RU2345259C1 - Conrod-free mechanism for transformation of reciprocal motion into rotary one - Google Patents
Conrod-free mechanism for transformation of reciprocal motion into rotary one Download PDFInfo
- Publication number
- RU2345259C1 RU2345259C1 RU2007127130/11A RU2007127130A RU2345259C1 RU 2345259 C1 RU2345259 C1 RU 2345259C1 RU 2007127130/11 A RU2007127130/11 A RU 2007127130/11A RU 2007127130 A RU2007127130 A RU 2007127130A RU 2345259 C1 RU2345259 C1 RU 2345259C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gear
- crankshaft
- sliders
- teeth
- necks
- Prior art date
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims abstract description 26
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 230000009466 transformation Effects 0.000 title abstract 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 4
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 claims description 25
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к поршневым машинам и может быть использовано для преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала и наоборот двигателей внутреннего сгорания, компрессоров и насосов.The invention relates to reciprocating machines and can be used to convert reciprocating pistons into rotational motion of the crankshaft and vice versa of internal combustion engines, compressors and pumps.
Известен бесшатунный механизм (Баландин С.С.Бесшатунные поршневые двигатели внутреннего сгорания. - М.: Машиностроение, 1968, с.14 рис.11а., А.с.118471 СССР), содержащий корпус, кривошипный вал, установленный на нем своими коренными шейками, «планетарный» коленчатый вал с плечом эксцентричных шеек, равным плечу кривошипа, ползуны, выполненные в виде двух поршней, объединенных общим штоком, который в средней своей части шарнирно связан с соответственной шатунной шейкой коленчатого вала. Причем ось шарнира ползуна движется в плоскости, проходящей через ось коренных шеек кривошипного вала. Кривошипный вал состоит из двух кривошипов, согласованное вращение которых обеспечено наличием синхронизирующего вала, связанного с каждым из кривошипов одинаковой зубчатой передачей. Недостатки данного устройства: 1) наличие кривошипного вала с одним коленом вызывает значительный по величине дисбаланс системы, компенсация которого требует массивных противовесов, утяжеляющих конструкцию; 2) наличие соединительного синхронизирующего вала с зубчатыми передачами усложняет конструкцию механизма; 3) обязательное требование спаренных поршней ограничивает компоновочные возможности устройства.Known rodless mechanism (Balandin S.S. Rodless piston internal combustion engines. - M .: Mashinostroenie, 1968, p.14 fig. 11a., A.s.118471 USSR), containing a housing, a crank shaft mounted on it with its own necks, a “planetary” crankshaft with a shoulder of eccentric necks equal to the crank arm, sliders made in the form of two pistons united by a common rod, which in its middle part is pivotally connected to the corresponding connecting rod neck of the crankshaft. Moreover, the axis of the hinge of the slider moves in a plane passing through the axis of the main necks of the crank shaft. The crank shaft consists of two cranks, the coordinated rotation of which is ensured by the presence of a synchronizing shaft, connected to each of the cranks with the same gear. The disadvantages of this device: 1) the presence of a crank shaft with one knee causes a significant imbalance in the system, the compensation of which requires massive counterweights that make the structure heavier; 2) the presence of a connecting synchronizing shaft with gears complicates the design of the mechanism; 3) the mandatory requirement of twin pistons limits the layout of the device.
В другом варианте бесшатунного механизма (Баландин С.С.Бесшатунные поршневые двигатели внутреннего сгорания. - М.: Машиностроение, 1968, с.14 рис.11в) «планетарный» коленчатый вал заменен «планетарным» эксцентриковым блоком. Это позволило выполнить кривошипный вал в виде единого звена и исключить синхронизирующий вал с зубчатыми передачами, но потребовало увеличения диаметров шарниров, связывающих эксцентричные шейки «планетарного» блока с ползунами. При этом данные шарниры неизбежно должны быть выполнены в виде подшипников качения.In another version of the rodless mechanism (Balandin S.S. Rodless piston internal combustion engines. - M.: Mashinostroenie, 1968, p.14 fig. 11c) the “planetary” crankshaft is replaced by a “planetary” eccentric block. This made it possible to make the crank shaft in the form of a single link and exclude the synchronizing shaft with gears, but required an increase in the diameters of the hinges connecting the eccentric necks of the planetary block with the sliders. Moreover, these hinges must inevitably be made in the form of rolling bearings.
