RU2610319C1

RU2610319C1 - Device for conversion of reciprocating movement to rotational movement and vice versa

Info

Publication number: RU2610319C1
Application number: RU2015148939A
Authority: RU
Inventors: Валерий Федорович Смирнов; Владимир Михайлович Зябликов
Original assignee: Валерий Федорович Смирнов; Владимир Михайлович Зябликов
Priority date: 2015-11-16
Filing date: 2015-11-16
Publication date: 2017-02-09

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: device for conversion of reciprocating movement to rotational movement has two sliders (5) and (6) moving in two mutually perpendicular guide slots "U", located in a detachable housing (1, 2). The sliders are fixedly secured in a drive chuck plate (4) located with eccentricity in driven chuck plate (3) and free rotating in it. The driven chuck plate (3) is made in form of a cylindrical wheel, is located in the detachable housing, and transfers rotation to an output gear shaft (9).

EFFECT: simplified design.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к механизмам насосов, компрессоров, поршневых машин, а именно к бесшатунным силовым механизмам для преобразования возвратно-поступательного движения входного устройства во вращательное движение исполнительного устройства и наоборот.The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to mechanisms of pumps, compressors, reciprocating machines, and in particular to rodless power mechanisms for converting the reciprocating movement of the input device into the rotational movement of the actuator and vice versa.

Известно (является аналогом) устройство бесшатунного механизма преобразования движения (С.С. Баландин «Бесшатунные двигатели внутреннего сгорания» Машиностроение, 1972 г., стр. 14, рис. 11а), в котором промежуточное звено ABC выполнено в виде коленчатого вала, совершающего при движении сложное планетарное перемещение. В механизм также входят кривошипы ОС и ОС’, вращающиеся вокруг центральной оси О двигателя. Механизм включает в себя соединительный вал 5, который кинематически объединяет кривошипы ОС и ОС’ и обеспечивает синхронность их вращения.It is known (is an analogue) the device of the rodless mechanism for converting movement (S. S. Balandin "Rodless internal combustion engines" Engineering, 1972, p. 14, Fig. 11a), in which the intermediate link ABC is made in the form of a crankshaft, performing Motion is a complex planetary movement. The mechanism also includes OS and OS ’cranks rotating around the central axis O of the engine. The mechanism includes a connecting shaft 5, which kinematically combines the OS and OS ’cranks and ensures the synchronization of their rotation.

Устройство-аналог имеет ряд преимуществ, но имеет и недостатки. Недостатком этого механизма является повышенная техническая сложность конструкции, обусловленная наличием соединительного вала 5 и синхронизирующих зубчатых колес.An analog device has several advantages, but also has disadvantages. The disadvantage of this mechanism is the increased technical complexity of the design, due to the presence of the connecting shaft 5 and synchronizing gears.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является бесшатунный механизм преобразования движения, описанный в патенте RU 2420680. Выбираем это техническое решение в качестве прототипа. Механизм содержит закрепленные в корпусе направляющие для ползунов, ползуны А и В, связанные шарнирно с балкой ABC, и звено ОС. Звено ОС шарнирно связано с балкой ABC и движется вокруг центра О вращения выходного вала устройства. При этом звено ОС выполнено в виде группы параллельных кривошипов, равных между собой и равных звеньям балки АС ВС. Указанные кривошипы закреплены одним концом на планшайбе, принадлежащей балке ABC, а другим концом на планшайбе, принадлежащей выходному валу данного устройства.Of the known technical solutions, the closest in technical essence to the claimed device is a rodless mechanism for converting motion, described in patent RU 2420680. We choose this technical solution as a prototype. The mechanism comprises guides for sliders fixed in the housing, sliders A and B, pivotally connected to the ABC beam, and an OS link. The OS link is pivotally connected to the beam ABC and moves around the center O of rotation of the output shaft of the device. In this case, the OS link is made in the form of a group of parallel cranks, equal to each other and equal to the links of the beam of the AC aircraft. These cranks are fixed at one end to the faceplate belonging to the ABC beam, and the other end to the faceplate belonging to the output shaft of this device.

