第二同步齿轮；每一第一同步齿轮均和与其相应的第二同步齿轮相啮合，或者所述第一同步齿轮 和相应的第二同步齿轮通过中间机构相关联，使得每一第一同步齿轮和相应的第二同步齿 轮均能够同步运转。可选的，所述同步轴的中心轴线与所述端轴旋转轴所在平面垂直于所述活塞的往 复运动方向。可选的，所述动轴有三个动轴销，对应每段动轴销的往复运动件为一个；左右两段 的动轴销对应的往复运动件为活塞，中间段的动轴销对应的往复运动件为活塞、动平衡滑 块或者其它任意一种往复运动件；所述活塞为单作用活塞或者双作用活塞。优选的，所述中间段的动轴销对应的往复运动件件为动平衡滑块；所述动平衡滑 块往复运动至距离所述端轴旋转轴最远处时，所述动平衡滑块远离所述端轴旋转轴的端部 与该旋转轴之间的距离为h ；所述同步轴与所述端轴旋转轴之间的距离大于2e，且小于h;在所述动平衡滑块
5朝向所述同步轴的端部设置有避让缺口 ；所述避让缺口在所述动轴销中心轴线方向贯穿整 个动平衡滑块，用于避免在所述动平衡滑块运动向接近所述同步轴方向运动时与该同步轴 相干涉。可选的，所述避让缺口为方形、半圆弧形或者凹拱形。可选的，所述动平衡滑块为沿所述动轴销容置孔中心轴线剖分的分体式结构。可选的，所述中间机构为惰轮、惰轮组或者链条。本实用新型还提供一种用于上述端轴_动轴机构的部件，该部件为端轴，其中，该 端轴具有一个旋转轴，并且该端轴上开设有动轴颈容置孔，该动轴颈容置孔的轴线与端轴 的旋转轴平行，并且与端轴的旋转轴具有距离e ；该距离e和与该端轴配对使用的动轴的动 轴销轴线与动轴颈轴线的距离相等；在所述端轴还设置有与其旋转轴同轴齿轮，称为第一同步齿轮。可选的，该端轴具有端轴颈和端轴臂；所述端轴颈能够被支撑在机架上，其轴线 就是该端轴的旋转轴；所述端轴臂为设置在端轴颈一端的凸盘，其上开设所述动轴颈容置 孔；所述第一同步齿轮设置于所述端轴颈上。可选的，所述第一同步齿轮与端轴颈为分立部件，所述第一同步齿轮固定套接于 所述端轴颈上。可选的，在所述端轴臂上设置有配重结构。可选的，所述配重结构为设置于所述端轴臂上的配重槽以及设置于所述配重槽中 的配重块。此外，本实用新型还提供一种内燃机，包括上述任一技术方案所述的端轴-动轴 机构。此外，本实用新型还提供一种压缩机，包括上述任一技术方案所述的端轴-动轴 机构。与现有技术相比，本实用新型的技术方案中，通过在端轴-动轴机构中设置如下 同步机构设置中心轴线与端轴_动轴机构的端轴旋转轴平行的同步轴；在端轴_动轴机 构的每一端轴上，设置与该端轴旋转轴同轴的齿轮，称为第一同步齿轮；在同步轴两端设置 相应的第二同步齿轮，并使第一同步齿轮和第二同步齿轮之间相关联，能够同步运转，例如 直接啮合或者通过惰轮、惰轮组分别与之啮合或者通过链条连接，通过设置相关联第一同 步齿轮和第二同步齿轮，利用第一同步齿轮和第二同步齿轮之间的同步性，可实现将位于 端轴_动轴机构中两端的端轴转动协调、同步；避免端轴_动轴机构运动时不协调，有利于 提高机构运行的稳定性。在本实用新型的优选实施方案中，在动平衡滑块朝向同步轴的端部，可设置避让 缺口，通过设置该避让缺口，可使得同步轴与端轴旋转轴之间的距离在大于2e且小于h之 间进行选取(所述动平衡滑块往复运动至距离所述端轴旋转轴最远处时，所述动平衡滑块 远离所述端轴旋转轴的端部与该旋转轴之间的距离为h)，也即该同步轴可以穿过动平衡滑 块往复运动空间，而在动平衡滑块做往复运动时，不会和该同步轴相干涉，动平衡滑块的往 复运动行程并不受影响，从而可达到合理布局端轴_动轴机构的部件的目的，并可以使端 轴-动轴机构结构更为紧凑；此外，也使得端轴旋转轴和同步轴之间的距离更近，这便于动力传输，使得二者之间的动力传输齿轮组简单，也可减少零件数目，有利于机构的稳定性。在本实用新型的另外技术方案中，端轴-动轴机构可应用于内燃机和压缩机中， 此时，该同步轴还可以同时作为配气凸轮轴或者供油凸轮轴或者其它工作轴，即一轴两用， 从而使得机构更加紧凑。
图1是申请号为200910210785. 4中国专利申请文件中的包含具有三个动轴销的 端轴-动轴机构的示意图；图2为本实用新型的端轴_动轴机构的实施例的结构示意图之一；图3为本实用新型的端轴_动轴机构的实施例的结构示意图之二 ；图4为图2和图3中省略第一动轴销和第三动轴销对应的往复运动件后的结构示 意图；图5、图6、图7和图8分别为图2和图3中所示的端轴-动轴机构的实施例中的 各个组件的结构示意图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新 型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新 型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。本实用新型中，提供一种具有同步机构的端轴-动轴机构。该同步机构具体如下， 设置中心轴线与端轴-动轴机构的端轴旋转轴平行的同步轴；在端轴-动轴机构的每一端 轴上，设置与该端轴旋转轴同轴的齿轮，称为第一同步齿轮；在同步轴两端设置相应的第 二同步齿轮，并使第一同步齿轮和第二同步齿轮之间可以相互传递动力，例如直接啮合或 者通过惰轮、惰轮组分别与之啮合或者通过链条连接。从而可实现将位于端轴_动轴机构 中两端的端轴转动协调、同步。下面结合具体的实施例进行详细说明。在下面的实施例中，以端轴_动轴机构中的动轴具有三段动轴销的情形为例进行 说明。但是需要说明，端轴_动轴机构的动轴也可以具有两段动轴销。图2为本实用新型的端轴-动轴机构的实施例的结构示意图之一。图3为本实用 新型的端轴_动轴机构的实施例的结构示意图之二。图4为图2和图3中省略第一动轴销 和第三动轴销对应的往复运动件后的结构示意图。