RU2491451C1 - Crankshaft element and composite crankshaft - Google Patents

Crankshaft element and composite crankshaft Download PDF

Info

Publication number
RU2491451C1
RU2491451C1 RU2012120073/11A RU2012120073A RU2491451C1 RU 2491451 C1 RU2491451 C1 RU 2491451C1 RU 2012120073/11 A RU2012120073/11 A RU 2012120073/11A RU 2012120073 A RU2012120073 A RU 2012120073A RU 2491451 C1 RU2491451 C1 RU 2491451C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
crankshaft
gear
cheeks
shaft
composite
Prior art date
Application number
RU2012120073/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Николаевич Новосельцев
Original Assignee
Сергей Николаевич Новосельцев
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 Сергей Николаевич Новосельцев filed Critical Сергей Николаевич Новосельцев
Priority to RU2012120073/11A priority Critical patent/RU2491451C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2491451C1 publication Critical patent/RU2491451C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: composite crankshaft comprises shaft 1 with gear 2 engaging with, at least, one crankshaft element 4 consisting of two webs 3, 5 with bearing journals 6. Webs 3, 5 are coupled by crank pin 7. Web 3 represents a pinion element. Crankshaft may be composed of a set of elements 4 to interact with one gear 2 or several gears 2 of shaft 1 via said gear web 3. Shaft 1 and bearing pins 6 are furnished with bearings 9. Every element 4 represents an integral part. Every web 3, 5 can be a gear element. Shaft 1 can be provided with, at least, two gears 3 engaging with spaced apart gear webs 3 integrated with said elements 4. Webs 3, 5 may be provided with balance holes 14.
EFFECT: better manufacturability, higher strength and stiffness.
14 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкциям составных коленчатых валов, использующихся для преобразования возвратно-поступающего движения во вращательное и наоборот.The invention relates to mechanical engineering, in particular to the construction of composite crankshafts used to convert the reciprocating motion into rotational and vice versa.

Известен коленвал (Политехнический словарь. Москва. Советская энциклопедия. 1989, с. 231), представляющий собой вращающееся звено кривошипно-шатунного механизма, содержащий две и более соосные опорные шейки и одну или более эксцентрично расположенные шатунные шейки. Его недостатками являются: высокая трудоемкость изготовления и невозможность применения подшипников качения на опорных шейках при двух и более шатунных шейках.Known crankshaft (Polytechnical Dictionary. Moscow. Soviet Encyclopedia. 1989, p. 231), which is a rotating link of the crank mechanism, containing two or more coaxial support journals and one or more eccentrically located connecting rod journals. Its disadvantages are: the high complexity of manufacturing and the inability to use rolling bearings on the support journals with two or more connecting rods.

Известен коленвал (RU2113592), состоящий из прямого вала эллипсного профиля, проставной втулки с эксцентрично выполненным внутренним профильным отверстием под вал и подшипника качения, насаженного на проставную втулку и играющего роль шатунной шейки. Такая конструкция позволяет применять для опорных шеек подшипники качения. Ее недостатком является сложность изготовления эллипсного вала и сопрягающихся с ним элементов. Коленвал характеризуется большими габаритами.Known crankshaft (RU2113592), consisting of a straight shaft of an elliptical profile, a spacer sleeve with an eccentricly made internal profile hole for the shaft and a rolling bearing, mounted on a spacer sleeve and playing the role of a crank pin. This design allows the use of rolling bearings for the support journals. Its disadvantage is the difficulty of manufacturing an ellipse shaft and mating elements. The crankshaft is characterized by large dimensions.

Известен составной коленчатый вал (RU 2095647), выбранный в качестве прототипа, содержащий щеки, по меньшей мере одну шатунную и коренные шейки, соединенные со щеками при помощи пальцев, запрессованных в торцевые отверстия шеек через сквозные отверстия щек, и устройство фиксирования шеек от проворота относительно щек. В каждой щеке выполнено эксцентричное посадочное отверстие, в котором свободно устанавливается устройство фиксирования. Набор щеки с пальцами и шейками выбран в качестве прототипа элемента коленчатого вала. Недостатком известного составного коленчатого вала является слабая прочность и жесткость на скручивание.Known composite crankshaft (RU 2095647), selected as a prototype, containing the cheeks, at least one connecting rod and the main necks connected to the cheeks using fingers pressed into the end openings of the necks through the through holes of the cheeks, and a device for fixing the necks against cranking relative to cheeks. An eccentric landing hole is made in each cheek, in which the fixation device is freely installed. A set of cheeks with fingers and necks is selected as a prototype of the crankshaft element. A disadvantage of the known composite crankshaft is weak strength and torsional rigidity.

