Обратимый дифференциальный кулачковый механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное

 

Использование: в машиностроении, в частности в двигателях внутреннего сгорания и редукторах. Сущность: механизм содержит входное звено (например, поршень), выходные звенья (валы), упорный подшипник, установленный на конце выходного звена со стороны его взаимодействия с выходными звеньями. Такая установка исключает трение скольжения, боковые составляющие силы на гильзу и обеспечивает дифференциальное разделение потока мощности на два разнонаправленных синхронизированных канала. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности может быть применено в конструкции двигателей внутреннего и внешнего сгорания, компрессорах, во всех двигателях гидрообъемного типа.

Предлагаемый механизм предназначен для замены известного кривошипно-шатунного механизма, используемого в двигателях (тепловых машинах), компрессорах и т.д.

Известны механизмы для преобразования движения. Кулачковый механизм известен человечеству с IV века нашей эры. В начале второй половины прошлого века русский математик П. Л. Чебышев заложил в ряде статей основы синтеза кулачковых механизмов для точного и приближенного преобразования движения.

Аналогом изобретения выбран роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания (патент Германии N 370052, кл. F 02 В 75/22), содержащий следующие основные элементы: картер механизма кулачков, собственно кулачки для преобразования возвратно-поступательного движения поршней.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому механизму (прототип) является механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, используемый в двигателе внутреннего сгорания [1] Вышеуказанный механизм имеет кулачки, шарнирно сочлененные с зубчатым колесом и поршнями, ротор, цилиндры, картер, шестерни сателлитов.

Недостаток прототипа, так же как и всех известных механизмов, заключается в небольшом КПД и низкой надежности работы механизма.

Заявляемый механизм позволяет решить задачу, заключающуюся в увеличении КПД и повышении надежности работы механизма.

Поставленная задача решается за счет того, что обратимый дифференциальный кулачковый механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, содержащий звено возвратно-поступательного движения и звенья вращательного движения с кулачками, снабжен упорным подшипником, установленным одним своим кольцом на конце звена возвратно-поступательного движения, а кулачки фрикционно связаны с другим кольцом упорного подшипника.

Снабжение заявляемого механизма упорным подшипником позволило исключить трение скольжения и обеспечило дифференциальное разделение потока мощности на два канала, за счет соответственно увеличивается передаваемый крутящий момент.

Таким образом, изобретение обеспечивает следующие технические результаты: полностью исключено из схемы механизма трение скольжения; механический КПД увеличен до 0,95; появляется возможность, имея одно входное звено, получать на выходе два разнонаправленных вращательных движения; заявляемый механизм автоматически обеспечивает синхронизацию вращения обоих выходных звеньев, разделение потока мощности на два канала и реверсирование одного из них (имеется в виду обеспечение вращения второго кулачка в противоположном первому направлении).

На чертеже представлен обратимый дифференциальный кулачковый механизм. Механизм содержит звено возвратно-поступательного движения 1, звенья вращательного движения 2 и 3 с жестко закрепленными на них кулачками 4 и 5, упорный подшипник, обойма которого жестко соединена со звеном возвратно-поступательного движения 1, а обойма 7 имеет возможность вращаться относительно оси этого звена.

Механизм работает следующим образом. При поступательном движении звена 1 обоймы 6 и 7 упорного подшипника также движутся поступательно. При таком движении обойма 7 воздействует на кулачки 4 и 5, заставляя их вращаться. Поскольку обойма 7 свободно вращается относительно звена 1 и при этом фрикционно взаимодействует с кулачками 4 и 5, их вращение происходит в противоположные стороны.

Формула изобретения

Обратимый дифференциальный кулачковый механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, содержащий звено возвратно-поступательного движения и звенья вращательного движения с кулачками, отличающийся тем, что он снабжен упорным подшипником, установленным одним своим концом на конце звена возвратно-поступательного движения, а кулачки фрикционно связаны с другим кольцом упорного подшипника.