Механический преобразователь – усилитель мощности

Механический преобразователь - усилитель мощности содержит основной корпус, вал отбора мощности, ведомый вал, шестерни, зубчатый сектор, а также имеющий возможность перемещения корпус, согласно изобретению корпус выполнен полым, цельным либо из жестко закрепляемых между собой частей конической формы, с торцевой крышкой, шарнирно установленной с внутренней или с внешней стороны к большему торцу корпуса, преобразователь снабжен рычагом,шарово-шарнирно пропущенным через торцевую крышку в полость корпуса и одним концом соединенным посредством шлиц или шарнирно с валом отбора мощности, который выполнен в виде карданной передачи, либо шарнира равных угловых скоростей, при этом на первом конце вала отбора мощности установлены шестерни, зацепляемые с зубчатым сектором, который состоит по меньшей мере из двух зубчатых венцов, выполненных в виде колец или полуколец разных диаметров, жестко установленных в полости корпуса на разных уровнях, а второй конец вала отбора мощности посредством щлиц соединен с ведомым валом и шарнирно пропущен через подвижно установленный передвижной рычаг для регулирования выходной мощности и вращающего момента. Длина наружной части рычага превышает длину рычага вместе с валом отбора мощности до места соединения карданной передачи или шарнира равных угловых скоростей, размещенных в стороне полости корпуса.(71)(72)(73) Заявитель, изобретатель и патентовладелец: МАКСУТАЛИЕВ НУРЛАН КУБАТОВИЧ (KG) Изобретение относится к области машиностроения, энергетического машиностроения и может быть широко использовано в различных разделах данных областей там, где требуется преобразовывать возвратно-поступательное перемещение во вращение, усиливать выходную мощность и вращающий момент, изменять передаточное отношение при передаче вращающего момента. Предлагаемое изобретение применимо в волновых, ветровых, поточных энергоустановках, автомобильном, водном и воздушном транспорте, в сельском хозяйстве, в строительстве, в пневмо- и гидроприводах, насосах и компрессорах и др., а также в быту. В современном машиностроении широко используются устройства, механизмы и детали для преобразования возвратно-поступательного перемещения механической энергии во вращение и передачи вращающего момента от одного вала к другому, позволяющие в процессе их эксплуатации изменять передаточное отношение. Но совмещенное их исполнение в одной конструкции в ходе проведения поиска аналогов и прототипов не найдено, в связи с чем приводятся аналоги и прототип по назначению использования конструкции изобретения. Известен цельный коленчатый вал для поршневых двигателей, содержащий шатунную и коренную шейки, соединяющиеся при взаимном перекрытии с помощью щеки, которая утолщается по внешней стороне в направлении от шатунной шейки к коренной до максимальной толщины "а" в зоне перекрытия,при этом степень перекрытия определяется размером "b". Переход по внешней стороне щеки от шатунной шейки к коренной выполнен по сфере и определяется кривойn=loga/2b. Исходной точкой кривой "y" со стороны шатунной шейки является толщина щекиx=2(0,2r)1/n,где r - радиус шатунной шейки (DE3614722, МПК F16 С 3/06, 05.11.87 г.). Недостатком такого изобретения является отсутствие усиливающей роли вращающего момента, что соответствует одному обороту вала на один полный цикл возвратно-поступательного перемещения кривошипа. Известен дезаксиальный кривошипно-ползунный механизм, содержащий кривошип и ползун с направляющей, не проходящей через ось вращения кривошипа, шарнирно соединенные с шатуном, отличающийся тем, что механизм выполнен с относительной величиной расстояния между осью перемещения ползуна и центром вращения кривошипа в интервале параметров 0,257,0 и собственным энергетическим параметром механизма (RU 2267672, МПК F16H 21/00, 27.04.2004 г.). Недостатком известного дезаксиального кривошипно-шатунного механизма является отсутствие возможности усиления мощности преобразованного вращательного движения. В качестве прототипа взято устройство, изменяющее передаточное отношение, содержащее корпус,ведущий и ведомый валы, на ведущем валу находится несколько шестерен, каждая из которых не имеет возможности совершать угловые перемещения относительно ведущего вала, каждая шестерня, находящаяся на ведущем валу, находится в постоянном зацеплении с другой шестерней, не находящейся на ведущем валу, отношение радиусов шестерен, находящихся в зацеплении, различно