RU2308603C2 - Motion converter - Google Patents

Motion converter Download PDF

Info

Publication number
RU2308603C2
RU2308603C2 RU2005118223/11A RU2005118223A RU2308603C2 RU 2308603 C2 RU2308603 C2 RU 2308603C2 RU 2005118223/11 A RU2005118223/11 A RU 2005118223/11A RU 2005118223 A RU2005118223 A RU 2005118223A RU 2308603 C2 RU2308603 C2 RU 2308603C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gear
segment
motion
racks
cylinders
Prior art date
Application number
RU2005118223/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005118223A (en
Inventor
Абдулла Сиражутдинович Алиев (RU)
Абдулла Сиражутдинович АЛИЕВ
Рахметулла Абдуллаевич Алиев (RU)
Рахметулла Абдуллаевич Алиев
Гасан Ахмедович Мамедов (RU)
Гасан Ахмедович Мамедов
Original Assignee
ООО "Научно-производственное предприятие оптикоэлектронных систем" (НПП "ОЭЛС")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ООО "Научно-производственное предприятие оптикоэлектронных систем" (НПП "ОЭЛС") filed Critical ООО "Научно-производственное предприятие оптикоэлектронных систем" (НПП "ОЭЛС")
Priority to RU2005118223/11A priority Critical patent/RU2308603C2/en
Publication of RU2005118223A publication Critical patent/RU2005118223A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2308603C2 publication Critical patent/RU2308603C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: mechanical engineering, particularly combustion engines, pumps and positive displacement compressors, namely mechanisms, which covert reciprocal movement into rotation and vice versa.
SUBSTANCE: motion converter comprises four cylinders grouped in pairs. Pistons of opposite cylinders are connected with each other through fixed bar. The converter has the first and the second pair of fixedly connected parallel toothed racks brought into engagement with corresponding segmental gear-wheels fixedly connected to one output shaft. In each segmented gear-wheel teeth extend for less than half of 180° pitch circle. Segmented gear-wheels cooperating with corresponding toothed racks are shifted through predetermined angle, preferably 90° angle, one relatively another.
EFFECT: increased performance.
3 cl, 5 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к механизмам для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное и наоборот, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, а также в насосах и компрессорах объемного типа.The invention relates to mechanical engineering, and in particular to mechanisms for converting reciprocating motion into rotational and vice versa, and can be used in internal combustion engines, as well as in pumps and compressors of volume type.

Известен механизм для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное и наоборот [1].A known mechanism for converting reciprocating motion into rotational and vice versa [1].

Данный механизм содержит корпус с направляющей, установленный в ней с возможностью осевого перемещения шток, два кривошипа и механизм синхронизации их вращения в противоположных направлениях с равными угловыми скоростями, снабженный закрепленной на штоке кулисой с двумя пазами, при пересечении продольной оси которой с осями вращения кривошипов шипы последних расположены на противоположных концах кулисы и установлены в соответствующих ее пазах с возможностью осевого перемещения, а плоскости вращения кривошипов взаимно параллельны.This mechanism comprises a housing with a guide mounted in it with the possibility of axial movement of the rod, two cranks and a mechanism for synchronizing their rotation in opposite directions with equal angular velocities, equipped with a link with two slots fixed to the rod, when the longitudinal axis intersects the spikes with rotation axes the latter are located at opposite ends of the wings and installed in its corresponding grooves with the possibility of axial movement, and the plane of rotation of the cranks are mutually parallel.

Недостатком данного механизма является несовершенная кинематическая схема, т.к. при преобразовании вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот в механизмах с кривошипом, который совершает оборот на 360°, происходит недостаточно полный отбор мощности, т.е. меньший КПД.The disadvantage of this mechanism is the imperfect kinematic scheme, because when converting rotational motion into reciprocating and vice versa in mechanisms with a crank that rotates 360 °, insufficiently complete power take-off occurs, i.e. lower efficiency.

Цель изобретения - повышение КПД.The purpose of the invention is improving efficiency.

Известен также «Преобразователь вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот» [2], который взят в качестве прототипа. Прототип содержит корпус 1 с зубчатыми колесами 2 и 3, выполняющими функцию механизма синхронизации вращения в противоположных направлениях с равными угловыми скоростями, посаженными на валах 4 заодно с колесами 5, на которых на выступах смонтированы рычаги с пружинами 6 и буферами 7. Валы 4 с колесами 5 упираются в двухрядный упорный подшипник 8 и радиально-упорные подшипники 9, которые смонтированы в муфте 10 с кольцевыми проточками, в которые вставлены рычаги-кривошипы 11, шарнирно связанные со штоками 12 и поршнями 13, движущимися в цилиндре 14, закрепленном на корпусе и преобразующем вращательное движение муфты 15 в возвратно-поступательное движение поршня 13 или наоборот за счет направляющей 16, прикрепленной к корпусу 1 и выполненной с пазами, изогнутыми в разные стороны.Also known "Converter rotational motion in the reciprocating and vice versa" [2], which is taken as a prototype. The prototype contains a housing 1 with gears 2 and 3, performing the function of a synchronization mechanism of rotation in opposite directions with equal angular speeds, mounted on shafts 4 along with wheels 5, on which levers with springs 6 and buffers 7 are mounted on shafts. Shafts 4 with wheels 5 abut against a double-row thrust bearing 8 and angular contact bearings 9, which are mounted in a sleeve 10 with annular grooves into which the crank levers 11 are inserted, pivotally connected to the rods 12 and pistons 13 moving in the cylinder 14, s mounted on the housing and converting the rotational movement of the clutch 15 into the reciprocating motion of the piston 13 or vice versa due to the guide 16 attached to the housing 1 and made with grooves curved in different directions.

