一种满足动平衡要求的减振曲轴连杆总成制造技术

本发明专利技术公开了一种满足动平衡要求的减振曲轴连杆总成，包括左曲柄、右曲柄、设置在右曲柄上的半圆键、设置在右曲柄上的轴承、曲柄销和活塞，所述左曲柄和右曲柄通过曲柄销压装成一体，所述曲柄销的中部设有连杆，且连杆的大头转动连接在曲柄销的外侧中部，所述连杆的小头一端活动安装有活塞销，所述活塞通过活塞销与连杆的小头连接成一体。该满足动平衡要求的减振曲轴连杆总成，通过在左右曲柄上附加平衡重的方法，有效平衡曲轴连杆机构运动所产生的往复惯性力和旋转惯性力，从而降低震动，提高了使用舒适性和可靠性。

A Kind of Vibration Absorbing Crankshaft Connecting Rod Assembly Meeting the Requirement of Dynamic Balance

【技术实现步骤摘要】
一种满足动平衡要求的减振曲轴连杆总成
本专利技术涉及小型汽油机类
，具体为一种满足动平衡要求的减振曲轴连杆总成。
技术介绍
在小型通用发动机工作循环中，活塞沿气缸内壁作高速往返直线运动，并且速度分布不均匀，在上下止点位置，活塞的速度为零，而在上下止点中间的位置速度达到最高，因此在活塞、活塞销和连杆小头上产生往复惯性力，通过主轴承使发动机产生上下跳动的效应；；另一方面，曲柄销和连杆大头绕曲轴中线做高速旋转运动，产生旋转惯性力，也通过主轴承使发动机产生左右摆动的效应；并且小型通用发动机曲轴连杆机构运动所产生的往复惯性力和旋转惯性力是周期性发生变化的，这些周期性变化的力传给发动机支承，引起发动机振动，影响使用舒适性和可靠性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种满足动平衡要求的减振曲轴连杆总成，通过在左右曲柄上附加平衡重的方法，有效平衡曲轴连杆机构运动所产生的往复惯性力和旋转惯性力，从而降低震动，提高了使用舒适性和可靠性，可以有效解决
技术介绍
中的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种满足动平衡要求的减振曲轴连杆总成，包括左曲柄、右曲柄、设置在右曲柄上的半圆键、设置在右曲柄上的轴承、曲柄销和活塞，所述左曲柄和右曲柄通过曲柄销压装成一体，所述曲柄销的中部设有连杆，且连杆的大头转动连接在曲柄销的外侧中部，所述连杆的小头一端活动安装有活塞销，所述活塞通过活塞销与连杆的小头连接成一体。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述活塞的下端装配有气环和油环，且气环和油环位于活塞与活塞销之间。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本满足动平衡要求的减振曲轴连杆总成，通过在左右曲柄上附加平衡重的方法，有效平衡曲轴连杆机构运动所产生的往复惯性力和旋转惯性力，从而降低震动，提高了使用舒适性和可靠性。附图说明图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术结构的左视示意图；图3为本专利技术中振动峰值减小的示意图；图4为本专利技术中F矢量端轨迹的示意图；图5为本专利技术中平衡块质量的示意图；图6为本专利技术中惯性力椭圆曲线的示意图。图中：1左曲柄、2正时齿轮、3活塞、4气环、5油环、6活塞销、7连杆、8曲柄销、9轴承、10半圆键。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-2，本专利技术提供一种技术方案：一种满足动平衡要求的减振曲轴连杆总成，包括左曲柄1、右曲柄、设置在右曲柄上的半圆键10、设置在右曲柄上的轴承9、曲柄销8和活塞3，左曲柄1和右曲柄通过曲柄销8压装成一体，曲柄销8的中部设有连杆7，且连杆7的大头转动连接在曲柄销8的外侧中部，连杆7的小头一端活动安装有活塞销6，活塞3通过活塞销6与连杆7的小头连接成一体，连杆7大头可以绕曲轴销8旋转运动，连杆7小头可以绕活塞销6自由摆动，活塞3的下端装配有气环4和油环5，且气环4和油环5位于活塞3与活塞销6之间，通过在左右曲柄上附加平衡重的方法，有效平衡曲轴连杆机构运动所产生的往复惯性力和旋转惯性力，从而降低震动，提高了使用舒适性和可靠性。在使用时：发动机工作时，曲柄连杆总成作复合平面运动。在力学上可采用双集中质量系统来替代实际机构的质量分布，即一部分为作往复直线运动的质量mj，包括活塞3质量mp和连杆7换算到小头中心的质量m1，它们集中作用在活塞销6中心，会产生直线往复惯性力Pj。