Устройство для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот (его варианты)

 

1. Устройство для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот, содержащее основание по крайней мере с одной гтрямолинейной направляющей , размещенный в ней с возможностью возвратно-поступательного движения по крайней мере один ползун и кривотипно-шатунньй механизм в виде планетарной передачи с передаточным числом, равным единице, в которой сателлит вьтолняет роль шипа кривошипа, и по крайней мере один шатун шарНИРно связан одним концом с cooтвeтcтвyюп им ползуном, а другим - с сателлитом, отличающееся тем, что, с целью. . изменения закона движения, направi ляющая параллельна оси вращения кривошипа и смещена относительно СЛ нее. м САЭ 00

СОЮЗ СОЕЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19)

SU (!1) (5))4 F 16 Н 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ нее. йЖУДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3665322/25-28 (22) 24.11.83 (46) 15.08.85. Бюл. N - 30

{72) Ю. Н. Иванов (53) 621.836(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 587294, кл . F 16 Н 21/02, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ В ВОЗВРАТНОПОСТУПАТЕЛЬНОЕ И НАОБОРОТ (ЕГО

ВАРИАНТЫ) . (57) 1. Устройство для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот, содержащее основание по крайней мере с одной ITpflMQJIHHpéíoé направляющей, размещенный в ней с возможностью возвратно-поступательного движения по крайней мере один ползун и кривошипно †шатунн механизм в виде планетарной передачи с передаточным числом, равным единице, в которой сателлит выполняет роль шипа кривошипа, и по крайней мере один шатун шарнирно связан одним концом с соответствующим ползуном, а другим — с сателлитом, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью. изменения закона движения, направляющая параллельна оси вращения кривошипа и смещена относительно! !73!

2. Устройство для преобразования вращательного движения в воэвратнопоступательное и наоборот, .содержащее осчование по крайней мере с одной прямолинейной направляющей, размещенный в ней с возможностью возвратно-поступательного движения по крайней мере один полэун и кривошипно-шатунный механизм в виде ппа нетарной передачи с передаточным числом, равным единице, в которой сателлит выполняет роль шипа кривошипа, и по крайней мере один шатун шарнирно связан одним концом с соon ответствующим полэуном, а другим — с сателлитом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью изменения закона движения, направляющая расположена в одной плоскосги с осью вращения кривошипа под углом к последней, вершина которого расположена или в верхней мертвой точке ползуна, смещенной от оси на величину, равную радиусу кривошипа, или в точке окружности вращения кривошипа, соответствующей положению ползу.на в верхней мертвой точ— ке. !

Изобретение относится к машиностроению, а именно к кривошипно-шатунным механизмам, и может использоваться, в частности, в поршневых машинах.

Цель изобретения — изменение закона движения ползуна за счет исключения вращательного движения и трансформации механизма за счет изменения положения направляющей.

На фиг. 1 показана кинематическая схема предлагаемого механизма, на фиг. 2 и 3 — то же, варианты исполнения, на фиг. 4 — конструкция планетарной передачи, на фиr. 5 график зависимости перемещения ползуна от угла поворота кривошипа, на фиг. б — график зависимости скорости ползуна от угла поворота кривошипа, на фиг. 7 — график saвисимости ускорения ползуна от угла поворота кривошипа.

Устройство содержит основание 1 с прямолинейной направляющей 2, размещенный в ней ползун 3, кривошип, выполненный на сателлите 4, жестко связанный с валом 5, шатун 6, связанный с ползуном 3 шарниром

7 и с сателлитом 4 шарниром 8. Плаиетарная передача содержит неподвижное колесо 9, водило 10, сателлит 4 и жестко связанный с сателлитом 4 поворотный шип 11, на котором размещены шарниры 8. Число зубьев сателлита 4 и колеса 9 одинаково.

В зацепление они вводятся колесом

12, размещенным с возможностью вра- щения на водиле 10. Число зубьев колеса !2 определяется конструктивными параметрами механизма.

Механизм работаег следующим образом.