При преобразовании вращательного движения в возвратно-поступательное крутящий момент от электродвигателя через муфту 15 передается на зубчатое колесо 2, которое вращает зубчатые колеса 3 в противоположных направлениях с равными угловыми скоростями. Колеса 3 вращаются вместе с колесами 5 и пружинами 6 с буферами 7, ударяющими по кривошипам 11, движущими возвратно-поступательно поршни и в тоже время движущимися по направляющим пазам в бронзовой направляющей 16. За один такт кривошип 11 проходит определенный угол (фиг.3) и отклоняется в сторону, где его двигает такой же рычаг в другую сторону, совершая следующий такт.When converting rotational motion into reciprocating torque from the electric motor through the clutch 15 is transmitted to the gear 2, which rotates the gears 3 in opposite directions with equal angular speeds. The wheels 3 rotate together with the wheels 5 and the springs 6 with buffers 7, striking the cranks 11, reciprocating pistons and at the same time moving along the guide grooves in the bronze guide 16. In one cycle, the crank 11 passes a certain angle (figure 3) and deviates to the side where the same lever moves it to the other side, making the next beat.

Недостатком прототипа является сложность конструкции и низкий КПД, связанный с изменением длины рычага в кривошипно-шатунном механизме.The disadvantage of the prototype is the design complexity and low efficiency associated with a change in the length of the lever in the crank mechanism.

Технической задачей данного изобретения является упрощение конструкции и повышения КПД преобразователя возвратно-поступательного движения во вращательное и наоборот.The technical task of this invention is to simplify the design and increase the efficiency of the Converter reciprocating to rotational and rotational and vice versa.

Данная техническая задача решается следующим образом.This technical problem is solved as follows.

Преобразователь движения содержит четыре цилиндра, расположенные попарно, поршни взаимно противоположных цилиндров которых связаны друг с другом неподвижно, через первую и вторую пару неподвижно связанные параллельные зубчатые рейки. Данные рейки находятся в сцеплении с соответствующими сегментными зубчатыми колесами. Колеса при этом установлены неподвижно на одном выходном валу. На каждом зубчатом колесе зубья занимают менее половины его делительной окружности. Кроме того, процессы взаимодействия зубчатых реек с соответствующими сегментными звездами сдвинуты во времени по фазе, преимущественно на 90°.The motion converter contains four cylinders arranged in pairs, the pistons of mutually opposite cylinders of which are connected to each other motionlessly, through the first and second pair of motionlessly connected parallel gear racks. These racks are in engagement with the respective segment gears. The wheels are mounted motionless on one output shaft. On each gear wheel, the teeth occupy less than half of its pitch circle. In addition, the processes of interaction of the gear racks with the corresponding segment stars are shifted in time in phase, mainly by 90 °.

Вал во втором варианте является ведущим, а первое и второе сегментные колеса, кинематически связанные с соответствующими парами зубчатых реек, установлены с возможностью относительного смещения по углу в пределах от 0 до ±180°, а возвратно-поступательное движение является выходным движением.The shaft in the second embodiment is the drive shaft, and the first and second segment wheels kinematically connected with the corresponding pairs of gear racks are mounted with the possibility of relative displacement along the angle in the range from 0 to ± 180 °, and the reciprocating movement is the output movement.

Данный преобразователь имеет упрощенную конструкцию, низкую себестоимость, а также увеличивается срок эксплуатации. КПД повышается вследствие того, что рычаг не меняется и равен радиусу сегментного колеса. Переключение моментов взаимодействия зубчатых реек 11-14 с соответствующими сегментными зубчатыми колесами 16, 19 происходит в момент, когда поршни 5-8 находятся в мертвых точках. КПД преобразователя повысится на 43%. При косинусоидальном изменении размера рычага в кривошипно-шатунном преобразователе среднее его значение равно 0,57 Lmax. Пропорционально длине рычага будет меняться мощность на валу преобразователя.This converter has a simplified design, low cost, and also increases the service life. Efficiency increases due to the fact that the lever does not change and is equal to the radius of the segmented wheel. Switching the moments of interaction of the gear racks 11-14 with the corresponding segmented gear wheels 16, 19 occurs at the moment when the pistons 5-8 are in dead points. The efficiency of the converter will increase by 43%. With a cosine change in the size of the lever in the crank converter, its average value is 0.57 L max . In proportion to the length of the lever, the power on the converter shaft will change.

