RU2603045C2 - Eight cylinder mechanism converting rotary motion into reciprocating movement and vice versa - Google Patents

Eight cylinder mechanism converting rotary motion into reciprocating movement and vice versa Download PDF

Info

Publication number
RU2603045C2
RU2603045C2 RU2014106314/11A RU2014106314A RU2603045C2 RU 2603045 C2 RU2603045 C2 RU 2603045C2 RU 2014106314/11 A RU2014106314/11 A RU 2014106314/11A RU 2014106314 A RU2014106314 A RU 2014106314A RU 2603045 C2 RU2603045 C2 RU 2603045C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
masses
satellites
disks
pistons
reciprocating
Prior art date
Application number
RU2014106314/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014106314A (en
Inventor
Татаркан Туганович Гаппоев
Максим Геннадьевич Голобоков
Original Assignee
Татаркан Туганович Гаппоев
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 Татаркан Туганович Гаппоев filed Critical Татаркан Туганович Гаппоев
Priority to RU2014106314/11A priority Critical patent/RU2603045C2/en
Publication of RU2014106314A publication Critical patent/RU2014106314A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2603045C2 publication Critical patent/RU2603045C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H19/00Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
    • F16H19/02Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to mechanisms converting rotary motion into reciprocating movement and vice versa. Eight cylinder movement conversion mechanism includes four cylindrical wheels of external gearing, round shafts and eight fixed internal engagement gear wheels, carriers, satellites, to each satellite is rigidly attached disk, eight con-rods and eight pistons. In the back-and-forth points of discs rods are hinged to them, which are hinged to pistons by their ends. On carriers extension there are installed correction masses.
EFFECT: higher efficiency.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот, и может быть использовано, например, в двигателях внутреннего сгорания, компрессорах, насосах.The invention relates to mechanical engineering, in particular to devices for converting rotational motion into reciprocating and vice versa, and can be used, for example, in internal combustion engines, compressors, pumps.

Известен зубчато-рычажный преобразователь вращательного движения в возвратно-поступательное, патент №2365799, РФ[1]. Он содержит стойку, вал, несущий ведущую шестерню с внешними зубьями, колесо с внешними зубьями с эксцентрично расположенной осью, кинематическую цепь, обеспечивающую постоянное межосевое расстояние шестерни и колеса, направляющее звено, а также ведомое звено, опирающееся непосредственно или через промежуточные звенья на эксцентричную ось зубчатого колеса. Направляющее звено связано с осью колеса вращательной, а со стойкой поступательной или вращательной парой. Шестерня и колесо помимо зубчатых венцов содержат опорные дорожки качения. Кинематическая цепь выполнена в виде замкнутой системы тел качения, включающей охватывающее кольцо и дополнительные тела качения, расположенные между шестерней и кольцом. Дополнительные тела качения могут быть выполнены гладкими или зубчатыми. Для уравновешивания инерционных вращающих моментов преобразователь может состоять из двух преобразователей, расположенных на одном общем ведущем валу и установленных в противофазе. Решение направлено на увеличение частоты вращения коленчатого вала при неизменных габаритах конструкции, обеспечение расположения нескольких ведомых звеньев в одной плоскости.Known gear-lever transducer of rotational motion in a reciprocating patent, Patent No. 2365799, RF [1]. It contains a rack, a shaft carrying a pinion gear with external teeth, a wheel with external teeth with an eccentric axis, a kinematic chain that provides a constant interaxial distance of the gear and wheel, a guide link, and also a driven link that leans directly or through intermediate links to the eccentric axis gear wheels. The guide link is connected with the axis of the wheel rotational, and with the rack translational or rotational pair. The gear and wheel in addition to the gear rims contain support raceways. The kinematic chain is made in the form of a closed system of rolling bodies, including a female ring and additional rolling bodies located between the gear and the ring. Additional rolling bodies can be made smooth or toothed. To balance the inertial torques, the converter can consist of two transducers located on one common drive shaft and installed in antiphase. The solution is aimed at increasing the frequency of rotation of the crankshaft with constant dimensions of the structure, ensuring the location of several driven links in the same plane.

Недостатками данной конструкции (патент №2365799) являются:The disadvantages of this design (patent No. 2365799) are:

1. громоздкость конструкции, создающая невозможность ее полного уравновешивания;1. the bulkiness of the structure, creating the impossibility of its full balancing;

2. в формуле изобретения написано: «шестерня и колесо, помимо зубчатых венцов, содержат опорные дорожки качения, совпадающие или близкие с их начальными поверхностями». Эта фраза сама доказывает невозможность точного уравновешивания;2. in the claims it is written: “the gear and wheel, in addition to the gear rims, contain support raceways that coincide or are close to their initial surfaces.” This phrase itself proves the impossibility of precise balancing;

3. из фиг.3 видно, что массы звеньев 5 ничем не уравновешиваются;3. from figure 3 it is seen that the masses of links 5 are not balanced by anything;

4. из фиг.4 очевидно, что имеются неуравновешенные моменты;4. from figure 4 it is obvious that there are unbalanced moments;

5. на чертежах: Фиг.1 и Фиг.3 противоречие: условие d7/d3=2 на фиг.1 соблюдено, а на фиг.3 не соблюдено, что не допустимо.5. in the drawings: FIG. 1 and FIG. 3, a contradiction: the condition d 7 / d 3 = 2 in FIG. 1 is met, and in FIG. 3 is not met, which is not permissible.

