RU2471099C2 - Conversion device of rotational movement to back-and-forth movement and vice versa - Google Patents
Conversion device of rotational movement to back-and-forth movement and vice versa Download PDFInfo
- Publication number
- RU2471099C2 RU2471099C2 RU2010123163/11A RU2010123163A RU2471099C2 RU 2471099 C2 RU2471099 C2 RU 2471099C2 RU 2010123163/11 A RU2010123163/11 A RU 2010123163/11A RU 2010123163 A RU2010123163 A RU 2010123163A RU 2471099 C2 RU2471099 C2 RU 2471099C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pistons
- satellites
- carrier
- teeth
- rods
- Prior art date
Links
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот, и может быть использовано, например, в двигателях внутреннего сгорания, компрессорах, насосах.The invention relates to mechanical engineering, in particular to devices for converting rotational motion into reciprocating and vice versa, and can be used, for example, in internal combustion engines, compressors, pumps.
Известен зубчато-рычажный преобразователь вращательного движения в возвратно-поступательное (патент №2365799). Он содержит стойку, вал, несущий ведущую шестерню с внешними зубьями, колесо с внешними зубьями с эксцентрично расположенной осью, кинематическую цепь, обеспечивающую постоянное межосевое расстояние шестерни и колеса, направляющее звено, а также ведомое звено, опирающееся непосредственно или через промежуточные звенья на эксцентричную ось зубчатого колеса. Направляющее звено связано с осью колеса вращательной, а со стойкой поступательной или вращательной парой. Шестерня и колесо помимо зубчатых венцов содержат опорные дорожки качения. Кинематическая цепь выполнена в виде замкнутой системы тел качения, включающей охватывающее кольцо и дополнительные тела качения, расположенные между шестерней и кольцом. Дополнительные тела качения могут быть выполнены гладкими или зубчатыми. Для уравновешивания инерционных вращающих моментов преобразователь может состоять из двух преобразователей, расположенных на одном общем ведущем валу и установленных в противофазе. Решение направлено на увеличение частоты вращения коленчатого вала при неизменных габаритах конструкции, обеспечение расположения нескольких ведомых звеньев в одной плоскости.Known gear lever Converter rotational motion in the reciprocating (patent No. 2365799). It contains a rack, a shaft carrying a pinion gear with external teeth, a wheel with external teeth with an eccentric axis, a kinematic chain that provides a constant center distance between the gear and the wheel, a guide link, and also a driven link that relies directly or through intermediate links to the eccentric axis gear wheels. The guide link is connected with the axis of the wheel rotational, and with the rack translational or rotational pair. The gear and wheel in addition to the gear rims contain support raceways. The kinematic chain is made in the form of a closed system of rolling bodies, including a female ring and additional rolling bodies located between the gear and the ring. Additional rolling bodies can be made smooth or toothed. To balance the inertial torques, the converter can consist of two transducers located on one common drive shaft and installed in antiphase. The solution is aimed at increasing the frequency of rotation of the crankshaft with constant dimensions of the structure, ensuring the location of several driven links in one plane.
Недостатками данной конструкции (патент №2365799) являются;The disadvantages of this design (patent No. 2365799) are;
1. громоздкость конструкции, создающая невозможность ее полного уравновешивания;1. the bulkiness of the structure, creating the impossibility of its full balancing;
2. в формуле изобретения написано: «шестерня и колесо помимо зубчатых венцов содержат опорные дорожки качения, совпадающие или близкие с их начальными поверхностями». Эта фраза сама доказывает невозможность точного уравновешивания;2. in the claims it is written: "the gear and wheel, in addition to the gear rims, contain support raceways that coincide or are close to their initial surfaces." This phrase itself proves the impossibility of precise balancing;
3. из фиг.3 видно, что массы звеньев 5 ничем не уравновешиваются;3. from figure 3 it is seen that the masses of links 5 are not balanced by anything;
4. из фиг.4 очевидно, что имеются неуравновешенные моменты;4. from figure 4 it is obvious that there are unbalanced moments;
5. на чертежах фиг.1 и фиг.3 противоречие: условие d7/d3=2 на фиг.1 соблюдено, а на фиг.3 не соблюдено, что не допустимо.5. in the drawings of FIG. 1 and FIG. 3, a contradiction: the condition d 7 / d 3 = 2 in FIG. 1 is met, and in FIG. 3 is not met, which is not permissible.
