專利名稱：整體式擺盤(pán)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種搖擺板傳動(dòng)裝置，特別是一種不旋轉(zhuǎn)搖擺件的傳 動(dòng)裝置。
技術(shù)背景在工作機(jī)械或動(dòng)力機(jī)械中，普遍采用往復(fù)運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如曲柄連桿機(jī)構(gòu)、斜盤(pán)式機(jī)構(gòu)和擺盤(pán)式機(jī)構(gòu)等等。曲柄連桿機(jī) 構(gòu)在動(dòng)力機(jī)械中使用較多，適于傳遞大動(dòng)力，但其運(yùn)動(dòng)有死點(diǎn)、機(jī)械振動(dòng)大，只適于作直列式或v型氣缸排列，在很多工作機(jī)械上難以推廣使用。斜盤(pán)式機(jī)構(gòu)在液壓泵或馬達(dá)中廣泛應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是斜盤(pán)隨動(dòng)力軸旋轉(zhuǎn)， 斜盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)不平衡慣量大，因而機(jī)械振動(dòng)也大，同時(shí)其攪拌損失大，由攪 拌而使?jié)櫥蜏乜焖偕仙?，?duì)設(shè)備運(yùn)行明顯地帶來(lái)負(fù)面影響，因而只能適 應(yīng)在流量較小的工作機(jī)械中應(yīng)用。擺盤(pán)機(jī)構(gòu)，從運(yùn)動(dòng)學(xué)看，是一種球面曲柄連桿機(jī)構(gòu)，其機(jī)構(gòu)特點(diǎn)是傳動(dòng)軸由動(dòng)力軸段、Z型彎軸段和支承軸段 一體組成，動(dòng)力軸段和支承軸段位于Z型彎軸段的兩端并在同一軸線上，Z型彎軸段兩端對(duì)稱結(jié)構(gòu)能具有良好工藝性，z型彎軸段的中部形成一槽，該槽內(nèi)容置一擺盤(pán)，傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，擺盤(pán)不隨軸旋轉(zhuǎn)而作球面狀擺動(dòng)，從 而使在擺盤(pán)上沿圓周布設(shè)的球形連桿作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)向往復(fù)運(yùn) 動(dòng)的轉(zhuǎn)換，如這些球形連桿連接工作機(jī)械的活塞，即可成為往復(fù)式工作機(jī) 械(如泵)的新組合，擺盤(pán)機(jī)械的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)死點(diǎn)、振動(dòng)小運(yùn)行平穩(wěn)、攪拌損失小、傳動(dòng)效率高，但現(xiàn)有的擺盤(pán)機(jī)構(gòu)存在下列問(wèn)題l.Z型彎軸段為追求工藝完善和在該軸段中部形成擺盤(pán)安裝槽，Z型彎軸段要求擺盤(pán)制成剖份的二半盤(pán)，才能在裝配時(shí)扣合于安裝槽后，再固定 形成一整圓盤(pán)，這種剖分結(jié)構(gòu)，不僅使構(gòu)件復(fù)雜化，而且也影響擺盤(pán)的運(yùn)行性能；2. 由于上述的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，擺盤(pán)內(nèi)孔(徑向)和近內(nèi)孔的兩端面(軸向) 與Z型彎軸段對(duì)應(yīng)部位只能采用滑動(dòng)副支承(滑動(dòng)軸承)，而這些支承均為 傳遞機(jī)構(gòu)工作載荷的接觸面，尤其是軸向接觸面極易產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕，不僅 嚴(yán)重影響機(jī)構(gòu)使用壽命，而且傳動(dòng)效率也大幅下降；3. 