图5、图6、图7和图8分别为图2和图 3中所示的端轴_动轴机构的实施例中的各个组件的结构示意图。请参考图2和图3，本实施例中，端轴-动轴机构包括第一往复运动件3a、第二往 复运动件4和第三往复运动件3b，以及旋转运动件和支撑该机构的机架(其中机架在图2 和图3中未示出)。所述端轴_动轴机构中的旋转运动件为一个轴系，包括位于两端的第一端轴Ia和 第二端轴Ib以及以转动副连接在所述的第一端轴Ia和第二端轴Ib之间的动轴2。所述的 第一端轴Ia和第二端轴Ib可旋转的支撑于机架上，且该两个端轴具有共同的旋转轴。所 述往复运动件3a、往复运动件4b和往复运动件3b分别套接于所述的动轴2的三个动轴销 上，并与相应的动轴销构成转动副。当所述的两个端轴Ia和Ib绕其旋转轴转动时，第一往复运动件3a和第三往复运动件3b可做往复直线运动，而第二往复运动件4可沿垂直于所 述第一往复运动件3a和第三往复运动件3b运动方向做往复直线运动。利用图2和图3所 示的结构，可实现的旋转运动与往复运动之间的相互转换。所述第一端轴Ia和第二端轴Ib具有共同的旋转轴，二者的结构可以完全相同，本 是实施例中示出其中一个(以第一端轴Ia为例进行说明)其中一种结构的示意图。图5 为本实用新型的端轴_动轴机构中的端轴的结构示意图。请参考图5，第一端轴Ia包括端轴颈l_2a和端轴臂l_3a。其中，所述端轴颈l_2a 可转动的固定于机架上，具体固定方式可通过滚动轴承或者滑动轴承，以及其它可能的可 转动固定方式。固定时，图2和图3中示出的第一端轴Ia和第二端轴Ib的端轴颈的轴线 位于同一直线上，也即二者可以绕共同的轴线旋转，该轴线即为旋转轴。所述的端轴臂l_3a为设置于端轴颈l_2a的内侧端(即朝向图2中所示的动轴2 的端部)的凸盘，在所述端轴臂l_3a上开设有容纳动轴2的动轴颈(请参考图7所示)的 动轴颈容置孔l_4a。所述的动轴颈容置孔l_4a的轴线与所述端轴颈1的轴线平行，且偏离 所述端轴颈1的轴线的距离为e。所述端轴臂l_3a上可以设置有配重结构，例如，在所述端轴臂l_3a上开设配重槽 l_5a，在所述配重槽l_5a中放置密度、质量不同的配重块，可以对该端轴进行配重。当然， 在所述配重槽l_5a中也可以不放置配重块，从而可作为减重槽。在本实用新型的实施例中，在所述端轴颈l_2a上设置有与该第一端轴Ia的旋转 轴同轴的齿轮Ι-la，称为第一同步齿轮I-Ia(在第二端轴Ib上设置的齿轮为第一同步齿轮 Ι-lb，可参考图2)。其中所述第一同步齿轮I-Ia可以与所述端轴颈l_2a—体成形。二者 之间也可以分别是分立部件，即所述第一同步齿轮I-Ia固定套接于所述端轴颈l_2a上，在 所述第一端轴Ia转动时，可带动所述第一同步齿轮I-Ia同步转动。此外，所述的第一端轴Ia可以不设置单独的端轴颈l_2a，端轴臂l_3a的外周可 通过轴承直接固定于机架之上(该端轴臂l_3a同时作为端轴颈使用)。此时，所述端轴臂 l-3a需要为圆柱体，且该圆柱形体的中心轴线与该第一端轴Ia的旋转轴重合，第一同步齿 轮I-Ia设置于该端轴臂l_3a上。设置方式与前述的在端轴颈l_2a上的方式可以相同。所述的第一端轴Ia还可以具有其它结构，但其至少包括一旋转轴使该第一端 轴Ia可以绕所述的旋转轴转动，设置于该端轴上并偏离所述旋转轴的一个动轴颈容置孔 l-4a以及包括与其旋转轴同轴的第一同步齿轮1-la。此外，所述第一端轴IOa和第二端轴IOb结构也可以不相同，只要二者在机架上固 定后具有共同的旋转轴，且动轴颈容置孔中心轴线与该旋转轴的距离相同即可。所述动轴2的结构可以如图7所示，包括第一动轴颈2-la和第二动轴颈2_lb，第 一动轴销2-2a、第二动轴销2-2c和第三动轴销2_2b，以及动轴臂2_3。相邻的动轴销之间 以及相邻的动轴销和动轴颈之间通过动轴臂连接，且轴线之间距离均为e。不同动轴销、动 轴颈以及动轴臂之间的关系可参看附图7以及本说明书背景技术中的说明，这里不再赘 述。其中，在所述第二动轴销2-2c的两端可以设置配重结构，如图7中所示，这里不再展开 论述。所述往复运动件可以是活塞，也可以是动平衡滑块，本实施例中，以所述第一往复 运动件3a和第三往复运动件3b为活塞、第二往复运动件4为动平衡滑块作为例子来进行说明。其中，所述的活塞可以为单作用活塞，也可以为双作用活塞。图6示出应用于本实施例的端轴_动轴机构的一种活塞的结构示意图。如图6所 示，本实施例中的活塞为双作用活塞，具有两个活塞头3，通过活塞座3-2将所述两个活塞 头3连接为一体，在所述活塞座3-2上设置有动轴销容置孔3-1。此外，所述活塞座3-2还 具有导向侧面，用于与往复运动导轨配合。图8示出本实施例中的动平衡滑块的结构示意图，请参考图8，动平衡滑块包括 置有动轴销容置孔4-1的基座4 ；在所述基座4上还具有与往复运动导轨相配合的导向面 4-2。其中，沿所述动平衡滑块4-1往复运动方向的至少一个端部还设置有避让缺口 4-3， 所述避让缺口 4-3在所述动轴销容置孔4-1中心轴线方向贯穿整个动平衡滑块，用于避免 在所述动平衡滑块做往复运动时，和与设置于端轴-动轴机构中的、中心轴线与所述动轴 销容置孔中心轴线平行的工作轴(例如本实施例中下述的同步轴)相干涉。所述避让缺口 4-3可以为方形、半圆弧形或者凹拱形。在所述动平衡滑块基座4的另外的端部还可以设置 配重块4-4。此外，也可以不设置所述的避让缺口 4-3。此外，所述动平衡滑块4为沿所述动轴销容置孔中心轴线剖分的分体式结构，该 结构主要应用于一体式动轴的端轴_动轴机构中，便于将动轴销套接于动平衡滑块的动轴 销容置孔中。而对于整体式动平衡滑块，则需要用分体式动轴与之配合。