Также известно «Уравновешенное устройство преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, и наоборот», патент 2267674, РФ [2]. Оно содержит корпус, в котором размещено тело вращения в виде маховика, фиксированного от смещения вдоль оси вращения, на боковой поверхности ползуна выполнена замкнутая винтовая канавка, между ползуном и телом вращения размещен поводок, одна часть которого зафиксирована в маховике, а другая часть утоплена в замкнутой винтовой канавке ползуна, поворот ползуна относительно корпуса ограничен шлицевым соединением. Сущность изобретения заключается в том, что вдоль оси вращения маховика оппозитно ползуну размещен дополнительный ползун, аналогичный первому, при этом поводки основного и дополнительного ползунов зафиксированы в маховике со смещением, либо дополнительный ползун повернут таким образом, что при вращении маховика ползуны движутся в противоположные стороны. Технический результат заключается в уравновешивании сил инерции возвратно-поступательного движения ползунов.It is also known "Balanced device for converting rotational motion into reciprocating, and vice versa", patent 2267674, RF [2]. It contains a housing in which the body of revolution is placed in the form of a flywheel, fixed from displacement along the axis of rotation, a closed helical groove is made on the side surface of the slide, a leash is placed between the slide and the body of rotation, one part of which is fixed in the flywheel, and the other part is recessed in the closed helical groove of the slide, the rotation of the slide relative to the housing is limited by a spline connection. The essence of the invention lies in the fact that along the axis of rotation of the flywheel opposite the slider an additional slider is placed, similar to the first, while the leads of the main and additional slider are fixed in the flywheel with an offset, or the additional slider is rotated so that when the flywheel rotates, the sliders move in opposite directions. The technical result consists in balancing the inertia forces of the reciprocating motion of the sliders.

Недостатками конструкции (по патенту №2267674, РФ) являются: 1) громоздкость; 2) ползуны 4 и 5, двигаясь против друг друга в противоположные стороны, как показано на чертеже, двигаются не по одной линии, поэтому они создают неуравновешенный момент сил инерции; 3) поводки 11 и 12 неуравновешенны; 4) при достижении ползуном 4 крайнего левого положения, а ползуном 5 крайнего правого положения происходит переход поводков 11 и 12 на реверсивные ветви винтовых канавок, т.е. на ветви, имеющие обратное направление, при этом, безусловно, возникают динамические нагрузки; 5) внутренний диаметр маховика (вала маховика) не может быть слишком большим (безразмерным), т.е. он ограничивает возможности применения данного механизма по назначению.The disadvantages of the design (patent No. 2267674, RF) are: 1) cumbersome; 2) the sliders 4 and 5, moving against each other in opposite directions, as shown in the drawing, do not move in one line, so they create an unbalanced moment of inertia forces; 3) leashes 11 and 12 are unbalanced; 4) when the slider 4 reaches the extreme left position, and the slider 5 of the extreme right position, the leads 11 and 12 transition to the reversible branches of the helical grooves, i.e. on branches having the opposite direction, in this case, of course, dynamic loads arise; 5) the inner diameter of the flywheel (flywheel shaft) cannot be too large (dimensionless), i.e. it limits the possibilities of using this mechanism for its intended purpose.

Наиболее близким по технической сути предлагаемому нами в данной заявке механизму преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот является «Устройство преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот» (патент 2471099, РФ [3]). Суть этого изобретения в нижеследующем. Устройство содержит неподвижное зубчатое колесо внутреннего зацепления, водило, раму, по две штуки с соответственно равными между собой массами: сателлитов, дисков, шатунов и поршней. К сателлитам жестко присоединены диски. Числа зубьев каждого сателлита в два раза меньше числа зубьев неподвижного зубчатого колеса внутреннего зацепления. В возвратно-поступательных точках дисков к ним шарнирно присоединены шатуны, на вторых своих концах шарнирно присоединены с поршнями. Центры тяжести масс шатунов и поршней постоянно, а именно в покое и в движении в пространстве взаимно друг друга уравновешивают. На равных расстояниях от оси вращения водила на обоих концах его находятся оси вращения сателлитов и жестко присоединенных к ним дисков для взаимного уравновешивания вращательных масс.The closest in technical essence to the mechanism for converting rotational motion to reciprocating and vice versa, which we propose in this application, is the “Device for converting rotational motion to reciprocating and vice versa” (patent 2471099, RF [3]). The essence of this invention is as follows. The device comprises a stationary internal gear, a carrier, a frame, two pieces each with correspondingly equal masses of each other: satellites, disks, connecting rods and pistons. Disks are rigidly attached to the satellites. The number of teeth of each satellite is two times less than the number of teeth of a fixed gear wheel of internal gearing. At the reciprocating points of the disks, rods are pivotally attached to them, at their second ends they are pivotally attached to the pistons. The centers of gravity of the masses of the connecting rods and pistons constantly, namely at rest and in motion in space, mutually balance each other. At equal distances from the axis of rotation of the carrier at both ends of it are the axis of rotation of the satellites and the disks rigidly attached to them for mutual balancing of the rotational masses.

Недостатками данной конструкции (патент 2471099, РФ [3]) являются большая длина каждого шатуна: 2R плюс расстояние, равное двум толщинам обода неподвижного зубчатого колеса, и еще раз плюс 2R неподвижного зубчатого колеса; 2) сложная конфигурация шатунов - по горизонтальной линии их следует изготовить загнутыми там, где второй раз размер 2R, чтобы расположить массы шатуна на одной линии; 3) оба шатуна в вертикальной плоскости тоже надо сделать фигурными, чтобы во время их работы не застопорились, встретившись с продолжением водила. Из отмеченных недостатков видно, что вес шатунов возрастает значительно, а также возникают сложности расположения их центров масс на одной линии.The disadvantages of this design (patent 2471099, RF [3]) are the large lengths of each connecting rod: 2R plus the distance equal to two rim thicknesses of the fixed gear, and again plus 2R of the fixed gear; 2) a complex configuration of the connecting rods - they should be made curved along the horizontal line where the size is 2R for the second time in order to arrange the mass of the connecting rod in one line; 3) both connecting rods in a vertical plane must also be made curly, so that during their operation they do not stall when they meet with the continuation of the carrier. From the noted shortcomings, it can be seen that the weight of the connecting rods increases significantly, and there are also difficulties in locating their centers of mass on the same line.