Технической задачей изобретения является повышение технологичности изготовления составного коленчатого вала, повышение прочности и жесткости коленчатого вала (его частей).An object of the invention is to increase the manufacturability of manufacturing a composite crankshaft, increase the strength and rigidity of the crankshaft (its parts).

Технический результат достигается в элементе коленчатого вала, выполненном как одно целое, состоящем из двух щек с опорными шейками, щеки соединены шатунной шейкой, по крайней мере одна из щек выполнена шестеренчатой. Опорные шейки снабжены подшипниками. Каждая щека может быть выполнена шестеренчатой. Щеки снабжены балансировочными отверстиями.The technical result is achieved in the element of the crankshaft, made as a whole, consisting of two cheeks with supporting necks, the cheeks are connected by a connecting rod neck, at least one of the cheeks is made of gear. The support journals are equipped with bearings. Each cheek can be made gear. The cheeks are equipped with balancing holes.

Технический результат достигается в составном коленчатом вале, который образован валом с шестерней, взаимодействующим с, по крайней мере, одним элементом коленчатого вала, состоящим из двух щек с опорными шейками, щеки соединены шатунной шейкой, по крайней мере одна из щек выполнена шестеренчатой. Составной коленчатый вал может быть образован набором элементов коленчатого вала, взаимодействующих с шестерней или с шестернями вала через шестеренчатую щеку. Для этого, длина шестерни вала выполняется не меньше расстояния между крайними шестеренчатыми щеками в наборе элементов коленчатого вала, либо вал снабжен отдельными шестернями, взаимодействующими с разнесенными шестеренчатыми щеками в наборе элементов коленчатого вала. Вал и опорные шейки снабжены подшипниками. Каждый элемент коленчатого вала выполнен как одно целое. Каждая щека может быть выполнена шестеренчатой. Вал может быть снабжен, по крайней мере, двумя шестернями, взаимодействующими с разнесенными шестеренчатыми щеками в наборе элементов коленчатого вала (например, состоящем из четырех элементов). Щеки могут быть снабжены балансировочными отверстиями.The technical result is achieved in a composite crankshaft, which is formed by a shaft with a gear, interacting with at least one element of the crankshaft, consisting of two cheeks with support necks, the cheeks are connected by a crank pin, at least one of the cheeks is made with a gear. A composite crankshaft can be formed by a set of crankshaft elements that interact with the gear or with the gears of the shaft through the gear cheek. For this, the length of the gear shaft is not less than the distance between the extreme gear cheeks in the set of crankshaft elements, or the shaft is equipped with separate gears interacting with spaced gear cheeks in the set of crankshaft elements. The shaft and support journals are provided with bearings. Each element of the crankshaft is made as one unit. Each cheek can be made gear. The shaft may be provided with at least two gears interacting with spaced gear cheeks in a set of crankshaft elements (for example, consisting of four elements). Cheeks can be equipped with balancing holes.

Изобретение поясняется рисунками:The invention is illustrated by drawings:

фиг.1 - элемент коленчатого вала (разрез);figure 1 - element of the crankshaft (section);

фиг.2 - составной коленчатый вал (разрез);figure 2 - composite crankshaft (section);

фиг.3 - объемное изображение составного коленчатого вала.figure 3 is a three-dimensional image of a composite crankshaft.

Составной коленчатый вал (фиг. 2, 3) образован валом 1 с, по крайней мере, одной шестерней 2 (на рисунках показаны две шестерни 2), взаимодействующей с шестеренчатой щекой 3 элемента 4 коленчатого вала.The composite crankshaft (Figs. 2, 3) is formed by a shaft 1 with at least one gear 2 (two gears 2 are shown in the figures) interacting with gear cheek 3 of the crankshaft element 4.

Элемент 4 коленчатого вала (фиг. 1) выполнен как одно целое и состоит из двух щек соединенных шатунной шейкой 7: шестеренчатой щеки 3 и щеки 5 с опорными шейками 6. Таким образом, по крайней мере одна из щек выполнена шестеренчатой (в виде шестерни, как показано на рисунках). Кроме того, каждая щека 3, 5 может быть выполнена в виде шестерни (две шестеренчатые щеки). Опорные шейки 6 снабжены подшипниками 9. Щека 5, выполненная без шестерни, может иметь круглую (как показано на рисунках) или иную форму.The crankshaft element 4 (Fig. 1) is made as a whole and consists of two cheeks connected by a crank pin 7: gear cheek 3 and cheek 5 with support journals 6. Thus, at least one of the cheeks is made gear (in the form of a gear, as shown in the pictures). In addition, each cheek 3, 5 can be made in the form of a gear (two gear cheeks). The supporting journals 6 are provided with bearings 9. The cheek 5, made without a gear, may have a round (as shown in the figures) or other shape.

