Поршневая машина с бесшатунным механизмом преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное и обратно

 

Использование: в машиностроении поршневых машин с бесшатунным механизмом преобразования движений поршней и вала. Сущность изобретения: в коромысле выполнен дополнительный криволинейный паз, в котором расположена овальная шейка кривошипа дополнительного коленчатого вала, а шестерни валов установлены с образованием синхронизирующих зубчатых пар. 9 ил.

Изобретение относится к машиностроению, касается усовершенствования кинематических цепей поршневых машин и может найти применение в различных отраслях промышленности и сельском хозяйстве.

Известна поршневая машина с бесшатунным механизмом преобразования движений, содержащая цилиндр, размещенный в нем поршень со штоком, коромысло, жестко связанное со штоком и имеющее криволинейный направляющий паз, и коленчатый вал, кривошип которого имеет овальную шейку, расположенную в пазу коромысла [1] Недостатками этой машины являются сложная конструкция и невозможность использования в многоцилиндровых схемах, что ограничивает сферу использования.

Технической задачей, решаемой с помощью изобретения, является обеспечение возможности создания многоцилиндровых поршневых машин повышенной надежности с достаточно простой конструкцией.

Для решения данной задачи усовершенствуется бесшатунный механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное и обратно.

На фиг. 1 схематично изображена описываемая поршневая машина с одним цилндром и двумя коленчатыми валами; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 4 разрез по Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - машина с двумя цилиндрами и тремя коленчатыми валами; на фиг. 6 то же, вид сверху; на фиг. 7 разрез по B-B на фиг. 6; на фиг.8 узел крепления подшипника фиксации штока в картере; на фиг. 9 разрез по Г-Г на фиг. 8.

Поршневая машина содержит цилиндры с поршнями (условно не показано), соединенными штоками 1 с коромыслами 2, имеющими криволинейные направляющие пазы, в которых размещены овальные шейки 3 кривошипов коленчатых валов 4. На валах 4 установлены шестерни 5, образующие синхронизирующие зубчатые пары. В многоцилиндровом исполнении устанавливается несколько коромысел 2 и коленчатых валов 4 с шестернями 5. Причем плечи каждого коромысла 2 расположены наклонно к оси штока 1. Шейки охвачены хомутами 6, образующими масляные ванны пар трения: шейка коромысло (фиг. 7). Штоки 1 могут быть установлены в картере 8 посредством роликовых подшипников 7.

Преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное и обратно посредством бесшатунного механизма осуществляется в поршневой машине следующим образом.

Смещение точек оси штока 1 в процессе возвратно-поступательного движения в плоскости, перпендикулярной продольной оси 4, определяется овальным профилем сопряжения: плечи коромысла 2 шейка 3 кривошипа. Смещение точек оси штока 1 в плоскости, параллельной оси 4, определяется подобием равнобедренных треугольников, образующихся в результате синхронного совмещения точек касания плеч коромысла 2 и шейки 3 кривошипа. Совмещение точек оси штока 1 в двух перпендикулярных плоскостях, проходящих через ось штока 1, определяет прямолинейное возвратно-поступательное движение штока 1. Следовательно, коромысло 2 штока 1, плечи которого установлены под углом к оси последнего с пазом, в котором перемещаются шейки 3 кривошипа, имеющие овальный профиль, передает усилие от поршня к валу 4 и заменяет крейцкопфный механизм.

Формула изобретения

1. Поршневая машина с бесшатунным механизмом преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное и обратно, содержащая цилиндр, размещенный в нем поршень со штоком, коромысло, жестко связанное со штоком и имеющее криволинейный направляющий паз, и коленчатый вал, кривошип которого имеет овальную шейку, расположенную в пазу коромысла, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным коленчатым валом и шестернями, установленными на каждом валу с образованием синхронизирующей зубчатой пары, в коромысле выполнен дополнительный криволинейный направляющий паз, в котором расположена овальная шейка кривошипа дополнительного вала, причем плечи коромысла расположены наклонно к оси штока.

2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена по меньшей мере одной дополнительной цилиндропоршневой группой с коромыслом и третьим коленчатым валом с шестерней, причем цилиндропоршневые группы расположены под углом друг к другу, овальные шейки кривошипов дополнительных валов расположены в пазах коромысел соседних штоков, а шестерни валов установлены с образованием синхронизирующих зубчатых пар.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9