RU30163U1

RU30163U1 - Motion conversion mechanism

Info

Publication number: RU30163U1
Application number: RU2003106640/20U
Authority: RU
Inventors: Н.А. Пустынский
Original assignee: Анищенко Александр Михайлович; Пушин Виталий Леонидович
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2003-06-20

Description

МЕХАНИЗМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯMOVEMENT TRANSFORMATION MECHANISM

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для преобразования прямолинейного возвратнопоступательного движения во вращательное, преимущественно в поршневых машинах или двигателях с оппозитно расположенными цилиндрами, поршни которых связаны одним штоком, перемещающимся в осевом направлении.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used to convert rectilinear reciprocating motion into rotational, mainly in reciprocating machines or engines with opposed cylinders, the pistons of which are connected by one rod moving in the axial direction.

Из уровня техники известен рычажный механизм преобразования возвратно-поступательного движения штока, жестко связанного с поршнями поршневой машины или двигателя с оппозитно расположенными цилиндрами, во вращательное движение выходного вала, выполненный в виде кривошипно-ползунного или кривошипнокулисного механизма (SU 781453 А, F16H21/00, 1980; SU 1052763 А, F16H21/16, 1983; SU 1216503 А, F16H21/00, 1986; SU 1551904 А, F16H21/16, 1990; RU 2044168 С1, F16H19/04,1995).The lever mechanism for converting the reciprocating motion of a rod rigidly connected with the pistons of a piston engine or an engine with opposed cylinders to the rotational movement of the output shaft, made in the form of a crank-slide or crank mechanism (SU 781453 A, F16H21 / 00, 1980; SU 1052763 A, F16H21 / 16, 1983; SU 1216503 A, F16H21 / 00, 1986; SU 1551904 A, F16H21 / 16, 1990; RU 2044168 C1, F16H19 / 04.1995).

Основным недостатком такого решения является сложность рычажного механизма и, как правило, наличие воздействующих на шток боковых усилий, которые снижают надежность работы, как самого механизма преобразования, так и поршневой машины или двигателя в целом.The main disadvantage of this solution is the complexity of the linkage mechanism and, as a rule, the presence of lateral forces acting on the rod, which reduce the reliability of operation of both the conversion mechanism itself and the piston machine or the engine as a whole.

Наиболее близким к полезной модели является механизм преобразования движения, содержащий корпус, в котором установлен с возможностью осевого возвратно-поступательного движения перемещения шток, жестко связанный с поршнями поршневой машины или двигателя с оппозитно расположенными цилиндрами, дваClosest to the utility model is a motion conversion mechanism comprising a housing in which a rod is mounted with axial reciprocating motion to move the rod rigidly connected to the pistons of a piston machine or an engine with opposed cylinders, two

20031066402003106640

ligiiiiuiiiiiiiiiiiiniiiligiiiiuiiiiiiiiiiiiiiniii

20031066402003106640

МПКР01В1/08 F16mi/16 MPKR01V1 / 08 F16mi / 16

закрепленные на выходных валах кривошина, плоскости вращения которых параллельны, а оси вращения - перпендикулярны продольной оси щтока, промежуточное звено, связывающее шток с кривошипами, и механизм синхронизации, выполненный в виде двух конических зубчатых колес, закрепленных на выходных валах и взаимодействующих с промежуточным коническим зубчатым колесом (RU 2020333 С1, F16H21/16, 1994). При этом промежуточное звено выполнено в виде закрепленной на штоке кулисы с двумя пазами, в которые входят шипы кривошипов, продольная ось которых перпендикулярна оси штока, что в совокупности с механизмом синхронизации исключает боковое давление штока и соответственно поршней на направляющую поверхность. Однако в случае возможного перекоса кулисы возникает повышенное трение шипов кривошипа в пазах кулисы, приводящее к снижению надежности работы или даже к заклиниванию данного механизма преобразования возвратнопоступательного движения во вращательное.a crankshaft mounted on the output shafts, the rotation planes of which are parallel, and the rotation axes are perpendicular to the longitudinal axis of the rod, an intermediate link connecting the rod to the cranks, and a synchronization mechanism made in the form of two bevel gears mounted on the output shafts and interacting with the intermediate bevel gear a wheel (RU 2020333 C1, F16H21 / 16, 1994). In this case, the intermediate link is made in the form of a backstage secured to the rod with two grooves, which include crank spikes, the longitudinal axis of which is perpendicular to the axis of the rod, which, together with the synchronization mechanism, eliminates lateral pressure of the rod and, accordingly, pistons on the guide surface. However, in the case of a possible backstage skew, increased friction of the crank spikes in the backstage grooves occurs, which leads to a decrease in the reliability of operation or even to jamming of this mechanism for converting reciprocating motion into rotational motion.

