RU221769U1 - Исполнительный механизм машины объемного действия - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области машин объемного действия и может быть использована при создании исполнительных механизмов поршневых компрессоров и насосов, работающих за счет изменения объема рабочей полости. Исполнительный механизм машины объемного действия содержит гайку, поршни, жестко связанные между собой штоком, который установлен в направляющей и имеет частично нарезанную многозаходную резьбу, цилиндры, в которых установлены нагнетательные и всасывающие клапаны. Кроме того, исполнительный механизм содержит корпус, в котором соосно установлены входной и выходной валы, неподвижное эллиптическое зубчатое колесо, жестко закрепленное на корпусе соосно входному валу, эллиптическое зубчатое колесо, установленное на выходном валу, зубчатый сектор, жестко закрепленный на выходном валу и спроектированный таким образом, чтобы центр масс системы звеньев, включающей эллиптическое зубчатое колесо на выходном валу, выходной вал и зубчатый сектор, лежал на оси вращения выходного вала. Гайка неподвижно закреплена на зубчатом колесе, соединенном посредством зубчатой передачи с зубчатым сектором. На входном валу установлено водило и соединено через вращательную кинематическую пару с валом сателлита. Сателлит состоит из эллиптического зубчатого колеса и эллиптической шестерни, повернутых на 180° относительно друг друга и соединенных валом, причем эллиптическое зубчатое колесо сателлита соединено с неподвижным эллиптическим зубчатым колесом одного с ним размера, а эллиптическая шестерня сателлита состоит в зубчатом зацеплении с эллиптическим зубчатым колесом одного с ним размера, при этом геометрические параметры всех эллиптических колес, а именно большие полуоси a и малые полуоси b, одинаковы. Все эллиптические колеса установлены на своих валах таким образом, что ось вращения вала проходит через точку, называемую фокусом делительного эллипса, которая расположена на большой полуоси делительного эллипса на расстоянии с, равном , от центра делительного эллипса, и таким образом достигается непрерывность их зацепления. На водиле противоположно валу сателлита на расстоянии H, равном расстоянию между осями вращения входного вала и вала сателлита, установлен противовес, масса которого равна массе сателлита. Техническим результатом является снижение шума и вибраций при работе исполнительного механизма машины объемного действия.

Description

Полезная модель относится к области машин объемного действия и может быть использована при создании исполнительных механизмов поршневых компрессоров и насосов, работающих за счет изменения объема рабочей полости.

Известен исполнительный механизм машины объемного действия [Смелягин А.И. Теория механизмов и машин. Курсовое проектирование: Учебное пособие. - М: ИНФРА-М; Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. - с 244-245.], содержащий шарнирный четырехзвенник (кривошипно-коромысловый механизм) к коромыслу которого присоединен коромыслово-ползунный механизм с поршнями, которые движутся в цилиндрах, являющихся одновременно направляющими.

Недостатком указанного исполнительного механизма является использование в его схеме шарнирного четырехзвенника с неуравновешенными массами, что приводит к шуму и вибрациям при работе устройства.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является исполнительный механизм машины объемного действия (Патент на полезную модель №RU 109796 U1, кл. F01B 1/10), содержащий поршни, установленные с возможностью перемещения в своих цилиндрах с образованием рабочих камер, поршни жестко связаны между собой штоком, совершающим возвратно-поступательное движение, и соединены с механизмом привода в виде кривошипно-коромыслового механизма, содержащего кривошип, шатун и коромысло, а на цилиндрах расположены органы газораспределения в виде клапанов, отличающийся тем, что дополнительно содержит гайку, неподвижно закрепленную на коромысле, а шток выполнен в виде винта с частично нарезанной многозаходной резьбой и образует с гайкой передачу винт-гайка.

Недостатки прототипа также обусловлены использованием в его составе шарнирного четырехзвенника с неуравновешенными массами, которые приводят к шуму и вибрациям при работе устройства.

Технической задачей заявляемой полезной модели является создание исполнительного механизма машины объемного действия, характеризующегося более высокой уравновешенностью.

Техническим результатом является снижение шума и вибраций при работе исполнительного механизма машины объемного действия.