Недостатком такого бесшатунного механизма преобразования движения является необходимость установки группы из нескольких параллельных кривошипов, связывающих ведущее и ведомое звенья устройства. Это несколько усложняет конструкцию всего устройства в отношении точности выполнения и посадки шарниров кривошипов. Даже небольшой износ посадочных мест шарниров кривошипов приведет к нарушению кинематики самого механизма и выходу его из строя. При этом необходимы будут дополнительные устройства для устранения нежелательных инерционных сил группы параллельных кривошипов.The disadvantage of such a rodless mechanism for converting movement is the need to install a group of several parallel cranks connecting the master and slave units of the device. This somewhat complicates the design of the entire device in terms of accuracy of execution and landing of the hinges of the cranks. Even a slight wear of the seats of the crank joints will lead to a violation of the kinematics of the mechanism itself and its failure. In this case, additional devices will be necessary to eliminate the undesirable inertial forces of the group of parallel cranks.

Задачами изобретения являются упрощение конструкции бесшатунного механизма преобразования движения путем исключения из его силовой схемы группы из нескольких параллельных кривошипов.The objectives of the invention are to simplify the design of the rod-free mechanism for converting movement by eliminating from its power circuit a group of several parallel cranks.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для преобразования движения имеет два ползуна в виде стержней, движущихся в двух взаимно-перпендикулярных направляющих, расположенных в разъемном корпусе. Ползуны неподвижно закреплены в ведущей планшайбе, которая эксцентрично размещена в ведомой планшайбе и свободно вращается в ней на подшипниках. Ведомая планшайба, выполненная в виде цилиндрической колеса, установлена в разъемном корпусе и передает вращение выходному валу-шестерне.The problem is achieved in that the device for converting movement has two sliders in the form of rods moving in two mutually perpendicular guides located in a detachable body. The sliders are fixedly mounted in the lead faceplate, which is eccentrically placed in the driven faceplate and rotates freely on the bearings. The driven faceplate, made in the form of a cylindrical wheel, is installed in a detachable case and transmits rotation to the output gear shaft.

Изобретение поясняется прилагаемыми чертежами:The invention is illustrated by the accompanying drawings:

фиг. 1 - разрез устройства для преобразования движения;FIG. 1 is a sectional view of a device for converting motion;

фиг. 2 и фиг. 3 - сечения устройства для преобразования движения с видами на вертикальную и горизонтальную направляющие для ползунов.FIG. 2 and FIG. 3 is a sectional view of a device for converting movement with views of the vertical and horizontal guides for sliders.