在本实施例的端轴-动轴机构中，还包括中心轴线与所述第一端轴Ia和第二端轴 Ib的旋转轴平行的同步轴5，请参考图2和图3 ；在所述同步轴5的两端分别设置有与所述 第一同步齿轮I-Ia和I-Ib相应的第二同步齿轮5-la和5_lb。其中，每一同步齿轮均和与 其相应的第二同步齿轮相关联，以使二者之间可以同步运转。在本实施例中，第一同步齿轮I-Ia和第二同步齿轮5-la相啮合，第一同步齿轮 I-Ib和第二同步齿轮5-lb相啮合，从而使相应的齿轮可以相互传递动力。此外，相应的第 一同步齿轮和第二同步齿轮之间可以不直接啮合，而是通过作为中间传动过渡的惰轮或惰 轮组传递转动或动力；另外，相应的第一同步齿轮和第二同步齿轮之间可以通过链条在二 者之间传递转动或动力。这里不再赘述。通过设置相关联第一同步齿轮和第二同步齿轮，利用第一同步齿轮和第二同步齿 轮之间的同步性，可实现位于端轴_动轴机构中两端的端轴转动协调、同步。避免端轴-动 轴机构运动时不协调，有利于提高机构运行的稳定性。此外，在应用于内燃机时，所述同步 轴5还可以同时作为配气凸轮轴或者供油凸轮轴或者其它工作轴，即一轴两用，从而使得 机构更加紧凑。理论上，所述同步轴5可以设置于端轴-动轴机构的任意位置，只要该同步轴不与 机构中的其它部件相干涉。本实施例中，设置同步轴5的位置使得所述同步轴5的中心轴 线与端轴旋转轴所在平面垂直于所述活塞的往复运动方向。由于同步轴5的上述设置，可 能会使同步轴5与动平衡滑块4相干涉。通过加大同步轴5与端轴旋转轴之间的距离，可 以避免二者之间的干涉。然而，这可能会使整个机构庞大、不够紧凑，而且，同步轴5和端轴 之间需要中间机构进行动力传递，增加结构的复杂性，也会降低稳定性。本实施例中，可以 使用有避让缺口的动平衡滑块，如图2、图3以及图4所示，可使得该同步轴5和端轴旋转轴 之间的距离根据需要在大于2e且小于h之间进行选取，其中，所述动平衡滑块往复运动至 距离所述端轴旋转轴最远处时，所述动平衡滑块4远离所述端轴旋转轴的端部与该旋转轴
9之间的距离为h。从而可避免在所述动平衡滑块4运动向接近所述同步轴方向运动时不会 与该同步轴相干涉。也就是说，通过设置避让缺口，可以在所述动平衡滑块的往复运动空间中布置同 步轴5，而动平衡滑块4与同步轴5之间不会干涉，动平衡滑块4的往复运动行程也并不受 影响，从而可达到合理布局端轴-动轴机构的部件的目的，并可以使端轴-动轴机构结构更 为紧凑。此外，也使得端轴旋转轴和同步轴5之间的距离更近，这便于动力传输，使得二者 之间的动力传输齿轮组简单，也可减少零件数目，有利于机构的稳定性。在上述的实施例中，对三段动轴销的端轴-动轴机构进行了说明。本实用新型的 技术方案也可以应用于两段动轴销的情形。此外，上述实施例中，对端轴-动轴机构中的各 个部件也进行了描述，需要说明的是，上述描述中的各个部件的结构不是唯一的，其可以 有其它变化，只要包括由同步轴，在端轴上设置有第一同步齿轮，在同步轴上设置有第二同 步齿轮，且第一同步齿轮和第二同步齿轮通过一定的方式可以同步动力传递的方案均包含 在本实用新型的保护范围之中。本实用新型的端轴_动轴机构可应用于内燃机和压缩机中，形成端轴_动轴机构 的内燃机和压缩机。本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何 本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因 此本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。
权利要求一种端轴 动轴机构，包括往复运动件、旋转运动件以及支撑该机构的机架；所述旋转运动件包括两个端轴和连接在两个端轴之间的动轴，其中，所述端轴可旋转地支撑在机架上，并且两个端轴的旋转轴位于同一直线上，所述端轴上开设有动轴颈容置孔，该动轴颈容置孔的轴线与端轴的旋转轴平行，并且距离该旋转轴的距离为e；所述动轴包括动轴颈、动轴销以及动轴臂，其中所述动轴颈为位于动轴端头的轴段，该动轴的两端各有一个动轴颈，两端的动轴颈的轴线位于同一条直线上；所述动轴销为一段轴段，该动轴共有两个或三个动轴销，各个动轴销的轴线均平行于所述动轴颈的轴线，并且动轴销轴线距离动轴颈轴线的距离也为e，并且相邻的动轴销在空间上具有180度相位差；动轴颈和动轴销之间以及相邻的动轴销之间通过所述动轴臂连接；与所述端轴组成所述旋转运动件时，动轴两端的动轴颈分别插入相应的端轴的动轴颈容置孔，并与动轴颈容置孔可旋转地连接；每个动轴销至少对应设置一个往复运动件，往复运动件上具有套在动轴销上的动轴销孔，动轴销孔与动轴销可旋转连接；所述往复运动件具有能够使其在往复运动轨道中进行直线运动的轮廓，其中相邻动轴销对应的往复运动件的往复运动导轨在空间上具有90度相位差；其中，所述机构还包括中心轴线与所述端轴的旋转轴平行的同步轴；在所述每一端轴上设置有与其旋转轴同轴的齿轮，称为第一同步齿轮；在所述同步轴的两端分别设置与所述第一同步齿轮相应的齿轮，称为第二同步齿轮；每一第一同步齿轮均和与其相应的第二同步齿轮相啮合，或者所述第一同步齿轮和相应的第二同步齿轮通过中间机构相关联，使得每一第一同步齿轮和相应的第二同步齿轮均能够同步运转。
2.根据权利要求1所述的端轴-动轴机构，其特征在于所述同步轴的中心轴线与所 述端轴旋转轴所在平面垂直于所述活塞的往复运动方向。
3.根据权利要求2所述的端轴-动轴机构，其特征在于所述动轴有三个动轴销，对应 每段动轴销的往复运动件为一个；左右两段的动轴销对应的往复运动件为活塞，中间段的 动轴销对应的往复运动件为活塞、动平衡滑块或者其它任意一种往复运动件；所述活塞为 单作用活塞或者双作用活塞。