Полезная модель направленна на снижение трения в звеньях рычажного механизма преобразования прямолинейного возвратнопоступательного движения во вращательное и повышение надежности и долговечности его работы.The utility model is aimed at reducing friction in the links of the linkage mechanism for converting rectilinear reciprocating motion into rotational motion and increasing the reliability and durability of its operation.

Рещение поставленной задачи обеспечивается тем, что в механизме преобразования движения, содержащем корпус, в котором установлен с возможностью осевого возвратно-поступательного движения перемещения шток, жестко связанный с поршнями порщневой мащины или двигателя с оппозитно расположенными цилиндрами, два закрепленные на выходных валах кривошипа, плоскости вращения которых параллельны, а оси вращения перпендикулярны продольной оси щтока, промежуточное звено,The task accomplishment is ensured by the fact that in the movement conversion mechanism containing the housing, in which the rod is mounted with the possibility of axial reciprocating movement, the rod is rigidly connected to the pistons of the piston machine or the engine with opposed cylinders, two are mounted on the output shafts of the crank, the plane of rotation which are parallel, and the axis of rotation is perpendicular to the longitudinal axis of the flange, the intermediate link,

связывающее шток с кривошипами, и механизм синхронизации, выполненный в виде двух конических зубчатых колес, закрепленных на выходных валах и взаимодействуюп ;их с промежуточным коническим зубчатым колесом, согласно полезной модели, промежуточное звено включает нажимной элемент - двуплечий рычаг с плечами равной длины, который симметрично прикреплен посредством шаровой опоры к середине штока с возможностью колебательного движения - качания вокруг продольной оси последнего в перпендикулярной ей плоскости, и две шаровые втулки, шарнирно соединенные с кривошипами, в отверстие каждой из которых входит соответствующее плечо нажимного элемента - двуплечего рычага с образованием поступательной кинематической пары.connecting the rod with cranks, and a synchronization mechanism made in the form of two bevel gears mounted on the output shafts and interacting; according to the utility model, the intermediate bevel gear includes a pressure element - a two-arm lever with shoulders of equal length, which is symmetrical attached by means of a ball bearing to the middle of the rod with the possibility of oscillatory movement - swing around the longitudinal axis of the latter in a plane perpendicular to it, and two ball bushings, hinged connected to the cranks, the opening of each of which includes a corresponding shoulder of the pressure element - double-arm lever with the formation of the translational kinematic pair.

Кроме того, каждый кривошип снабжен балансировочным противовесом и съемной головкой для фиксации шаровой втулки.In addition, each crank is equipped with a balancing counterweight and a removable head for fixing the ball sleeve.