В качестве ближайшего аналога (прототипа) выбрано устройство преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот, патент RU №2499934 С2, МПК F16H 19/02, F16H 21/16, опубл. 27.11.2013, бюл. №22. Прототип состоит, т.е. содержит по две штуки валов, поршней, цилиндрических колес внешнего зацепления, зубчатых колеса внутреннего зацепления, сателлитов, к каждому сателлиту жестко присоединена планка. В возвратно-поступательных точках планок к ним шарнирно присоединены шатуны, которые вторыми своими концами шарнирно соединены с поршнями. На продолжении водил установлены корректирующие массы. Изобретение позволяет улучшить динамические качества механизма, повысить его долговечность, надежность, производительность.As the closest analogue (prototype) selected device for converting rotational motion into reciprocating and vice versa, patent RU No. 2499934 C2, IPC F16H 19/02, F16H 21/16, publ. 11/27/2013, bull. Number 22. The prototype consists, i.e. contains two pieces of shafts, pistons, cylindrical wheels of external gearing, gears of internal gearing, satellites, a strap is rigidly attached to each satellite. At the reciprocating points of the planks, rods are pivotally attached to them, which are pivotally connected at their second ends to the pistons. On continuation of the carrier, corrective masses were installed. The invention allows to improve the dynamic qualities of the mechanism, to increase its durability, reliability, performance.

К недостаткам ближайшего аналога (прототипа) следует отнести то, что там решены проблемы уравновешивания, повышения КПД, прочности, долговечности, понижения расхода горюче-смазочных материалов и т.д. только для двухцилиндровых устройств, а не восьмицилиндрового механизма преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот. Кроме того, прототип развивает мощность в 4 раза меньше, чем предлагаемый в данной заявке на изобретение механизм.The disadvantages of the closest analogue (prototype) include the fact that they solved the problems of balancing, increasing efficiency, strength, durability, lowering the consumption of fuels and lubricants, etc. only for two-cylinder devices, and not an eight-cylinder mechanism for converting rotational motion into reciprocating and vice versa. In addition, the prototype develops power 4 times less than the proposed mechanism for this invention.

Устранение перечисленных недостатков решается в заявке на изобретение восьмицилиндрового механизма преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот.The elimination of these disadvantages is solved in the application for the invention of an eight-cylinder mechanism for converting rotational motion into reciprocating and vice versa.

Технической задачей изобретения является безотказная работа, полная динамическая уравновешенность восьмицилиндрового механизма преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот, понижение коэффициента трения, предотвращение заклинивания, повышение мощности, прочности, долговечности, КПД, понижение расхода материалов.An object of the invention is trouble-free operation, complete dynamic balance of the eight-cylinder mechanism for converting rotational motion into reciprocating and vice versa, lowering the friction coefficient, preventing jamming, increasing power, strength, durability, efficiency, lowering material consumption.

Поставленная задача решается в развитии идей, заложенных в прототипе, а именно, заменой коленчатых валов простыми круглыми, полным уравновешиванием моментов сил инерции шатунов путем замены их сложного плоскопараллельного движения на возвратно-поступательное, сведением углов давления шатунов на стенки цилиндров до нулей, самоуравновешиванием поступательных масс и балансировкой вращающихся масс. Разница с прототипом в том, что ниже приводится решение всех перечисленных сложных народно-хозяйственных технических проблем не для 2-цилиндровых механизмов, а восьмицилиндровых.The problem is solved in the development of the ideas embodied in the prototype, namely, replacing the crankshafts with simple round ones, balancing the moments of inertia of the rods by replacing their complex plane-parallel motion with reciprocating, reducing the pressure angles of the rods on the cylinder walls to zeros, and balancing the translational masses and balancing the rotating masses. The difference with the prototype is that below is a solution to all of these complex national economic problems, not for 2-cylinder mechanisms, but for eight-cylinder ones.

Предлагаемый восьмицилиндровый механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот представлен на чертежах: фиг.1 - вид спереди, фиг.2 - разрез по А-А, фиг.3 - разрез по Б-Б. Данный механизм содержит раму 1 (фиг.1, 2, 3); по четыре одинаковых цилиндрических колес 2; 3 (фиг.2), 22; 23 (фиг.3); круглых валов: O1-O1, O2-O2, O3-O3, O4-O4 (фигуры 1, 2, 3) и по восемь неподвижных зубчатых колес внутреннего зацепления: 1′, 1′, 1′, 1′, 1′, 1′, 1′, 1′ (фигуры 1, 2, 3), последовательно жестко соединенных с валами одинаковых водил: H1, H2, H3, H4, H5, H6, H7, H8 (фиг.2, 3) и одинаковых сателлитов с жестко присоединенными к ним одинаковыми планками (или дисками с RК=RД) 4 c 4′, 7 c 7′, 12 c 12′, 13 c 13′, 18 c 18′, 19 c 19′, 26 c 26′, 27 c 27′ (фигуры 1, 2, 3), к возвратно-поступательно движущимся точкам планок B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8 шарнирно присоединены одинаковые шатуны 5, 8, 17, 20, 11, 14, 28, 25 (фигуры 1, 2, 3), к шатунам в точках C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 шарнирно присоединены одинаковые поршни 6, 9, 10, 15, 16, 21, 24, 29 (фигуры 1, 2, 3), корректирующие массы K1, K2, K3, K4, K5, K6, K7, K8, установленные на продолжениях водил H 1 '

