Преобразователь возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное Российский патент 2024 года по МПК F16H29/20 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к преобразователям возвратно-поступательного движения во вращательное однонаправленное, и может применяться в качестве устройства, приводящего в однонаправленное вращательное движение ротор электрического генератора.

Известен преобразователь возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное (патент Российской Федерации на изобретение RU 2784494 C1, кл. F16H 19/04, опубл. 28.11.2022), состоящий из рейки, находящейся в зацеплении с двумя цилиндрическими шестернями, жестко закрепленными на двух параллельных валах, левые концы валов соединены с ведущими гипоидными шестернями прямого хода посредством обгонных муфт прямого хода, способных передавать вращение с валов на ведущие гипоидные шестерни прямого хода только при прямом ходе рейки, правые концы валов соединены с ведущими гипоидными шестернями обратного хода посредством обгонных муфт обратного хода, способных передавать вращение с валов на ведущие гипоидные шестерни обратного хода только при обратном ходе рейки, ведущие гипоидные шестерни прямого и обратного хода находятся в зацеплении с ведомым гипоидным колесом, жестко закрепленным на ведомом валу, причем оси валов не пересекаются с осью ведомого вала, а расположены со смещением осей под углом скрещивания 90 градусов.

Недостатком данного преобразователя является отсутствие прижимного устройства рейки к цилиндрическим шестерням.

Другим недостатком устройства является сложность изготовления гипоидных шестерен.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является преобразователь возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное (патент Российской Федерации на изобретение RU 2272948 C2, кл. F16H 19/04, опубл. 27.03.2006), содержащий рейку, шестерни, выходной вал, две обгонные муфты и упоры. Сочлененная с рейкой шестерня соприкасается торцами с двумя обгонными муфтами, поочередно контактирующими с коническими шестернями. Конические шестерни ограничены в перемещении по валу упорами и сочленены с конической шестерней, фиксированной на выходном валу. Рейка с шестерней и обгонными муфтами расположены между двумя коническими шестернями.

Недостатком данного устройства является отсутствие прижимного устройства рейки к шестерне.

Решаемая задача - преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное однонаправленное.

Технический результат - расширение области применения, возможность движения механизма в широком диапазоне в любую сторону вдоль неподвижно закрепленной зубчатой рейки.

Технический результат достигается тем, что преобразователь возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное содержит корпус с шестернями и имеющую прорезь под центральный вал неподвижную рейку с нарезанными с двух сторон зубьями, на двух валах малые зубчатые колеса, находящиеся в зацеплении с рейкой, также на двух валах с малыми зубчатыми колесами расположены жестко зафиксированные зубчатые колеса храпового механизма и свободно вращающиеся относительно вала, содержащие собачки, большие зубчатые колеса, находящиеся в зацеплении с центральной шестерней, жестко соединенной с центральным валом, внутри корпуса расположены четыре роликовые направляющие конструкции, содержащие вал и жестко закрепленную на нем шестерню.

Преобразователь, содержащий кинематически связанные между собой зубчатую рейку, два храповых механизма, зубчатые колеса, образует систему, в которой при возвратно-поступательном движении центральный вал вращается только в одну сторону.

По сравнению с известными аналогами, использование храповых механизмов позволяет реализовать преобразователь возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное, что позволяет использовать устройство в качестве, например, привода ротора электрических генераторов поплавковых волновых электростанций.

Преобразователь возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное содержит корпус с зубчатыми колесами и имеющую прорезь под центральный вал неподвижную рейку с нарезанными с двух сторон зубьями, на двух валах малые зубчатые колеса, находящиеся в зацеплении с рейкой, также на двух валах с малыми зубчатыми колесами расположены жестко зафиксированные зубчатые колеса храпового механизма и свободно вращающиеся относительно вала, содержащие собачки, большие зубчатые колеса, находящиеся в зацеплении с центральным зубчатым колесом, жестко соединенной с центральным валом, внутри корпуса расположены четыре роликовые направляющие конструкции, содержащие вал и жестко закрепленную на нем шестерню.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен преобразователь возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное. Преобразователь представляет собой зубчатый механизм, состоящий из жестко закрепленной на центральном валу 1 зубчатые колеса 2, по обе стороны от которой размещены свободно вращающиеся относительно собственных валов большие зубчатые колеса 3, 4, находящиеся с ней в непосредственном взаимодействии. На боковых валах 5, 6, находится пара жестко закрепленных малых зубчатых колес 7, 8, взаимодействующих с зубчатой рейкой 9, закрепленной на неподвижной оси 10, которая в свою очередь закреплена на ножке 11 храповых механизмов, состоящих из жестко закрепленных зубчатых колес 12, 13 и собачек на пружинах 14, 15, 16, 17. Фиксацию рейки в поперечном направлении обеспечивают четыре направляющие конструкции, состоящие из зубчатых колес 18, 19, 20, 21 жестко закрепленных на валах специфической формы 22, 23, 24, 25. Корпус механизма 26 закреплен при помощи боковые крепежей 27, 28.