Технический результат достигается исполнительным механизмом машины объемного действия, содержащим гайку, поршни, жестко связанные между собой штоком, который установлен в направляющей и имеет частично нарезанную многозаходную резьбу, цилиндры, в которых установлены нагнетательные и всасывающие клапаны. Кроме того, исполнительный механизм содержит корпус, в котором соосно установлены входной и выходной валы, неподвижное эллиптическое зубчатое колесо, жестко закрепленное на корпусе соосно входному валу, эллиптическое зубчатое колесо, установленное на выходном валу, зубчатый сектор, жестко закрепленный на выходном валу и спроектированный таким образом, чтобы центр масс системы звеньев, включающей эллиптическое зубчатое колесо на выходном валу, выходной вал и зубчатый сектор, лежал на оси вращения выходного вала. Гайка неподвижно закреплена на зубчатом колесе, соединенном посредством зубчатой передачи с зубчатым сектором. На входном валу установлено водило и соединено через вращательную кинематическую пару с валом сателлита. Сателлит состоит из эллиптического зубчатого колеса и эллиптической шестерни, повернутых на 180° относительно друг друга и соединенных валом, причем эллиптическое зубчатое колесо сателлита соединено с неподвижным эллиптическим зубчатым колесом одного с ним размера, а эллиптическая шестерня сателлита состоит в зубчатом зацеплении с эллиптическим зубчатым колесом одного с ним размера, при этом геометрические параметры всех эллиптических колес, а именно большие полуоси a и малые полуоси b, одинаковы. Все эллиптические колеса установлены на своих валах таким образом, что ось вращения вала проходит через точку, называемую фокусом делительного эллипса, которая расположена на большой полуоси делительного эллипса на расстоянии с, равном , от центра делительного эллипса, и таким образом достигается непрерывность их зацепления. На водиле противоположно валу сателлита на расстоянии H, равном расстоянию между осями вращения входного вала и вала сателлита, установлен противовес, масса которого равна массе сателлита.

Полезная модель поясняется следующими чертежами.

На фиг. 1 приведена схема исполнительного механизма машины объемного действия, на фиг. 2 представлен разрез А-А (корпус не показан).

Исполнительный механизм машины объемного действия содержит корпус 1, в котором соосно установлены входной 2 и выходной 3 валы. Неподвижное эллиптическое зубчатое колесо 4 жестко закреплено на корпусе соосно входному валу 2. Эллиптическое зубчатое колесо 5 установлено на выходном валу 3. Водило 6 установлено на входном валу 2 и соединено через вращательную кинематическую пару с валом сателлита 7. Сателлит состоит из эллиптического зубчатого колеса 8 и эллиптической шестерни 9, повернутых на 180° относительно друг друга и соединенных валом 7. Эллиптическое зубчатое колесо сателлита 8 соединено с неподвижным эллиптическим зубчатым колесом 4 одного с ним размера, а эллиптическая шестерня сателлита 9 состоит в зубчатом зацеплении с эллиптическим зубчатым колесом 5 одного с ним размера, при этом геометрические параметры всех эллиптических колес, а именно большие полуоси a и малые полуоси b, одинаковы. Все эллиптические колеса установлены на своих валах таким образом, что ось вращения вала проходит через точку, называемую фокусом делительного эллипса, которая расположена на большой полуоси делительного эллипса на расстоянии с, равном , от центра делительного эллипса, и таким образом достигается непрерывность их зацепления. На водиле 6 противоположно валу сателлита 7 на расстоянии H, равном расстоянию между осями вращения входного вала 2 и вала сателлита 7, установлен противовес 10, масса которого равна массе сателлита. На выходном валу 3 жестко закреплен зубчатый сектор 11, который спроектирован таким образом, чтобы центр масс системы звеньев, включающей эллиптическое зубчатое колесо 5, выходной вал 3 и зубчатый сектор 11, лежал на оси вращения выходного вала 3. Зубчатое колесо 12 с неподвижно закрепленной на нем гайкой 13 находится в зацеплении с зубчатым сектором 11. Поршни 14 и 15 жестко связаны между собой штоком 16, который установлен в направляющей 17 и имеет частично нарезанную многозаходную резьбу 18. В цилиндрах 19 и 20 установлены нагнетательные клапаны 21, 22 и всасывающие клапаны 23, 24.