擺盤(pán)呈球面狀運(yùn)動(dòng)，為保持?jǐn)[盤(pán)正常運(yùn)行，在擺盤(pán)端緣兩側(cè)均設(shè)置有 導(dǎo)軌導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，在導(dǎo)軌和盤(pán)端緣的頻繁接觸摩擦?xí)r，構(gòu)件將產(chǎn)生較大的不 均勻摩損，不僅影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，也降低構(gòu)件使用壽命。4. 單球鉸連桿結(jié)構(gòu)，會(huì)使工作機(jī)械的工作柱塞(活塞)承受較大側(cè)向力， 造成各運(yùn)動(dòng)配合件局部磨損，也不利于均勻密封，因而難以泵送腐蝕性介 質(zhì)(如海水)；5. 由于上述各項(xiàng)原因，現(xiàn)有的擺盤(pán)機(jī)構(gòu)雖然具有能使工作機(jī)械(如泵等) 的工作缸能呈圓周排列等優(yōu)越性，但只能適應(yīng)小容量工作機(jī)械，無(wú)法適用 于艦船上泵送大容量海水的需求，嚴(yán)重影響其適用范圍。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種改進(jìn)的整體式擺盤(pán)機(jī)構(gòu)， 它能簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，提高機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率和運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，延長(zhǎng)機(jī)構(gòu)的使用壽命， 擴(kuò)大機(jī)構(gòu)的適用范圍。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是機(jī)構(gòu)包括有擺盤(pán)、 傳動(dòng)軸、軸承組、座體、球形連桿，傳動(dòng)軸一端支承于構(gòu)架，另一端支承 于座體，傳動(dòng)軸上設(shè)置有擺盤(pán)，擺盤(pán)上沿其周向布設(shè)有一組球形連桿，其 特點(diǎn)是機(jī)構(gòu)中設(shè)置有一整體式結(jié)構(gòu)的擺盤(pán)，機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸包括有大端動(dòng)力段、大小端的z型彎軸段和小端支承段呈一體，z型彎軸段設(shè)置有擺盤(pán) 滾動(dòng)軸承，擺盤(pán)滾動(dòng)軸承上套設(shè)有整體式結(jié)構(gòu)的擺盤(pán)，z型彎軸段上還套設(shè)有擺盤(pán)推力軸承，擺盤(pán)推力軸承分別頂持于擺盤(pán)和傳動(dòng)軸的固定螺母。 擺盤(pán)沿周向布設(shè)有一組雙球形連桿，該連桿的一端設(shè)置有導(dǎo)向活塞， 機(jī)構(gòu)設(shè)置有錐齒輪式導(dǎo)向傳動(dòng)副。本實(shí)用新型采用特有的大小端結(jié)構(gòu)傳動(dòng)軸，使機(jī)構(gòu)能采用整體式擺盤(pán) 結(jié)構(gòu)，克服傳統(tǒng)剖分式擺盤(pán)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、傳動(dòng)性能差等缺陷，擺盤(pán)傳遞工作 載荷的徑向和軸向均采用滾動(dòng)軸承，不僅大大改善構(gòu)件的潤(rùn)滑條件，提高 傳動(dòng)效率，還能延長(zhǎng)機(jī)構(gòu)的使用壽命，本實(shí)用新型采用單齒嚙合的錐齒輪 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，受力均勻，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，不易磨損，其雙球形連桿上設(shè)導(dǎo)向活塞， 可改善工作機(jī)械活塞的受力條件，綜合上述條件再結(jié)合擺盤(pán)的周向布置工 作缸等特點(diǎn)，本實(shí)用新型能適應(yīng)各種大容量工作機(jī)械或動(dòng)力機(jī)械的傳動(dòng)需 求，能大大提升本實(shí)用新型的適用范圍，尤其是適用各式艦船泵送海水的 需求，解決類似長(zhǎng)期未能解決的技術(shù)難題。


