Кривошипно-кулісний механізм трибушного

Реферат: Кривошипно-кулісний механізм містить дві пов'язані сумісним валом обертові куліси, при цьому перша куліса з'єднана через кривошип з вхідним валом, а друга куліса пов'язана з вихідним валом. Кривошипно-кулісний механізм додатково містить повзун з механізмом його зворотнопоступального переміщення по напрямних, який з'єднаний з вхідним валом механічною передачею, а сумісний вал, який з'єднує першу кулісу з другою кулісою через кривошип, встановлений в повзуні. UA 105246 U (54) КРИВОШИПНО-КУЛІСНИЙ МЕХАНІЗМ ТРИБУШНОГО UA 105246 U UA 105246 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до машинобудування, а саме до кривошипно-кулісних механізмів, призначених для підсилення обертових моментів в приводах машин і силових установок. В сучасних машинах і металообробних станках застосовуються різноманітні види підсилювачів обертових моментів, зокрема таких, як механізми з коливальними та обертовими кулісами. Відомі кривошипно-кулісні механізми (Патенти РФ №№ 2467226, 2499935) з однією коливальною або обертовою кулісою. Недоліком таких кривошипно-кулісних механізмів є незначний (до двох) коефіцієнт підсилення обертового моменту. Відомо, що коефіцієнт підсилення обертового моменту кулісного механізму прямо пропорційний відношенню довжини куліси до радіуса кривошипа. Теоретично, найбільший можливий коефіцієнт підсилення обертового моменту кривошипно-кулісного механізму з однією кулісою дорівнює двом (довжина куліси дорівнює двом радіусам кривошипа). На годографі обертового моменту такого кривошипно-кулісного механізму в точці 0 обертовий момент дорівнює нулю, тому що при проходженні ролика кривошипа мимо осі обороту куліси відсутній момент сили. Це також знижує ефективність роботи кривошипно-кулісного механізму. Найбільш близьким аналогом є кривошипно-кулісний механізм (Артоболевский И.И. "Механизмы в современной технике". – Москва: Наука, 1979 p. - Том 2. - № 956. - С. 61), що містить дві пов'язані сумісним валом обертові куліси, при цьому перша куліса з'єднана через кривошип з вхідним валом, а друга куліса пов'язана з вихідним валом. У відомому кривошипно-кулісному механізмі друга куліса пов'язана з вихідним валом через кривошип, а між собою куліси з'єднані сумісним валом з нерухомою віссю. При обертанні вхідного вала кривошип натискує на першу кулісу і вона починає обертатися на сумісному валу разом з другою кулісою, яка через кривошип пов'язана з вихідним валом. Таким чином рівномірний обертовий рух вхідного вала перетворюється в нерівномірний імпульсний обертовий рух вихідного вала із збереженням однакової частоти обертання вихідного вала з вхідним та з деяким збільшенням імпульсного обертового моменту. Недоліком відомого кривошипно-кулісного механізму є недостатньо високий коефіцієнт підсилення обертового моменту. Величини максимальних обертових моментів при однакових параметрах куліс залежать від кількості куліс, тому теоретично найбільший можливий коефіцієнт підсилення обертового моменту кривошипно-кулісного механізму з двома кулісами, встановленими на валу з нерухомою віссю, дорівнює чотирьом, що вдвічі більше, ніж в кривошипно-кулісних механізмах з однією кулісою, але недостатньо високо. На годографі обертового моменту відомого кривошипно-кулісного механізму в точці 0 обертовий момент дорівнює нулю, тому що при проходженні ролика кривошипа мимо осі обороту куліси відсутній момент сили. Це також знижує ефективність роботи кривошипно-кулісного механізму. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення кривошипно-кулісного механізму, в якому за рахунок введення нових елементів та нових зв'язків між елементами забезпечується можливість зворотно-поступового переміщення сумісного вала, який пов'язує обертові куліси, внаслідок чого забезпечується підвищення коефіцієнта підсилення обертового моменту, та за рахунок цього досягається підвищення ефективності роботи кривошипнокулісного механізму. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому кривошипно-кулісному механізмі, що містить дві пов'язані сумісним валом обертові куліси, при цьому перша куліса з'єднана через кривошип з вхідним валом, а друга куліса пов'язана з вихідним валом, новим, відповідно до технічного рішення, що заявляється, є те, що кривошипно-кулісний механізм додатково містить повзун з механізмом його зворотно-поступового переміщення по напрямних, який з'єднаний з вхідним валом механічною передачею, а сумісний вал, який з'єднує першу кулісу з другою кулісою через кривошип, встановлений в повзуні. Згідно з корисною моделлю, як механізм зворотно-поступового переміщення повзуна використовують, наприклад, кривошипно-шатунний або кривошипно-повзунний, або гвинтовий, або зубчастий механізми. Згідно з корисною моделлю, як механічну передачу, що пов'язує механізм зворотнопоступового переміщення повзуна з вхідним валом, використовують ланцюгову або зубчасту, або зубчасто-ремінну передачі. Між сукупністю суттєвих ознак корисної моделі, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, існує такий причинно-наслідковий зв'язок. Введення нових елементів та нові зв'язки між елементами кривошипно-кулісного механізму, а саме: 1 UA 105246 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 - додаткове введення в кривошипно-кулісний механізм повзуна з механізмом його зворотнопоступового переміщення по напрямних, - з'єднання механізму зворотно-поступового переміщення повзуна з вхідним валом механічною передачею, - встановлення сумісного вала, який з'єднує першу кулісу з другою кулісою через кривошип, в повзуні; у сукупності з відомими ознаками технічного рішення, що заявляється, забезпечують можливість зворотно-поступового переміщення сумісного вала, який пов'язує обертові куліси, внаслідок чого забезпечується підвищення коефіцієнта підсилення обертового моменту, та за рахунок цього досягається підвищення ефективності роботи кривошипно-кулісного механізму. При обертанні вхідного вала обертовий момент за рахунок куліс, пов'язаних сумісним валом, передається на вихідний вал. Одночасно при обертанні вхідного вала механізм зворотно-поступового переміщення повзуна, пов'язаний з вхідним валом механічною передачею, переміщує повзун по напрямних та встановлений в повзуні сумісний вал, який з'єднує першу кулісу з другою кулісою через кривошип. Тобто, забезпечується можливість зворотно-поступового руху сумісного вала разом з встановленими на ньому першою кулісою та кривошипом другої куліси. Внаслідок цього при проходженні ролика кривошипа мимо осі обороту куліси виникає момент сили (на годографі обертового моменту в точці 0 значення обертового моменту відмінне від нуля), що призводить до підвищення коефіцієнта підсилення обертового моменту кривошипно-кулісного механізму, за рахунок чого досягається підвищення ефективності роботи кривошипно-кулісного механізму. Тобто, заявлений кривошипно-кулісний механізм забезпечує перетворення рівномірного обертового руху вхідного вала в нерівномірний імпульсний обертовий рух вихідного вала із збереженням однакової частоти обертання вихідного вала з вхідним та значним (більше, ніж в 2 рази у порівнянні з прототипом) збільшенням імпульсного обертового моменту. Як механізм зворотно-поступового переміщення повзуна по напрямних можуть бути використані, наприклад, кривошипно-шатунний або кривошипно-повзунний, або гвинтовий, або зубчастий механізми. Як механічна передача, що пов'язує механізм зворотно-поступового переміщення повзуна з вхідним валом, можуть бути використані ланцюгова або зубчаста, або зубчасто-ремінна передачі. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де: - на фіг. 1 наведена конструктивна схема заявленого кривошипно-кулісного механізму; - на фіг. 2 - годограф обертового моменту кривошипно-кулісного механізму з однією обертовою кулісою; - на фіг. 3 - годограф обертового моменту кривошипно-кулісного механізму з двома обертовими кулісами, з'єднаними сумісним валом з нерухомою віссю; - на фіг. 4 - годограф обертового моменту заявленого кривошипно-кулісного механізму. Заявлений кривошипно-кулісний механізм містить корпус 1, в якому на підшипникових опорах (на фіг. 1 не показані) встановлені вхідний вал 2 та вихідний вал 3. Вхідний вал 2 через кривошип 4 з роликом 5 пов'язаний з першою кулісою 6, яка через кривошип 7 роликом 8 пов'язана з другою кулісою 9, з'єднаною з вихідним валом 3. Перша куліса 6 та кривошип 7 другої куліси 9 встановлені на сумісному валу 10. Кривошипно-кулісний механізм також містить встановлений в напрямних 11 повзун 12 з механізмом 13 його зворотно-поступового переміщення в напрямних 11, пов'язаним з вхідним валом 2 механічною передачею 14. Сумісний вал 10, який з'єднує першу кулісу 6 з другою кулісою 9 через кривошип 7, встановлений в повзуні 12. Як механізм зворотно-поступового переміщення повзуна 12 можуть бути використані кривошипно-шатунний або кривошипно-повзунний, або гвинтовий, або зубчастий механізми. На фіг. 1 показаний кривошипно-шатунний механізм, який містить установлений на допоміжному валу 15 кривошип 16, з'єднаний через шатун 17 з повзуном 12. Якмеханічна передача 14, що пов'язує механізм 13 з вхідним валом 2, можуть бути використані