При вращении вала 5 вместе с ним вращается жестко закрепленное на валу 5 водило 10. При этом коле1О: со 12, обкатываясь вокруг неподвижного колеса 9, сообщает вращение сателлиту 4. Поскольку число зубьев у сателлита, 4 и колеса 9 одинаково, сателлит 4 за один оборот водила

15 10, вращаясь вместе с ним вокруг оси вала 5, совершает один оборот. вокруг собственной оси. В результате сателлит 4, жестко связанный с ним поворотный шип 11, размещенные на шипе 11 шарниры 8 и связанные с последними концы шатунов 6. совер-. шают параллельно-круговое движение вокруг оси вала 5. Такое движение исключает "перехлестывание" шатунов 6 независимо от их количества.

Шатуны 6 преобразуют вращательное движение вала 5,- водила 10 и сателлита 4 в возвратно-поступательное движение ползунов 3 по направляю30 щим 2.

Если сообщать ползунам 3 возвратно-поступательное движение, то оно в обратной последова,тельности будет

З5 преобразовано во вращательное движение вала 5.

1173108 4 ляющая образует угол с осью вращения кривошипа.

Водило 10 выполняет в механизме и функции маховика для преодоления

"мертвых" точек, и ползунов.

Величина 5 хода ползунов определяется следующими соотношениями:

Для механизма на фиг. 1

5= 6 -е—

2 2

Я д

c P-archain

3-Г -61о ( где 1 — длина шатуна; — радиус кривошипа; — величина смещения оси направляющей от линии, па,раллельной оси вращения кривошипа и проходящей через точку на окружности вращения кривошипа, соответствующей ВИТ ползуна, причем всегда 8 i Г .

Для механизма на фиг. 2

6=5есм 3- 8 --r ".in q codex

2 2 2 sin Ос -гсобм(1-со q)

> К-arcejn

6 -rz л где М вЂ” угол между осью направляющей 2 и осью вала 5.

Для механизма на фиг. 3

5 = g-вес P g -г Р<р- cog x где /3 — угол между осью направляющей и прямой параллельной оси вала

5 и проходящей через траекторию шипа 11.

Возможны .и комбинированные варианты механизма, когда BMT ползуна смещена на величину "е", а направНа графиках, показанных на

5 фиг. 5, б и 7, применены следующие обозначения зависимости: 13 — для варианта механизма на фиг. 2; 14 для варианта механизма на фиг. 3; !

5 — для классического кривошипно — шатунного механизма, 16 для механизма с косой шай— бой.

Изменяя еС в варианте механизма на фиг. 2, можно получить механизм с передаточными характеристиками ат 14 до 15, изменяя 8 в варианте механизма на фиг. 3, можно получить механизм с передаточными

2О характеристиками от 14 до 1б.

Если, например, нужно соблюсти условие, минимизации массы механизма, то следует выбрать кинематическую схему с характеристиками, близкими д к 16, так как в ней механические нагрузки на звенья наименьшие

Если же нужно получить замедленное движение ползуна в BMT то выбирают схему с характеристиками, близкими к 15, что, например, позволяет реализовать в дизельном двигателе сгорание топлива не при постоянном давлении, а при постоянном объеме, что.повышает его КПД.

Применение предлагаемого механизм

35 в поршневых машинах, в частности в двигателях внутреннего сгорания, позволяет выбрать кинематическую схему механизма с наиболее оптимальными передаточными характеристиками в зависимости от исходных требований.! 173108

1173108

Сб

2

О

ZO М Ка Во Юоаожотвтс V" агап мМрвта Ага

У м/с ь 19

12 ф.

Ю в

3 °

Е

О

Z0 ФО 60 ВО ТОО И7 ЯО 160 1ВО У

Угол паборава 8апа

11 3108

ЯОО

-ИО

-ИО

-юо

Составитель В.Савицкий

Редактор M.Ïåòðoâà Техред А.Ач:

Корр е кт ор С . Чер ни

Заказ 5032/33 о 5ПОР ИО

N00 4 РООМ

4 мю.

Тираж 898 Подписное

ВНИИПИ .Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 л ППП Патент, r. ужгород, уп. Проектнан, 4