для всех пар шестерен, находящихся в зацеплении, отличающееся тем, что каждая шестерня, не находящаяся на ведущем валу, находится на своем валу, оси вращений этих валов, ось вращения ведомого вала и ось вращения ведущего вала лежат в одной плоскости, оси вращений валов, на которых находятся шестерни, не находящиеся на ведущем валу, и ось вращения ведомого вала перпендикулярны оси вращения ведущего вала,шестерни, находящиеся в зацеплении, являются коническими, имеется возможность прерывания связи между ведомым валом и каждым валом, на котором находится шестерня, не находящаяся на ведущем валу, а также возможность перемещения корпуса устройства вдоль оси ведущего вала (RU 2349812,МПК F16H 3/22, 20.03.2009 г.). Такая постановка конструкции изобретения не позволяет совмещать преобразование возвратнопоступательного перемещения во вращение с усилением мощности и вращающего момента, что конструктивно не эффективно в сопоставлении с заявляемой заявкой. Целью предлагаемого технического решения является эффективное использование совмещенных свойств преобразования, усиления и регулирования передаточного отношения в одной конструкции с повышением КПД на выходном валу. Поставленная задача достигается тем, что механический преобразователь - усилитель мощности,содержащий основной корпус, вал отбора мощности, ведомый вал, шестерни, зубчатый сектор, а также имеющий возможность перемещения корпус, согласно изобретению корпус выполнен полым, цельным либо из жестко закрепляемых между собой частей конической формы с торцевой крышкой, шарнирно установленной с внутренней или с внешней стороны к большему торцу корпуса, преобразователь снабжен рычагом, шаровошарнирно пропущенным через торцевую крышку в полость корпуса и одним концом соединенным посредством шлиц или шарнирно с валом отбора мощности, который выполнен в виде карданной передачи либо шарнира равных угловых скоростей, при этом на первом конце вала отбора мощности установлены шестерни, зацепляемые с зубчатым сектором, который состоит по меньшей мере из двух зубчатых венцов, выполненных в виде колец или полуколец разных диаметров, жестко установленных в полости корпуса на разных уровнях, а второй конец вала отбора мощности посредством щлиц соединен с ведомым валом и шарнирно пропущен через подвижно установленный передвижной рычаг для регулирования выходной мощности и вращающего момента. Длина наружной части рычага превышает длину рычага вместе с валом отбора мощности до места соединения карданной передачи или шарнира равных угловых скоростей, размещенных в стороне полости корпуса. Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана кинематическая схема механического преобразователя - усилителя мощности; на фиг. 2 - кинематическая схема преобразователя - усилителя с установленной шестерней на рычаге. Механический преобразователь - усилитель мощности содержит рычаг 1, пропущенный посредством шарово установленного подшипника 2 через торцевую крышку 3 в полость корпуса 4, конец рычага 1 соединен посредством шлиц 5 или шарнирно с валом отбора мощности 6, который выполнен сочлененным из соединенных между собой карданной передачей либо шарниром равных угловых скоростей 7, на одном конце вала отбора мощности 6 установлены шестерни 8, зацепляемые с зубчатым сектором 9, жестко установленных в полости корпуса 4, последний выполнен цельным либо с жестко закрепляемыми между собой частями, полый, от конической до цилиндрической формы, и состоящим из одного и более зубчатых венцов на разных уровнях и разных диаметров. Торцевая крышка 3 шарнирно установлена через подшипники 10, с внутренней или с внешней стороны с торца к корпусу 4, а выходной конец вала отбора мощности 6 на шлицах 11 соединен с ведомым валом 12, который шарнирно через подшипники 13 установлен и пропущен через подвижно установленный на основной корпус 14 передвижной рычаг 1. Корпус 4 в одной плоскости через кронштейн 16 шарнирно установлен в основной корпус 14. При единичном размещении шестерни 8, зацепленной с одним зубчатым венцом 9 корпуса 4 с исключением изменения передаточного отношения вращения, данная шестерня 8 может быть установлена на рычаге 1,который соединяется с валом отбора мощности 6 через шлицы 5. При этом установленные в полости корпуса 4 зубчатые венцы 9 могут быть выполнены из отдельных зубчатых секторов или полуколец на разных уровнях. Принцип работы механического преобразователя - усилителя мощности. Работа преобразователя - усилителя основана на эффективном преобразовании механической возвратно-поступательной энергии во вращательное движение, при этом усиливая мощность и вращательный момент на выходе, которые также регулируемы посредством переключения зацеплений. Рычаг 1, одним концом соединенный с источником механической возвратно-поступательной энергии и другим шаровошарнирно 2 пропущенным через торцевую крышку 3 корпуса 4 концом, подсоединенным посредством шлиц 5 с валом отбора мощности 6 с шестернями 8, выполняют возвратнопоступательное перемещение в одной плоскости, которое преобразовывается во вращение от раскатывания шестерен 8 по зубчатому сектору 9 с фиксированием данного зацепления торцевой крышкой 3 корпуса 4 и через карданную передачу или шарнира равных угловых скоростей 7 вала отбора мощности 6,вращение передается на ведомый вал 12. Торцевая крышка 3, шарнирно установленная с внутренней или с внешней стороны с торца к корпусу 4, приводится во вращательное движение, а корпус 4, шарнирно установленный в основной корпус 14 в одной параллельной к перемещению рычага 1 плоскости, подвержен перемещению качания в перпендикулярной плоскости своего шарнирного закрепления 16. Усиление вращающего момента вала отбора мощности 6 производится за счет шестерни 8, обкатывающего по зубчатому венцу 9. Усиление мощности вращения вала отбора мощности 6 производится за счет длины наружной части рычага 1, которая должна быть больше внутренней части рычага 1 вместе с валом отбора мощности 6 до соединения карданной передачи или шарнира равных угловых скоростей 7, размещенных в стороне полости корпуса 4. Регулирование выходной мощности и вращающего момента производится передвижением шарнирного рычага 15 по оси вращения. В результате такого передвижения шарнирного рычага 15 зацепление одной шестерни 8 вала отбора мощности 6 с зубчатым венцом 9 корпуса 4 выходит и входит в зацепление с другим, тем самым меняя передаточное отношение от разных диаметров и зубьев зубчатых пар. При разных значениях возвратного и поступательного перемещения рычага 1 установленный в полости корпуса 4 зубчатый сектор 9 может состоять из отдельных зубчатых отрезков или полуколец на разных уровнях, обкатываясь по которым шестерня 8, выполненная широкой с валом отбора мощности 6,будет синхронизироваться с амплитудами перемещения рычага 1. Многоместное исполнение конструкции достигается размещением конусообразных корпусов напротив друг друга либо рядами с цельным одним корпусом с отдельно установленными венцами или отдельно закрепляемыми между собой корпусами в одной плоскости в неограниченном количестве. Данная конструкция может дополняться направляющей конструкцией для возвратно-поступательного перемещения рычага ВОМ, храповым механизмом, реверсивным устройством, механическими энергоаккумуляторами, стабилизатором, муфтой, упругой муфтой, синхронизаторами, инерционными маховиками,гидро- и пневмоприводами, электронными датчиками и их системами управления и т.д. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Механический преобразователь - усилитель мощности, содержащий основной корпус, вал отбора мощности, ведомый вал, шестерни, зубчатый сектор, а также имеющий возможность перемещения корпус, отличающийся тем, чтокорпус выполнен полым, цельным либо из жестко закрепляемых между собой частей конической формы, с торцевой крышкой, шарнирно установленной с внутренней или с внешней стороны к большему торцу корпуса, преобразователь снабжен рычагом, шаровошарнирно пропущенным через торцевую крышку в полость корпуса и одним концом соединенным посредством шлиц или шарнирно с валом отбора мощности, который выполнен в виде карданной передачи, либо шарнира равных угловых скоростей, при этом на первом конце вала отбора мощности установлены шестерни, зацепляемые с зубчатым сектором, который состоит по меньшей мере из двух зубчатых венцов, выполненных в виде колец или полуколец разных диаметров, жестко установленных в полости корпуса на разных уровнях, а второй конец вала отбора мощности посредством шлиц соединен с ведомым валом и шарнирно пропущен через подвижно установленный передвижной рычаг для регулирования выходной мощности и вращающего момента. 2. Преобразователь - усилитель по п.1, отличающийся тем, что длина наружной части рычага превышает длину рычага вместе с валом отбора мощности до места соединения карданной передачи или шарнира равных угловых скоростей, размещенных в стороне полости корпуса.