圖1是本實(shí)用新型整體式擺盤(pán)機(jī)構(gòu)縱剖視示意圖。 圖2是圖1中傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1，整體式擺盤(pán)機(jī)構(gòu)包括有擺盤(pán)1、傳動(dòng)軸2、軸承組3、座體4、 導(dǎo)向活塞5、球形連桿6，機(jī)構(gòu)的一端經(jīng)軸承組3的動(dòng)力軸承31支承連接 在工作機(jī)械的原動(dòng)機(jī)(如電機(jī))構(gòu)架上，或支承連接在動(dòng)力機(jī)械輸出端構(gòu) 架上，機(jī)構(gòu)的另一端經(jīng)座體4固定在工作機(jī)械的機(jī)體(如泵體)，或固定在 動(dòng)力機(jī)機(jī)體上。擺盤(pán)1包括有盤(pán)體11、卡環(huán)12、球形槽13、錐齒輪14、軸承孔15、推力軸承支承面16、固定螺母17，盤(pán)體11是整體式，其輪緣均勻布設(shè)有 一組球形槽13，用以容置球形連桿6的一球形端，上述結(jié)構(gòu)和現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相 似；在盤(pán)體ll內(nèi)側(cè)端面上設(shè)置有一錐齒輪14，該錐齒輪14可在盤(pán)體上加 工一體成型，也可將獨(dú)立制成件再固定在盤(pán)體11內(nèi)側(cè)端面上；該錐齒輪14和座體4上設(shè)置的錐齒輪41嚙合，共同形成一擺盤(pán)機(jī)構(gòu) 的導(dǎo)向傳動(dòng)錐齒輪副，二錐齒輪14、 41的中心線夾角和傳動(dòng)軸2的動(dòng)力段 21中心線與Z型彎軸段22中心的夾角相等，當(dāng)傳動(dòng)軸2旋轉(zhuǎn)一周，擺盤(pán)l 轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒的距離，從而形成可靠而又平穩(wěn)的導(dǎo)向功能，且齒輪嚙合又具 有良好潤(rùn)滑條件，因而從根本上克服傳統(tǒng)導(dǎo)軌導(dǎo)向結(jié)構(gòu)帶來(lái)的缺陷；擺盤(pán)1相對(duì)上述錐齒輪14的另一側(cè)設(shè)置有一軸承孔15，該軸承孔15 中安裝有軸承組3的擺盤(pán)滾動(dòng)軸承32，該軸承將承受擺盤(pán)1的徑向載荷， 并傳遞至傳動(dòng)軸2上，和傳統(tǒng)滑動(dòng)支承比較，磨損小、運(yùn)行平穩(wěn)、使用壽 命長(zhǎng)、維護(hù)條件好；擺盤(pán)1在錐齒輪14的內(nèi)側(cè)設(shè)置有一支承面16，該支承面16上安裝有 擺盤(pán)推力軸承33，并以傳動(dòng)軸2螺紋段225上旋設(shè)的固定螺母17固定，該 軸承將承受擺盤(pán)1的軸向載荷，并傳遞至傳動(dòng)軸2上，同樣具有上述滾動(dòng) 軸承32的優(yōu)點(diǎn)。傳動(dòng)軸2，如圖2所示，包括有大端動(dòng)力段21、大小端的Z型彎軸段 22和小端支承段23呈一體結(jié)構(gòu)；動(dòng)力段21,不論是工作機(jī)械或動(dòng)力機(jī)械是機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸入或輸出的軸 段，其直徑較大，是傳動(dòng)軸2的承載主體；其有大小端的Z型彎軸段22包括有大斜段221、大軸肩222、主軸段 223、軸段224、螺紋段225、小斜段226，其中大軸肩222、主軸段223、 軸段224、螺紋段225是在同一中心線上，并以大斜段221形成Z型彎軸段22的中心線和動(dòng)力段21中心線具有一設(shè)定的夾角，再以小斜段226經(jīng) 小軸肩231和支承段23的中心線具有和上述相同的設(shè)定夾角，從而構(gòu)成傳 動(dòng)軸2呈Z形彎曲形狀；Z型彎曲段22的主軸段223安裝有擺盤(pán)滾動(dòng)軸承 32，軸段224上套設(shè)有擺盤(pán)推力軸承33，螺紋段225上旋設(shè)有固定螺母17， 固定螺母17頂持?jǐn)[盤(pán)推力軸承33，推力軸承33頂持于擺盤(pán)1的盤(pán)體ll;支承段23，經(jīng)其小軸肩231連接于Z型彎軸段22，支承段23上設(shè)置 