Известен также двигатель внутреннего сгорания (ДВС) [3], который содержит цилиндр двухстороннего действия и имеет объединенные рабочие полости, а поршни смежных цилиндров совершают движение в противоположном направлении.Also known is an internal combustion engine (ICE) [3], which contains a double-acting cylinder and has combined working cavities, and the pistons of adjacent cylinders move in the opposite direction.

В этом случае два цилиндра 1, 3 устанавливаются только с одной стороны от вала параллельно друг другу в одной полости (см. фиг.3). При этом отпадает необходимость в двух противоположно установленных цилиндрах 2, 4 и связанных с ними штоках 9, 10. Зубчатые пары реек 9, 10 и 11, 12 могут совершить возвратно-поступательное движение в специальных направляющих пазах в корпусе двигателя.In this case, two cylinders 1, 3 are installed only on one side of the shaft parallel to each other in the same cavity (see figure 3). This eliminates the need for two oppositely mounted cylinders 2, 4 and associated rods 9, 10. The gear pairs of the rails 9, 10 and 11, 12 can reciprocate in special guide grooves in the engine housing.

Применение ДВС совместно с предложенным преобразователем позволит создать компактный двигатель с высоким КПД и низкой себестоимостью.The use of ICE together with the proposed converter will allow you to create a compact engine with high efficiency and low cost.

На фиг.1 представлена конструкция преобразователя движения, где:Figure 1 shows the design of the motion Converter, where:

1, 2, 3, 4 - первый, второй, третий и четвертый цилиндры двигателя внутреннего сгорания (ДВС);1, 2, 3, 4 - the first, second, third and fourth cylinders of an internal combustion engine (ICE);

5, 6, 7, 8 - первый, второй, третий и четвертый поршни ДВС;5, 6, 7, 8 - the first, second, third and fourth pistons of the internal combustion engine;

9, 10 - первая и вторая штанги;9, 10 - the first and second rods;

11, 12 - первая пара зубчатых реек;11, 12 - the first pair of gear racks;

13, 14 - вторая пара зубчатых реек;13, 14 - the second pair of gear racks;

15 - планки;15 - strips;

16 - первая сегментная шестерня;16 - the first segment gear;

17 - уплотнительные кольца (не показаны);17 - o-rings (not shown);

18 - выходной вал.18 - output shaft.

На фиг.2 представлен вид Е по фиг.1, где элементы 4-18 те же, что на фиг.1;Figure 2 presents a view of E in figure 1, where the elements 4-18 are the same as in figure 1;

19 - вторая сегментная шестерня.19 - the second segment gear.

20 - фиксирующий болт (не показан).20 - a fixing bolt (not shown).

На фиг.3 представлен вид сверху на преобразователь при параллельной установке штанг, где:Figure 3 presents a top view of the Converter with parallel installation of the rods, where:

21, 22 - первая и вторая обгонные муфты;21, 22 - the first and second overrunning clutches;

23 - маховик;23 - flywheel;

24 - ведущая шестерня;24 - pinion gear;

25 - поперечные планки;25 - transverse trims;

26, 27 - первая и вторая штанги.26, 27 - the first and second rods.

На фиг.4 представлен вид А по фиг.3, где:Figure 4 presents a view a of figure 3, where:

28 - пружина;28 - spring;

29 - шарнирные соединения (не показаны).29 - swivel joints (not shown).

На фиг.5 представлен вид В по фиг.3, где все позиции те же, что на фиг.3.Figure 5 presents a view In figure 3, where all positions are the same as in figure 3.

На фиг.6 представлен второй вариант преобразователя возвратно-поступательного движения во вращательное, где:Figure 6 presents the second variant of the Converter reciprocating to rotational, where:

30 - стойки;30 - racks;

31 - понтоны;31 - pontoons;

32 - толкатели;32 - pushers;

33 - цепи;33 - chains;

34, 35, 36, 37 - первая, вторая, третья и четвертая звезды, установленные на обгонных муфтах;34, 35, 36, 37 - the first, second, third and fourth stars mounted on overrunning clutches;

38, 39 - первый и второй валы;38, 39 - the first and second shafts;

40, 41 - первая и вторая шестерни;40, 41 - the first and second gears;

42 - маховик;42 - flywheel;

43 - мультипликатор;43 - multiplier;

44 - генератор;44 - generator;

45 - подставка;45 - stand;

46 - направляющие для толкателей.46 - guides for pushers.

Принцип работы преобразователя движения, кинематическая схема которого представлена на фиг.1, заключается в следующем.The principle of operation of the motion Converter, the kinematic diagram of which is presented in figure 1, is as follows.