Наиболее близким по технической сути предлагаемому нами в заявке устройству преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот является «Уравновешенное устройство преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот», патент РФ №2267674(13). Оно содержит корпус, в котором размещено тело вращения в виде маховика, фиксированного от смещения вдоль оси вращения, на боковой поверхности ползуна выполнена замкнутая винтовая канавка, между ползуном и телом вращения размещен поводок, одна часть которого зафиксирована в маховике, а другая часть утоплена в замкнутой винтовой канавке ползуна, поворот ползуна относительно корпуса ограничен шлицевым соединением. Сущность изобретения по патенту РФ №2267674 заключается в том, что вдоль оси вращения маховика оппозитно ползуну размещен дополнительный ползун, аналогичный первому, при этом поводки основного и дополнительного ползунов зафиксированы в маховике со смещением, либо дополнительный ползун повернут таким образом, что при вращении маховика ползуны движутся в противоположные стороны. Технический результат заключается в уравновешивании сил инерции возвратно-поступательного движения ползунов.The closest in technical essence to the device we offer in the application for converting rotational motion into reciprocating and vice versa is the "Balanced device for converting rotational motion into reciprocating and vice versa", RF patent No. 2267674 (13). It contains a housing in which the body of revolution is placed in the form of a flywheel, fixed from displacement along the axis of rotation, a closed helical groove is made on the side surface of the slide, a leash is placed between the slide and the body of rotation, one part of which is fixed in the flywheel, and the other part is recessed in the closed helical groove of the slide, the rotation of the slide relative to the housing is limited by a spline connection. The essence of the invention according to the patent of the Russian Federation No. 2267674 lies in the fact that along the axis of rotation of the flywheel opposite to the slider an additional slider is placed, similar to the first, while the leashes of the main and additional slider are fixed in the flywheel with an offset, or the additional slider is rotated so that during rotation of the flywheel the sliders moving in opposite directions. The technical result consists in balancing the inertia forces of the reciprocating motion of the sliders.
Недостатками данной конструкции (патент РФ №2267674(13)) являются: 1) громоздкость; 2)ползуны 4 и 5, двигаясь против друга в противоположные стороны, как показано на чертеже, двигаются не по одной линии, поэтому они создают неуравновешенный момент сил; 3) поводки 11 и 12 неуравновешены; 4) при достижении ползуном 4 крайнего левого положения, а ползуном 5 крайнего правого положения происходит переход поводков 11 и 12 на реверсивные ветви винтовых канавок, т.е. на ветви, имеющие обратное направление, при этом, безусловно, возникают динамические нагрузки; 5) внутренний диаметр маховика (вала маховика) не может быть слишком большим (безразмерным), т.е. он ограничивает возможности применения данного механизма по назначению.The disadvantages of this design (RF patent No. 2267674 (13)) are: 1) cumbersome; 2) the sliders 4 and 5, moving opposite to each other in opposite directions, as shown in the drawing, do not move in one line, so they create an unbalanced moment of forces; 3) leashes 11 and 12 are unbalanced; 4) when the slider 4 reaches the extreme left position, and the slider 5 of the extreme right position, the leads 11 and 12 transition to the reversible branches of the helical grooves, i.e. on branches having the opposite direction, in this case, of course, dynamic loads arise; 5) the inner diameter of the flywheel (flywheel shaft) cannot be too large (dimensionless), i.e. it limits the possibilities of using this mechanism for its intended purpose.
Вышеперечисленные недостатки обеих конструкций аналога и прототипа полностью устранены предлагаемым в данной заявке устройством.The above disadvantages of both designs analog and prototype is completely eliminated by the device proposed in this application.
Техническая задача - полное уравновешивание устройства преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот методом самоуравновешивания - перераспределением масс.The technical problem is the complete balancing of the device for converting rotational motion into reciprocating and vice versa by the method of self-balancing - mass redistribution.
Технический результат достигается тем, что устройство преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот (фиг.1) содержит раму 1', неподвижное зубчатое колесо внутреннего зацепления 1, водило Н и по две штуки с равными между собой массами: сателлитов 2 и 3, и жестко присоединенных к каждому из них дисков 2' и 3', шатунов 4 и 6, поршней 5 и 7.The technical result is achieved by the fact that the device for converting rotational motion into reciprocating and vice versa (Fig. 1) contains a frame 1 ', a fixed internal gear gear 1, carrier H, and two pieces with equal masses: satellites 2 and 3, and disks 2 'and 3' rigidly attached to each of them, connecting rods 4 and 6, pistons 5 and 7.
