Механизм для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное Советский патент 1980 года по МПК F16H23/00 

Изобретение относится к машиностроению, и может быть использовано в различных устройствах, предназначенных для перекачивания, нагнетания или откачивания различных жидкостей и газов и обеспечиваю щих постоянство давления при повышенных перекосах. Известен механизм для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, содержащий корпус, размещенный в нем приводной вал, связанное с ним водило, шарнирно соединенный с корпусом диск и жестко связанный с ним и шарнирно установленный в водиле цилиндр, ось которого расположена под углом к оси приводного вала. Приводной вал жестко соединен с водилом, входящим во вращательную пару с цилиндром. Диск может совершать качания относительно центра шарнира. Своими концами диск скользит в неподвижных дуговых направляющих. Посредством качающегося диска вращение приводного вала трансформируется в возвратнопоступательное движение поршней, шарнирно связанных с диском посредством штО ков (1). Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является механизм для преобразования вращательного движения Б возвратно-поступательное, содержащий корпус, размещенные в нем приводной вал, связанное с ним водило, щарнирно соединенный с корпусом диск и жестко связанный с ним и шарнирно установленный в водиле цилиндр, ось которого расположена под углом к оси приводного вала. В цилиндрах, размещенных в корпусе, установлены с возможностью возвратно-поступательного движения поршни со щтоками, имеющими на концах шаровые головки. Приврдной вал жестко соединен с водилом, входящим во вращательную пару с цилиндром. Диск может совершать качания относительно центра шарнира. От вращательного движения диск удерживается кулисами, которые входят во вращательные пары с диском и перемещаются по направляющим в корпусеОси вращательных пар кулисы должны быть совмещены друг с другом, проходить через центр сферического шарнира диска и совершать колебательные движения в плоскости, проходящей через ось приводного нала и центр шарнира. Центры шаровых головок штоков совершают колебательные движения относительно центра шарнира диска При вращении приводного вала Д..

Известные, механизмы имеют следующие недостатки.

Ось приводного вала, оси наклонного цилиндра и оси вращательных пар кулис должны пересекаться в одной точке, совпадающей с центром шарнира диска. Однако, в реальном механизме все они скрещиваются в некотором объеме с определенной точностью. При этом не выполняется условие совмещения точек пересечения осей, не совпадают друг с другом оси вращательных пар кулис и механизм становится статически неопределимым, т.е. вращение приводного вала или невозможно из-за чрезмерного увеличения момента сопротивления, или затруднено и механизм работает при низком КПД; При недостаточной жесткости элементов момент сопротивления увеличивается, не остается постоянным и находится в большой зависимости от жесткости, переменная составляющая момента создает дополнительные вибрации и иум; ввелТение зазоров во вращательные пары для компенсации влияния перекосов eiue более увеличивает перекосы, приводит к появлению ударных составляющих, повышению удельных давлений, что приводит к преждевременному износу механизма; применение кулис приводит к увеличению габаритов механизма, так как направляющие выполнены за габаритами диска, сопротивления при движении кулис пропорционален расстоянию между направляющими, что еще более снижает KfUl.

Ueiib изобретения - повышение КПД механизма путем уменьшения приведенного к приводному валу момента сопротивления, увеличение его долговечности при работе с повышенными перекосами, уменьшение габаритов и упрощение конструкции.

Для достижения цели в известном механизме, содержащем корпус, размещенные в нем водило, шарнирно соединенный с корпусом диск и жестко связанный с ним и шарнирно установленный в водиле цилиндр, ось которого расположена под углом к оси приводного вала, водило выполнено в виде муфты и поводка, один конец которой связан с муфтой вращательной парой, ось которой перпендикулярна оси приводного вала, а другой конец установлен с возможностью вращения вокруг оси цилиндра и качания относительно точки пересечения оси цилиндра с плоскостью поводка, а .шарнир соединения корпуса и диска выполнен в виде карданного подвеса.