有支承軸承34，該軸承34固定于座體4;支承段23的中心線和動(dòng)力段21 的中心線在同一直線上，Z型彎軸段22的中心線和支承段23 (及動(dòng)力段 21)中心線共處在一個(gè)平面內(nèi)，呈一設(shè)定的交錯(cuò)夾角，構(gòu)成傳動(dòng)軸2呈Z 型彎曲狀；支承段23的結(jié)構(gòu)尺寸特點(diǎn)是支承段23相對(duì)Z型彎軸段22中 心線的最大徑向尺寸應(yīng)小于Z型彎曲段22上螺紋段225的直徑，借以保證 擺盤(pán)1、擺盤(pán)滾動(dòng)軸承32、擺盤(pán)推力軸承33和固定螺母17能順利地安裝 在傳動(dòng)軸2上，形成本實(shí)用新型另一重要特征的由大端動(dòng)力段21、大小端 Z型彎軸段22和小端支承段23呈一體的新穎結(jié)構(gòu)。軸承組3，包括有動(dòng)力軸承31、擺盤(pán)滾動(dòng)軸承32、擺盤(pán)推力軸承33 和支承軸承34，動(dòng)力軸承31是傳動(dòng)軸2的主支承，采用滾動(dòng)軸承，該軸承 安裝在傳動(dòng)軸2大端的動(dòng)力段21;擺盤(pán)1上徑向和軸向載荷的支承分別設(shè) 置有擺盤(pán)滾動(dòng)軸承32和擺盤(pán)推力軸承33;支承軸承34，采用自位滾動(dòng)軸 承，安裝在傳動(dòng)軸2小端的支承段23。座體4，是機(jī)構(gòu)的固定件，包括有錐齒輪41、本體42和活塞孔43，錐 齒輪41固定設(shè)置在本體42的端面，其中心線和支承段23的中心線共線， 并和錐齒輪14嚙合組成機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向傳動(dòng)錐齒輪副，擺盤(pán)1上錐齒輪14的 齒數(shù)和座體4上錐齒輪41的齒數(shù)相同；在座體4的周緣，和擺盤(pán)l的球形 槽13對(duì)應(yīng)，設(shè)置有同樣數(shù)量的活塞孔43，該數(shù)量通常取用"奇數(shù)"。導(dǎo)向活塞5，包括有活塞體51、球孔52、連接桿53、定位環(huán)54，導(dǎo)向 活塞5的功能是支承球形連桿6的側(cè)向力以改善工作機(jī)械的運(yùn)行性能；活塞體51呈簡(jiǎn)狀結(jié)構(gòu)，其外圓柱面和座體4的活塞孔43接觸呈滑動(dòng) 配合，活塞體51的一端設(shè)置有球孔52，球孔52內(nèi)對(duì)應(yīng)安裝球形連桿6的 球形端，并以定位環(huán)53限制定位。球形連桿6，本實(shí)用新型另一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是采用雙球形連桿6，即該連桿 的兩端分別具有球形端， 一球形端和擺盤(pán)1的球形槽13配合，另一球形端 和導(dǎo)向活塞5的球孔52配合，形成一雙球鉸連接的結(jié)構(gòu)，球形連桿6的結(jié) 構(gòu)和功能均和現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相似，其數(shù)量則和擺盤(pán)1的球形槽13對(duì)應(yīng)。本實(shí)用新型由于具有上述特有結(jié)構(gòu)，和傳統(tǒng)方案比較，其適用性更加 寬廣，不論工作機(jī)械或動(dòng)力機(jī)械均能適應(yīng)，尤其是泵送海水或腐蝕性介質(zhì) 的往復(fù)泵，更具有明顯的優(yōu)越性，為艦船等的艙底水泵的性能改善，提供 良好的技術(shù)保障。