4.根据权利要求3所述的端轴-动轴机构，其特征在于所述中间段的动轴销对应的 往复运动件件为动平衡滑块；所述动平衡滑块往复运动至距离所述端轴旋转轴最远处时， 所述动平衡滑块远离所述端轴旋转轴的端部与该旋转轴之间的距离为h ；所述同步轴与所述端轴旋转轴之间的距离大于2e，且小于h;在所述动平衡滑块朝向 所述同步轴的端部设置有避让缺口 ；所述避让缺口在所述动轴销中心轴线方向贯穿整个动 平衡滑块，用于避免在所述动平衡滑块运动向接近所述同步轴方向运动时与该同步轴相干 涉。
5.根据权利要求4所述的端轴-动轴机构，其特征在于所述避让缺口为方形、半圆弧 形或者凹拱形。
6.根据权利要求4或5所述的端轴-动轴机构，其特征在于所述动平衡滑块为沿所 述动轴销容置孔中心轴线剖分的分体式结构。
7.如权利要求1至5任一所述的端轴-动轴机构，其特征在于所述中间机构为惰轮、惰轮组或者链条。
8.一种用于权利要求1至7所述的端轴-动轴机构的部件，该部件为端轴，其特征在 于，该端轴具有一个旋转轴，并且该端轴上开设有动轴颈容置孔，该动轴颈容置孔的轴线与 端轴的旋转轴平行，并且与端轴的旋转轴具有距离e ；该距离e和与该端轴配对使用的动轴 的动轴销轴线与动轴颈轴线的距离相等；在所述端轴还设置有与其旋转轴同轴齿轮，称为第一同步齿轮。
9.根据权利要求8所述的端轴-动轴机构的部件，其特征在于，该端轴具有端轴颈和端 轴臂；所述端轴颈能够被支撑在机架上，其轴线就是该端轴的旋转轴；所述端轴臂为设置 在端轴颈一端的凸盘，其上开设所述动轴颈容置孔；所述第一同步齿轮设置于所述端轴颈上。
10.根据权利要求9所述的端轴-动轴机构的部件，其特征在于所述第一同步齿轮与 端轴颈为分立部件，所述第一同步齿轮固定套接于所述端轴颈上。
11.根据权利要求9所述的端轴-动轴机构的部件，其特征在于在所述端轴臂上设置有配重结构。
12.根据权利要求11所述的端轴_动轴机构的部件，其特征在于所述配重结构为设 置于所述端轴臂上的配重槽以及设置于所述配重槽中的配重块。
13.一种内燃机，其特征在于包括上述权利要求1至7任一所述的端轴-动轴机构。
14.一种压缩机，其特征在于包括上述权利要求1至7任一所述的端轴-动轴机构。
专利摘要一种旋转运动和往复运动相互转换的机构，包括往复运动件、旋转运动件、机架；旋转运动件包括两个端轴和一个动轴；端轴可旋转的固定在机架上，两端轴的旋转轴位于同一直线；端轴上设有轴线距离旋转轴距离为e的动轴颈容置孔；动轴两端为动轴颈，中间具有两段或者三段轴线平行于动轴颈轴线、距离为e的动轴销，相邻动轴销在空间上有180度相位差；组装时，动轴颈分别与两端端轴的动轴颈容置孔可旋转的连接；每个动轴销至少对应设置一个置于往复运动导轨中的往复运动件，通过往复运动件上的动轴销孔与动轴销可旋转连接；相邻往复运动件的往复运动导轨在空间上具有90度相位差；所述机构还包括中心轴线与所述端轴的旋转轴平行的同步轴；本实用新型的机构可以解决现有端轴－动轴机构中两端轴无法保证运动协调一致的问题。本实用新型另外提供一种端轴－动轴机构的部件以及使用该机构的内燃机和压缩机。
文档编号F16H21/18GK201687908SQ20102020747
公开日2010年12月29日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日
发明者黎明, 黎正中 申请人:北京中清能发动机技术有限公司
技术领域：
本实用新型涉及往复运动与旋转运动相互转换的机构，具体涉及一种端轴-动轴 机构。本实用新型同时涉及一种该机构的部件以及使用该机构的内燃机和压缩机。
背景技术：
在内燃机和压缩机中，通过往复运动和旋转运动相互转换的机构实现所述两种运 动之间的转换。传统的往复运动和旋转运动相互转换的机构是曲柄连杆机构。然而，在曲 柄连杆机构中，由于连杆的存在，曲柄连杆机构的内燃机和压缩机具有体积庞大、笨重、平 衡性能差等缺陷。基于此，其它的往复运动和旋转运动相互转换的机构被提出，以期克服曲柄连杆 机构的缺点。例如，在申请号为200910210785. 4的中国专利申请文件中，公开了一种往复 运动和旋转运动相互转换的机构(也称为端轴-动轴机构)。所述的机构包括往复运动 件、旋转运动件以及支撑该机构的机架。所述旋转运动件包括两个端轴和连接在两个端轴 之间的动轴，其中，所述端轴可旋转地支撑在机架上，并且两个端轴的旋转轴位于同一直线 上，所述端轴上开设有动轴颈容置孔，该动轴颈容置孔的轴线与端轴的旋转轴平行，并且距 离该旋转轴的距离为e。所述动轴包括动轴颈、动轴销以及动轴臂，其中所述动轴颈为位于动轴端头的轴 段，该动轴的两端各有一个动轴颈，两端的动轴颈的轴线位于同一条直线上；所述动轴销为 一段轴段，该动轴共有两个或三个动轴销，各个动轴销的轴线均平行于所述动轴颈的轴线， 并且动轴销轴线距离动轴颈轴线的距离也为e，并且相邻的动轴销在空间上具有180度相 位差；动轴颈和动轴销之间以及相邻的动轴销之间通过所述动轴臂连接；与所述端轴组成 所述旋转运动件时，动轴两端的动轴颈分别插入相应的端轴的动轴颈容置孔，并与动轴颈 容置孔可旋转地连接。每个动轴销至少对应设置一个往复运动件，往复运动件上具有套在动轴销上的动 轴销孔，动轴销孔与动轴销可旋转连接；所述往复运动件具有能够使其在往复运动轨道中 进行直线运动的轮廓，其中相邻动轴销对应的往复运动件的往复运动导轨在空间上具有 90度相位差。图1为上述中国专利申请文件中的包含具有三个动轴销的端轴-动轴机构的示意 图。如图1所示，该机构包括端轴IOa和10b、动轴12以及作为往复运动件的活塞14和动 平衡滑块15。其中所述动轴12具有三个动轴销，分别为动轴销6a、动轴销6b和动轴销6c。 活塞14和动平衡滑块15分别置于往复运动导轨之中(图未示)。且所述活塞14和动平衡 滑块15的往复运动方向相垂直。上述的端轴-动轴机构中，相互垂直方向运动的活塞14和动平衡滑块15可以相 互克服活点问题，并且可以将往复惯性力转换为旋转惯性力，从而便于对其进行平衡。图1 中所示的往复运动件14为活塞，而往复运动件15为动平衡滑块。[0008]然而，上述的机构中，端轴IOa和IOb由于作为两个相对独立的部件，通过与之具 有相对转动的部件动轴12相连接，在运动时，无法保证该端轴IOa和IOb以及动轴12运动 协调一致。因而，有必要对上述机构进行改进。
