УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ВО ВРАЩАТЕЛЬНОЕ И НАОБОРОТ
DEVICE FOR CONVERSION OF RECIPROCATING MOVEMENT TO ROTATIONAL MOVEMENT AND VICE VERSA

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.
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.
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.
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.
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.
Задачами изобретения являются упрощение конструкции бесшатунного механизма преобразования движения путем исключения из его силовой схемы группы из нескольких параллельных кривошипов.
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.
Изобретение поясняется прилагаемыми чертежами:
фиг. 1 - разрез устройства для преобразования движения;
фиг. 2 и фиг. 3 - сечения устройства для преобразования движения с видами на вертикальную и горизонтальную направляющие для ползунов.
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.
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.
Изобретение может быть осуществлено при использовании отечественного станочного оборудования.
Источник информации
Баландин С.С. Бесшатунные двигатели внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1972 г., стр. 14, рис. 11а.