Для балансировки элемента 4 коленчатого вала, вблизи шатунной шейки 7, в щеках могут выполняться балансировочные отверстия 14, которые могут быть сквозными или глухими и выполняются круглой или иной формы.To balance the element 4 of the crankshaft, near the crank pin 7, balancing holes 14 can be made in the cheeks, which can be through or blind and are made round or other shape.

Составной коленчатый вал, может быть образован набором элементов 4. Например, показанный на рисунках составной коленчатый вал образован валом 1 с двумя шестернями 2, взаимодействующими с шестеренчатыми щеками 3 набора элементов 4 коленчатого вала, состоящего из четырех элементов 4. Вал 1 и опорные шейки 6 снабжены подшипниками 9 качения или скольжения. Каждый элемент 4 коленчатого вала может быть выполнен как одно целое (изготовлен из цельного отрезка проката).A composite crankshaft can be formed by a set of elements 4. For example, the composite crankshaft shown in the figures is formed by a shaft 1 with two gears 2 interacting with gear cheeks 3 of a set of elements 4 of a crankshaft consisting of four elements 4. Shaft 1 and bearing journals 6 equipped with bearings 9 rolling or sliding. Each element 4 of the crankshaft can be made as a whole (made of a single piece of rolled metal).

На вале 1 может быть выполнено несколько шестерней 2, взаимодействующих с разнесенными (вдоль вала 1) шестеренчатыми щеками 3 элементов 4 коленчатого вала входящих в набор элементов 4. При этом, вал 1 имеет гладкие шейки 10 в местах, где элементы 4 коленчатого вала не касаются вала 1, а одна шестерня 2 может взаимодействовать с несколькими шестеренчатыми щеками 3 разных элементов 4 коленчатого вала, (при расположении таких шестеренчатых щек 3 в одной плоскости, перпендикулярной валу 1)On the shaft 1 can be made several gears 2, interacting with spaced apart (along the shaft 1) gear cheeks 3 elements 4 of the crankshaft included in the set of elements 4. Moreover, the shaft 1 has smooth necks 10 in places where the elements 4 of the crankshaft shaft 1, and one gear 2 can interact with several gear cheeks 3 of different elements 4 of the crankshaft, (when such gear cheeks 3 are located in one plane perpendicular to shaft 1)

Длина шестерни 2, выполненной на валу 1, может составлять не меньше расстояния между крайними шестеренчатыми щеками 3 (обозначено на рисунке как L, измеряется по внешним краям шестеренчатых щек 3) в наборе элементов 4.The length of the gear 2 made on the shaft 1 can be no less than the distance between the extreme gear cheeks 3 (indicated in the figure as L, measured along the outer edges of the gear cheeks 3) in the set of elements 4.

Кроме того, при выполнении обеих щек одного элемента 4 коленчатого вала шестеренчатыми, длина шестерни 2 может составлять не меньше расстояния между шестеренчатыми щеками 3 этого элемента 4 коленчатого вала.In addition, when both cheeks of one element 4 of the crankshaft are gear type, the length of gear 2 can be no less than the distance between the gear cheeks 3 of this element 4 of the crankshaft.

Составной коленчатый вал изготавливается и работает следующим образом.Composite crankshaft is manufactured and operates as follows.

Вал 1 c шестернями 2 и элементы 4 коленчатого вала устанавливаются на подшипники 9 и монтируются в корпусе (не показан), обеспечивающем их соединение между собой (зубцы шестерней 2 входят в зацепление с шестеренчатыми щеками 3) и совместное вращение. На фиг.3 показаны постели 11 (бугели не показаны) с посадочными местами 12, которые могут являться единым целым с корпусом.Shaft 1 with gears 2 and elements 4 of the crankshaft are mounted on bearings 9 and mounted in a housing (not shown) that ensures their interconnection (the teeth of gear 2 mesh with gear cheeks 3) and joint rotation. Figure 3 shows the beds 11 (yokes not shown) with seats 12, which can be integral with the body.