实用新型内容本实用新型提供一种端轴_动轴机构，以解决现有端轴_动轴机构中两端轴无法 保证运动协调一致的问题。本实用新型另外提供一种端轴-动轴机构的部件以及使用该机 构的内燃机和压缩机。本实用新型提供的一种端轴-动轴机构，包括往复运动件、旋转运动件以及支撑 该机构的机架；所述旋转运动件包括两个端轴和连接在两个端轴之间的动轴，其中，所述端轴可 旋转地支撑在机架上，并且两个端轴的旋转轴位于同一直线上，所述端轴上开设有动轴颈 容置孔，该动轴颈容置孔的轴线与端轴的旋转轴平行，并且距离该旋转轴的距离为e ；所述动轴包括动轴颈、动轴销以及动轴臂，其中所述动轴颈为位于动轴端头的轴 段，该动轴的两端各有一个动轴颈，两端的动轴颈的轴线位于同一条直线上；所述动轴销为 一段轴段，该动轴共有两个或三个动轴销，各个动轴销的轴线均平行于所述动轴颈的轴线， 并且动轴销轴线距离动轴颈轴线的距离也为e，并且相邻的动轴销在空间上具有180度相 位差；动轴颈和动轴销之间以及相邻的动轴销之间通过所述动轴臂连接；与所述端轴组成 所述旋转运动件时，动轴两端的动轴颈分别插入相应的端轴的动轴颈容置孔，并与动轴颈 容置孔可旋转地连接；每个动轴销至少对应设置一个往复运动件，往复运动件上具有套在动轴销上的动 轴销孔，动轴销孔与动轴销可旋转连接；所述往复运动件具有能够使其在往复运动轨道中 进行直线运动的轮廓，其中相邻动轴销对应的往复运动件的往复运动导轨在空间上具有90 度相位差；其中，所述机构还包括中心轴线与所述端轴的旋转轴平行的同步轴；在所述每一端轴上设置有与其旋转轴同轴的齿轮，称为第一同步齿轮；在所述同 步轴的两端分别设置与所述第一同步齿轮相应的齿轮，称为第二同步齿轮；每一第一同步齿轮均和与其相应的第二同步齿轮相啮合，或者所述第一同步齿轮 和相应的第二同步齿轮通过中间机构相关联，使得每一第一同步齿轮和相应的第二同步齿 轮均能够同步运转。可选的，所述同步轴的中心轴线与所述端轴旋转轴所在平面垂直于所述活塞的往 复运动方向。可选的，所述动轴有三个动轴销，对应每段动轴销的往复运动件为一个；左右两段 的动轴销对应的往复运动件为活塞，中间段的动轴销对应的往复运动件为活塞、动平衡滑 块或者其它任意一种往复运动件；所述活塞为单作用活塞或者双作用活塞。优选的，所述中间段的动轴销对应的往复运动件件为动平衡滑块；所述动平衡滑 块往复运动至距离所述端轴旋转轴最远处时，所述动平衡滑块远离所述端轴旋转轴的端部 与该旋转轴之间的距离为h ；所述同步轴与所述端轴旋转轴之间的距离大于2e，且小于h;在所述动平衡滑块
5朝向所述同步轴的端部设置有避让缺口 ；所述避让缺口在所述动轴销中心轴线方向贯穿整 个动平衡滑块，用于避免在所述动平衡滑块运动向接近所述同步轴方向运动时与该同步轴 相干涉。可选的，所述避让缺口为方形、半圆弧形或者凹拱形。可选的，所述动平衡滑块为沿所述动轴销容置孔中心轴线剖分的分体式结构。可选的，所述中间机构为惰轮、惰轮组或者链条。本实用新型还提供一种用于上述端轴_动轴机构的部件，该部件为端轴，其中，该 端轴具有一个旋转轴，并且该端轴上开设有动轴颈容置孔，该动轴颈容置孔的轴线与端轴 的旋转轴平行，并且与端轴的旋转轴具有距离e ；该距离e和与该端轴配对使用的动轴的动 轴销轴线与动轴颈轴线的距离相等；在所述端轴还设置有与其旋转轴同轴齿轮，称为第一同步齿轮。可选的，该端轴具有端轴颈和端轴臂；所述端轴颈能够被支撑在机架上，其轴线 就是该端轴的旋转轴；所述端轴臂为设置在端轴颈一端的凸盘，其上开设所述动轴颈容置 孔；所述第一同步齿轮设置于所述端轴颈上。可选的，所述第一同步齿轮与端轴颈为分立部件，所述第一同步齿轮固定套接于 所述端轴颈上。可选的，在所述端轴臂上设置有配重结构。可选的，所述配重结构为设置于所述端轴臂上的配重槽以及设置于所述配重槽中 的配重块。此外，本实用新型还提供一种内燃机，包括上述任一技术方案所述的端轴-动轴 机构。此外，本实用新型还提供一种压缩机，包括上述任一技术方案所述的端轴-动轴 机构。与现有技术相比，本实用新型的技术方案中，通过在端轴-动轴机构中设置如下 同步机构设置中心轴线与端轴_动轴机构的端轴旋转轴平行的同步轴；在端轴_动轴机 构的每一端轴上，设置与该端轴旋转轴同轴的齿轮，称为第一同步齿轮；在同步轴两端设置 相应的第二同步齿轮，并使第一同步齿轮和第二同步齿轮之间相关联，能够同步运转，例如 直接啮合或者通过惰轮、惰轮组分别与之啮合或者通过链条连接，通过设置相关联第一同 步齿轮和第二同步齿轮，利用第一同步齿轮和第二同步齿轮之间的同步性，可实现将位于 端轴_动轴机构中两端的端轴转动协调、同步；避免端轴_动轴机构运动时不协调，有利于 提高机构运行的稳定性。在本实用新型的优选实施方案中，在动平衡滑块朝向同步轴的端部，可设置避让 缺口，通过设置该避让缺口，可使得同步轴与端轴旋转轴之间的距离在大于2e且小于h之 间进行选取(所述动平衡滑块往复运动至距离所述端轴旋转轴最远处时，所述动平衡滑块 远离所述端轴旋转轴的端部与该旋转轴之间的距离为h)，也即该同步轴可以穿过动平衡滑 块往复运动空间，而在动平衡滑块做往复运动时，不会和该同步轴相干涉，动平衡滑块的往 复运动行程并不受影响，从而可达到合理布局端轴_动轴机构的部件的目的，并可以使端 轴-动轴机构结构更为紧凑；此外，也使得端轴旋转轴和同步轴之间的距离更近，这便于动力传输，使得二者之间的动力传输齿轮组简单，也可减少零件数目，有利于机构的稳定性。在本实用新型的另外技术方案中，端轴-动轴机构可应用于内燃机和压缩机中， 此时，该同步轴还可以同时作为配气凸轮轴或者供油凸轮轴或者其它工作轴，即一轴两用， 从而使得机构更加紧凑。