В бесшатунном механизме (Баландин С.С.Бесшатунные поршневые двигатели внутреннего сгорания. - М.: Машиностроение, 1968, с.14 рис.11б) кривошипный вал выполнен из двух половин, которые связаны между собой не специальным соединительным валом, а установленными на них шестернями, взаимодействующими с внутренними зубчатыми венцами, выполненными на корпусе механизма, имеющими вдвое большее число зубьев, чем эти шестерни. В отличие от предыдущего, это устройство не требует обязательного наличия сдвоенных поршней.In the rodless mechanism (Balandin S.S. Rodless piston internal combustion engines. - M .: Mashinostroenie, 1968, p.14 fig. 11b) the crank shaft is made of two halves, which are connected not by a special connecting shaft, but mounted on them gears interacting with internal gear rims made on the mechanism body, having twice as many teeth as these gears. Unlike the previous one, this device does not require the presence of dual pistons.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является бесшатунный механизм для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное поршневой машины (А.с.2107204 РФ), содержащий корпус, ползуны, выполненные в виде сдвоенных, оппозитно расположенных поршней с общим штоком, кривошипный вал, ось коренных шеек которого перпендикулярна линии движения ползунов, установленный на нем «планетарный» эксцентриковый блок, эксцентричные шейки которого посредством подшипников качения шарнирно связаны с ползунами. Причем оси шарниров ползунов движутся в плоскости, проходящей через оси коренных шеек кривошипного вала. Плечо кривошипного вала равно эксцентриситету шеек «планетарного» эксцентрикового блока. «Планетарный» эксцентриковый блок связан с корпусом зубчатой передачей, шестерня которой закреплена на блоке, а имеющее вдвое большее количество зубьев колесо с внутренними зубьями установлено в корпусе. Наличие зубчатой передачи делает необязательным выполнение поршней сдвоенными. Недостатком данного механизма является то, что наличие кривошипного вала с одним коленом вызывает значительный по величине дисбаланс системы, компенсация которого требует массивных противовесов, утяжеляющих конструкцию. Кроме того, конструкция усложнена наличием нетехнологичного «планетарного» эксцентрикового блока.Closest to the proposed device is a rodless mechanism for converting reciprocating motion into a rotary piston machine (A.s.2107204 RF), comprising a housing, sliders made in the form of twin, opposed pistons with a common rod, a crank shaft, the axis of the main necks which is perpendicular to the line of movement of the sliders, the “planetary” eccentric block mounted on it, whose eccentric necks are pivotally connected to the sliders by means of rolling bearings. Moreover, the axis of the hinges of the sliders move in a plane passing through the axis of the main necks of the crank shaft. The arm of the crank shaft is equal to the eccentricity of the necks of the "planetary" eccentric block. A "planetary" eccentric block is connected to the housing by a gear transmission, the gear of which is fixed to the block, and a wheel with internal teeth having twice as many teeth is installed in the housing. The presence of a gear makes the execution of dual pistons optional. The disadvantage of this mechanism is that the presence of a crank shaft with one knee causes a significant imbalance in the system, the compensation of which requires massive counterweights that make the structure heavier. In addition, the design is complicated by the presence of a non-technological “planetary” eccentric block.
Для устранения этих недостатков в бесшатунном механизме для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, содержащем корпус с направляющими для ползунов, коленчатый вал, ось коренных шеек которого расположена в корпусе перпендикулярно направляющим ползунов, ползуны, имеющие для взаимодействия с коленчатым валом цилиндрические отверстия, оси которых параллельны оси коренных шеек коленчатого вала и движутся в плоскости, проходящей через эту ось, зубчатую передачу внутреннего зацепления, число зубьев шестерни которой вдвое меньше числа зубьев внутреннего венца, эксцентричные шейки коленчатого вала выполнены в виде шестерен с внешними зубьями, цилиндрические отверстия ползунов выполнены в виде зубчатых венцов с внутренними зубьями, которые находятся в зацеплении с шестернями коленчатого вала, в свободном пространстве между шестерней и зубчатым венцом отверстия ползуна помещена система тел качения, обеспечивающих их постоянное прижатие.To eliminate these drawbacks in a rodless mechanism for converting reciprocating motion into rotary, containing a housing with slide rails, a crankshaft, the axis of the main necks of which is located perpendicular to the slide rails in the housing, sliders having cylindrical openings for interaction with the crankshaft, the axes of which parallel to the axis of the main journals of the crankshaft and moving in the plane passing through this axis, internal gearing, number of gear teeth the swarm is half the number of teeth of the inner rim, the eccentric necks of the crankshaft are made in the form of gears with external teeth, the cylindrical holes of the sliders are made in the form of gears with internal teeth, which mesh with the gears of the crankshaft, in the free space between the gear and the gears of the hole the slider placed a system of rolling bodies, ensuring their constant pressure.
