БЕСШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ С КАЧАЮЩЕЙСЯ ШАЙБОЙ Российский патент 1997 года по МПК F16H23/04 

Изобретение относится к механизмам, преобразующим возвратно-поступательное движение во вращательное, и может быть использовано в машиностроении преимущественно в многопоршневых тепловых двигателях, пневмо- или гидромашинах.

Известен кривошипно-кулисный бесшатунный механизм с качающейся шайбой, в котором поршни связаны с шайбой через кулису с шаровой опорой [1] В этом механизме как и в заявляемом для удерживания шайбы относительно корпуса используется кулиса, но узел сочленения поршней с шайбой трудоемок в изготовлении и ненадежен в работе из-за возможности заклинивания при повышенных нагрузках. Следует отметить невозможность применения механизма для многопоршневой машины.

Примем за прототип наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению бесшатунный механизм с качающейся шайбой, в котором шайба связана с штоком посредством подвижных крестовых шарниров [2]
Признаки известного механизма (прототипа), совпадающие с заявляемым изобретением, следующие. Он содержит корпус с цилиндрами, установленные в цилиндрах поршни с штоком, смонтированный в корпусе параллельно цилиндрам с возможностью вращения вал, установленную на валу с возможностью вращения наклонную шайбу, кинематически связанную с штоком, и закрепленный на шайбе опорный палец с осью, проходящей через точку пересечения осей вращения вала и шайбы.

Связь шайбы с штоками в известном механизме конструктивно достаточно сложная, а сами крестовые шарниры с скользящими опорами требуют значительного пространства, что увеличивает габариты конструкции.

Предлагаемая конструкция решает важную техническую задачу, направленную на создание компактной, надежной и простой в изготовлении поршневой машины, и имеет следующие существенные признаки. Корпус с цилиндрами, установленные в цилиндрах поршни с штоками, смонтированный в корпусе параллельно цилиндрам с возможностью вращения вал, установленную на валу с возможностью вращения наклонную шайбу с установленными параллельно опорным и боковым пальцам, причем ось опорного пальца проходит через точку пересечения осей вращения вала и шайбы. В штоках поршней установлены с возможностью вращения опорная кулиса и с возможностью вращения и перемещения вдоль своей оси вращения боковая кулиса, при этом оси вращения кулис перпендикулярны штокам, в кулисах выполнены перпендикулярно осям вращения кулис цилиндрические отверстия, в которых размещены с возможностью относительного осевого перемещения и вращения соответствующие пальцы.

Отличительными от прототипа признаками изобретения являются следующие. Механизм снабжен закрепленным на шайбе параллельно опорному боковым пальцем, установленным в штоках с возможностью вращения опорной и с возможностью вращения и перемещения вдоль своей оси вращения боковой кулисой, при этом оси вращения кулис перпендикулярны штокам, а в кулисах выполнены перпендикулярно их осям вращения цилиндрические отверстия, в которых размещены с возможностью относительного осевого перемещения и вращения соответствующие пальцы.

На чертеже представлена схема бесшатунного механизма с качающейся шайбой.

Бесшатунный механизм с качающейся шайбой содержит корпус 1 с цилиндрами 2 и 3, установленные в цилиндрах поршни с штоками 4 и 5, смонтированный в корпусе на подшипниках параллельно цилиндрам вал 6, установленную на валу с возможностью вращения наклонную шайбу 7. На шайбе закреплены опорный палец 8 с осью, проходящей через точку О пересечения осей вращения вала и шайбы, и параллельно ему боковой палец 9. В штоке 4 с возможностью вращения относительно оси 10 установлена опорная кулиса 11, а в штоке 5 установлена с возможностью вращения и перемещения вдоль своей оси вращения 12 боковая кулиса 13. В кулисах выполнены перпендикулярно их осям вращения цилиндрические отверстия 14 и 15, в которых размещены соответственно пальцы 9 и 10.

Механизм работает следующим образом. Поршни с штоками 4 и 5, совершая возвратно-поступательные движения в цилиндрах 2 и 3, через кулисы 11, 13 и пальцы 8, 9, воздействуют на наклонную шайбу 7, которая, совершая сложно-качательное движение, вращает вал 6.

Автор располагает демонстрационной моделью заявленного механизма и доказательствами того, что при изготовлении элементов механизма с отклонениями от соосности и параллельности механизм сохранит свою работоспособность, что является существенным преимуществом по сравнению с аналогами.

Область использования: в машиностроении, в частности в механизмах, преобразующих возвратно-поступательное движение во вращательное. Сущность: механизм снабжен закрепленным на шайбе параллельно опорному боковым пальцем, установленным с возможностью вращения и осевого перемещения кулисой. Оси вращения кулис перпендикулярны штокам. В кулисах выполнены цилиндрические отверстия, в которых размещены соответствующие пальцы. Поршни со штоками, совершая возвратно-поступательные движения в цилиндрах, и через кулисы, и пальцы воздействуют на наклонную шайбу, которая, совершая сложное качательное движение, вращает вал. 1 ил.

Бесшатунный механизм с качающейся шайбой, содержащий корпус с цилиндрами, установленные в цилиндрах поршни со штоками, смонтированный в корпусе параллельно цилиндрам с возможностью вращения вал, установленную на валу с возможностью вращения наклонную шайбу, кинематически связанную со штоками и закрепленный на шайбе опорный палец с осью, проходящей через точку пересечения осей вращения вала и шайбы, отличающийся тем, что механизм снабжен закрепленным на шайбе параллельно опорному боковым пальцем и установленными в штоках с возможностью вращения опорной и с возможностью вращения и перемещения вдоль своей оси вращения боковой кулисами при этом оси вращения кулис перпендикулярным штокам, а в кулисах выполнены перпендикулярно их осям вращения цилиндрические отверстия, в которых размещены с возможностью относительного осевого перемещения и вращения соответствующие пальцы.