權(quán)利要求1. 一種整體式擺盤(pán)機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)包括有擺盤(pán)、傳動(dòng)軸、軸承組、座體、球形連桿，傳動(dòng)軸一端支承于架構(gòu)，另一端支承于座體，傳動(dòng)軸上設(shè)置有擺盤(pán)、擺盤(pán)上沿其周向布設(shè)有一組球形連桿，其特征在于a.機(jī)構(gòu)中設(shè)置有一整體式結(jié)構(gòu)的擺盤(pán)(1)；b.機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸(2)包括有大端動(dòng)力段(21)、大小端的Z型彎軸段(22)和小端支承段(23)呈一體；c.Z型彎軸段(22)設(shè)置有擺盤(pán)滾動(dòng)軸承(32)，擺盤(pán)滾動(dòng)軸承上(32)套設(shè)有整體式結(jié)構(gòu)的擺盤(pán)(1)；d.Z型彎軸段(22)上還套設(shè)有擺盤(pán)推力軸承(33)，擺盤(pán)推力軸承(33)分別頂持于擺盤(pán)(1)和傳動(dòng)軸(2)的固定螺母(17)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體式擺盤(pán)機(jī)構(gòu)，其特征是傳動(dòng)軸(2)的動(dòng) 力段(21)和支承段(23)的中心線共線，Z型彎軸段(22)兩端分別設(shè)置 有大斜段(22)和小斜段(226)， Z型彎軸段(22)的中心線和動(dòng)力段(21) 的中心線共處一個(gè)平面并呈一交錯(cuò)夾角，構(gòu)成傳動(dòng)軸(2)呈Z型彎曲形狀， 傳動(dòng)軸(2)的支承段(23)相對(duì)Z型彎曲段(22)中心線的最大徑向尺寸 小于傳動(dòng)軸(2)的Z型彎曲段(22)上螺紋段(225)的直徑。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體式擺盤(pán)機(jī)構(gòu)，其特征是整體式轉(zhuǎn)盤(pán)(1) 沿圓周向布設(shè)有一組雙球形連桿(6)，其數(shù)量為奇數(shù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的整體式擺盤(pán)機(jī)構(gòu)，其特征是整體式轉(zhuǎn)盤(pán)(l) 上的雙球形連桿(6)的一端連設(shè)有一導(dǎo)向活塞(5)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體式擺盤(pán)機(jī)構(gòu)，其特征是擺盤(pán)(1)上設(shè)置 有一錐齒輪(14)，座體(4)上設(shè)置有一錐齒輪(41)， 二錐齒輪(14、 41) 相互嚙合，構(gòu)成擺盤(pán)機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向傳動(dòng)副，二錐齒輪(14、 41)的中心線夾角和傳動(dòng)軸(2)的動(dòng)力段(21)中心線與Z型彎軸段(22)中心的夾角相等。 6、根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的整體式擺盤(pán)機(jī)構(gòu)，其特征是擺盤(pán)(1)上 錐齒輪(14)的齒數(shù)和座體(4)上錐齒輪(41)的齒數(shù)相同。
專利摘要一種整體式擺盤(pán)機(jī)構(gòu)，主要解決簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)和提高傳動(dòng)效率等技術(shù)問(wèn)題，其采用技術(shù)方案是，機(jī)構(gòu)設(shè)置有一整體式擺盤(pán)，機(jī)構(gòu)傳動(dòng)軸是大端動(dòng)力段、大小端Z型彎曲段和小端支承段呈一體，Z型彎軸段設(shè)有擺盤(pán)滾動(dòng)軸承，該軸承上套設(shè)擺盤(pán)，Z型彎軸段上還套設(shè)有擺盤(pán)推力軸承，該軸承分別頂持于擺盤(pán)和傳動(dòng)軸的固定螺母，適用于各種工作機(jī)械或動(dòng)力機(jī)械。
文檔編號(hào)F16H23/04GK201106666SQ20072007370
公開(kāi)日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2007年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月16日
發(fā)明者呂偉領(lǐng), 兵 李, 圖 陳, 顧軍威 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七○四研究所