Устройство для преобразования движения и вращательный механизм Советский патент 1989 года по МПК F16H25/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для преобразования движения и для . вращательных механизмов, работающих

в режиме двигателя внутреннего сгорани Цель.изобретения - расширение кинематических возможностей за счет обеспечения взаимного преобразования однонаправленного и циклических дви- жений.

На фиг.1 изображено устройство для,преобразования движения; на фиг.2 - вращательный механизм в применении к двигателю внутреннего его рания; на фиг.З - часть вращательного механизма; на фиг,4 - часть поршневого устройства; на фиг.5.- вращательный механизм, разрез.

Вращательный механизм содержит устройство для преобразования движе нйя, которое включает в себя корпус 1 с толкателями 2, взаимодействующий с ними кулачок 3 с выступами 4, крайние внешние точки которых ра положены с одинаковым интервалом по окружности и равноудалены от.оси вращения кулачка 3, установленного возможностью вращения относительно оси 5,расположенной эксцентрично ос 6 корпуса с возможностью вращения вокруг последней. Для враще- ния кулачка 3 установлена зуб - чатая передача, имеющая первое колесо 7 внутреннего зацепления, установленное коаксиально с кулачком 3 и жестко соединенное с ним, и второе колесо 8 наружного зацеплени жестко закрепленное на корпусе 1 и имеющее ось, совмещенную с осью 6. Вращательный механизм содержит также корпус 9, поршневое устройство, состоящее из кольцевого цилиндра 10 ограниченного парой боковых стенок, цилиндрической наружной стенкой 1 и цилиндрической стенкой 12. В -цилиндре 10 размещены пары лопастных поршней 13 и 14 с образованием рабочих камер 15 переменного объема. Порщни 13 и 14 установлены со.ответ- ственно на основаниях 16 и 17, связанных с толкателями 18 соответственно. Рабочие камеры 15 имеют впускные отверстия 19 и выпускные отверстия 20 для селективного впуска текучей: среды в камеры 15 при их расширении и селективного выпуска е при их сжатии. На коленчатом валу 21 устройства для преобразования

5

Ю

t5

20 25 30 . . 5 Q д

50

55

движения с возможностью вращения вокруг оси, расположенной эксцентрично его оси вращения, установлены кулачки 22 и 23 с выступами, крайние знешние точки которых расположены с одинаковым интервалом по окружности и равноудалены от оси вращения соот- вествующих кулачков,

На кулачках 22 и 23 коаксиально им установлены зубчатые колеса 24 внутреннего зацепления, взаимодействующие с неподвижными зубчатыми колесами 25, оси которых совпадают с осью вращения коленчатого вала.

Для обеспечения работы вращательного механизма в режимах двигателя внутреннего сгорания и насоса установлены три кулачка 26,27 и 28, три пары толкателей (не показаны) и соответственно три поршневых устройства 29,30 и 31. Поршневые устройства 29 и 30 жестко соединены между собой. Третье поршневое устройство 31 содержит герметичную перегородку 32, делящ ую рабочую камеру 15 на две емкости 33 и 34. Поршни поршневого уст- ройства 31 установлены в каждой емкости 33 и 34. Поршни устройства 29 размещены между поршнями устройства 31, установленными в емкости 33. Порщни устройства 30 установлены между поршнями устройства 3 в емкости 34. Кулачок 28 жестко связан с кулачком 26.

Устройство для преобразования движения работает следующим образом.

При вращении оси 5 относительно оси 6 кулачок 3 совершает сложное комбинированное вращательное движение вокруг оси 5 и оси 6. При этом передаточное отношение зубчатых колес 7 и 8 зубчатой передачи обеспечивает вращение кулачка 3 с -угловой скоростью в 2(N+1) раза больше ско- i рости вращения оси 5 относительно оси 6. Выступы 4 кулачка 3, взаимодействуя с толкателями 2, сообщают последним сложное вращательное движение относительно оси 6. При вращении оси 5 с постоянной угловой скоростью толкатели 3, а следовательно, и связанный с ними корпус 1 совершают циклическое движение.

Вращательный механизм для режима двигателя внутреннего сгорания работает след-ующим образом.

Кулачки 22 и 23 устанавливают на коленчатом валу 21 со сдвигом на

180 один относительно другого. Они сообщают взаимодействующим с ними толкателям 18 вращательное движение с циклами ускорения, сдвинутыми по фазе на 180°. Когда одна пара толкателей соверщает ускоренное движение, другая совершает замедленное движение и наоборот. Одновременно аналогично двигаются поршневые устройства с поршнями 13 и 14, которые то сближаются, то удаляются один от другого, уменьшая или увеличивая объем рабочих камер 15. Через отверстия 19 в рабочие камеры 15 вводят текучую горючую среду. При достижении минимального объема рабочих камер I5 производят зажигание текучей среды. Образующиеся газы заставляют поршни 13 первого поршневого устройства 29 ускоренно двигаться, передавая через толкатели 18 и кулачок. 22 вращение коленчатому валу 21. По мере движения поршней 13 открьгааются отверстия 19 для впуска текучей среды в рабочие камеры 15. Поршни 14, совершая непрерьгоное вращательное движение, открывают отверстия 20 для выпуска продуктов сгорания. Далее цикл повто ряется.

Вращательный механизм для режима двигателя внутреннего сгорания и насоса работает следующим образом.