Устройство для преобразования движения (фиг. 1) состоит из разъемного корпуса 1 и 2, в котором на подшипниках 10 установлена ведомая планшайба 3, выполненная в виде цилиндрического колеса, ось вращения которого ОО. В крышках 7 и 8 расположены два взаимно перпендикулярных направляющих паза П. В ведомой планшайбе 3 выполнено цилиндрическое отверстие с эксцентриситетом ОС (фиг. 2, 3). В отверстии на подшипниках 11 установлена ведущая планшайба 4, ось вращения которой проходит через точку С (фиг. 2). В ведущей планшайбе 4 в точках А и В, расположенных на одном диаметре с межосевым расстоянием l и симметричных центру С (фиг. 2), закреплены два ползуна 5 и 6 с подшипниками 12. Оба ползуна одновременно находятся в соответствующих пазах крышек 7 и 8. При этом эксцентриситет ОС планшайбы 4 равен половине межосевого расстояния ползунов (ОС=АС=СВ=l/2), что составляет 1/4 всего хода ползуна. Для соединения механизма преобразования движения с внешним устройством ведомая планшайба 3 находится в зацеплении с валом-шестерней 9, установленным в составном корпусе 1 и 2 на подшипниках 16 с крышками 13 и 14. Уплотнительное устройство 15 служит для предотвращения вытекания масла и защиты механизма от проникновения грязи.A device for converting movement (Fig. 1) consists of a detachable housing 1 and 2, in which a driven faceplate 3 is made on the bearings 10, made in the form of a cylindrical wheel, the axis of rotation of which is OO. In covers 7 and 8 there are two mutually perpendicular guide grooves P. In the driven faceplate 3 there is a cylindrical hole with an eccentricity of the OS (Fig. 2, 3). A leading faceplate 4 is installed in the hole on the bearings 11, the axis of rotation of which passes through point C (Fig. 2). In the leading faceplate 4 at points A and B located on the same diameter with the center distance l and symmetrical to the center C (Fig. 2), two sliders 5 and 6 with bearings 12 are fixed. Both sliders are simultaneously located in the corresponding grooves of the covers 7 and 8. In this case, the eccentricity of the OS of the faceplate 4 is equal to half the interaxial distance of the sliders (OS = AC = CB = CB = l / 2), which is 1/4 of the entire stroke of the slide. To connect the movement conversion mechanism to an external device, the driven faceplate 3 is engaged with the pinion shaft 9 mounted in the composite housing 1 and 2 on the bearings 16 with covers 13 and 14. The sealing device 15 serves to prevent oil leakage and protect the mechanism from dirt penetration .

Бесшатунный механизм преобразования движения работает следующим образом. При перемещении ползуна 6 вниз сила, действующая на ведущую планшайбу 4 и осуществляющая ее перемещение, раскладывается на три составляющие: две боковые, действующие со стороны образующих паза П на подшипники 12, и реакцию неподвижного цилиндрического шарнира, образованного подшипниками 10. Сила, противоположная этой реакции и действующая на ведомую планшайбу 3, вызывает ее перемещение, а именно вращение, по ходу часовой стрелки, так как ведущая и ведомая планшайбы образуют клиновой узел и ведущая планшайба 4 вытесняет ведомую планшайбу 3. При ведущем движении планшайбы 3 (против часовой стрелки) клин, образованный этими планшайбами, вызывает вращение планшайбы 4 по часовой стрелке и движение ползуна 6 вверх.The rodless mechanism of motion conversion works as follows. When moving the slider 6 downward, the force acting on the leading faceplate 4 and carrying out its movement is decomposed into three components: two side, acting from the side of the forming groove P on the bearings 12, and the reaction of the stationary cylindrical hinge formed by the bearings 10. The force opposite to this reaction and acting on the driven faceplate 3, causes it to move, namely, clockwise rotation, since the leading and driven faceplates form a wedge assembly and the leading faceplate 4 displaces the driven faceplate 3. moving the leading chuck 3 (counterclockwise), the wedge formed by these face plates, the faceplate 4 is rotated clockwise and the movement of the slide 6 upwards.

Изобретение может быть осуществлено при использовании отечественного станочного оборудования.The invention can be carried out using domestic machining equipment.

Источник информацииThe source of information

Баландин С.С. Бесшатунные двигатели внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1972 г., стр. 14, рис. 11а.Balandin S.S. Rodless internal combustion engines. M.: Engineering, 1972, p. 14, Fig. 11a.

Claims

A device for converting reciprocating motion into rotational motion, comprising mutually perpendicular guides fixed to the housing for two sliders, the distance between which is half the full stroke of each slide, a face plate, a driven face plate, with the possibility of its rotation in the case, characterized in that in the driven the faceplate, made in the form of a cylindrical gear wheel, is mounted on bearings, the leading faceplate with one diameter fixed in it, symmetrical to its rotation center I, with two sliders located on both sides of the leading faceplate and having the axes of movement of their axes mutually perpendicular, and the intersection line of these planes coinciding with the axis of rotation of the driven faceplate, while the offset axis of rotation of the leading faceplate is parallel to the driven one and its eccentricity is a quarter of the full stroke of the slider and the output pinion shaft is engaged with the driven faceplate.