Исполнительный механизм машины объемного действия работает следующим образом.

При вращении входного вала 2 и соответственно закрепленного на нем водила 6, эллиптическое зубчатое колесо 8 обкатывается по неподвижному эллиптическому зубчатому колесу 4. Вращательное движение колеса 8 через вал сателлита 7 и эллиптическую шестерню 9 передается эллиптическому зубчатому колесу 5 и выходному валу 3, при указанном соотношении размеров эллиптических колес выходной вал 3 через полный оборот входного вала 2 и водила 6 оказывается в том же положении, однако благодаря переменным передаточным отношениям пар эллиптических колес 8 и 4, 9 и 5 совершает возвратно-вращательное движение, которое передается с помощью зубчатого сектора 11 зубчатому колесу 12. При этом в гайке 13, неподвижно закрепленной на зубчатом колесе 12, с нарезанной резьбой перемещается шток 16, выполняющей функцию винта, имеющий переменный профиль с частично нарезанной многозаходной резьбой 18 и движущийся возвратно-поступательно в направляющей 17. Возвратно-поступательное движение штока приводит в движение поршни 14 и 15, движущиеся в цилиндрах 19 и 20. Движение поршней в цилиндрах изменяет объем газа в рабочих камерах, что приводит к открытию (закрытию) нагнетательных клапанов 21 и 22 и всасывающих клапанов 23 и 24, соответственно.

Одинаковые размеры эллиптического зубчатого колеса 8 и шестерни 9 позволяют расположить центр масс сателлита на оси вращения вала 7. При работе исполнительного механизма центр масс системы звеньев, включающей водило 6, вал сателлита 7, эллиптическое зубчатое колесо 8, эллиптическую шестерню 9, а также противовес 10, находится на оси вращения входного вала 2, а центр масс системы звеньев, включающей эллиптическое зубчатое колесо 5, выходной вал 3 и зубчатый сектор 11, находится на оси вращения выходного вала 3, и таким образом достигается высокая уравновешенность машины объемного действия, что обеспечивает достижение технического результата.

Claims (1)

1. Исполнительный механизм машины объемного действия, содержащий гайку, поршни, жестко связанные между собой штоком, который установлен в направляющей и имеет частично нарезанную многозаходную резьбу, цилиндры, в которых установлены нагнетательные и всасывающие клапаны, отличающийся тем, что механизм содержит корпус, в котором соосно установлены входной и выходной валы, неподвижное эллиптическое зубчатое колесо, жестко закрепленное на корпусе соосно входному валу, эллиптическое зубчатое колесо, установленное на выходном валу, зубчатый сектор, жестко закрепленный на выходном валу и спроектированный таким образом, чтобы центр масс системы звеньев, включающей эллиптическое зубчатое колесо на выходном валу, выходной вал и зубчатый сектор, лежал на оси вращения выходного вала, при этом гайка неподвижно закреплена на зубчатом колесе, соединенном посредством зубчатой передачи с зубчатым сектором, водило, установленное на входном валу и соединенное через вращательную кинематическую пару с валом сателлита, состоящего из эллиптического зубчатого колеса и эллиптической шестерни, повернутых на 180° относительно друг друга и соединенных валом, причем эллиптическое зубчатое колесо сателлита соединено с неподвижным эллиптическим зубчатым колесом одного с ним размера, а эллиптическая шестерня сателлита состоит в зубчатом зацеплении с эллиптическим зубчатым колесом одного с ним размера, при этом геометрические параметры всех эллиптических колес, а именно большие полуоси a и малые полуоси b, одинаковы, кроме того, все эллиптические колеса установлены на своих валах таким образом, что ось вращения вала проходит через точку, называемую фокусом делительного эллипса, которая расположена на большой полуоси делительного эллипса на расстоянии с, равном , от центра делительного эллипса, и таким образом достигается непрерывность их зацепления, противовес, установленный на водиле противоположно валу сателлита на расстоянии H, равном расстоянию между осями вращения входного вала и вала сателлита, и имеющий массу, равную массе сателлита.