В первом варианте преобразователя движения четыре цилиндра четырехтактного двигателя внутреннего сгорания 1-4 устанавливаются крестообразно (см. фиг.1).In the first embodiment of the motion converter, the four cylinders of a four-stroke internal combustion engine 1-4 are mounted crosswise (see figure 1).

Штоки 9 двух поршней 5 и 6 (7 и 8) соединены с помощью двух параллельных планок 15 с соответствующими двумя параллельными зубчатыми рейками 11 и 12 (13 и 14).The rods 9 of two pistons 5 and 6 (7 and 8) are connected using two parallel bars 15 with the corresponding two parallel gear racks 11 and 12 (13 and 14).

Первая пара зубчатых реек 11 и 12 входит в сцепление с зубьями первой сегментной шестерни 16. Зубьями охвачена только одна половина сегментной шестерни. При вхождении одной из зубчатых реек 11 или 12 в сцепление с зубьями сегментной шестерни 16, другая рейка находится в нейтральном положении - вне зацепления.The first pair of gear racks 11 and 12 is engaged with the teeth of the first segment gear 16. The teeth cover only one half of the segment gear. When one of the gear racks 11 or 12 enters the clutch with the teeth of the segment gear 16, the other rack is in the neutral position - out of engagement.

Аналогичным образом вторая пара зубчатых реек 13 и 14, жестко связанная со второй парой поршней 7 и 8, совершающих возвратно-поступательное движение, по очереди входят в сцепление с зубьями второй сегментной шестерни 19.Similarly, a second pair of gear racks 13 and 14, rigidly connected to a second pair of reciprocating pistons 7 and 8, in turn enter into engagement with the teeth of the second segment gear 19.

Так как зубья на сегментных шестернях расположены менее чем на половине делительной окружности, то поочередное сцепление с шестерней зубьев двух параллельных зубчатых реек приводит к вращению сегментной шестерни в одном направлении. На фиг.1 такое взаимодействие реек с шестерней 16 приводит к его вращению и связанного с ним вала 18 против часовой стрелки.Since the teeth on the segment gears are located on less than half of the pitch circle, alternate engagement of two parallel gear racks with the gear of the teeth causes the segment gear to rotate in one direction. In figure 1, this interaction of the racks with gear 16 leads to its rotation and the associated shaft 18 counterclockwise.

На участках сегментных шестерен 16 и 19, где нет зубьев, их срезают на уровне ниже уровня впадин между зубьями. Рейка на этом участке не касается шестерни.In segments of the segment gears 16 and 19, where there are no teeth, they are cut off below the level of the hollows between the teeth. The rack in this section does not touch the gear.

Для исключения «мертвой» точки, когда первая сегментная шестерня 16 находится в нейтральном положении, т.е. вне сцепления с обоими зубчатыми рейками первой пары, одна из реек 13 или 14 второй пары обязательно должна находиться в сцеплении со второй сегментной шестерней 19.To eliminate the “dead point" when the first segment gear 16 is in the neutral position, i.e. out of engagement with both gear racks of the first pair, one of the racks 13 or 14 of the second pair must necessarily be in engagement with the second segment gear 19.

Так как первая 16 и вторая 19 сегментные шестерни на выходном валу 18 установлены неподвижно, то процесс вращения вала непрерывный.Since the first 16 and second 19 segment gears on the output shaft 18 are fixed, the process of rotation of the shaft is continuous.

Зубья на первой и второй сегментных шестернях сдвинуты на 180°, т.е. взаимно дополняют до полного круга. В этом случае рейки входят в сцепление с шестернями со сдвигом по фазе на 90°. Это соответствует тому, что когда середина первой вертикальной (левой) рейки 11 находится в сцеплении со средними зубьями первой сегментной шестерни 16, начало четвертой (верхней) рейки вступает в сцепление с началом зубчатой половины второй сегментной шестерни 19.The teeth on the first and second segment gears are shifted 180 °, i.e. mutually complement to the full circle. In this case, the racks engage with the gears with a phase shift of 90 °. This corresponds to the fact that when the middle of the first vertical (left) rack 11 is in engagement with the middle teeth of the first segment gear 16, the beginning of the fourth (upper) rack engages with the beginning of the gear half of the second segment gear 19.

На фиг.2 приведен вид Е по фиг.1.Figure 2 shows a view of E of figure 1.

На общем валу 18 установлены неподвижно первая 16 и вторая 19 сегментные шестерни. Так как четыре цилиндра четырехтактного двигателя установлены крестообразно, со сдвигом 90° относительно друг друга, наиболее оптимален сдвиг по фазе 90° между процессами взаимодействия зубчатых реек 11 и 12 (13 и 14) с зубчатыми шестернями 16 (19).The first 16 and second 19 segment gears are fixedly mounted on the common shaft 18. Since the four cylinders of the four-stroke engine are mounted crosswise, with a shift of 90 ° relative to each other, the phase shift of 90 ° between the processes of interaction of the gear racks 11 and 12 (13 and 14) with the gears 16 (19) is most optimal.