Наличие самоустанавливающихся шаровых втулок и качающегося на шаровой опоре относительно продольной оси штока нажимного элемента в виде двуплечего рычага, симметричные плечи которого воздействуют (как кулисы) через упомянутые шаровые втулки (ползуны) на кривошипы и приводят во вращение последние, в сочетании с механизмом синхронизации предотвращает возможность отклонения штока от плоскости качания и появления боковых усилий как в штоке, так и в поршнях, обеспечивает существенное снижение трения в подвижных соединениях звеньев заявленного рычажного механизма и исключает их заклинивание в случае возникновения, по каким-либо причинам, различных усилий в симметричных звеньях, что повышает надежность и долговечность работы механизма преобразования прямолинейно-поступательного движения штока во вращательное движение выходного вала или наоборот.The presence of self-aligning ball bushings and a pushing element swinging on the ball bearing relative to the longitudinal axis of the rod in the form of a two-shouldered lever, whose symmetrical shoulders act (like wings) through the mentioned ball bushings (sliders) and rotate the latter, in combination with the synchronization mechanism, prevents the possibility of deviations of the rod from the rocking plane and the appearance of lateral forces both in the rod and in the pistons provides a significant reduction in friction in the movable joints of the links of the lever mechanism and eliminates their jamming in case of occurrence, for some reason, of various forces in symmetrical links, which increases the reliability and durability of the mechanism for converting the linearly translational motion of the rod into the rotational movement of the output shaft or vice versa.

На фиг.1 представлен общий вид механизма преобразования движения.Figure 1 presents a General view of the motion conversion mechanism.

Заявленный механизм содержит корпус 1, шток 2, жестко связанный с соосно установленными поршнями 3 поршневой машины или двигателя с оппозитно расположенными цилиндрами 4, нажимной элемент - двуплечий рычаг 5, закрепленный посредством шаровой опоры 6 на середине штока 2 с возможностью колебательно движениякачания вокруг его продольной оси в перпендикулярной ей плоскости, два кривошипа 7 и 8, которые закреплены симметрично относительно продольной оси штока 2, соответственно, на выходных валах 9 и 10 и кинематически связаны посредством механизма синхронизации, две шаровые втулки 11 и 12, шарнирно установленные с возможностью враш;ения в сферических гнездах кривошипов 7 и 8 на расстоянии Н от оси враш;ения, равном половине хода поршня 3. В осевые отверстия шаровых втулок 11 и 12 симметрично входят плечи 13 и 14 нажимного элемента - двуплечего рычага 5, образуя поступательные кинематические пары.The claimed mechanism comprises a housing 1, a rod 2, rigidly connected with coaxially mounted pistons 3 of a piston machine or an engine with opposed cylinders 4, a pressing element - a two-arm lever 5, fixed by means of a ball bearing 6 in the middle of the rod 2 with the possibility of oscillating movement around its longitudinal axis in the plane perpendicular to it, two cranks 7 and 8, which are mounted symmetrically relative to the longitudinal axis of the rod 2, respectively, on the output shafts 9 and 10 and are kinematically connected by a mechanism synchronization, two spherical bushings 11 and 12, pivotally mounted with the possibility of agitating; in the spherical seats of the cranks 7 and 8 at a distance H from the axis of ingrowing; equal to half the stroke of the piston 3. The axial holes of the spherical bushings 11 and 12 symmetrically enter the shoulders 13 and 14 of the pressure element - two shoulders of the lever 5, forming a progressive kinematic pair.

Механизм синхронизации врап ;ения кривошипов 7 и 8 выполнен в виде двух конических зубчатых колес 15 и 16, закрепленных на выходных валах 9 и 10 и находяш;ихся в зацеплении с промежуточным коническим зубчатым колесом 17, которое установлено в корпусе 1 на валу 18.The synchronization mechanism of rotation; the cranks 7 and 8 are made in the form of two bevel gears 15 and 16, mounted on the output shafts 9 and 10 and located; they are engaged with the intermediate bevel gear 17, which is installed in the housing 1 on the shaft 18.

Кроме того каждый кривошип 7 и 8 может быть снабжен балансировочным противовесом 19 и съемной головкой 20, которая обеспечивает возможность монтажа и фиксацию шаровой втулки 11 и 12 в сферическом гнезде кривошипа 7 и 8.In addition, each crank 7 and 8 can be equipped with a balancing counterweight 19 and a removable head 20, which provides the ability to mount and fix the ball sleeve 11 and 12 in the spherical socket of the crank 7 and 8.

