[发明专利]具有往复式滑块曲柄机构的机器以及用于设计具有往复式滑块曲柄机构的机器的方法

权利要求书

1.一种具有往复式滑块曲柄机构的机器，所述机器包括：

往复运动部，其包括被构造成在气缸中往复运动的活塞、活塞销以及通过所述活塞销连接到所述活塞的连杆的小端部；

旋转运动部，其包括具有曲柄销部的可旋转曲轴和连接到所述曲轴的曲柄销部的所述连杆的大端部；

第一平衡器轴，其被构造成在与所述曲轴的旋转方向相反的旋转方向上以与所述曲轴的旋转速度相同的旋转速度与所述曲轴的旋转一起旋转；以及

第二平衡器轴，其在从所述曲轴的轴向观察时相对于所述气缸的中心线布置在所述第一平衡器轴的相反侧，并且被构造成在与所述曲轴的旋转方向相反的旋转方向上以与所述曲轴的旋转速度相同的旋转速度与所述曲轴的旋转一起旋转，其中：

所述曲轴的轴线、所述第一平衡器轴的轴线和所述第二平衡器轴的轴线没有布置在同一平面上；并且

所述往复式滑块曲柄机构被构造成满足以下设定公式：

U_Cr＝U_P×0.5

α_Cr＝180°

U_B(Fr)＝{U1_B(Fr)²+U2_B(Fr)²}^1/2

U1_B(Fr)＝-U_P×0.5×{Lx'_B(Rr)/(Lx'_B(Rr)-Lx'_B(Fr))}

U2_B(Fr)＝-U_P×0.5×{Ly'_B/(Lx'_B(Rr)-Lx'_B(Fr))}

α_B(Fr)＝180°-arctan(U2_B(Fr)/U1_B(Fr))

U_B(Rr)＝{U1_B(Rr)²+U2_B(Rr)²}^1/2

U1_B(Rr)＝-U_P×0.5×{Lx'_B(Fr)/(Lx'_B(Fr)-Lx'_B(Rr))}

U2_B(Rr)＝-U2_B(Fr)

α_B(Rr)＝180°-arctan(U2_B(Rr)/U1_B(Rr))

其中

从所述曲轴的轴向观察时，所述曲轴的轴线为原点，从所述原点沿着所述气缸的中心线向所述活塞延伸的轴线是Y轴，并且与所述Y轴垂直的轴线是X轴，

从所述曲轴的轴向观察时，所述曲轴的旋转方向是正转方向，并且与所述曲轴的旋转方向相反的方向是反转方向，

Lx_B(Fr)：所述第一平衡器轴的轴线的X坐标值

Ly_B(Fr)：所述第一平衡器轴的轴线的Y坐标值

Lx_B(Rr)：所述第二平衡器轴的轴线的X坐标值

Ly_B(Rr)：所述第二平衡器轴的轴线的Y坐标值

β：从所述曲轴的轴向观察时连接在所述第一平衡器轴的轴线与所述第二平衡器轴的轴线之间的直线在所述正转方向上与所述Y轴的角度＝90°+arctan{(Ly_B(Rr)-Ly_B(Fr))/(Lx_B(Rr)-Lx_B(Fr))}

γ_B(Fr)：从所述曲轴的轴向观察时连接在所述第一平衡器轴的轴线与所述曲轴的轴线之间的直线在所述正转方向上与所述Y轴的角度＝90°+arctan(Ly_B(Fr)/Lx_B(Fr))

γ_B(Rr)：从所述曲轴的轴向观察时连接在所述第二平衡器轴的轴线与所述曲轴的轴线之间的直线在所述正转方向上与所述Y轴的角度＝90°+arctan(Ly_B(Rr)/Lx_B(Rr))

X'轴：在所述正转方向上从所述X轴倾斜β-90°的轴线

Y'轴：在所述正转方向上从所述Y轴倾斜β-90°的轴线

Lx'_B(Fr)：所述第一平衡器轴的轴线的X'坐标值＝(Lx_B(Fr)-Ly_B(Fr)/tanβ)×sinβ

Ly'B：所述第一平衡器轴和所述第二平衡器轴的轴线的Y'坐标值＝(Lx_B(Fr)+Ly_B(Fr)×tanβ)×cosβ

Lx'_B(Rr)：所述第二平衡器轴的轴线的X'坐标值＝(Lx_B(Rr)-Ly_B(Rr)/tanβ)×sinβ

θ_Cr：所述曲轴在所述正转方向上的旋转角度，其中，假定当所述曲轴的曲柄销部在所述Y轴上时θ_Cr为0°

U_P：所述往复运动部的不平衡量＝m_P×R，其中，m_P是往复运动部的质量，并且R是曲柄半径

U_Cr：所述旋转运动部的不平衡量＝m_Cr×r_Cr，其中，m_Cr是所述旋转运动部的质量，并且r_Cr是所述曲轴的轴线与所述旋转运动部的重心之间的距离

α_Cr：当θ_Cr＝0°时，所述旋转运动部的不平衡方向，所述旋转运动部的不平衡方向是所述旋转运动部在所述正转方向上与所述Y轴的角度

U_B(Fr)：所述第一平衡器轴的不平衡量＝m_B(Fr)×r_B(Fr)，其中，m_B(Fr)是所述第一平衡器轴的质量，并且r_B(Fr)是所述第一平衡器轴的轴线与所述第一平衡器轴的重心之间的距离

U1_B(Fr)：当θ_Cr＝0°时，所述第一平衡器轴的不平衡量U_B(Fr)的Y轴方向分量

U2_B(Fr)：当θ_Cr＝0°时，所述第一平衡器轴的不平衡量U_B(Fr)的X轴方向分量

α_B(Fr)：当θ_Cr＝0°时，所述第一平衡器轴的不平衡方向，所述第一平衡器轴的不平衡方向是所述第一平衡器轴在所述正转方向上与所述Y轴的角度

U_B(Rr)：所述第二平衡器轴的不平衡量＝m_B(Rr)×r_B(Rr)，其中，m_B(Rr)是所述第二平衡器轴的质量，并且r_B(Rr)是所述第二平衡器轴的轴线与所述第二平衡器轴的重心之间的距离

U1_B(Rr)：当θ_Cr＝0°时，所述第二平衡器轴的不平衡量U_B(Rr)的Y轴方向分量

U2_B(Rr)：当θ_Cr＝0°时，所述第二平衡器轴的不平衡量U_B(Rr)的X轴方向分量

α_B(Rr)：当θ_Cr＝0°时，所述第二平衡器轴的不平衡方向，所述第二平衡器轴的不平衡方向是所述第二平衡器轴在所述正转方向上与所述Y轴的角度。