Число зубьев каждого сателлита 2 и 3 в два раза меньше числа зубьев неподвижного зубчатого колеса внутреннего зацепления 1, в результате на обоих сателлитах, точнее на их делительных окружностях имеются точки, а напротив них на дисках точки В и В', совершающие возвратно-поступательное движение. Одни концы шатунов 4 и 6 шарнирно присоединяются в точках В и В' к дискам 2' и 3', а вторые концы также шарнирно - к поршневым пальцам в точках С и С' поршней 5 и 7.The number of teeth of each satellite 2 and 3 is two times less than the number of teeth of a fixed gear wheel of internal gearing 1, as a result, there are points on both satellites, more precisely on their pitch circles, and opposite them on the disks are points B and B ', making reciprocating motion . Some ends of the connecting rods 4 and 6 are articulated at points B and B 'to the disks 2' and 3 ', and the other ends are also articulated to the piston pins at points C and C' of the pistons 5 and 7.
Центры масс поршней 5 и 7 и шатунов 4 и 6 двигаются возвратно-поступательно в противофазе друг другу по оси XX, взаимно полностью уравновешивая силы инерции поступательных масс.The centers of mass of the pistons 5 and 7 and the connecting rods 4 and 6 move reciprocally in antiphase to each other along the XX axis, mutually balancing the inertia forces of the translational masses.
Шатун в известных механизмах и машинах, например кривошипно-ползунных, совершает сложное плоско-параллельное движение, состоящее из вращательного и поступательного. В предлагаемой конструкции устройства у шатунов вращательного движения нет, поэтому нет момента сил инерции и нет необходимости его уравновешивания, тем самым значительно улучшились все динамические свойства механизма.The connecting rod in known mechanisms and machines, for example, crank-slide, makes a complex plane-parallel movement, consisting of rotational and translational. In the proposed device design, the connecting rods have no rotational movement, therefore there is no moment of inertia forces and there is no need to balance it, thereby significantly improving all the dynamic properties of the mechanism.
Обе оси вращения сателлитов и жестко присоединенных к ним дисков: O2;2' и O3;3' находятся на противоположных концах водила на равных расстояниях от оси вращения водила. При том центры тяжести масс блоков сателлита 2-диска 2' и сателлита 3-диска 3' расположены там же на оси YY, соблюдая равенство их дисбалансов.Both axis of rotation of the satellites and discs rigidly attached to them: O 2; 2 ' and O 3; 3' are at opposite ends of the carrier at equal distances from the axis of rotation of the carrier. Moreover, the centers of gravity of the blocks of the satellite 2-disk 2 'and satellite 3-disk 3' are located there on the YY axis, observing the equality of their imbalances.
Так полностью уравновешиваются вращающиеся массы.Thus, the rotating masses are completely balanced.
На фиг.1 представлено предложенное устройство преобразования вращательного движения в возвратно поступательное и наоборот, которое включает в себя:Figure 1 presents the proposed device for converting rotational motion into reciprocating and vice versa, which includes:
1'- раму;1'- frame;
1 - неподвижное зубчатое колесо внутреннего зацепления;1 - fixed gear wheel internal gearing;
2 - сателлит и жестко присоединенный к нему диск 2';2 - satellite and disk 2 'rigidly attached to it;
3 - сателлит и жестко присоединенный к нему диск 3';3 - satellite and a hard disk 3 ';
4 - шатун;4 - connecting rod;
5 - поршень;5 - the piston;
6 - шатун;6 - a rod;
7 - поршень.7 - the piston.