图1是申请号为200910210785. 4中国专利申请文件中的包含具有三个动轴销的 端轴-动轴机构的示意图；图2为本实用新型的端轴_动轴机构的实施例的结构示意图之一；图3为本实用新型的端轴_动轴机构的实施例的结构示意图之二 ；图4为图2和图3中省略第一动轴销和第三动轴销对应的往复运动件后的结构示 意图；图5、图6、图7和图8分别为图2和图3中所示的端轴-动轴机构的实施例中的 各个组件的结构示意图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新 型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新 型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。本实用新型中，提供一种具有同步机构的端轴-动轴机构。该同步机构具体如下， 设置中心轴线与端轴-动轴机构的端轴旋转轴平行的同步轴；在端轴-动轴机构的每一端 轴上，设置与该端轴旋转轴同轴的齿轮，称为第一同步齿轮；在同步轴两端设置相应的第 二同步齿轮，并使第一同步齿轮和第二同步齿轮之间可以相互传递动力，例如直接啮合或 者通过惰轮、惰轮组分别与之啮合或者通过链条连接。从而可实现将位于端轴_动轴机构 中两端的端轴转动协调、同步。下面结合具体的实施例进行详细说明。在下面的实施例中，以端轴_动轴机构中的动轴具有三段动轴销的情形为例进行 说明。但是需要说明，端轴_动轴机构的动轴也可以具有两段动轴销。图2为本实用新型的端轴-动轴机构的实施例的结构示意图之一。图3为本实用 新型的端轴_动轴机构的实施例的结构示意图之二。图4为图2和图3中省略第一动轴销 和第三动轴销对应的往复运动件后的结构示意图。图5、图6、图7和图8分别为图2和图 3中所示的端轴_动轴机构的实施例中的各个组件的结构示意图。请参考图2和图3，本实施例中，端轴-动轴机构包括第一往复运动件3a、第二往 复运动件4和第三往复运动件3b，以及旋转运动件和支撑该机构的机架(其中机架在图2 和图3中未示出)。所述端轴_动轴机构中的旋转运动件为一个轴系，包括位于两端的第一端轴Ia和 第二端轴Ib以及以转动副连接在所述的第一端轴Ia和第二端轴Ib之间的动轴2。所述的 第一端轴Ia和第二端轴Ib可旋转的支撑于机架上，且该两个端轴具有共同的旋转轴。所 述往复运动件3a、往复运动件4b和往复运动件3b分别套接于所述的动轴2的三个动轴销 上，并与相应的动轴销构成转动副。当所述的两个端轴Ia和Ib绕其旋转轴转动时，第一往复运动件3a和第三往复运动件3b可做往复直线运动，而第二往复运动件4可沿垂直于所 述第一往复运动件3a和第三往复运动件3b运动方向做往复直线运动。利用图2和图3所 示的结构，可实现的旋转运动与往复运动之间的相互转换。所述第一端轴Ia和第二端轴Ib具有共同的旋转轴，二者的结构可以完全相同，本 是实施例中示出其中一个(以第一端轴Ia为例进行说明)其中一种结构的示意图。图5 为本实用新型的端轴_动轴机构中的端轴的结构示意图。请参考图5，第一端轴Ia包括端轴颈l_2a和端轴臂l_3a。其中，所述端轴颈l_2a 可转动的固定于机架上，具体固定方式可通过滚动轴承或者滑动轴承，以及其它可能的可 转动固定方式。固定时，图2和图3中示出的第一端轴Ia和第二端轴Ib的端轴颈的轴线 位于同一直线上，也即二者可以绕共同的轴线旋转，该轴线即为旋转轴。所述的端轴臂l_3a为设置于端轴颈l_2a的内侧端(即朝向图2中所示的动轴2 的端部)的凸盘，在所述端轴臂l_3a上开设有容纳动轴2的动轴颈(请参考图7所示)的 动轴颈容置孔l_4a。所述的动轴颈容置孔l_4a的轴线与所述端轴颈1的轴线平行，且偏离 所述端轴颈1的轴线的距离为e。所述端轴臂l_3a上可以设置有配重结构，例如，在所述端轴臂l_3a上开设配重槽 l_5a，在所述配重槽l_5a中放置密度、质量不同的配重块，可以对该端轴进行配重。当然， 在所述配重槽l_5a中也可以不放置配重块，从而可作为减重槽。在本实用新型的实施例中，在所述端轴颈l_2a上设置有与该第一端轴Ia的旋转 轴同轴的齿轮Ι-la，称为第一同步齿轮I-Ia(在第二端轴Ib上设置的齿轮为第一同步齿轮 Ι-lb，可参考图2)。其中所述第一同步齿轮I-Ia可以与所述端轴颈l_2a—体成形。二者 之间也可以分别是分立部件，即所述第一同步齿轮I-Ia固定套接于所述端轴颈l_2a上，在 所述第一端轴Ia转动时，可带动所述第一同步齿轮I-Ia同步转动。此外，所述的第一端轴Ia可以不设置单独的端轴颈l_2a，端轴臂l_3a的外周可 通过轴承直接固定于机架之上(该端轴臂l_3a同时作为端轴颈使用)。此时，所述端轴臂 l-3a需要为圆柱体，且该圆柱形体的中心轴线与该第一端轴Ia的旋转轴重合，第一同步齿 轮I-Ia设置于该端轴臂l_3a上。设置方式与前述的在端轴颈l_2a上的方式可以相同。所述的第一端轴Ia还可以具有其它结构，但其至少包括一旋转轴使该第一端 轴Ia可以绕所述的旋转轴转动，设置于该端轴上并偏离所述旋转轴的一个动轴颈容置孔 l-4a以及包括与其旋转轴同轴的第一同步齿轮1-la。