В зависимости от количества элементов 4 коленчатого вала в наборе элементов 4, задается угол разворота шатунных шеек 7 (на них установлены шатуны 13, совершающие поступательное движение). Например: 2 элемента коленчатого вала - через 180°; 4 элемента коленчатого вала - через 90°; 6 элементов коленчатого вала - через 60°. Последовательное поступательное движение каждого из шатунов 13 приводит во вращение элементы 4 коленчатого вала, которое через зубчатое зацепление шестерней 2 и шестеренчатых щек 3 передается на вал 1.Depending on the number of elements 4 of the crankshaft in the set of elements 4, the angle of rotation of the connecting rod journals 7 is set (the connecting rods 13 are mounted on them, which make translational motion). For example: 2 crankshaft elements - through 180 °; 4 elements of the crankshaft - through 90 °; 6 elements of the crankshaft - through 60 °. The sequential progressive movement of each of the connecting rods 13 rotates the elements 4 of the crankshaft, which is transmitted through the gearing of the gear 2 and gear cheeks 3 to the shaft 1.

Составной коленчатый вал и элементы коленчатого вала характеризуются простотой и технологичностью изготовления. При работе достигается более равномерное распределение нагрузок по сравнению с традиционным коленвалом, возникает меньше изгибающих нагрузок. Система отличается повышенной жесткостью. Появляется возможность выполнить большое количество колен. Возможно применение подшипников качения. При необходимости, изношенные части могут быть заменены.Composite crankshaft and crankshaft elements are characterized by simplicity and manufacturability. During operation, a more uniform load distribution is achieved compared to a traditional crankshaft, less bending loads occur. The system is characterized by increased rigidity. There is an opportunity to perform a large number of knees. Perhaps the use of rolling bearings. If necessary, worn parts can be replaced.

Claims (14)

1. Элемент коленчатого вала, состоящий из двух щек с опорными шейками, щеки соединены шатунной шейкой, по крайней мере одна из щек выполнена шестеренчатой.1. The element of the crankshaft, consisting of two cheeks with support necks, the cheeks are connected by a connecting rod neck, at least one of the cheeks is made gear. 2. Элемент по п.1, характеризующийся тем, что выполнен как одно целое.2. The element according to claim 1, characterized in that it is made as one unit. 3. Элемент по п.1, характеризующийся тем, что опорные шейки снабжены подшипниками.3. The element according to claim 1, characterized in that the supporting journals are equipped with bearings. 4. Элемент по п.1, характеризующийся тем, что каждая щека выполнена шестеренчатой.4. The element according to claim 1, characterized in that each cheek is made gear. 5. Элемент по п.1, характеризующийся тем, что щеки снабжены балансировочными отверстиями.5. The element according to claim 1, characterized in that the cheeks are provided with balancing holes. 6. Составной коленчатый вал, образованный валом с шестерней, взаимодействующей с, по крайней мере, одним элементом коленчатого вала, состоящим из двух щек с опорными шейками, щеки соединены шатунной шейкой, по крайней мере одна из щек выполнена шестеренчатой.6. A composite crankshaft formed by a shaft with a gear interacting with at least one element of the crankshaft, consisting of two cheeks with support necks, the cheeks are connected by a crank pin, at least one of the cheeks is made with a gear. 7. Составной коленчатый вал по п.6, характеризующийся тем, что образован набором элементов коленчатого вала, взаимодействующих с шестерней вала.7. The composite crankshaft according to claim 6, characterized in that it is formed by a set of crankshaft elements interacting with the shaft gear. 8. Составной коленчатый вал по п.7, характеризующийся тем, что длина шестерни вала не меньше расстояния между крайними шестеренчатыми щеками в наборе элементов коленчатого вала.8. The composite crankshaft according to claim 7, characterized in that the shaft gear length is not less than the distance between the extreme gear cheeks in the set of crankshaft elements. 9. Составной коленчатый вал по п.7, характеризующийся тем, что образован валом с отдельными шестернями, взаимодействующими с шестеренчатыми щеками в наборе элементов коленчатого вала.9. The composite crankshaft according to claim 7, characterized in that it is formed by a shaft with individual gears interacting with gear cheeks in the set of crankshaft elements. 10. Составной коленчатый вал по п.6 или 7, характеризующийся тем, что вал и опорные шейки снабжены подшипниками.10. The composite crankshaft according to claim 6 or 7, characterized in that the shaft and support journals are provided with bearings. 11. Составной коленчатый вал по п.6 или 7, характеризующийся тем, что каждый элемент коленчатого вала выполнен как одно целое.11. The composite crankshaft according to claim 6 or 7, characterized in that each element of the crankshaft is made as one unit. 12. Составной коленчатый вал по п.6 или 7, характеризующийся тем, что каждая щека выполнена шестеренчатой.12. The composite crankshaft according to claim 6 or 7, characterized in that each cheek is made of gear. 13. Составной коленчатый вал по п.6, характеризующийся тем, что образован валом с, по крайней мере, двумя шестернями, взаимодействующими с шестеренчатыми щеками в наборе элементов коленчатого вала.13. The composite crankshaft according to claim 6, characterized in that it is formed by a shaft with at least two gears interacting with gear cheeks in the set of crankshaft elements. 14. Составной коленчатый вал по п.6 или 7, характеризующийся тем, что щеки снабжены балансировочными отверстиями. 14. The composite crankshaft according to claim 6 or 7, characterized in that the cheeks are provided with balancing holes.
RU2012120073/11A 2012-05-16 2012-05-16 Crankshaft element and composite crankshaft RU2491451C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012120073/11A RU2491451C1 (en) 2012-05-16 2012-05-16 Crankshaft element and composite crankshaft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012120073/11A RU2491451C1 (en) 2012-05-16 2012-05-16 Crankshaft element and composite crankshaft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2491451C1 true RU2491451C1 (en) 2013-08-27