Устройство преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот работает следующим образом. Ось ОH водила Н вращается. На водиле Н, на двух концах его на расстояниях, равных r находятся оси O2;2' и O3;3' сателлита 2 и жестко присоединенного к нему диска 2' и сателлита 3 и жестко присоединенного к нему диска 3', поэтому они тоже начинают вращаться вокруг своих осей О2;2' и О3;3' - Сателлиты 2 и 3 находятся в зацеплении с неподвижным зубчатым колесом 1 внутреннего зацепления. Число зубьев колеса 1, равное Z1, и радиус этого колеса R в два раза больше числа зубцов Z2 и Z3 и радиусов r и r' каждого сателлита 2 и 3A device for converting rotational motion into reciprocating and vice versa works as follows. The axis O H of the carrier H rotates. On carrier H, at its two ends, at distances equal to r, there are axes O 2; 2 ' and O 3; 3' of satellite 2 and disk 2 'rigidly attached to it and satellite 3 and disk 3' rigidly attached to it, therefore they also begin to rotate about their axes O 2; 2 ' and O 3; 3' - Satellites 2 and 3 are meshed with a fixed gear 1 of the internal gear. The number of teeth of wheel 1, equal to Z 1 , and the radius of this wheel R is two times the number of teeth Z 2 and Z 3 and the radii r and r 'of each satellite 2 and 3
Z1=2·Z2=2Z3; R=2r, поэтому точки на делительных окружностях - прямо на зубьях сателлитов, а напротив них на дисках точки В и В' совершают возвратно-поступательные движения вдоль оси XX в противофазе друг к другу. Ход точек В и В' и, соответственно, вместе с ними шатунов 4 и 6, а также поршней 5 и 7 равен 2R, так как шатуны 4 и 6 в точках С и С' шарнирно соединены с поршнями 5 и 7. Центры тяжести масс шатунов и поршней перемещаются в противофазе по оси XX. Массы шатунов 4 и 6, поршней 5 и 7 равны между собой. Центры тяжести масс шатунов и поршней постоянно, а именно в покое и движении перемещаются в противофазе по оси XX и полностью взаимно уравновешиваются.Z 1 = 2 · Z 2 = 2Z 3 ; R = 2r, therefore, the points on the pitch circles are directly on the teeth of the satellites, and opposite them on the disks, points B and B 'make reciprocating movements along the XX axis in antiphase to each other. The travel of points B and B 'and, respectively, with them of the connecting rods 4 and 6, as well as the pistons 5 and 7, is 2R, since the connecting rods 4 and 6 at points C and C' are pivotally connected to the pistons 5 and 7. The centers of gravity of mass connecting rods and pistons move in antiphase along the axis XX. Masses of rods 4 and 6, pistons 5 and 7 are equal to each other. The centers of gravity of the masses of the connecting rods and pistons are constantly, namely at rest and in motion, moving in antiphase along the XX axis and are completely mutually balanced.
Ось вращения О2;2 блока, состоящего из сателлита 2 и жестко присоединенного к нему диска 2', удалена на расстоянии r от оси вращения водила ОH, от которой на такое же расстояние r удалена ось О3;3' - вращения блока, включающего в себя сателлит 3 и жестко присоединенный к нему диск 3'. Дисбаланс первого блока равен дисбалансу второго блока, а знаки у них разные. Центры масс обоих блоков расположены на оси УУ (фиг.1) на одинаковых расстояниях от оси вращения друг от друга. Так полностью уравновешиваются вращающиеся массы устройства.The axis of rotation O 2; 2 of the block, consisting of satellite 2 and the disk 2 'rigidly attached to it, is removed at a distance r from the axis of rotation of the carrier О H , from which the axis O 3 is removed at the same distance r ; 3' is the rotation of the block, including satellite 3 and a hard disk 3 'attached to it. The imbalance of the first block is equal to the imbalance of the second block, and their signs are different. The centers of mass of both blocks are located on the axis of the UE (figure 1) at equal distances from the axis of rotation from each other. Thus, the rotating masses of the device are completely balanced.
Устройство преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот, когда используется в качестве двигателя, тогда 5 поршни 5 и 7 являются начальными звеньями двигателя внутреннего сгорания.A device for converting rotational motion into reciprocating and vice versa, when used as an engine, then 5 pistons 5 and 7 are the initial links of the internal combustion engine.
Как показали проведенные опыты и расчеты, экономическая эффективность устройства преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот заключается в полной уравновешенности, позволившей значительно улучшить динамические качества механизма: полное отсутствие вредных вибраций, шума, потери мощности, повышения долговечности, частоты вращения и производительности.As the experiments and calculations showed, the economic efficiency of the device for converting rotational motion into reciprocating and vice versa consists in complete balance, which significantly improved the dynamic qualities of the mechanism: the complete absence of harmful vibrations, noise, loss of power, increased durability, speed and performance.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010123163/11A RU2471099C2 (en) | 2010-06-07 | 2010-06-07 | Conversion device of rotational movement to back-and-forth movement and vice versa |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010123163/11A RU2471099C2 (en) | 2010-06-07 | 2010-06-07 | Conversion device of rotational movement to back-and-forth movement and vice versa |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010123163A RU2010123163A (en) | 2011-12-20 |