此外，所述第一端轴IOa和第二端轴IOb结构也可以不相同，只要二者在机架上固 定后具有共同的旋转轴，且动轴颈容置孔中心轴线与该旋转轴的距离相同即可。所述动轴2的结构可以如图7所示，包括第一动轴颈2-la和第二动轴颈2_lb，第 一动轴销2-2a、第二动轴销2-2c和第三动轴销2_2b，以及动轴臂2_3。相邻的动轴销之间 以及相邻的动轴销和动轴颈之间通过动轴臂连接，且轴线之间距离均为e。不同动轴销、动 轴颈以及动轴臂之间的关系可参看附图7以及本说明书背景技术中的说明，这里不再赘 述。其中，在所述第二动轴销2-2c的两端可以设置配重结构，如图7中所示，这里不再展开 论述。所述往复运动件可以是活塞，也可以是动平衡滑块，本实施例中，以所述第一往复 运动件3a和第三往复运动件3b为活塞、第二往复运动件4为动平衡滑块作为例子来进行说明。其中，所述的活塞可以为单作用活塞，也可以为双作用活塞。图6示出应用于本实施例的端轴_动轴机构的一种活塞的结构示意图。如图6所 示，本实施例中的活塞为双作用活塞，具有两个活塞头3，通过活塞座3-2将所述两个活塞 头3连接为一体，在所述活塞座3-2上设置有动轴销容置孔3-1。此外，所述活塞座3-2还 具有导向侧面，用于与往复运动导轨配合。图8示出本实施例中的动平衡滑块的结构示意图，请参考图8，动平衡滑块包括 置有动轴销容置孔4-1的基座4 ；在所述基座4上还具有与往复运动导轨相配合的导向面 4-2。其中，沿所述动平衡滑块4-1往复运动方向的至少一个端部还设置有避让缺口 4-3， 所述避让缺口 4-3在所述动轴销容置孔4-1中心轴线方向贯穿整个动平衡滑块，用于避免 在所述动平衡滑块做往复运动时，和与设置于端轴-动轴机构中的、中心轴线与所述动轴 销容置孔中心轴线平行的工作轴(例如本实施例中下述的同步轴)相干涉。所述避让缺口 4-3可以为方形、半圆弧形或者凹拱形。在所述动平衡滑块基座4的另外的端部还可以设置 配重块4-4。此外，也可以不设置所述的避让缺口 4-3。此外，所述动平衡滑块4为沿所述动轴销容置孔中心轴线剖分的分体式结构，该 结构主要应用于一体式动轴的端轴_动轴机构中，便于将动轴销套接于动平衡滑块的动轴 销容置孔中。而对于整体式动平衡滑块，则需要用分体式动轴与之配合。在本实施例的端轴-动轴机构中，还包括中心轴线与所述第一端轴Ia和第二端轴 Ib的旋转轴平行的同步轴5，请参考图2和图3 ；在所述同步轴5的两端分别设置有与所述 第一同步齿轮I-Ia和I-Ib相应的第二同步齿轮5-la和5_lb。其中，每一同步齿轮均和与 其相应的第二同步齿轮相关联，以使二者之间可以同步运转。在本实施例中，第一同步齿轮I-Ia和第二同步齿轮5-la相啮合，第一同步齿轮 I-Ib和第二同步齿轮5-lb相啮合，从而使相应的齿轮可以相互传递动力。此外，相应的第 一同步齿轮和第二同步齿轮之间可以不直接啮合，而是通过作为中间传动过渡的惰轮或惰 轮组传递转动或动力；另外，相应的第一同步齿轮和第二同步齿轮之间可以通过链条在二 者之间传递转动或动力。这里不再赘述。通过设置相关联第一同步齿轮和第二同步齿轮，利用第一同步齿轮和第二同步齿 轮之间的同步性，可实现位于端轴_动轴机构中两端的端轴转动协调、同步。避免端轴-动 轴机构运动时不协调，有利于提高机构运行的稳定性。此外，在应用于内燃机时，所述同步 轴5还可以同时作为配气凸轮轴或者供油凸轮轴或者其它工作轴，即一轴两用，从而使得 机构更加紧凑。理论上，所述同步轴5可以设置于端轴-动轴机构的任意位置，只要该同步轴不与 机构中的其它部件相干涉。本实施例中，设置同步轴5的位置使得所述同步轴5的中心轴 线与端轴旋转轴所在平面垂直于所述活塞的往复运动方向。由于同步轴5的上述设置，可 能会使同步轴5与动平衡滑块4相干涉。通过加大同步轴5与端轴旋转轴之间的距离，可 以避免二者之间的干涉。然而，这可能会使整个机构庞大、不够紧凑，而且，同步轴5和端轴 之间需要中间机构进行动力传递，增加结构的复杂性，也会降低稳定性。本实施例中，可以 使用有避让缺口的动平衡滑块，如图2、图3以及图4所示，可使得该同步轴5和端轴旋转轴 之间的距离根据需要在大于2e且小于h之间进行选取，其中，所述动平衡滑块往复运动至 距离所述端轴旋转轴最远处时，所述动平衡滑块4远离所述端轴旋转轴的端部与该旋转轴
9之间的距离为h。从而可避免在所述动平衡滑块4运动向接近所述同步轴方向运动时不会 与该同步轴相干涉。也就是说，通过设置避让缺口，可以在所述动平衡滑块的往复运动空间中布置同 步轴5，而动平衡滑块4与同步轴5之间不会干涉，动平衡滑块4的往复运动行程也并不受 影响，从而可达到合理布局端轴-动轴机构的部件的目的，并可以使端轴-动轴机构结构更 为紧凑。此外，也使得端轴旋转轴和同步轴5之间的距离更近，这便于动力传输，使得二者 之间的动力传输齿轮组简单，也可减少零件数目，有利于机构的稳定性。在上述的实施例中，对三段动轴销的端轴-动轴机构进行了说明。本实用新型的 技术方案也可以应用于两段动轴销的情形。此外，上述实施例中，对端轴-动轴机构中的各 个部件也进行了描述，需要说明的是，上述描述中的各个部件的结构不是唯一的，其可以 有其它变化，只要包括由同步轴，在端轴上设置有第一同步齿轮，在同步轴上设置有第二同 步齿轮，且第一同步齿轮和第二同步齿轮通过一定的方式可以同步动力传递的方案均包含 在本实用新型的保护范围之中。本实用新型的端轴_动轴机构可应用于内燃机和压缩机中，形成端轴_动轴机构 的内燃机和压缩机。本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何 本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因 此本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。
