ПЕРЕДАТОЧНЫЙ МЕХАНИЗМ

Решение относится к машиностроению. Передаточный механизм является роторно-поршневым планетарным и предназначен для преобразования поступательного движения поршня в цилиндре поршневого ротора во вращательное движение самого поршневого ротора. Данный механизм может применяться в гидравлических и пневматических двигателях, насосах, компрессорах и др. конструкциях. В отдельных случаях он может заменить кривошипно-шатунную передачу.
Известно изобретение РУЛЕВОЙ МЕХАНИЗМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА- Патент РФ №2268187.
Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к рулевым механизмам транспортных средств наземных, воздушных и водных. Рулевой механизм транспортного средства включает, по меньшей мере, два закрепленных на ведущем валу зубчатых колеса, одно из которых установлено с возможностью взаимодействия с ведомым зубчатым реечным механизмом. Зубчатый реечный механизм выполнен в виде, по меньшей мере, двух реечных секторов, жестко скрепленных между собой и взаимодействующих с круглыми ведущими зубчатыми колесами. Второе закрепленное на ведущем валу зубчатое колесо выполнено некруглым и установлено с возможностью взаимодействия с ведомым некруглым колесом, закрепленным на ведомом валу, соосно с круглым ведущим колесом. Круглые ведущие зубчатые колеса установлены с возможностью одновременного взаимодействия с соответствующими реечными секторами на диапазонах с совпадающими передаточными числами (1).
Известно изобретение МОДУЛЬ ТРАНСМИССИИ И СБОРОЧНЫЙ УЗЕЛ ТРАНСМИССИИ - Патент РФ №2454580.
Изобретение относится к трансмиссионному модулю для трактора, который может выборочно конфигурироваться между механизмом бесступенчатой трансмиссии и механизмом трансмиссии с мульти-передаточным числом. Модуль содержит узел планетарной передачи, в котором первый элемент планетарной зубчатой передачи выполнен с возможностью механического приведения в действие от входного вала, а второй элемент планетарной зубчатой передачи выполнен в виде выходного вала трансмиссионного модуля. С помощью простого соединения или узла CVT или пары муфт сцепления между входным валом и третьим элементом планетарной зубчатой передачи, модуль может быть преобразован в трансмиссию с желаемой компоновкой (2).
Однако приведенные решения являются недостаточно универсальными, реечная (источник информации 1) и планетарная (источник информации 2) передачи используются порознь.
Совокупного использования реечной и планетарной передач не обнаружено, т.е. полезная модель по указанной заявке не имеет аналога.
Задачей предлагаемого решения явилась разработка роторно-поршневого планетарного передаточного механизма, предназначенного для преобразования поступательного движения поршня в цилиндре поршневого ротора во вращательное движение самого поршневого ротора при помощи реечной и планетарной передач.
Технический результат - возможность конструирования оборудования для преобразования давления, например, жидкости или газа, в механическую энергию вращательного движения, при этом предполагается существенное повышение КПД по сравнению с применяемыми, например, гидротурбинами (в 2-2,5 раза), т.к. предлагаемый передаточный механизм не имеет существенных конструктивных потерь мощности.
Заявляемый механизм иллюстрируется на фиг.1 (вид сбоку) и фиг.2. (вид с торца), на которых цифрами обозначено: 1 - вал ротора, 2 - неподвижные опоры, 3 - подшипники, 4 - цилиндр, 5 - крепление, 6 - поршень, 7 - шток поршня, 8 - реечный редуктор, 9 - выходной вал, 10 - сателлит планетарной передачи, 11 - центральное колесо.
Реечная передача включает шток 7, являющийся одновременно рейкой, и редуктор 8. Планетарная передача включает водило, которое является ротором, сателлит 10, центральное колесо 11.
Конструктивно передаточный механизм представляет собой сочетание поршневого ротора, реечной и планетарной передач. На неподвижных опорах 2 и подшипниках 3 подвижно закреплен вал ротора 1, на котором неподвижно при помощи креплений 5 закреплены несколько ("n") цилиндров 4 и такое же (соответствующее, ответное) количество реечных редукторов 8, конструкция которых может быть различной. Внутри каждого цилиндра расположен подвижный поршень 6 со штоком поршня 7, который одновременно является рейкой редуктора, на выходном вале 9 которого находится сателлит 10 планетарной передачи, при этом сателлиты расположены на неподвижно закрепленном центральном колесе 11.
Работает предложенный механизм следующим образом.
При продольном движении поршня 6 внутри цилиндра 4 шток поршня 7 проходит через редуктор 8. Редуктор приводит во вращательное движение сателлит 10 планетарной передачи, при этом поршневой ротор, выполняя функцию водила планетарной передачи, приходит во вращательное движение.
Таким образом, принцип действия роторно-поршневого планетарного передаточного механизма - преобразование возвратно-поступательного движения поршней в цилиндрах поршневого ротора во вращательное движение самого поршневого ротора, с использованием для преобразования движения реечной и планетарной передач. Возможно использование передаточного механизма в конструкциях оборудования гидроэнергетики, компрессоров, насосов и подобного оборудования;
Преимуществами предлагаемого передаточного механизма являются:
- совокупное использование реечной и планетарной передач придает синергический эффект заявляемому решению;
- повышение КПД в 2-2,5 раза. Источники информации
1. Патент РФ №2268187, B62D 3/12, заявл. 20.07.2004.
2. Патент РФ №2454580, F16H 47/04, F16H3 7/02, F16H5 7/02, заявл. 16.05.2008.