Совокупность указанных обстоятельств приводит к тому, что в организации плоскопараллельного движения ползуна не требуется второго ползуна, расположенного в перпендикулярной плоскости. Это делает возможным выполнять коленчатый вал не только в форме кривошипного вала с одним коленом, но и с любым расположением эксцентриковых шеек, в том числе с симметричным. За счет этого устраняется главный компонент неуравновешенности механизма. Кроме того, устраняется нетехнологичное звено - эксцентриковый блок и игольчатые подшипники в шарнирах, связывающих его с ползуном.The combination of these circumstances leads to the fact that in the organization of plane-parallel movement of the slider does not require a second slider located in a perpendicular plane. This makes it possible to perform the crankshaft not only in the form of a crank shaft with one elbow, but also with any arrangement of eccentric necks, including with a symmetrical one. Due to this, the main component of the imbalance of the mechanism is eliminated. In addition, a non-technological link is eliminated - the eccentric block and needle bearings in the joints connecting it to the slider.
Для упрощения условий работы зубчатой передачи эксцентричные шейки коленчатого вала и отверстия ползунов, помимо эвольвентных прямозубых зубчатых венцов, содержат опорные дорожки качения, имеющие диаметры, близкие или равные диаметрам соответственных начальных окружностей зубчатых венцов.To simplify the working conditions of the gear transmission, the eccentric necks of the crankshaft and the holes of the sliders, in addition to involute spur gears, contain raceways that have diameters close to or equal to the diameters of the corresponding initial circumferences of the gears.
В одном конструктивном варианте предлагаемого устройства система тел качения содержит три промежуточных зубчатых колеса, имеющих также опорные дорожки качения: одно - центральное, взаимодействующее с шестерней, и два - периферийных, взаимодействующих с зубчатым венцом отверстия ползуна и центральным промежуточным телом качения.In one constructive variant of the proposed device, the system of rolling bodies contains three intermediate gear wheels, which also have supporting raceways: one is central, interacting with the gear, and two are peripheral, interacting with the gear rim of the slider’s hole and the central intermediate rolling body.
В другом конструктивном варианте бесшатунного механизма система тел качения содержит три промежуточных ролика: один - центральный, взаимодействующий с опорными дорожками шестерни, и два - периферийных, взаимодействующих с опорными дорожками отверстия ползуна и центральным промежуточным роликом, а также поводок, шарнирно связанный с осями периферийных тел качения и фиксирующий расстояние между ними.In another constructive version of the rod-free mechanism, the rolling body system contains three intermediate rollers: one is the central one interacting with the support tracks of the gear, and two are peripheral interacting with the support tracks of the slide holes and the central intermediate roller, as well as a leash pivotally connected to the axes of the peripheral bodies rolling and fixing the distance between them.
Для увеличения числа поршней бесшатунного механизма ползуны выполнены в виде сдвоенных оппозитно расположенных поршней, связанных общим штоком, и имеют звездообразное расположение, симметричное относительно оси коленчатого вала.To increase the number of pistons of the rod-free mechanism, the sliders are made in the form of twin opposed pistons connected by a common rod and have a star-shaped arrangement symmetrical about the axis of the crankshaft.
Для использования бесшатунного механизма в двигателях с рядным расположением цилиндров все ползуны расположены в одной плоскости, проходящей через ось коленчатого вала.To use the rodless mechanism in engines with in-line cylinders, all the sliders are located in the same plane passing through the axis of the crankshaft.
На фиг.1 показан общий вид бесшатунного механизма для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное со звездообразным расположением ползунов, симметрично относительно оси коленчатого вала; на фиг.2 - его разрез по А-А; на фиг.3 показан общий вид бесшатунного механизма с расположением всех ползунов в одной плоскости, проходящей через ось коленчатого вала; на фиг.4 - его разрез по Б-Б.Figure 1 shows a General view of the rodless mechanism for converting reciprocating motion into rotational with a star-shaped arrangement of sliders, symmetrically with respect to the axis of the crankshaft; figure 2 is a section along aa; figure 3 shows a General view of the rodless mechanism with the location of all the sliders in one plane passing through the axis of the crankshaft; figure 4 is a section along BB.