Кулачки-25 и 27 вращаются в одном направлении с коленчатым валом с угловой скоростью, составляющей 2(N+1) угловой скорости коленчатого вала. I Кулачки 26 и 27 и связанные с ними толкатели вращаются в одной фазе. 1. Третий кулачок 28 сдвинут относитель но кулачка 26 на ISO. Таким образом цикл перемещения толкателей, связанных с кулачком 28, также сдвинут по фазе на 180°. Емкости 33 выполняют роль двигателя,емкости 34 - роль насоса. При увеличении объема емкости 34 через впускные отверстия происходит впуск текучей среды, при умень шении их объема: - выпуск.

Формула изобретения

1. Устройство для преобразования движения, содержащее корпус с осью вращения, кулачок с осью и взаимодействующую с ним пару толкателей с роликами, установленными с противоположных сторон оси корпуса и равно- удаления от нее, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения кинематических возможностей, кулачок установлен с возможностью

g вращения вокруг его оси, расположен- ной эксцентрично оси корпуса, и с возможностью вращения вокруг последней и выполнен с N рабочими выступ а- ми, где N - нечетное число, за иск10 лючением 1, крайние внешние точки которых расположены с одинаковым интервалом по окружности с центром, расположенным на оси кулачка, а устройство снабжено предназначенной

15 для вращения кулачка с углвоой скоростью, в 2(N+1) раза большей ско рости вращения его оси, зубчатой передачей, первое колесо которой выполнено с внутренним зацеплением

20 и установлено коаксиально с кулачком, а второе выполнено с наружным зацеплением, жестко закреплено в корпусе и имеет ось, совмещенную с осью вращения корпуса.

25 2. Вращательный механизм, содержащий неподвижный корпус, по крайней мере одно поршневое устройство, состоящее из кольцевого цилиндра и размещенных в нем с образованием рабо-

30 чих камер переменного объема нескольких пар лопастных поршней, взаимодействующее с ними устройство для преобразования движения, имеющее ку-. лачок, впускные и вьшускные средства

35 для селективной подачи текучей среды в рабочие камеры при их расширении и селективного выпуска из рабочих камер при их сжатии, отличающийся тем, что, с целью i 40 повышения эффективности, Кулачок выполнен в виде коленчатого вала с осью вращения, совпадающей с осью поршневого устройства, механизм снабжен одним или несколькими дополни-.

45 тельными кулачками, каждый из которых установлен на коленчатом валу с возможностью вращения вокруг оси, расположенной эксцентрично оси коленчатого вала, и имеет N рабочих высту5Q пов, где N - нечетное число, за исключением 1, крайние внешние точки которых расположены с одинаковым интервалом по окружности с центром, расположенным на оси вращения кулач55 ка, средствами для относительного вращения коленнатого вала и каждого дополнительного кулачка, каждое из которых выполнено в виде зубчатого колеса, внутреннего зацепления, ус-

51

тановленного коаксиально соответствующему дополнительному кулачку и i жестко соединенного с ним, и взаимодействующего с колесом внутреннего зацепления неподвижного зубчатого ко :леса с осью, совпадающей с осью вра- |щения коленчатого вала, по крайней ме |ре одной парой имеющих ролики толкателей, установленных диаметрально противоположно относительно оси вращения коленча того вала с возможностью вращения относительно нее, связанных с соответствующим поршневым устройством и взаимодействуюпдах с соответствующим дополнительным кулачком, расстояние между крайней верхней точкой рабочего выступа которого и диаметрально противоположной точкой на его-поверхности равно расстоянию между контактирующими с кулачком точками пары толкателей.

52491 6

3. Механизм поп,2отличаю- щ и и с я тем, что количество кулачков , пар толкателей и поршневых g устройств равно трем, два поршневых устройства жестко связаны между собой, рабочая камера третьего поршне- ,вого устройства выполнена с герметичной перегородкой, делящей ее на 10 две емкости, в каждой из которых расположены соответствующие поршни,порщ- ни первого поршневого устройства размещены между поршнями третьего поршневого устройства, расположенными в од- 15 ной из емкостей, поршни второго

поршневого устройства размещены между поршнями третьего порпшевого устройства, расположенными в другяй емкости, а два смежных дополнитель20 ных кулачка жестко связаны между .: собой.

Изобретение относится к машиностроении и может быть использовано для преобразования движения и для вращательных механизмов. Цель изобретения - расширение кинематических возможностей за счет обеспечения взаимного преобразования однонаправленного и циклического движений. Устройство для преобразования движения является частью вращательного механизма. Толкатели 2 механизма, закрепленные на корпусе, взаимодействуют с вращающимся кулачком 3, имеющим внутреннее зацепление с зубчатым ко-- лесом 7. Механизм содержит корпус с цилиндрами, в которых размещены поршни с образованием рабочих камер переменного объема с впускными и выпускными отверстиями. Имеется коленчатый вал с двумя кулачками и толкателями. В режиме двигателя кулачок 3 совершает сложное движение, приводя толкатели 2 и корпус 1 к циклическому движению. Кулачки на коленчатом валу устанавливаются со сдвигом 180 . Толкатели работают с таким же сдвигом. Поршневое устройство со средой движется то ускоренно, то замедленно. Коленчатый вал вращается, обеспечивая поочередное перекрьша- ние отверстий впуска и вьшуска. В режиме насоса цикл толкателей сдвинут на 180 относительно двух кулачков . Рабочая камера выполняет роль насоса 2 с.п.ф-лы, 1 з.п.ф-лы, 5 ил. § СО .j: СП to 4ib Ф Ы fpuf.l

75

74

73

сригЗ

0

2

25

/J

фиг. и

50

Фие.5