另一部分为作旋转运动的不平衡质量mr，包括曲柄销8换算质量mk、滚针轴承质量mg及连杆7换算到大头中心的质量m2，它们集中作用于曲柄销8中心，会产生离心惯性力Pr，往复惯性力Pj和离心惯性力Pr按一定的周期交变地作用在发动机上，引起整机振动，使机器的平顺性和舒适性大大降低。(1)复惯性力PjPj＝PjⅠ+PjⅡ＝mjRω2cosα+mjRω2λcos2α一般只取Ⅰ级往复惯性力PjⅠ分析已足够，即Pj＝mjRω2cosα方向沿着气缸中心线⑵离心惯性力PrPr＝－mrRω2方向始终沿曲柄向外，由式可知若ω以某一恒定速度运转时，Pr为一个大小不变的力。若要完全平衡Pj和Pr，则须配备结构复杂的双曲轴平衡机械，即在气缸中心线的两侧对称安装两对带平衡重的平衡轴，该方法所占空间较大，对小型发动机而言不切实际，一般多用简单的过量平衡，即在曲轴上装置较大的平衡重，此平衡重旋转产生的离心力Pd，不仅平衡了离心惯性力Pr，还存在剩余离心力ΔP＝Pd－Pr，使其在Y轴(气缸中心线方向)的分力ΔPcosα来平衡掉一部分Pj，但在X轴方向同时出现不平衡力ΔPsinα。实际上是将Pj中的一部分力从Y轴上转移到X轴方向上，从而使振动的峰值减小(见图3)。设(ε为过量平衡系数)C＝mjRω2剩余离心力ΔP与一阶往复惯性力Pj的合力在X、Y轴上的投影为：Y轴方向FY＝Pj－ΔPcosα＝Ccosα－εCcosα＝C(1－ε)cosαX轴方向FX＝ΔPsinα＝εCsinα从上两式中消去α得：可知F矢量端轨迹是一个椭圆(见图4)。一般总是希望较大的惯性力，即椭圆的长轴方向，放在发动机刚度较大的方向或吸振能力较好的方向。因此该曲轴连杆总成动平衡计算如下运用上述动平衡分析理论，通过电子称和Pro/E软件中的三维造型模型分析功能可知，活塞3质量mP＝204克，连杆7总重mL＝220.6克，换算成大小头质量后即大头质量m2为139克，小头质量m1为80.6克，曲柄销8质量mk＝279克，挡圈质量mq＝2.6×2＝5.2克(2个)，滚针轴承质量mg＝45克。⑴离心质量mr＝m连杆大头+m曲柄销+m挡圈+m滚针轴承＝m2+mk+mq+mg＝139+279+5.2+45＝468.2(克)离心质量产生的惯性力Pr＝mrRω2＝468.2×33.4ω2＝15637.9ω2⑵往复质量mj＝m连杆小头+m活塞＝m1+mp＝80.6+204＝284.6(克)往复质量产生的惯性力Pj＝－mjRω2cosα＝－284.6×33.4ω2cosα＝－9505.6ω2cosα(α为曲轴转角)⑶平衡质量md运用Pro/E软件中的模型分析功能可求得平衡块的重量和质心(见图5)。即md＝1394.5(克)，质心坐标(X，Y)为(－1.4，－6.73)，求得质心与曲柄旋转中心距离：平衡质量产生的惯性力：Pd＝mdRω2＝1394.5×2(左右曲柄)×6.874ω2＝19171.6ω2⑷动平衡分析平衡质量产生的惯性力有两种作用一部分用来平衡离心惯性力Pr，另一部分用来平衡往复惯性力Pj。平衡质量平衡离心惯性力Pr后的剩余离心力投影(见图5)：在Y轴上，ΔPY＝Pdcos11.75°－Pr＝19171.6ω2cos11.75°－15637.9ω2＝3132ω2在X轴上，ΔPX＝Pdsin11.75°＝19171.6ω2sin11.75°＝3904ω2则剩余合力：夹角(见图6)即平衡质量除平衡离心惯性力Pr外，还剩5005.1ω2来平衡往复惯性力Pj，此剩余力与Y轴(气缸中心线方向)夹角为51.2°。此时，剩余离心力与往复惯性力Pj的合力F在X、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种满足动平衡要求的减振曲轴连杆总成，其特征在于：包括左曲柄(1)、右曲柄、设置在右曲柄上的半圆键(10)、设置在右曲柄上的轴承(9)、曲柄销(8)和活塞(3)，所述左曲柄(1)和右曲柄通过曲柄销(8)压装成一体，所述曲柄销(8)的中部设有连杆(7)，且连杆(7)的大头转动连接在曲柄销(8)的外侧中部，所述连杆(7)的小头一端活动安装有活塞销(6)，所述活塞(3)通过活塞销(6)与连杆(7)的小头连接成一体。

【技术特征摘要】
1.一种满足动平衡要求的减振曲轴连杆总成，其特征在于：包括左曲柄(1)、右曲柄、设置在右曲柄上的半圆键(10)、设置在右曲柄上的轴承(9)、曲柄销(8)和活塞(3)，所述左曲柄(1)和右曲柄通过曲柄销(8)压装成一体，所述曲柄销(8)的中部设有连杆(7)，且连杆(7)的大头转动连接在曲柄销(8)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨慧明，刘永根，陈军，
申请(专利权)人：浙江派尼尔科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33