Бесшатунный механизм для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, показанный на фиг.1 и 2, содержит корпус 1 с направляющими 2 для ползунов, коленчатый вал 3, ось 4 коренных шеек которого расположена в корпусе 1 перпендикулярно направляющим 2 ползунов, ползуны 5, имеющие для взаимодействия с коленчатым валом 3 цилиндрические отверстия 6, оси которых параллельны оси 4 коренных шеек коленчатого вала 3 и движутся в плоскости, проходящей через эту ось. Эксцентричные шейки 7 коленчатого вала 3 выполнены в виде шестерен 8 с внешними зубьями, а цилиндрические отверстия 6 ползунов 5 выполнены в виде зубчатых венцов 9 с внутренними зубьями, которые находятся в зацеплении с шестернями 8 коленчатого вала 3. Число зубьев шестерни 8 вдвое меньше числа зубьев внутреннего венца 9, а начальный диаметр шестерни 8 вдвое больше эксцентриситета шеек 7 коленчатого вала 3. В свободном пространстве между шестерней 8 и зубчатым венцом 9 отверстия 6 ползуна 5 помещена система тел качения, обеспечивающих постоянное прижатие зубьев. Эксцентричные шейки 7 коленчатого вала 3 и отверстия 6 ползунов 5, помимо эвольвентных прямозубых зубчатых венцов, содержат опорные дорожки качения К и L, имеющие диаметры, близкие или равные диаметрам соответственных начальных окружностей зубчатых венцов. При этом система тел качения содержит три промежуточных гладких ролика: один 10 - центральный, взаимодействующий с опорными дорожками шестерни 8, и два 11 - периферийных, взаимодействующих с опорными дорожками отверстия 6 ползуна 5 и центральным промежуточным роликом 10, а также поводок 12, шарнирно связанный с осями 13 периферийных тел качения с помощью гаек 14 и фиксирующий расстояние между ними. Ползуны 5 выполнены в виде сдвоенных оппозитно расположенных поршней 15, связанных общим штоком, и имеют звездообразное расположение, симметричное относительно оси 4 коленчатого вала 3.The rod-free mechanism for converting the reciprocating motion into rotational, shown in FIGS. 1 and 2, comprises a
Бесшатунный механизм работает следующим образом. При повороте коленчатого вала 3 шестерня 8, зафиксированная на его эксцентричных шейках 7, обкатывается по опорным дорожкам качения и зубчатому венцу 9 с внутренними зубьями цилиндрического отверстия 6. Система тел качения, состоящая из трех гладких роликов, расположенная между эксцентричной шейкой 7 и отверстием 6, служит для постоянного прижатия зубьев шестерни 8 и венца 9. При этом ползуны 5, выполненные в виде сдвоенных оппозитно расположенных поршней 15 и соединяющего их штока, совершают возвратно-поступательное движение.The rodless mechanism works as follows. When the
Бесшатунный механизм, показанный на фиг.3 и 4 отличается от предыдущего тем, что система тел качения содержит три промежуточных зубчатых колеса, имеющих также опорные дорожки качения: одно 16 - центральное, взаимодействующее с шестерней 8, и два 17 - периферийных, взаимодействующих с зубчатым венцом 9 отверстия 6 ползуна 5 и центральным промежуточным телом качения 16. При этом оси отверстий 6 всех ползунов 5 расположены в одной плоскости, проходящей через ось 4 коленчатого вала 3.The rod-free mechanism shown in FIGS. 3 and 4 differs from the previous one in that the rolling body system contains three intermediate gear wheels, which also have supporting raceways: one 16 is central, interacting with
Работа данного устройства осуществляется аналогично, но ползуны 5 совершают вертикальное движение в одной плоскости, проходящей через ось 4 коленчатого вала 3.The operation of this device is carried out similarly, but the
Предлагаемое устройство позволяет улучшить компоновочные условия поршневой машины, сократить размеры корпуса, максимально приблизить к валу цилиндры, благодаря чему уменьшаются поперечные габариты машины. Имеется возможность наращивания мощности машины за счет увеличения числа цилиндров на коленчатом валу. Кроме того, по сравнению с прототипом достоинством предлагаемого механизма является уравновешенность его основных звеньев и простота конструкции.The proposed device can improve the layout conditions of the piston machine, reduce the size of the housing, bring the cylinders as close as possible to the shaft, thereby reducing the transverse dimensions of the machine. There is the possibility of increasing the power of the machine by increasing the number of cylinders on the crankshaft. In addition, compared with the prototype, the advantage of the proposed mechanism is the balance of its main links and simplicity of design.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007127130/11A RU2345259C1 (en) | 2007-07-16 | 2007-07-16 | Conrod-free mechanism for transformation of reciprocal motion into rotary one |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007127130/11A RU2345259C1 (en) | 2007-07-16 | 2007-07-16 | Conrod-free mechanism for transformation of reciprocal motion into rotary one |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2345259C1 true RU2345259C1 (en) | 2009-01-27 |