ланцюгова або зубчаста, або зубчасто-ремінна передачі. На фіг. 1 показана ланцюгова передача, яка містить зірочки 18, встановлені на вхідному валу 2 та допоміжному валу 15, пов'язані ланцюгом 19. Заявлений кривошипно-кулісний механізм працює таким чином. При обертанні вхідного вала 2 кривошип 4 своїм роликом 5 натискує на першу кулісу 6 і вона починає обертатися разом з кривошипом 7, з яким вони закріплені на сумісному валу 10, 2 UA 105246 U 5 10 15 20 25 30 35 вмонтованому в повзун 12. Кривошип 7 своїм роликом 8 натискує на другу кулісу 9, яка обертає вихідний вал 3. Одночасно при обертанні вхідного вала 2 за допомогою механічної передачі 14, а саме зірочок 18, пов'язаних ланцюгом 19, передається обертання на допоміжний вал 15 кривошипношатунного механізму, внаслідок чого за допомогою кривошипу 16 та шатуну 17 повзун 12 зворотно-поступово переміщується по напрямних 11, при цьому переміщується і встановлений в повзуні 12 сумісний вал 10, який з'єднує першу кулісу 6 з другою кулісою 9 через кривошип 7. При зворотно-поступовому русі сумісного вала 10 разом з першою кулісою 6 та кривошипом 7 другої куліси 9 виникає момент сили при проходженні ролика 5 кривошипа 4 мимо осі обороту куліси 6 (на годографі обертового моменту в точці 0 значення обертового моменту відмінне від нуля, див. фіг. 4). Це призводить до підвищення коефіцієнта підсилення обертового моменту кривошипно-кулісного механізму, за рахунок чого досягається підвищення ефективності роботи кривошипно-кулісного механізму. Конкретне значення обертового моменту на вихідному валу 3 залежить від розмірів кривошипів 4, 7 і куліс 6, 9, в також від розміру кривошипа 16 кривошипно-шатунного механізму. Наприклад, якщо радіуси кривошипів 4, 7 і 16 рівні між собою, а відстань між осями А-А (вісь обертання вхідного валу 2 і вихідного валу 3) та В-В (вісь обертання сумісного вала 10) дорівнює двом радіусам кривошипа, то після обороту вхідного вала 2 на 180° вісь В-В внаслідок переміщення повзуна 12 по напрямних 11 стане співвісною з віссю А-А. Максимальний обертовий момент на вихідному валу 3 в цьому випадку складе дев'ять обертових моментів вхідного вала 2 (коефіцієнт підсилення обертового моменту дорівнює дев'яти), а на годографі обертового моменту в точці 0 значення обертового моменту відмінне від нуля (див. фіг. 4). Змінюючи радіус кривошипа 16 можна змінити і значення обертового моменту в точці 0 годографа. Для порівняння наведені годограф обертового моменту кривошипно-кулісного механізму з однією обертовою кулісою (див. фіг. 2) та годограф обертового моменту кривошипно-кулісного механізму з двома обертовими кулісами, з'єднаними сумісним валом з нерухомою віссю (див. фіг. 3). На цих годографах в точках 0 обертові моменти дорівнюють нулю, тому що при проходженні ролика кривошипа мимо осі обороту куліси відсутній момент сили. Найбільший можливий коефіцієнт підсилення обертового моменту таких кривошипно-кулісних механізмів дорівнює двом та чотирьом, відповідно. Таким чином, заявлений кривошипно-кулісний механізм забезпечує можливість зворотнопоступового переміщення сумісного вала, який пов'язує обертові куліси, внаслідок чого забезпечується підвищення коефіцієнта підсилення обертового моменту, та за рахунок цього досягається підвищення ефективності роботи кривошипно-кулісного механізму. Корисна модель, що заявляється, може бути виготовлена на існуючому устаткуванні з використанням відомих матеріалів і засобів, що підтверджує промислову придатність об'єкта. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 1. Кривошипно-кулісний механізм, що містить дві пов'язані сумісним валом обертові куліси, при цьому перша куліса з'єднана через кривошип з вхідним валом, а друга куліса пов'язана з вихідним валом, який відрізняється тим, що кривошипно-кулісний механізм додатково містить повзун з механізмом його зворотно-поступального переміщення по напрямних, який з'єднаний з вхідним валом механічною передачею, а сумісний вал, який з'єднує першу кулісу з другою кулісою через кривошип, встановлений в повзуні. 2. Кривошипно-кулісний механізм за п. 1, який відрізняється тим, що як механізм зворотнопоступального переміщення повзуна використовують, наприклад, кривошипно-шатунний або кривошипно-повзунний, або гвинтовий, або зубчастий механізми. 3. Кривошипно-кулісний механізм за п. 1, який відрізняється тим, що як механічну передачу, що пов'язує механізм зворотно-поступального переміщення повзуна з вхідним валом, використовують ланцюгову або зубчасту, або зубчасто-ремінну передачу. 3 UA 105246 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4