RU2471099C2 true RU2471099C2 (en) | 2012-12-27 |
Family
ID=45403692
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010123163/11A RU2471099C2 (en) | 2010-06-07 | 2010-06-07 | Conversion device of rotational movement to back-and-forth movement and vice versa |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2471099C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2722737C1 (en) * | 2019-06-28 | 2020-06-03 | Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", ПАО КМЗ | Drive |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2499934C2 (en) * | 2012-01-27 | 2013-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Горский государственный аграрный университет" | Device for conversion of rotational movement to reciprocating movement and vice versa |
RU2603878C2 (en) * | 2014-07-02 | 2016-12-10 | Максим Геннадьевич Голобоков | Six cylinder mechanism converting rotary motion into reciprocating movement and vice versa |
RU2604900C2 (en) * | 2014-07-02 | 2016-12-20 | Максим Геннадьевич Голобоков | Ten cylinder mechanism converting rotary motion into reciprocating movement and vice versa |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU282872A1 (en) * | В. С. Карелин , Б. И. Шутов | ZUBCHATO-LEVER MECHANISM | ||
SU1071839A1 (en) * | 1980-09-25 | 1984-02-07 | Ворошиловградский Государственный Педагогический Институт Им.Т.Г.Шевченко | Planetary mechanism for converting rotary motion into reciprocate one |
SU1467296A1 (en) * | 1987-03-04 | 1989-03-23 | Ф.П. Абол | Mechanism for converting reciprocating motion into rotary motion and vice versa |
WO1995030847A1 (en) * | 1994-05-10 | 1995-11-16 | Longwell Japan Co., Ltd. | Crank device and machine device |
CN101555831A (en) * | 2008-12-31 | 2009-10-14 | 靳北彪 | Inertia rotary engine |
-
2010
- 2010-06-07 RU RU2010123163/11A patent/RU2471099C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU282872A1 (en) * | В. С. Карелин , Б. И. Шутов | ZUBCHATO-LEVER MECHANISM | ||
SU1071839A1 (en) * | 1980-09-25 | 1984-02-07 | Ворошиловградский Государственный Педагогический Институт Им.Т.Г.Шевченко | Planetary mechanism for converting rotary motion into reciprocate one |
SU1467296A1 (en) * | 1987-03-04 | 1989-03-23 | Ф.П. Абол | Mechanism for converting reciprocating motion into rotary motion and vice versa |
WO1995030847A1 (en) * | 1994-05-10 | 1995-11-16 | Longwell Japan Co., Ltd. | Crank device and machine device |
CN101555831A (en) * | 2008-12-31 | 2009-10-14 | 靳北彪 | Inertia rotary engine |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2722737C1 (en) * | 2019-06-28 | 2020-06-03 | Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", ПАО КМЗ | Drive |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010123163A (en) | 2011-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7142096B2 (en) | Mechanisms for converting reciprocating motion to rotary motion and vice versa, and applications of this mechanism | |
RU2471099C2 (en) | Conversion device of rotational movement to back-and-forth movement and vice versa | |
US2271766A (en) | Engine | |
CN106704529B (en) | A kind of gear-tooth item-crankshaft coupled engine switching mechanism | |
JP2010502877A (en) | Improved opposed piston combustion engine | |
JPH0419454A (en) | Crank drive with planetary pivot pin | |
US6435145B1 (en) | Internal combustion engine with drive shaft propelled by sliding motion | |
RU171112U1 (en) | PLANETARY TRANSMISSION | |
RU2499934C2 (en) | Device for conversion of rotational movement to reciprocating movement and vice versa | |
CN208935302U (en) | A kind of oscillating rack-crankshaft switching mechanism | |
RU2189472C2 (en) | Device to convert rotation into reciprocation | |
RU2672519C2 (en) | Three-cylinder device for transforming rotation movement into reciprocating one and vice versa | |
RU2603878C2 (en) | Six cylinder mechanism converting rotary motion into reciprocating movement and vice versa | |
US20140144405A1 (en) | Non-reciprocating engine with counter-circular motion of pistons and cylinders | |
RU2478794C2 (en) | Two-shaft piston engine with two-sided working strokes | |
RU2603045C2 (en) | Eight cylinder mechanism converting rotary motion into reciprocating movement and vice versa | |
RU2604900C2 (en) | Ten cylinder mechanism converting rotary motion into reciprocating movement and vice versa | |
JP2000073701A (en) | Direct-coupled crank device for two linearly reciprocating movable bodies | |
EA003724B1 (en) | Conversion of rectilinear reciprocating motion into rotational motion | |
RU2638700C1 (en) | Rod free piston internal combustion engine | |
RU88755U1 (en) | MECHANICAL CONVERTER | |
JP2009121540A (en) | Crank device | |
RU2552403C2 (en) | Device for conversion of rotational movement to reciprocating movement and vice versa | |
JPS58501244A (en) | Transmission by curved groove and ball | |
JP7505792B2 (en) | Piston Mechanism |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA94 | Acknowledgement of application withdrawn (non-payment of fees) |
Effective date: 20120614 |
|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20120711 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130608 |