[发明专利]一种具有两个方向旋转自由度的转动连接组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种直线-旋转运动转换机构部件，尤其是一种具有两个方向旋转自由度的转动连接组件，也就是轴承组件，应用于斜盘或摇摆盘等轴向式传动机构领域。

背景技术

斜盘或摇摆盘等轴向式传动机构是将直线往复运动转化为旋转运动的常用部件，如斜盘或摇摆盘式传动结构斯特林发动机中，传动机构多采用斜盘或摇摆盘式结构，活塞的运行方向与输出轴的轴线方向相同，使得布置紧凑，有利于发动机的小型化设计，因此活塞的直线-旋转运动的转换机构部件就显得尤为重要，而其中轴承组件是其中的一个重要零部件，其往往涉及两个自由度的运动环境，其性能、可靠性直接影响发动机的性能和可靠性，因此一直是国内外研究的热点。公开号为CN 101641497A的中国专利文献介绍了一种可以实现二个转动自由度的组合结构形式，它由摆筒销、轴承座、U形连杆、连杆销以及五个轴承(包括二个球轴承、一个滚针轴承和两个止推轴承)等多个零件组成。在传动系统中：摆筒销前端螺纹与摆筒相连接，U型连杆与活塞杆相连接，上述组合结构可实现直线往复运动与旋转运动之间的相互转化，但存在如下不足：

(1)组件结构复杂，零部件较多，轴承就多达五个，不利于机构小型化和轻量化；

(2)轴承较多，尤其是滚针轴承和止推轴承存在润滑及润滑油密封难度较大的问题，控制不好，会影响机构工作的可靠性；

(3)U形连杆工艺性较差，加工难度大，成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可用于实现两个方向转动自由度的组合装置(又称轴承组件)，解决目前的轴承组件结构复杂，零部件多，成本高，可靠性差的问题。

为实现上述目的，本发明提出了一种具有两个方向旋转自由度的转动连接组件，包括轴承、轴承座和连杆，其还包括横向中心轴和纵向中心轴，横向中心轴中间与其轴线垂直方向有一通孔，纵向中心轴穿过上述的通孔，与横向中心轴十字交叉布置；所述的轴承座为中空的框架结构，横向中心轴和纵向中心轴布置在轴承座内；横向中心轴通过横向轴承与轴承座连接，横向布置在轴承座内；所述的连杆的一端为中空的筒体结构，横向中心轴上有与所述的筒体结构相适配的矩形通孔，连杆通过纵向轴承穿置在纵向中心轴上，并与纵向中心轴连接，连杆可以沿横向中心轴的轴线在一定角度内横向转动，并可沿纵向中心轴的轴线在轴承座内在一定角度内转动。

优选地，上述的具有两个方向旋转自由度的转动连接组件，轴承座横向有一个布置横向中心轴的通孔，垂向有一个用于布置连杆的大端/头的通孔，纵向也设置有便于安装/拆卸纵向中心轴的通孔，上述垂向和纵向的通孔足够大，保证连杆沿轴承座的横向、纵向的有足够转动空间。

优选地，上述的具有两个方向旋转自由度的转动连接组件，支撑横向中心轴的轴承为两个，布置在连杆的两侧，采用一端固定一端游离支撑的形式，游离支撑端的横向轴承采用挡圈固定，固定支撑端的横向轴承的内圈采用内螺纹挡圈定位，外圈采用外螺纹挡圈定位。

优选地，上述的具有两个方向旋转自由度的转动连接组件，纵向轴承外圈通过孔用挡圈进行定位，纵向轴承内圈通过一对轴承挡圈进行定位，并通过设置在纵向中心轴端面的螺钉/栓通过压块锁紧固定。

优选地，上述的具有两个方向旋转自由度的转动连接组件，所述的纵向中心轴与纵向轴承之间采用间隙或过渡配合，连杆与纵向轴承之间采用过渡或过盈配合。

优选地，上述的具有两个方向旋转自由度的转动连接组件，所述的横向中心轴上设置有中心孔。

优选地，上述的具有两个方向旋转自由度的转动连接组件，所述的横向轴承和纵向轴承采用自润滑轴承。

本发明的有益效果是：

采用上述技术方案设计了适用于某气体发动机的部件，并在样机上进行了验证试验，并经超过100小时的连续运行试验，试验结果表明，该装置运转平稳、可靠，振动噪声低，相比传统的结构，其具有结构紧凑，零部件少，可靠性高，成本低的优点。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的外形结构示意图。

图2是本发明的纵向剖视图。

图3是本发明的横向剖视图。

1-轴承座；2-横向中心轴；3-纵向中心轴；4-螺栓；5-连杆；6-横向轴承；7-挡圈；8-纵向轴承；9-内螺纹挡圈；10-外螺纹挡圈；11-轴承挡圈；12-螺钉/栓；13-孔用挡圈。

具体实施方式