Сегментные зубчатые шестерни установлены на обоймах обгонных муфт 21, 22, ступицы которых закреплены на выходном валу преобразователя 18. При необходимости может быть установлено храповое колесо с собачкой, исключающее поворот вала 18 в обратном направлении. Для достижения равномерного вращения электрогенератора на валу может быть установлен массивный маховик 23. Такой преобразователь движения может быть установлен для преобразования энергии волн в электрическую. На выходном валу преобразователя неподвижно установлена ведущая шестерня 24, вращение от которой передается через мультипликатор на электрогенератор.Segment gears are mounted on the cages of overrunning clutches 21, 22, the hubs of which are fixed on the output shaft of the transducer 18. If necessary, a ratchet wheel with a dog can be installed to prevent rotation of the shaft 18 in the opposite direction. To achieve uniform rotation of the electric generator, a massive flywheel 23 can be installed on the shaft 23. Such a motion transducer can be installed to convert wave energy into electrical energy. A drive gear 24 is fixedly mounted on the output shaft of the converter, the rotation of which is transmitted through the multiplier to the generator.

Возможен любой другой сдвиг по фазе между указанными процессами и расположением цилиндров. Угол между осями цилиндров и возвратно-поступательными направлениями движения зубчатых реек может меняться в пределах от 0 до 360° дискретно с шагом

Figure 00000002
где m - модуль зубца сегментного колеса 16 (19), a R - радиус делительной окружности сегментного колеса. Наиболее оптимальным является сдвиг по фазе 90°.Any other phase shift between the indicated processes and the arrangement of the cylinders is possible. The angle between the axes of the cylinders and the reciprocating directions of the movement of the gear racks can vary from 0 to 360 ° discretely in steps
Figure 00000002
where m is the tooth modulus of the segmented wheel 16 (19), and R is the radius of the pitch circle of the segmented wheel. The most optimal is a phase shift of 90 °.

Преобразователь движения, конструкция которого представлена на фиг.3-фиг.5, отличается тем, что все четыре цилиндра 1-4 установлены в одной плоскости, и штоки 9 и 10, соединяющие противоположные пары поршней 5-6 и 7-8, параллельны друг другу и находятся в плоскости, проходившей через ось выходного вала 18.The motion Converter, the design of which is shown in figure 3-figure 5, characterized in that all four cylinders 1-4 are installed in the same plane, and the rods 9 and 10 connecting the opposite pairs of pistons 5-6 and 7-8 are parallel to each other friend and are in the plane passing through the axis of the output shaft 18.

В таблице №1 приведена последовательность смены тактов для четырехтактного ДВС при работе четырех цилиндров I-IV, где Т/4, Т/2, 3/4 Т и Т - последовательность четвертьпериодов работы цилиндров. В каждый момент времени один из цилиндров находится в рабочей фазе, что обеспечивает равномерность вращения выходного вала преобразователя движения.Table No. 1 shows the cycle change sequence for a four-stroke ICE during the operation of four I-IV cylinders, where T / 4, T / 2, 3/4 T and T is the sequence of quarter-cycle operation of the cylinders. At each moment of time, one of the cylinders is in the working phase, which ensures uniform rotation of the output shaft of the motion converter.

Таблица №1Table number 1 ВсасываниеSuction СжатиеCompression ВзрывExplosion СбросReset T/4T / 4 IIIIII IVIV II IIII Т/2T / 2 IIII IIIIII IVIV II 3/4 Т3/4 T II IIII IIIIII IVIV ТT IVIV II IIII IIIIII Т/4T / 4 IIIIII IVIV II IIII

В фронтальной плоскости угол ϑ между штоками 9 и 10 может меняться от 0 до 180°. На фиг.1 ϑ=0°, а на фиг.3 ϑ=+90°. Сдвиг фазы между моментами взаимодействия зубчатых реечных пар 11-14 с соответствующими зубчатыми сегментными шестернями 16 и 19 равен 90° независимо от величины и знака угла ϑ (см. фиг.1 и фиг.3).In the frontal plane, the angle ϑ between the rods 9 and 10 can vary from 0 to 180 °. In Fig. 1, ϑ = 0 °, and in Fig. 3, ϑ = + 90 °. The phase shift between the moments of interaction of the gear rack pairs 11-14 with the corresponding gear segment gears 16 and 19 is equal to 90 ° regardless of the magnitude and sign of the angle ϑ (see figure 1 and figure 3).

При применении предложенного механизма для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное в случае необходимости угол ϑ может меняться дискретно от 0 до 360°. Минимальный угол равен

Figure 00000003
When applying the proposed mechanism for converting rotational motion into reciprocating, if necessary, the angle ϑ can change discretely from 0 to 360 °. The minimum angle is
Figure 00000003

Для этого необходимо менять угловое положение одного из сегментных колес относительно другого, например второго колеса 19, открутив фиксирующий болт 20 (см. фиг.2).To do this, it is necessary to change the angular position of one of the segment wheels relative to another, for example, the second wheel 19, by unscrewing the fixing bolt 20 (see figure 2).