权利要求一种端轴 动轴机构，包括往复运动件、旋转运动件以及支撑该机构的机架；所述旋转运动件包括两个端轴和连接在两个端轴之间的动轴，其中，所述端轴可旋转地支撑在机架上，并且两个端轴的旋转轴位于同一直线上，所述端轴上开设有动轴颈容置孔，该动轴颈容置孔的轴线与端轴的旋转轴平行，并且距离该旋转轴的距离为e；所述动轴包括动轴颈、动轴销以及动轴臂，其中所述动轴颈为位于动轴端头的轴段，该动轴的两端各有一个动轴颈，两端的动轴颈的轴线位于同一条直线上；所述动轴销为一段轴段，该动轴共有两个或三个动轴销，各个动轴销的轴线均平行于所述动轴颈的轴线，并且动轴销轴线距离动轴颈轴线的距离也为e，并且相邻的动轴销在空间上具有180度相位差；动轴颈和动轴销之间以及相邻的动轴销之间通过所述动轴臂连接；与所述端轴组成所述旋转运动件时，动轴两端的动轴颈分别插入相应的端轴的动轴颈容置孔，并与动轴颈容置孔可旋转地连接；每个动轴销至少对应设置一个往复运动件，往复运动件上具有套在动轴销上的动轴销孔，动轴销孔与动轴销可旋转连接；所述往复运动件具有能够使其在往复运动轨道中进行直线运动的轮廓，其中相邻动轴销对应的往复运动件的往复运动导轨在空间上具有90度相位差；其中，所述机构还包括中心轴线与所述端轴的旋转轴平行的同步轴；在所述每一端轴上设置有与其旋转轴同轴的齿轮，称为第一同步齿轮；在所述同步轴的两端分别设置与所述第一同步齿轮相应的齿轮，称为第二同步齿轮；每一第一同步齿轮均和与其相应的第二同步齿轮相啮合，或者所述第一同步齿轮和相应的第二同步齿轮通过中间机构相关联，使得每一第一同步齿轮和相应的第二同步齿轮均能够同步运转。
2.根据权利要求1所述的端轴-动轴机构，其特征在于所述同步轴的中心轴线与所 述端轴旋转轴所在平面垂直于所述活塞的往复运动方向。
3.根据权利要求2所述的端轴-动轴机构，其特征在于所述动轴有三个动轴销，对应 每段动轴销的往复运动件为一个；左右两段的动轴销对应的往复运动件为活塞，中间段的 动轴销对应的往复运动件为活塞、动平衡滑块或者其它任意一种往复运动件；所述活塞为 单作用活塞或者双作用活塞。
4.根据权利要求3所述的端轴-动轴机构，其特征在于所述中间段的动轴销对应的 往复运动件件为动平衡滑块；所述动平衡滑块往复运动至距离所述端轴旋转轴最远处时， 所述动平衡滑块远离所述端轴旋转轴的端部与该旋转轴之间的距离为h ；所述同步轴与所述端轴旋转轴之间的距离大于2e，且小于h;在所述动平衡滑块朝向 所述同步轴的端部设置有避让缺口 ；所述避让缺口在所述动轴销中心轴线方向贯穿整个动 平衡滑块，用于避免在所述动平衡滑块运动向接近所述同步轴方向运动时与该同步轴相干 涉。
5.根据权利要求4所述的端轴-动轴机构，其特征在于所述避让缺口为方形、半圆弧 形或者凹拱形。
6.根据权利要求4或5所述的端轴-动轴机构，其特征在于所述动平衡滑块为沿所 述动轴销容置孔中心轴线剖分的分体式结构。
7.如权利要求1至5任一所述的端轴-动轴机构，其特征在于所述中间机构为惰轮、惰轮组或者链条。
8.一种用于权利要求1至7所述的端轴-动轴机构的部件，该部件为端轴，其特征在 于，该端轴具有一个旋转轴，并且该端轴上开设有动轴颈容置孔，该动轴颈容置孔的轴线与 端轴的旋转轴平行，并且与端轴的旋转轴具有距离e ；该距离e和与该端轴配对使用的动轴 的动轴销轴线与动轴颈轴线的距离相等；在所述端轴还设置有与其旋转轴同轴齿轮，称为第一同步齿轮。
9.根据权利要求8所述的端轴-动轴机构的部件，其特征在于，该端轴具有端轴颈和端 轴臂；所述端轴颈能够被支撑在机架上，其轴线就是该端轴的旋转轴；所述端轴臂为设置 在端轴颈一端的凸盘，其上开设所述动轴颈容置孔；所述第一同步齿轮设置于所述端轴颈上。
10.根据权利要求9所述的端轴-动轴机构的部件，其特征在于所述第一同步齿轮与 端轴颈为分立部件，所述第一同步齿轮固定套接于所述端轴颈上。
11.根据权利要求9所述的端轴-动轴机构的部件，其特征在于在所述端轴臂上设置有配重结构。
12.根据权利要求11所述的端轴_动轴机构的部件，其特征在于所述配重结构为设 置于所述端轴臂上的配重槽以及设置于所述配重槽中的配重块。
13.一种内燃机，其特征在于包括上述权利要求1至7任一所述的端轴-动轴机构。
14.一种压缩机，其特征在于包括上述权利要求1至7任一所述的端轴-动轴机构。
专利摘要一种旋转运动和往复运动相互转换的机构，包括往复运动件、旋转运动件、机架；旋转运动件包括两个端轴和一个动轴；端轴可旋转的固定在机架上，两端轴的旋转轴位于同一直线；端轴上设有轴线距离旋转轴距离为e的动轴颈容置孔；动轴两端为动轴颈，中间具有两段或者三段轴线平行于动轴颈轴线、距离为e的动轴销，相邻动轴销在空间上有180度相位差；组装时，动轴颈分别与两端端轴的动轴颈容置孔可旋转的连接；每个动轴销至少对应设置一个置于往复运动导轨中的往复运动件，通过往复运动件上的动轴销孔与动轴销可旋转连接；相邻往复运动件的往复运动导轨在空间上具有90度相位差；所述机构还包括中心轴线与所述端轴的旋转轴平行的同步轴；本实用新型的机构可以解决现有端轴－动轴机构中两端轴无法保证运动协调一致的问题。本实用新型另外提供一种端轴－动轴机构的部件以及使用该机构的内燃机和压缩机。
文档编号F16H21/18GK201687908SQ20102020747
公开日2010年12月29日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日
发明者黎明, 黎正中 申请人:北京中清能发动机技术有限公司
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