[实用新型]一种曲柄半径可调的静平衡曲轴

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种曲柄半径可调的静平衡曲轴，属于机械设计及理论学科领域。

背景技术

各种以往复移动（或摆动）为输出运动的机械中，曲柄滑块（或曲柄摇杆）及其组合机构得到广泛的应用。对其中往复运动的行程（或摆角）有可调要求的情况，通常采用改变曲柄半径或改变机架尺寸等方法实现，尤以改变曲柄半径最为有效和多见，如牛头刨床刨削行程调节机构。然当曲柄半径改变以后，会出现曲轴的静态平衡受到破坏、机构运动的惯性力增大等问题，严重制约机械的工作速度和工作效率，同时对调整后“曲柄半径的保持”（即连杆轴颈的锁紧）提出了更高的要求。

发明内容

本实用新型的目的提供一种当曲柄半径改变以后，静态平衡不受破坏的曲柄半径可调的静平衡曲轴，以减小不平衡惯性力及其对机器的不利影响。

一种曲柄半径可调的静平衡曲轴，其特征在于：包括主轴、与主轴连接的主轴颈，还包括连杆颈和平衡块；上述主轴颈由用于连接主轴的支撑部分和用于与连杆颈相联系的曲拐部分构成，曲拐部分上设有主轴颈导轨副要素；上述连杆颈由用于安装连杆的连杆轴颈部分和用于与主轴颈相联系的导轨部分，导轨部分设有连杆颈导轨副要素；上述平衡块也设有用于与主轴颈相联系的平衡块导轨副要素，上述平衡块的质量及质心位置利用对称性原理经过设计；上述连杆颈导轨副要素和平衡块导轨副要素分别与主轴颈导轨副要素形成导轨副； 该曲柄半径可调的静平衡曲轴还包括差动螺杆、第一支撑板和第二支撑板；其中第一支撑板固定安装在连杆颈上；第二支撑板固定安装于主轴颈上且靠近平衡块一端；差动螺杆轴线与主轴颈导轨副要素导向方向平行，差动螺杆分别设有旋向相反的两段螺纹结构，两段螺纹结构分别与连杆颈和平衡块构成旋向相反的螺旋副联接，上述差动螺杆靠近平衡块一端伸出平衡块并穿出第二支撑板，其端部设有供扳手旋动的结构；上述主轴颈的曲拐部分还安装有用于实现连杆颈与主轴颈松开或夹紧的第一紧固装置，用于实现平衡块与主轴颈松开或夹紧的第二紧固装置。

本实用新型采取的技术原理是：通过设置“联动平衡配重”（利用对称性原理）保证曲轴的静态平衡。即通过旋转差动螺杆使连杆颈和平衡块沿主轴颈的径向相向同步移动，实现曲柄半径的调整。由于平衡块的质量及质心位置经过专门设计，利用对称性原理，可以保证曲轴的静平衡不会因为曲柄半径调整而受到破坏。调整过程中，通过第一紧固装置实现连杆颈与主轴颈之间的松开或夹紧，通过第二紧固装置实现平衡块与主轴颈之间的松开或夹紧。本实用新型能够保证曲轴静态平衡不因曲柄半径调节而受到破坏，可以广泛地用于以曲柄半径可调的曲柄滑块（或曲柄摇杆）及其组合机构为主传动机构的各种机械中，对于减小机械的不平衡惯性力及其影响具有十分重要的工程意义。

上述第一紧固装置具体可以采用如下结构：包括第一楔块和第一夹紧螺钉，第一楔块具有斜面要素；上述连杆颈导轨副要素与主轴颈导轨副要素形成的导轨副中间留有安装楔块的间隙，且连杆颈的导轨部分设置有与第一楔块对应的斜面要素，第一楔块安装于上述间隙内；第一夹紧螺钉穿过第一支撑板与第一楔块连接；上述第二紧固装置具体可以采用如下结构：包括第二楔块和第二夹紧螺钉，第二楔块具有斜面要素；上述平衡块导轨副要素与主轴颈导轨副要素形成的导轨副中间留有安装楔块的间隙，且平衡块导轨副要素部分设置有与第二楔块对应的斜面要素，第二楔块安装于上述间隙内；第二夹紧螺钉穿过第二支撑板与第二楔块连接。

通过设置夹紧楔块（利用斜楔自锁原理）实现连杆轴颈、平衡块与主轴颈的可靠锁紧。第一紧固装置、第二紧固装置也可以用其他结构，比如螺旋夹紧或凸轮夹紧结构等。

上述主轴颈导轨副要素、连杆颈导轨副要素、平衡块导轨副要素横向截面同为燕尾或矩形结构型式。

上述主轴颈导轨副要素与连杆颈导轨副要素或平衡块导轨副要素之间为凹型凸型组合或凸型凹型组合。

上述主轴安装颈部分为双支承式结构即主轴颈的支承部分是一个较长的双支承轴，通过其上的两个轴承支承。或轴头式结构即主轴颈的支承部分是一个较短的轴头式结构，直接插入转轴的空心腔内，端部并通过第三螺钉形成固定连接，并通过联接键传递扭矩。或轴套式结构即主轴颈的支承部分是一个较短的轴套式结构，直接套在转轴的端部并通过第三螺钉、挡板形成固定连接，通过连联接键传递扭矩。

上述主轴与主轴颈通过连接键连接，其中联接键为平键或花键。

上述轴承为滚动轴承或滑动轴承。

上述主轴颈的曲拐部分导轨的导路方向与曲轴回转轴线垂直或非垂直。

上述连杆颈的轴线与导轨部分的导路方向垂直或非垂直。

附图说明