Family

ID=49163863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012120073/11A RU2491451C1 (en) 2012-05-16 2012-05-16 Crankshaft element and composite crankshaft

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2491451C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105298679A (en) * 2015-09-10 2016-02-03 陈建东 Combined engine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB530580A (en) * 1938-06-13 1940-12-16 Bayerische Motoren Werke Ag Composite crank shaft for internal combustion engines
RU2095647C1 (en) * 1992-03-19 1997-11-10 Геня Те Combined crankshaft and method of manufacturing same
RU2113592C1 (en) * 1996-07-09 1998-06-20 Петр Артемьевич Антипов Crankshaft
JP2006250256A (en) * 2005-03-11 2006-09-21 Toyota Motor Corp Crankshaft structure for internal combustion engine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB530580A (en) * 1938-06-13 1940-12-16 Bayerische Motoren Werke Ag Composite crank shaft for internal combustion engines
RU2095647C1 (en) * 1992-03-19 1997-11-10 Геня Те Combined crankshaft and method of manufacturing same
RU2113592C1 (en) * 1996-07-09 1998-06-20 Петр Артемьевич Антипов Crankshaft
JP2006250256A (en) * 2005-03-11 2006-09-21 Toyota Motor Corp Crankshaft structure for internal combustion engine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105298679A (en) * 2015-09-10 2016-02-03 陈建东 Combined engine
CN105298679B (en) * 2015-09-10 2017-10-17 陈建东 A kind of composite engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US1898459A (en) Crank shaft balancing
KR20120085719A (en) A reciprocating piston mechanism
TWI663351B (en) Energy-saving equilibrium mechanism, rotating machine and method of implementation
US20160076406A1 (en) Synchronously timed counterrotating cam and follower apparatus
JP2017048852A5 (en)
RU2491451C1 (en) Crankshaft element and composite crankshaft
PL408681A1 (en) Mechanical gear with two gears combined with each other, the axes of which rotate together in eccentric motion inside the two gears with internal teeth permanently meshed with them
WO2015151842A1 (en) Humanoid robot joint mechanism
RU2460916C1 (en) Planetary gear
RU171112U1 (en) PLANETARY TRANSMISSION
MY184259A (en) A method of assembling and an assembly of a crankshaft and a crank member
DE112016000998T5 (en) Speed reduction or speed increasing device
JP2011069301A (en) Internal combustion engine
RU2492376C1 (en) Planetary gear
US2506693A (en) Connecting rod system for crankshafts
JP2015124671A (en) Automobile engine output takeout device
RU2327069C1 (en) Planetary-lantern reduction gear
US1164367A (en) Balancing device for reciprocating engines.
RU2500938C1 (en) Converter of rotational movement to translational movement
KR102297783B1 (en) Gear device used to change of shaft direction
JP2019167967A5 (en)
RU2345259C1 (en) Conrod-free mechanism for transformation of reciprocal motion into rotary one
RU2013119929A (en) GEAR MECHANISM WITH MULTI-CRANKSHAFT
RU36472U1 (en) Planetary gear drive
JP6409476B2 (en) engine