Family
ID=40544281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007127130/11A RU2345259C1 (en) | 2007-07-16 | 2007-07-16 | Conrod-free mechanism for transformation of reciprocal motion into rotary one |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2345259C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108657135A (en) * | 2018-06-06 | 2018-10-16 | 三峡大学 | Large and medium-sized vehicle license plate automatic cleaning system and method |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1456702A (en) * | 1973-05-24 | 1976-11-24 | Gallaratesi Spa Off Mec | Crank mechanism for transforming a continuous rotary motion into a reciprocating motion of adjustable amplitude |
| DE4445131A1 (en) * | 1994-12-17 | 1996-06-27 | Liebich Max | Crank transmission with crankshaft in rotary bearings |
| RU2107204C1 (en) * | 1995-10-04 | 1998-03-20 | Леонид Павлович Белкин | Axial mechanism for converting reciprocating motion into rotary motion of piston machine |
| WO2000053894A1 (en) * | 1999-03-09 | 2000-09-14 | Vul Alexei Felixovich | Piston machine comprising a mechanism with no connecting-rod |
| RU2243410C1 (en) * | 2003-04-23 | 2004-12-27 | ООО "Эко-Фильтр" | Mechanical drive of actuating mechanism |
-
2007
- 2007-07-16 RU RU2007127130/11A patent/RU2345259C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1456702A (en) * | 1973-05-24 | 1976-11-24 | Gallaratesi Spa Off Mec | Crank mechanism for transforming a continuous rotary motion into a reciprocating motion of adjustable amplitude |
| DE4445131A1 (en) * | 1994-12-17 | 1996-06-27 | Liebich Max | Crank transmission with crankshaft in rotary bearings |
| RU2107204C1 (en) * | 1995-10-04 | 1998-03-20 | Леонид Павлович Белкин | Axial mechanism for converting reciprocating motion into rotary motion of piston machine |
| WO2000053894A1 (en) * | 1999-03-09 | 2000-09-14 | Vul Alexei Felixovich | Piston machine comprising a mechanism with no connecting-rod |
| RU2243410C1 (en) * | 2003-04-23 | 2004-12-27 | ООО "Эко-Фильтр" | Mechanical drive of actuating mechanism |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108657135A (en) * | 2018-06-06 | 2018-10-16 | 三峡大学 | Large and medium-sized vehicle license plate automatic cleaning system and method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2960546A1 (en) | Eccentric gearbox | |
| RU2345259C1 (en) | Conrod-free mechanism for transformation of reciprocal motion into rotary one | |
| US20190186354A1 (en) | Internal Combustion Engine | |
| RU171112U1 (en) | PLANETARY TRANSMISSION | |
| RU2471099C2 (en) | Conversion device of rotational movement to back-and-forth movement and vice versa | |
| RU2107204C1 (en) | Axial mechanism for converting reciprocating motion into rotary motion of piston machine | |
| RU2365799C2 (en) | Geared linkage rotation to reciprocation transformer | |
| RU2539438C1 (en) | Planetary gear | |
| RU2805423C1 (en) | Crank arm-free mechanism | |
| RU2525342C1 (en) | Engine con-rod-free crank mechanism | |
| RU2327069C1 (en) | Planetary-lantern reduction gear | |
| US2093997A (en) | Crank bearing assembly | |
| RU2837162C2 (en) | Conrodless mechanism of piston machine of belkin | |
| RU2538349C2 (en) | Engine without connecting rod and method to eliminate jamming of its mechanism | |
| RU2781324C1 (en) | Rodless mechanism of the piston machine | |
| RU2502002C2 (en) | Planetary gear | |
| RU125285U1 (en) | DEVICE FOR CONVERSION OF ROTATIONAL MOVEMENT IN TRANSITION | |
| RU25536U1 (en) | SYNCHRONOUS FREQUENCY MECHANISM (TWO OPTIONS) | |
| RU34671U1 (en) | Planetary gear reducer | |
| US20150211611A1 (en) | Crank-less motion converter | |
| US2486238A (en) | Connecting rod mechanism for engines and pumps | |
| RU2537073C1 (en) | Gear-type mechanism with no piston-rod and with multithrow crankshafts | |
| RU2256799C2 (en) | Rodless mechanism | |
| RU2303724C1 (en) | Planetary cogwheel reduction gear | |
| RU118357U1 (en) | PISTON MACHINE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090717 |