Механизм преобразования движения работает следующим образом.The movement conversion mechanism works as follows.

4lCOB uli404lCOB uli40

при прямолинейном возвратно-поступательном движении поршней 3 в оппозитно расположенных цилиндрах 4 под действием давления газов происходит прямолинейно-поступательное движение штока 2, который воспринимает осевое усилие от поршней и перемепдает нажимной элемент - двуплечий рычаг 5 в осевом направлении. При этом симметрично расположенные плечи 13 и 14 равной длины поступательно скользят в отверстиях самоустанавливаюш,ихся шаровых втулок И и 12 и через них воздействуют на кривошипы 7 и 8, в результате чего нажимной элемент - двуплечий рычаг 5 совершает колебательное движение-качание, поворачиваясь на шаровой опоре 6 вокруг продольной оси штока 2 в перпендикулярной ей плоскости, а кривошипы 7 и 8, воспринимая симметричные усилия от нажимного элемента - двуплечего рычага 5, совершают враш;ательное движение, передавая крутяш;ий момент на выходные валы 9 и 10. Мертвые точки механизм преобразования движения проходит по инерции за счет накопленной механической энергии враш,аюп,ихся элементов.with the rectilinear reciprocating movement of the pistons 3 in the opposed cylinders 4 under the action of gas pressure, a rectilinear translational movement of the rod 2 takes place, which receives the axial force from the pistons and alternates the pressure element - two shoulders lever 5 in the axial direction. In this case, symmetrically located shoulders 13 and 14 of equal length translationally slide in the holes self-aligning, their ball bushings And and 12 and through them act on cranks 7 and 8, as a result of which the pushing element - two-arm lever 5 makes an oscillating motion-swing, turning on the ball the support 6 around the longitudinal axis of the rod 2 in a plane perpendicular to it, and the cranks 7 and 8, perceiving symmetrical forces from the pressing element - the two shoulders of the lever 5, make a gigantic movement, transmitting torque; this moment to the weekend ly 9 and 10. Blind spots The mechanism of transformation of motion passes by inertia due to the accumulated mechanical energy of Vrash, Ayup, and their elements.

Механизм синхронизации через конические зубчатые колеса 15, 16 и 17 кинематически связывает кривошипы 7 и 8 и обеспечивает их синхронное врашение в противоположных направлениях с равными угловыми скоростями, при этом крутящий момент можно отбирать как от выходных валов 9 или 10, так и от вала 18 промежуточного конического зубчатого колеса 17.The synchronization mechanism through the bevel gears 15, 16 and 17 kinematically connects the cranks 7 and 8 and ensures their synchronous rotation in opposite directions with equal angular speeds, while the torque can be taken from the output shafts 9 or 10, and from the intermediate shaft 18 bevel gear 17.

Claims

1. The motion conversion mechanism, comprising a housing in which the rod is mounted with the possibility of axial reciprocating movement, the rod is rigidly connected to the pistons of a piston machine or an engine with opposed cylinders, two cranks are mounted on the output shafts, the rotation planes of which are parallel, and the rotation axes - perpendicular to the longitudinal axis of the rod, an intermediate link connecting the rod with cranks, and a synchronization mechanism made in the form of two bevel gears mounted on driving shafts and interacting with an intermediate bevel gear, characterized in that the intermediate link includes a pressure element - a two-arm lever with shoulders of equal length, which is symmetrically attached by means of a ball bearing to the middle of the rod with the possibility of oscillatory motion-swing around the longitudinal axis of the latter in a plane perpendicular to it , and two ball bushings pivotally connected to the cranks, the corresponding shoulder of the two-shoulder lever pressing element with an image enters the hole of each of them vaniem translational kinematic pair.

2. The movement conversion mechanism according to claim 1, characterized in that each crank is equipped with a balancing counterweight and a removable head for fixing the ball sleeve.