На фиг. 2 изображено устройство центрального вала. На центральном вале 1 находятся центральное зубчатое колесо 2, жестко зафиксированное относительно него при помощи шпонки 3. На вал насаживаются дополнительные детали 4, необходимые для сборки и фиксации рейки, а также шайба 5, крепящая вал к корпусу.

На фиг. 3 изображено устройство боковых валов без больших зубчатых колес и храповых механизмов. Помимо большого зубчатого колеса и храповика на боковом вале 1 находятся жестко зафиксированное при помощи шпонки 2 малое зубчатое колесо 3, шпонка 4 для фиксации зубчатого колеса храпового механизма, а также дополнительные детали 5 и шайбы 6, насаживающиеся на вал.

На фиг. 4 изображено устройство больших зубчатых колес и храповых механизмов, находящихся на боковых валах. Большое зубчатое колесо 1 бокового вала имеет выступы, на которых находятся собачки 2 и пружины 3, прижимающие их к зубчатому колесу храпового механизма 4.

На фиг. 5 изображено устройство направляющих конструкций. Направляющая конструкция состоит из вала специфической формы 1, частично являющегося корпусом данной конструкции. Корпус также образует большая дополнительная деталь 2. Малая дополнительная деталь используется для монтажа конструкции 3. Внутри конструкции находится зубчатое колесо 4, жестко зафиксированное при помощи шпонки 5. Слева и справа находятся шайбы 6, с помощью которых данная конструкция крепится к корпусу изобретения.

На фиг. 6 изображено устройство боковых крепежей. Боковой крепеж состоит из стержня 1 и четырех шайб 2.

Существуют два режима работы устройства.

При движении сверху вниз относительно рейки малые зубчатые колеса начинают вращаться: правое по часовой стрелке, а левое - против. Вместе с ними таким же образом вращаются зубчатые колеса храпового механизма. Левое зубчатое колесо храпового механизма блокируется двумя собачками. Следовательно, вращательный момент зубчатого колеса храпового механизма передается на большое зубчатое колесо, и с него вращательный момент передается на центральное зубчатое колесо. Происходит вращение центрального вала по часовой стрелке. В это же время с другой стороны правое зубчатое колесо храпового механизма вращается по часовой стрелке, собачки за нее не зацепляются, и вращательный момент от зубчатого колеса не передается большому зубчатому колесу. Следовательно, вращательный момент ему передает центральное зубчатое колесо, и большое зубчатое колесо вращается против часовой стрелки.

При движении снизу-вверх относительно рейки малые зубчатые колеса начинают вращаться: левое по часовой стрелке, а правое - против. Вместе с ними таким же образом вращаются зубчатые колеса храпового механизма. Правое зубчатое колесо храпового механизма блокируется двумя собачками. Следовательно, вращательный момент зубчатого колеса храпового механизма передается на большое зубчатое колесо и с нее вращательный момент передается на центральное зубчатое колесо. Происходит вращение центрального вала по часовой стрелке. В это же время левое зубчатое колесо храпового механизма вращается по часовой стрелке, собачки за нее не зацепляются, и вращательный момент от зубчатого колеса не передается большому зубчатому колесу. Следовательно, вращательный момент ему передает центральное зубчатое колесо, и большое зубчатое колесо вращается против часовой стрелки.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам преобразования движения. Преобразователь возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное содержит корпус, неподвижную рейку с нарезанными с двух сторон зубьями, имеющую прорезь, два храповых механизма, роликовые направляющие и зубчатые колеса. Достигается расширение области применения. 6 ил.

Преобразователь возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное, содержащий

- корпус с шестернями и

- имеющую прорезь под центральный вал неподвижную рейку с нарезанными с двух сторон зубьями,

- на двух валах малые зубчатые колеса, находящиеся в зацеплении с рейкой,

- также на двух валах с малыми зубчатыми колесами расположены жестко зафиксированные зубчатые колеса храпового механизма и свободно вращающиеся относительно вала, содержащие собачки, большие зубчатые колеса, находящиеся в зацеплении с центральной шестерней, жестко соединенной с центральным валом,

- внутри корпуса расположены четыре роликовые направляющие конструкции, содержащие вал и жестко закрепленную на нем шестерню.