Figure 00000001
, H 2 '
Figure 00000002
, H 3 '
Figure 00000003
, H 4 '
Figure 00000004
, H 5 '
Figure 00000005
, H 6 '
Figure 00000006
, H 7 '
Figure 00000007
, H 8 '
Figure 00000008
(фигуры 1, 2, 3).The proposed eight-cylinder mechanism for converting rotational motion into reciprocating and vice versa is shown in the drawings: FIG. 1 is a front view, FIG. 2 is a section along A-A, FIG. 3 is a section along BB. This mechanism contains a frame 1 (figures 1, 2, 3); four identical cylindrical wheels 2; 3 (FIG. 2), 22; 23 (figure 3); round shafts: O 1 -O 1 , O 2 -O 2 , O 3 -O 3 , O 4 -O 4 (figures 1, 2, 3) and eight fixed gears of internal gearing: 1 ′, 1 ′, 1 ′, 1 ′, 1 ′, 1 ′, 1 ′, 1 ′ (figures 1, 2, 3) sequentially rigidly connected to the shafts of identical carriers: H 1 , H 2 , H 3 , H 4 , H 5 , H 6 , H 7 , H 8 (Figs. 2, 3) and identical satellites with identical trims rigidly attached to them (or disks with R K = R D ) 4 c 4 ′, 7 c 7 ′, 12 c 12 ′, 13 c 13 ′, 18 c 18 ′, 19 c 19 ′, 26 c 26 ′, 27 c 27 ′ (figures 1, 2, 3), to the reciprocating moving points of the bars B 1 , B 2 , B 3 , B 4 , B 5 , B 6 , B 7 , B 8 the same connecting rods 5, 8, 17, 20, 11, 14, 28, 25 are pivotally connected figures 1, 2, 3), to the connecting rods at points C 1 , C 2 , C 3 , C 4 , C 5 , C 6 , C 7 , C 8 the same pistons 6, 9, 10, 15, 16, 21 are pivotally attached , 24, 29 (figures 1, 2, 3), corrective masses K 1 , K 2 , K 3 , K 4 , K 5 , K 6 , K 7 , K 8 installed on the extensions of the carrier H one ''
Figure 00000001
, H 2 ''
Figure 00000002
, H 3 ''
Figure 00000003
, H four ''
Figure 00000004
, H 5 ''
Figure 00000005
, H 6 ''
Figure 00000006
, H 7 ''
Figure 00000007
, H 8 ''
Figure 00000008
(figures 1, 2, 3).

Поступательные массы шатунов mшi и поршней mпi, попарно соединенные друг с другом, складываются в Σmi и находятся на одних и тех же прямых линиях на одинаковых расстояниях друг от друга. Приведем их по линиям.Reciprocating masses m shi rods and pistons m pi pairwise connected to each other, are formed in Σm i and are on the same straight lines at equal distances from each other. We give them along the lines.

На фигуре 2 по линиям C1C2 и C3C4:In figure 2 along the lines C 1 C 2 and C 3 C 4 :

Σm1=mш5+mп6 и Σm2=mш8+mп9, Σm1=-Σm2 Σm 1 = m w5 + m p6 and Σm 2 = m w8 + m p9 , Σm 1 = -Σm 2

Σm3=mш11+mп10 и Σm4=mш14+mп15, Σm3=-Σm4.Σm 3 = m w11 + m p10 and Σm 4 = m w14 + m p15 , Σm 3 = -Σm 4 .

На фигуре 3 по линиям C5C6 и C7C8:In figure 3 along the lines C 5 C 6 and C 7 C 8 :

Σm5=mш20+mп21 и Σm6=mш17+mп16, Σm5=-Σm6 Σ m5 = m w20 + m p21 and Σm 6 = m w17 + m p16 , Σm 5 = -Σm 6

Σm7=mш25+mп24 и Σm8=mш28+mп29, Σm7=-Σm8.Σm 7 = m ш25 + m п24 and Σm 8 = m ш28 + m п29 , Σm 7 = -Σm 8 .

На продолжениях водил H1, H2, H3, H4 (фиг.2), т.е. на H 1 '

Figure 00000001
, H 2 '
Figure 00000002
, H 3 '
Figure 00000003
, H 4 '
Figure 00000004
, установлены корректирующие массы mк1, mк2, mк3, mк4, обозначенные K1, K2, K3, K4, а на продолжениях водил H 5 '
Figure 00000005
, H 6 '
Figure 00000006
, H 7 '
Figure 00000007
, H 8 '
Figure 00000008
- K5, K6, K7, K8 - массы которых mк5, mк6, mк7, mк8 (фиг.3).On the continuations drove H 1 , H 2 , H 3 , H 4 (figure 2), i.e. on H one ''
Figure 00000001
, H 2 ''
Figure 00000002
, H 3 ''
Figure 00000003
, H four ''
Figure 00000004
, the corrective masses m k1 , m k2 , m k3 , m k4 , designated K 1 , K 2 , K 3 , K 4 , and on the extensions continued H 5 ''
Figure 00000005
, H 6 ''
Figure 00000006
, H 7 ''
Figure 00000007
, H 8 ''
Figure 00000008
- K 5 , K 6 , K 7 , K 8 - the masses of which are m k5 , m k6 , m k7 , m k8 (figure 3).