На фиг. 1 изображен предлагаемый механизм, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Механизм для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное содержит кг)рпус I, размещенные в нем приводной вал 2, связанное с ним водило, выполненное в виде .муфты 3 и поводка 4, шарнирно соединенный с корпусом диск 5 и жестко связанный с ним и шарнирно устaнoвлeннtJЙ в поводке 4 водила цилиндр 6, ось которого расположена под углом к оси приводного вала 2. Один конец поводка 4 связан с муфтой 3 вращательной парой, ось 7 которой перпендикулярна оси приводного вала 2, а другой конец установлен с возможностью вращения вокруг оси цилинд ра 6 и качания относительно точки 8 пересечения оси цилиндра 6 с плоскостью, в которой расположен поводок 4.

Шарнирное соединение корпуса 1 и диска 5 выполнено в виде карданного подвеса, выполненного в виде двух пересекаюц1ихся осей малой оси 9 и большой оси 10. /Чалая ось 9 шарнирно закреплена в корпусе I, а большая ось 10 -- в диске 5, в котором расположены шаровые ro iioBKH И, связанные

0 со штоками 12 (на чертеже не показаны). Точка 13 является точкой пересечения осей приводного вала 2, наклонного цилиндра 6, осей 10 и 9 карданного подвеса и лежит в плоскости, проходящей через 1ентJ ры 14 шаровы-.х головок 11.

Механизм работает следующим образом. При вращении приводного вала 2 движение через мусрту 3, поперечную ось 7 и поводок 4 передается цилиндру 6. При этом, точка 8 псремец аетси по круговой траектории относительно оси приводного вала 2, а ось цилршдра 6 описывает коническую поверхность с вершиной ь точке 13. Наклон диска 5 остается неиз.менным благодаря жесткой связи его с цилиндром 6. Линия наиболь пего ската. образоЕ анная пересечением плоскости, и которой расположен диск 5 с плоскостью, проходящей через оси приводного вала 2 и цилиндра 6, описывает коническую поверхность с вершиной в точке 13, что приводит в колебательное движение все

0 точки плоскости, в которой расположен диск 5. От вращательного движения диск 5 удерживается карданным подвесом. Центры 14 шаровых головок 11, связанных со штоками 12 совершают колебательные движения вокруг точки 13 в плоскостях. п)оходяших через

ось приводного вала 2 и центры 14. Фазы колебаний центров 14 определяются их взаимным расположением в плоскости, в которой расположен диск 5. При наличии перекосов поводок 4 может совершать качания

0 относительно муфты 3 вокруг оси 7, цилиндр 6 может совершать колебания вокруг точек 8 и 13.

В предлагаемом механизме даже при значительных перекосах увеличивается его долговечность за счет уменьшения удельных давлений в кинематических парах, уменьшается момент сопротивления вращению приводного вала, что приводит к повышению Ktljl, и(:к.чк1чак)гся HMfifiauuM и ударные coгтавляюшир .ja сип исключения зазоров, компенсирующих влияние перекосов, и за счет постоянства момента сопротивления. Кроме того упрошена конструкция и уменьQietibi габариты механизма. Формула приобретения Механизм для преобразования вращательного движения в возвратио-иоступательное, содержащий корпус, размещенные в пем приводной вал, связанное с ним водило, щарнирно соединенный с корггусом диск и жестко связанный с ним и иарнирно установленный в водиле цилиндр, ось которого расположена под углом к оси приводного вала, отличающийся тем, что, с целью повыщения КПД путем уменьшения приведенного к приводному валу момента сопротивления, повытения долговечности при работе с повьлиенкыми перекосами, уменьшения габаритов и упрощения конструкп.ии, водило выполнено в виде муфты и поводка, один конец которого связан с муфтой вращательной парой, ось которой перпендикулярна оси приводного вала, а другой конец установлен с возможностью вращения вокруг оси цилиндра и качания относительно точки пересечения оси цилиндра с плоскостью поводка, а шарнир соединения корпуса и диска выполнен в виде карданного подвеса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Кожевников С. Н. и др. Механизмы. М., «МашипостроеииеА, 1976, с. 130, рис. 2. 228. 2.Артоболевский И. И. Механизмы в современной технике, т. П. М., «Наука. 1971, с. 5.08, № 1592 (прототип).

Фцг.2

б-Б

Фиг.5