В момент изменения углового положения шестерня 19 должна находиться в сцеплении с одной из зубчатых реек 13 или 14. Вместе с шестерней 19 должны быть повернуты одновременно все кинематически связанные с ним элементы - зубчатые рейки 13, 14; штоки 10, поршни 7, 8 и цилиндры 3, 4. Для этого все эти элементы должны быть установлены на специальной поворотной платформе с фиксатором его углового положения относительно корпуса. После поворота платформы угловое положение сегментной шестерни 19 снова фиксируется болтом 20.At the moment of changing the angular position, the gear 19 should be in engagement with one of the gear racks 13 or 14. Together with the gear 19, all kinematically connected elements must be rotated simultaneously - the gear racks 13, 14; rods 10, pistons 7, 8 and cylinders 3, 4. To do this, all these elements must be installed on a special rotary platform with a lock of its angular position relative to the housing. After turning the platform, the angular position of the segment gear 19 is again fixed by a bolt 20.

Преобразователь движения, представленный на фиг.1-фиг.3, может быть использован и для выполнения обратной операции - для преобразования вращательного движения вала во возвратно-поступательное движение зубчатых реек. Необходимость в таком преобразователе возникает, например, для создания строгальных, шлифовальных, пилорамочных станков и т.д.The motion Converter shown in figure 1-figure 3, can be used to perform the reverse operation - to convert the rotational motion of the shaft into the reciprocating motion of the gear racks. The need for such a converter arises, for example, to create planing, grinding, saw-cutting machines, etc.

При вращении вала 18 и неподвижно связанных с ним сегментных шестерен 16 и 19 зубчатые пары реек 11-12 и 13-14 и связанные с ними штоки 9 и 10 совершают возвратно-поступательное движение.When the shaft 18 and the fixedly connected segment gears 16 and 19 rotate, the gear pairs of the racks 11-12 and 13-14 and the associated rods 9 and 10 make a reciprocating motion.

Принцип работы второго варианта преобразователя движения, представленного на фиг.6, заключается в следующем.The principle of operation of the second embodiment of the motion Converter, presented in Fig.6, is as follows.

В море устанавливаются неподвижно две вертикальные стойки 30. С двух сторон каждой стойки устанавливаются понтоны обтекаемой формы. В качестве понтонов могут быть использованы катамараны - водные велосипеды. Вес понтона должен быть таким, чтоб он был равен весу вытесненной катамараном воды при его полном погружении. В этом случае моменты вращения на валу, создаваемые при подъеме и опускании понтонов, будут равны.Two vertical racks 30 are fixedly mounted in the sea. Streamlined pontoons are installed on both sides of each rack. As pontoons can be used catamarans - pedal boats. The weight of the pontoon must be such that it is equal to the weight of the water displaced by the catamaran when it is completely submerged. In this case, the moments of rotation on the shaft created when raising and lowering the pontoons will be equal.

Понтоны устанавливаются так, чтобы под воздействием волн они могли совершать колебания только вертикально, вдоль направления стоек 30. Для уменьшения давления в горизонтальном направлении катамараны устанавливаются навстречу направления волн.Pontoons are installed so that under the influence of waves they can only oscillate vertically, along the direction of the struts 30. To reduce the pressure in the horizontal direction, catamarans are installed in the direction of the waves.

С понтонами неподвижно связаны вертикальные толкатели 32, которые с помощью толкателей 46 совершают только возвратно-поступательное движение в вертикальном направлении.Vertical pushers 32 are fixedly connected to the pontoons, which, with the help of pushers 46, perform only reciprocating motion in the vertical direction.

При этом первая и третья звезда с обгонными муфтами 34 и 36 установлены на первом валу. Эти звезды передают вращение на вал, когда толкатели 32 поднимают цепи 33 вверх. Вторая 35 и четвертая 37 звезды вращают через обгонные муфты второй вал 39. Это происходит при опускании толкателей 32 и связанных с ними цепей 33, когда обгонные муфты и связанные с ними звезды 35, 37, установленные на втором валу, создают вращающий момент на валу 39, верхние звезды свободно крутятся на первом валу 38.In this case, the first and third stars with freewheels 34 and 36 are installed on the first shaft. These stars transmit rotation to the shaft when the pushers 32 raise the chains 33 up. The second 35 and fourth 37 stars rotate the second shaft 39 through the overrunning clutches. This occurs when the pushers 32 and the associated chains 33 are lowered, when the overrunning clutches and the associated stars 35, 37 mounted on the second shaft create a torque on the shaft 39 , the upper stars rotate freely on the first shaft 38.