На осях всех корректирующих масс нарезана резьба. Гайками они регулируются так, чтобы их центры масс и соответствующих им суммарных масс сателлитов с планками (или дисками) находились на одной и той же линии противоположно друг другу. Дисбалансы сателлитов с планками соответственно должны быть равны дисбалансам корректирующих масс.On the axes of all corrective masses, a thread is cut. They are adjusted with nuts so that their centers of mass and the corresponding total masses of the satellites with trims (or disks) are on the same line opposite to each other. The imbalances of the satellites with trims should accordingly be equal to the imbalances of the correcting masses.

Запишем равенства дисбалансов по фигурам 2 и 3:We write the equality of imbalances in figures 2 and 3:

Figure 00000009
,
Figure 00000010
,
Figure 00000009
,
Figure 00000010
,

Figure 00000011
,
Figure 00000012
,
Figure 00000011
,
Figure 00000012
,

Figure 00000013
,
Figure 00000014
,
Figure 00000013
,
Figure 00000014
,

Figure 00000015
,
Figure 00000016
,
Figure 00000015
,
Figure 00000016
,

где Qci - силы тяжести сателлитов, i - их порядковые номера,where Q ci - satellite gravity, i - their serial numbers,

Qплi - силы тяжести планок, i - их порядковые номера,Q pli - the gravity of the slats, i - their serial numbers,

Нi и H i '

Figure 00000017
- плечи (фиг.2 и 3).H i and H i ''
Figure 00000017
- shoulders (figure 2 and 3).

Во избежание заклинивания механизма длины осей корректирующих масс l1 следует проектировать меньше l2 - расстояний от горизонтальных общих линий H i H i '

Figure 00000018
до планок (или дисков) (фигуры 2 и 3), т.е. l1<l2.To avoid jamming of the mechanism, the lengths of the axes of the correction masses l 1 should be designed less than l 2 - distances from horizontal common lines H i - H i ''
Figure 00000018
to the slats (or disks) (figures 2 and 3), i.e. l 1 <l 2 .

Числа зубьев каждого сателлита 4, 7, 12, 13, 17, 19, 26, 27 должны быть меньше в два раза числа зубьев каждого неподвижного колеса внутреннего зацепления 1′, 1′, 1′, 1′, 1′, 1′, 1′, 1′ (фигуры 1, 2, 3), в результате на всех сателлитах имеются точки, точнее на их делительных окружностях, а также прямо напротив них на планках - B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8, совершающие возвратно-поступательное движение в противофазе друг другу.The number of teeth of each satellite 4, 7, 12, 13, 17, 19, 26, 27 should be less than half the number of teeth of each fixed internal gear wheel 1 ′, 1 ′, 1 ′, 1 ′, 1 ′, 1 ′, 1 ′, 1 ′ (figures 1, 2, 3), as a result, on all satellites there are points, more precisely on their dividing circles, and also directly opposite them on the bars - B 1 , B 2 , B 3 , B 4 , B 5 , B 6 , B 7 , B 8 , reciprocating in antiphase to each other.

Одни концы шатунов 5, 8, 11, 14, 17, 20, 25, 28 в точках B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8 шарнирно соединены к планкам 4′, 7′ 12′, 13′, 18′, 19′, 26′, 27′, а другие концы их также - в точках C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 с поршневыми пальцами. Массы всех поршней одной величины, также массы всех шатунов тоже одной величины, аналогично между собой одной массы следует подобрать планки, сателлиты. Все массы должны двигаться в противофазе попарно между собой (для полного уравновешивания всего механизма).One ends of the connecting rods 5, 8, 11, 14, 17, 20, 25, 28 at points B 1 , B 2 , B 3 , B 4 , B 5 , B 6 , B 7 , B 8 are pivotally connected to the bars 4 ′, 7 ′ 12 ′, 13 ′, 18 ′, 19 ′, 26 ′, 27 ′, and their other ends also at points C 1 , C 2 , C 3 , C 4 , C 5 , C 6 , C 7 , C 8 with piston fingers. The masses of all pistons of the same magnitude, as well as the masses of all connecting rods are also of the same magnitude, similarly between each other of the same mass one should choose trims, satellites. All masses must move in antiphase pairwise between each other (for complete balancing of the whole mechanism).

На фигурах 1, 2, 3 представлен предложенный восьмицилиндровый механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот, который включает в себя:In figures 1, 2, 3, the proposed eight-cylinder mechanism for converting rotational motion into reciprocating and vice versa, which includes:

1 - раму;1 - frame;

1′ - восемь неподвижных одинаковых зубчатых колес внутреннего зацепления, поскольку они неподвижны, то являются как бы частью стойки, поэтому они под одним номером;1 ′ - eight fixed identical gears of internal gearing, since they are motionless, they are, as it were, part of the rack, therefore they are under the same number;

2 - цилиндрическое зубчатое колесо;2 - a cylindrical gear;

3 - цилиндрическое зубчатое колесо;3 - a cylindrical gear;

4 - сателлит с планкой 4′;4 - satellite with a 4 ′ bar;

5 - шатун;5 - a rod;

6 - поршень;6 - the piston;

7 - сателлит с планкой 7′;7 - satellite with strap 7 ′;

8 - шатун;8 - connecting rod;

9 - поршень;9 - a piston;

10 - поршень;10 - a piston;

11 - шатун;11 - connecting rod;

12 - сателлит с планкой 12′;12 - satellite with a bar 12 ′;