Таким образом, при подъеме цепей 33 вращается первый вал, а при их опускании - второй вал.Thus, when lifting the chains 33, the first shaft rotates, and when they lower, the second shaft.

Возвратно-поступательное движение толкателей 32 и связанных с ними цепей 33 осуществляется с помощью понтонов 31. Понтоны имеют положительную плавучесть. Вес понтонов должен быть таким, чтобы обеспечить полное их погружение. При этом моменты вращения, создаваемые при подъеме и опускании понтонов, становятся одинаковыми. Форма понтонов должна быть обтекаемая, типа подводной лодки. В качестве понтонов можно использовать катамораны - водные велосипеды. Для исключения вращения понтонов вокруг стоек 30 используются неподвижные направляющие 46, на первом 38 и на втором 39 валах установлены неподвижная первая 40 и вторая 41 шестерни. Эти шестерни одинаковые и входят в сцепление друг с другом. Развязка между вращением шестерен и вращением звезд 34-37 осуществляется при помощи обгонных муфт. Вращение шестерен происходит в одном и том же направлении. На первом - выходном валу 38 установлен маховик 42. Маховик повышает равномерность вращения выходного вала. Вращение выходного вала через мультипликатор 43 передается на электрогенератор 44. Мультипликатор служит для повышения скорости вращения вала и согласования его со скоростью вращения ротора электрогенератора. Для установки мультипликатора и генератора служит неподвижная подставка 45. Предложенный преобразователь энергии волн в электрическую энергию позволит решить проблему берегозащиты морей.The reciprocating movement of the pushers 32 and associated circuits 33 is carried out using pontoons 31. Pontoons have positive buoyancy. The weight of the pontoons must be such as to ensure complete immersion. In this case, the moments of rotation created by raising and lowering the pontoons become the same. The shape of the pontoons should be streamlined, like a submarine. As pontoons, you can use catamarans - pedal boats. To prevent rotation of the pontoons around the uprights 30, fixed guides 46 are used, on the first 38 and on the second 39 shafts, the fixed first 40 and second 41 gears are installed. These gears are the same and engage with each other. The decoupling between the rotation of the gears and the rotation of the stars 34-37 is carried out using overrunning clutches. The rotation of the gears occurs in the same direction. A flywheel 42 is installed on the first output shaft 38. The flywheel increases the uniformity of rotation of the output shaft. The rotation of the output shaft through the multiplier 43 is transmitted to the generator 44. The multiplier serves to increase the speed of rotation of the shaft and align it with the speed of rotation of the rotor of the generator. For installation of the multiplier and generator, a fixed stand 45 is used. The proposed transducer of wave energy into electrical energy will solve the problem of coastal protection of the seas.

Предложенный преобразователь движения может быть использован для создания бесшатунно-кривошипного четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.The proposed motion converter can be used to create a rod-free crank four-stroke internal combustion engine.

Источники информацииInformation sources

1. Механизм для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное и наоборот. Патент по заявке 5008186/28, 30.09.94, Бюл. №18.1. A mechanism for converting reciprocating motion into rotational motion and vice versa. Patent on the application 5008186/28, 09/30/94, bull. Number 18.

2. Пономарев А.В. Преобразователь вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот. RU 2002106181/11, 7 F16Н 21/22, Пат. №2215919, Бюл. №31, 2003.2. Ponomarev A.V. Converter of rotational motion to reciprocating and vice versa. RU 2002106181/11, 7 F16H 21/22, Pat. No. 2215919, Bull. No. 31, 2003.

3. Чоповский Б.П., Козулин В.Б. Двигатель внутреннего сгорания. RU 2002126052/06, 7 F02B 33/00, 30.09.2002.3. Chopovsky B. P., Kozulin V. B. Internal combustion engine. RU 2002126052/06, 7 F02B 33/00, 09/30/2002.

Claims (3)