13 - сателлит с планкой 13′;13 - satellite with a bar 13 ′;

14 - шатун;14 - a rod;

15 - поршень;15 - a piston;

16 - поршень;16 - a piston;

17 - шатун;17 - a rod;

18 - сателлит с планкой 18′;18 - satellite with a bar 18 ′;

19 - сателлит с планкой 19′;19 - satellite with a bar 19 ′;

20 - шатун;20 - connecting rod;

21 - поршень;21 - a piston;

22 - цилиндрическое зубчатое колесо;22 - a cylindrical gear;

23 - цилиндрическое зубчатое колесо;23 - a cylindrical gear;

24 - поршень;24 - a piston;

25 - шатун;25 - connecting rod;

26 - сателлит с планкой 26′;26 - satellite with a bar 26 ′;

27 - сателлит с планкой 27′;27 - satellite with a bar 27 ′;

28 - шатун;28 - connecting rod;

29 - поршень;29 - a piston;

K1 - корректирующая масса;K 1 - correction weight;

K2 - корректирующая масса;K 2 - correction weight;

K3 - корректирующая масса;K 3 - correction weight;

K4 - корректирующая масса;K 4 - corrective mass;

K5 - корректирующая масса;K 5 - correction weight;

K6 - корректирующая масса;K 6 - correction weight;

K7 - корректирующая масса;K 7 - corrective mass;

K8 - корректирующая масса.K 8 - corrective mass.

Восьмицилиндровый механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот работает следующим образом. Цилиндрические колеса 2 и 3, 22 и 23 внешнего зацепления. Они имеют равные числа зубьев и друг с другом находятся в зацеплении (фигуры 1, 2, 3). Они попарно вращаются в противоположные стороны с равными угловыми скоростями:The eight-cylinder mechanism for converting rotational motion into reciprocating and vice versa works as follows. Cylindrical wheels 2 and 3, 22 and 23 of external gearing. They have equal numbers of teeth and are engaged with each other (figures 1, 2, 3). They rotate in opposite directions in pairs with equal angular velocities:

ω2=-ω3,

Figure 00000019
2 = -ω 3 ,
Figure 00000019
,

Figure 00000020
,
Figure 00000020
,

ω22=-ω23,

Figure 00000021
22 = -ω 23 ,
Figure 00000021
,

Figure 00000022
.
Figure 00000022
.

Как видно из фигур 1, 2, 3 и из приведенных угловых скоростей, валы каждого ряда: верхнего O1O1 и O2O2 (фиг.2) и нижнего O3O3 и O4O4 (фиг.3), вращаются в противоположные стороны и приводят в противоположное вращательное движение жестко соединенные с ними водила, сателлиты и корректирующие массы.As can be seen from figures 1, 2, 3 and from the angular velocities shown, the shafts of each row: the upper O 1 O 1 and O 2 O 2 (figure 2) and the lower O 3 O 3 and O 4 O 4 (figure 3) , rotate in opposite directions and result in the opposite rotational movement of the carriers, satellites and corrective masses rigidly connected to them.

Сателлиты с планками 4 c 4′ и 13 c 13′, а также корректирующие массы K1 и K3, установленные на продолжениях водил H 1 '

Figure 00000023
и H 3 '
Figure 00000024
, вращаются все с угловой скоростью ω2. В противоположную сторону им вращаются с ω3 сателлиты с планками 7 c 7′ и 12 c 12′, а также корректирующие массы K2 и K4, установленные на продолжениях водил H 2 '
Figure 00000025
и H 4 '
Figure 00000026
.Satellites with straps 4 c 4 ′ and 13 c 13 ′, as well as corrective masses K 1 and K 3 installed on the extensions of the carrier H one ''
Figure 00000023
and H 3 ''
Figure 00000024
all rotate with an angular velocity ω 2 . In the opposite direction, they rotate with ω 3 satellites with straps 7 c 7 ′ and 12 c 12 ′, as well as correction masses K 2 and K 4 installed on the extensions of the carrier H 2 ''
Figure 00000025
and H four ''
Figure 00000026
.

Сателлиты с планками 19 c 19′ и 27 c 27′, а также корректирующие массы K5 и K7, установленные на продолжениях водил H 5 '

Figure 00000027
и H 7 '
Figure 00000028
, вращаются все с угловой скоростью ω22. В противоположную им сторону вращаются с ω23 сателлиты с планками 18 c 18′ и 26 c 26′, а также корректирующие массы K6 и K8, установленные на продолжениях водил H 6 '
Figure 00000029
и H 8 '
Figure 00000030
.Satellites with straps 19 c 19 ′ and 27 c 27 ′, as well as corrective masses K 5 and K 7 installed on the extensions of the carrier H 5 ''
Figure 00000027
and H 7 ''
Figure 00000028
all rotate with an angular velocity ω 22 . In the opposite direction they rotate with ω 23 satellites with straps 18 c 18 ′ and 26 c 26 ′, as well as correction masses K 6 and K 8 installed on the extensions of the carrier H 6 ''
Figure 00000029
and H 8 ''
Figure 00000030
.

Таким образом, центры тяжести корректирующих масс и соответствующих блоков сателлитов с планками, дисбалансы которых рассчитаны по вышеприведенным формулам, вращаются в противофазе друг с другом в одних и тех же плоскостях.Thus, the centers of gravity of the correcting masses and corresponding satellite blocks with trims, the imbalances of which are calculated according to the above formulas, rotate in antiphase with each other in the same planes.

На сателлитах имеются поступательно двигающиеся точки и напротив их на планках вращательные кинематические пары В1 В2, В3, В4, В5, В6, В7, В8, совершающие в противофазе друг с другом возвратно-поступательные движения вместе с присоединенными к ним шатунами и поршнями. Перечислим их.On the satellites there are progressively moving points, and opposite them on the trims are rotational kinematic pairs B1 B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8, which make reciprocating movements in antiphase with each other together with connecting rods and pistons attached to them. We list them.

Шатун 5 с поршнем 6 по прямой линии C1C2 двигаются в противофазе шатуну 8 и поршню 9.The connecting rod 5 with the piston 6 in a straight line C 1 C 2 move in antiphase to the connecting rod 8 and the piston 9.

Шатун 11 с поршнем 10 по прямой линии C3C4 двигаются в противофазе шатуну 14 и поршню 15.The connecting rod 11 with the piston 10 in a straight line C 3 C 4 move in antiphase to the connecting rod 14 and the piston 15.

Шатун 17 с поршнем 16 по прямой линии C5C6 двигаются в противофазе шатуну 20 и поршню 21.The connecting rod 17 with the piston 16 in a straight line C 5 C 6 move in antiphase to the connecting rod 20 and the piston 21.

Шатун 25 с поршнем 24 по прямой линии C7C8 двигаются в противофазе шатуну 28 и поршню 29.The connecting rod 25 with the piston 24 in a straight line C 7 C 8 move in antiphase to the connecting rod 28 and piston 29.

Как показали проведенные расчеты и опыты, экономическая эффективность восьмицилиндрового механизма преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот заключается в безотказности работы, долговечности в связи с тем, что угол давления шатуна на стенки цилиндра равен нулю. В результате полной уравновешенности подвижных масс значительно улучшились динамические качества механизма: полное отсутствие вредных вибраций, шума, потери мощности, повышение частоты вращения, КПД и производительности. Кроме того, за счет звеньев, имеющих постоянные значения моментов инерции, увеличился маховой момент, что привело к значительному уменьшению колебаний скорости - к уменьшению коэффициента неравномерности движения δ. Использование данного механизма повысит экологичность двигателей внутреннего сгорания, а также других механизмов и машин.As the calculations and experiments showed, the economic efficiency of the eight-cylinder mechanism for converting rotational motion into reciprocating and vice versa consists in the failure-free operation, durability due to the fact that the pressure angle of the connecting rod on the cylinder walls is zero. As a result of the complete balance of the moving masses, the dynamic qualities of the mechanism have significantly improved: the complete absence of harmful vibrations, noise, loss of power, increased speed, efficiency and productivity. In addition, due to the links having constant values of the moments of inertia, the flywheel moment increased, which led to a significant decrease in velocity fluctuations - to a decrease in the coefficient of non-uniformity of motion δ. Using this mechanism will increase the environmental friendliness of internal combustion engines, as well as other mechanisms and machines.

Источники информацииInformation sources

1. Патент №2365799 РФ.1. Patent No. 2365799 of the Russian Federation.

2. Патент №2267674 РФ.2. Patent No. 2267674 of the Russian Federation.

3. Патент №2471099 РФ.3. Patent No. 2471099 of the Russian Federation.

Claims (1)

Восьмицилиндровый механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот, содержащий раму, по две штуки одинаковых неподвижных зубчатых колес внутреннего зацепления, валов, цилиндрических колес внешнего зацепления, жестко соединенных с соответствующими валами водил, шатунов, поршней, сателлитов, при этом к каждому сателлиту жестко присоединен диск, в возвратно-поступательных точках дисков к ним шарнирно присоединены одинаковые шатуны, которые противоположно расположены на одной и той же линии с присоединенными шарнирно к ним поршнями, взаимно уравновешивая друг друга, на продолжении обоих водил установлены корректирующие массы, дисбалансы которых соответственно равны дисбалансам масс сателлитов с дисками, точки нахождения центров тяжести корректирующих масс регулируются так, чтобы они лежали на одной и той же линии противоположно с центрами тяжести сателлитов с дисками, полностью их уравновешивая, отличающийся тем, что дополнительно содержит шесть дисков, жестко присоединенных к каждому сателлиту и шарнирно к шатунам, а также тем, что дополнительно содержит по две штуки одинаковых цилиндрических колес внешнего зацепления, круглых валов, и по шесть штук одинаковых неподвижных зубчатых колес внутреннего зацепления, шатунов, поршней, водил, жестко соединенных с соответствующими валами, и сателлитов, число зубьев каждого сателлита в два раза меньше числа зубьев каждого неподвижного зубчатого колеса внутреннего зацепления, в возвратно-поступательных точках дисков к ним шарнирно присоединены шатуны, которые расположены противоположно между собой на одних и тех же прямых линиях с присоединенными к ним шарнирно поршнями, взаимно уравновешивая друг друга, на продолжении водил установлены корректирующие массы, дисбалансы которых равны дисбалансам масс сателлитов с дисками, точки нахождения центров тяжести корректирующих масс регулируются так, чтобы они лежали на одних и тех же прямых линиях противоположно с центрами тяжести соответствующих им сателлитов с дисками, полностью их уравновешивая. The eight-cylinder mechanism for converting rotational motion into reciprocating and vice versa, containing a frame, two pieces of identical motionless gears of internal gearing, shafts, cylindrical wheels of external gearing, rigidly connected to the corresponding shafts of the carrier, connecting rods, pistons, satellites, with each satellite a disk is rigidly attached, at the reciprocating points of the disks, the same connecting rods are pivotally attached to them, which are oppositely located on the same line with the the pistons hinged to them, mutually balancing each other, on the continuation of both carriers corrective masses are installed, the imbalances of which are respectively equal to the imbalances of the masses of the satellites with the disks, the points of gravity of the correcting masses are adjusted so that they lie on the same line opposite to the centers the severity of the satellites with disks, fully balancing them, characterized in that it additionally contains six disks, rigidly attached to each satellite and pivotally to the connecting rods, as well as o additionally contains two pieces of identical cylindrical wheels of external gearing, round shafts, and six pieces of identical motionless gear wheels of internal gearing, connecting rods, pistons, carrier, rigidly connected to the corresponding shafts, and satellites, the number of teeth of each satellite is two times less than the number teeth of each fixed gear wheel of internal gearing, at the reciprocating points of the disks, rods are pivotally attached to them, which are located opposite to each other on the same straight lines In these lines with articulated pistons, mutually balancing each other, on the continuation of the carrier, corrective masses were installed, the imbalances of which are equal to the imbalances of the masses of the satellites with the disks, the points of location of the centers of gravity of the correcting masses are regulated so that they lie on the same straight lines opposite with the centers of gravity of their respective satellites with disks, balancing them completely.
RU2014106314/11A 2014-02-20 2014-02-20 Eight cylinder mechanism converting rotary motion into reciprocating movement and vice versa RU2603045C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014106314/11A RU2603045C2 (en) 2014-02-20 2014-02-20 Eight cylinder mechanism converting rotary motion into reciprocating movement and vice versa