1. Преобразователь движения, содержащий четыре цилиндра, расположенные попарно, поршни взаимно противоположных цилиндров которых связаны друг с другом штангой неподвижно, отличающийся тем, что содержит первую и вторую пару неподвижно связанных параллельных зубчатых реек, находящихся в зацеплении с соответствующими сегментными шестернями, установленными неподвижно на одном выходном валу, при этом в каждой сегментной шестерне зубья занимают менее половины делительной окружности на 180°, а сегментные шестерни, взаимодействующие с соответствующими зубчатыми рейками сдвинуты относительно друг друга на определенный угол, преимущественно на 90°.1. The motion Converter containing four cylinders arranged in pairs, the pistons of mutually opposite cylinders of which are connected to each other by a rod motionless, characterized in that it contains the first and second pair of motionlessly connected parallel gear racks that are engaged with the corresponding segment gears mounted motionless on one output shaft, while in each segment gear the teeth occupy less than half of the pitch circle by 180 °, and the segment gears interacting with the corresponding stvuyuschimi toothed racks are offset from each other by a certain angle, preferably 90 °. 2. Преобразователь движения по п.1, отличающийся тем, что вал является ведущим, а первая и вторая сегментные шестерни, кинематически связанные с соответствующими парами зубчатых реек, установлены с возможностью относительного смещения по углу в пределах от 0 до 180°, а их возвратно-поступательное движение является выходным движением.2. The motion Converter according to claim 1, characterized in that the shaft is driving, and the first and second segment gears kinematically connected with the corresponding pairs of gear racks are mounted with the possibility of relative displacement in the angle from 0 to 180 °, and their return - translational motion is the output motion. 3. Преобразователь движения по п.1, отличающийся тем, что каждая штанга связана с серединами двух поперечных параллельных планок, концы которых также соединены с концами соответствующих параллельных зубчатых реек, образуя прямоугольник, два противоположные угла которого взаимодействуют с подпружиненным толкателем, установленным на соответствующей сегментной шестерне.3. The motion Converter according to claim 1, characterized in that each rod is connected to the midpoints of two transverse parallel slats, the ends of which are also connected to the ends of the respective parallel gear rails, forming a rectangle, the two opposite corners of which interact with a spring-loaded pusher mounted on the corresponding segment gear.
RU2005118223/11A 2005-06-14 2005-06-14 Motion converter RU2308603C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005118223/11A RU2308603C2 (en) 2005-06-14 2005-06-14 Motion converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005118223/11A RU2308603C2 (en) 2005-06-14 2005-06-14 Motion converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005118223A RU2005118223A (en) 2006-12-20
RU2308603C2 true RU2308603C2 (en) 2007-10-20

Family

ID=37666578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005118223/11A RU2308603C2 (en) 2005-06-14 2005-06-14 Motion converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2308603C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2545109C2 (en) * 2012-01-13 2015-03-27 Юрий Васильевич Таланин Internal combustion engine (versions)
CN104500667A (en) * 2014-12-17 2015-04-08 安里千 Engine transmission mechanism capable of replacing crankshafts and connecting rods and linkage power transmission mechanism
RU2601891C2 (en) * 2015-01-12 2016-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" Device for balancing of inertial forces
RU2691888C1 (en) * 2018-03-05 2019-06-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" Pendulum engine
RU2784494C1 (en) * 2022-08-12 2022-11-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Converter of reciprocating motion to unidirectional rotational

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117090684B (en) * 2023-08-22 2024-02-06 华南理工大学 Internal combustion engine device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2545109C2 (en) * 2012-01-13 2015-03-27 Юрий Васильевич Таланин Internal combustion engine (versions)
CN104500667A (en) * 2014-12-17 2015-04-08 安里千 Engine transmission mechanism capable of replacing crankshafts and connecting rods and linkage power transmission mechanism
RU2601891C2 (en) * 2015-01-12 2016-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" Device for balancing of inertial forces
RU2691888C1 (en) * 2018-03-05 2019-06-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" Pendulum engine
RU2784494C1 (en) * 2022-08-12 2022-11-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Converter of reciprocating motion to unidirectional rotational

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005118223A (en) 2006-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8358024B2 (en) Wind turbine generator and tidal current generator with a hydraulic transmission
RU2308603C2 (en) Motion converter
KR101661719B1 (en) A co-axial crankless engine
CN104500667A (en) Engine transmission mechanism capable of replacing crankshafts and connecting rods and linkage power transmission mechanism
CN102434213B (en) Power conversion device
US20200063838A1 (en) Asymmetric cam transmission with coaxial counter rotating shafts
US10626793B2 (en) Internal pressure driven engine
KR20110097198A (en) Power transmission assembly for improve on fuel efficiency of four cycle internal combustion engine
CN110118250B (en) Chain-crankshaft linkage conversion mechanism
CN106704529B (en) A kind of gear-tooth item-crankshaft coupled engine switching mechanism
CN103991527A (en) Differential motion gear rack type adjustable pitch propeller mechanism
WO2005111464A1 (en) Cylinder type rotary power transmission device
RU2349813C1 (en) Two-shaft connecting rod gear
RU2134795C1 (en) Method of and volumetric expansion (displacement) machine for conversion of motion
RU2300663C1 (en) Wave energy converter
CN210661259U (en) Combined rack-combined crankshaft switching mechanism
RU2151894C1 (en) Drive mechanism of internal combustion engine
CN203064191U (en) Manpower hydraulic transmission ship
US10309301B2 (en) Constant-volume combustion engine
RU2474705C2 (en) Rotary-vane engine of internal combustion
CN105065601B (en) Half-crankshaft peach-round wheel combining device
RU2430249C2 (en) Rodless planetary-crank rotation converter with shortened rod (4-th version)
CN1194931A (en) Ship propelling system and ship thereof
RU2299371C1 (en) Controlled motion converter
RU2524154C2 (en) Opposed crank-planetary piston rodless mechanism and system of opposed crank-planetary piston rodless mechanisms

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080615