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014106314/11A RU2603045C2 (en) 2014-02-20 2014-02-20 Eight cylinder mechanism converting rotary motion into reciprocating movement and vice versa

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014106314A RU2014106314A (en) 2015-08-27
RU2603045C2 true RU2603045C2 (en) 2016-11-20

Family

ID=54015371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014106314/11A RU2603045C2 (en) 2014-02-20 2014-02-20 Eight cylinder mechanism converting rotary motion into reciprocating movement and vice versa

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2603045C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2037632C1 (en) * 1992-04-15 1995-06-19 Геннадий Федорович Рыбаков Internal combustion engine with variable compression ratio
US20030183026A1 (en) * 2002-03-29 2003-10-02 Korniyenko Alexsandr Y. Apparatus for converting rotary to reciprocating motion and vice versa
RU88088U1 (en) * 2009-04-30 2009-10-27 Николай Владимирович Горбачев HYDROMECHANICAL DEVICE FOR RETURNING RETURNING AND SURVIVAL MOTION TO ROTARY WITH TRANSMITTED CHANGE OF THE TRANSMISSION NUMBER
CN101985899A (en) * 2010-10-09 2011-03-16 靳北彪 Power unit set engine
WO2011071553A1 (en) * 2009-12-11 2011-06-16 William James Carr Fixed moment arm combustion apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2037632C1 (en) * 1992-04-15 1995-06-19 Геннадий Федорович Рыбаков Internal combustion engine with variable compression ratio
US20030183026A1 (en) * 2002-03-29 2003-10-02 Korniyenko Alexsandr Y. Apparatus for converting rotary to reciprocating motion and vice versa
RU88088U1 (en) * 2009-04-30 2009-10-27 Николай Владимирович Горбачев HYDROMECHANICAL DEVICE FOR RETURNING RETURNING AND SURVIVAL MOTION TO ROTARY WITH TRANSMITTED CHANGE OF THE TRANSMISSION NUMBER
WO2011071553A1 (en) * 2009-12-11 2011-06-16 William James Carr Fixed moment arm combustion apparatus
CN101985899A (en) * 2010-10-09 2011-03-16 靳北彪 Power unit set engine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014106314A (en) 2015-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101397874B1 (en) Improved opposed piston combustion engine
CN106704529B (en) A kind of gear-tooth item-crankshaft coupled engine switching mechanism
RU2471099C2 (en) Conversion device of rotational movement to back-and-forth movement and vice versa
RU2499934C2 (en) Device for conversion of rotational movement to reciprocating movement and vice versa
RU2603045C2 (en) Eight cylinder mechanism converting rotary motion into reciprocating movement and vice versa
CA2073457A1 (en) Crank mechanism
RU2603878C2 (en) Six cylinder mechanism converting rotary motion into reciprocating movement and vice versa
RU171112U1 (en) PLANETARY TRANSMISSION
RU2604900C2 (en) Ten cylinder mechanism converting rotary motion into reciprocating movement and vice versa
RU2528493C2 (en) Toothed converter of rotation motion to rotation and reciprocating motion
RU2672519C2 (en) Three-cylinder device for transforming rotation movement into reciprocating one and vice versa
US20090255507A1 (en) Piston Valve Internal Combustion Engine
RU2552403C2 (en) Device for conversion of rotational movement to reciprocating movement and vice versa
CN104948698A (en) Reciprocating-rotating motion conversion mechanism
RU2478794C2 (en) Two-shaft piston engine with two-sided working strokes
RU2500938C1 (en) Converter of rotational movement to translational movement
JP2009121540A (en) Crank device
RU88755U1 (en) MECHANICAL CONVERTER
Karhula Cardan gear mechanism versus slider-crank mechanism in pumps and engines
RU2341697C1 (en) Eccentric plain bearing
RU2538349C2 (en) Engine without connecting rod and method to eliminate jamming of its mechanism
RU2345259C1 (en) Conrod-free mechanism for transformation of reciprocal motion into rotary one
CN107023388A (en) Cam removable tooth frame two-phase swing-plate type internal combustion engine
Guan et al. An innovative planetary gear reducer with overcoming the “dead point”
RU2525342C1 (en) Engine con-rod-free crank mechanism

Legal Events

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

Effective date: 20170221