Устройство для преобразования возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное Российский патент 2025 года по МПК F16H19/02 F16H19/06 

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам, применяемым в приводах машинных агрегатов, использующим преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное.

Известен преобразователь возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное (патент РФ №2272948, опубл. 27.03.2006, бюл. №9) (аналог), 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. Недостатком данного преобразователя являются его большие габариты, обусловленные наличием конических зубчатых передач и необходимостью расположения валов во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Известен способ преобразования движения на базе цепных передач (патент РФ №2451219, опубл. 20.05.2012, бюл. № 14), выполненный по варианту 1 (аналог), при котором ведущее звено кинематической цепи - зубчатая рейка - приводится в движение относительно каретки, при этом сама каретка, которую можно рассматривать как второе ведущее звено, приводится в движение относительно, например, рамы транспортного средства. С ведущего звена механизма (рейки) движение передается цепной передачей на исполнительное звено кинематической цепи, на маховик, т.е. исполнительное звено, в качестве которого может быть движущее колесо транспортного средства. Возвратно-линейное движение ведущего звена передается на зубчатое колесо, являющееся промежуточным звеном механизма. Недостатком этого способа, выполненного по варианту 1, является невозможность преобразования движения при обратном (холостом) ходе рейки.

Способ преобразования движения на базе цепных передач (патент РФ №2451219, опубл. 20.05.2012, бюл. № 14), выполненный по варианту 2 (прототип), при котором передача возвратно-поступательного линейного перемещения рейки на цепь возможна посредством двух звездочек, входящих в зацепление с цепью на противоположных сторонах ее контура и соединенных с двумя шестернями через две обгонные муфты, ориентированные в противоположном направлении (разнонаправленные). Это дает возможность преобразовывать возвратно-поступательное линейное перемещение зубчатой рейки во вращательное движение маховика без потери времени на холостой ход.

Однако при реализации данного способа шестерни не находятся в зацеплении друг с другом, следовательно, не являются зубчатой передачей, а используются только в качестве промежуточных звеньев, передающих движение от зубчатой рейки к звездочкам цепной передачи. Кроме того, данное устройство имеет большие габариты и сложную конструкцию, содержащую помимо рейки и двух шестерен еще три звездочки, три обгонных муфты и две муфты сцепления, требующие применения механизмов управления.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции и уменьшение габаритов устройства без снижения его нагрузочной способности.

Техническим результатом использования предлагаемого преобразователя является создание устройства для преобразования возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное, отличающегося простотой конструкции и содержащего более компактные типы механических передач, способных передавать большие усилия.

Технический результат достигается устройством для преобразования возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное движение (далее - устройство), включающим зубчатую рейку, находящуюся в зацеплении с ведущей цилиндрической шестерней, и две обгонные муфты. При этом ведущая цилиндрическая шестерня закреплена неподвижно на первичном валу и находится в зацеплении с ведомой цилиндрической шестерней, соединенной с вторичным валом посредством обгонной муфты шестерни. Кроме того, на первичном валу неподвижно закреплена ведущая звездочка, кинематически связанная с ведомой звездочкой посредством роликовой цепи, а ведомая звездочка соединена с вторичным валом посредством обгонной муфты звездочки.

На фиг. 1 изображено устройство при движении зубчатой рейки вверх - фронтальная проекция. На фиг. 2 изображено устройство при движении зубчатой рейки вверх - вид сверху. На фиг. 3 изображено устройство при движении зубчатой рейки вниз - фронтальная проекция. На фиг. 4 изображено устройство при движении зубчатой рейки вниз - вид сверху.

Устройство для преобразования возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное движение (фиг. 1 и 2), включающее зубчатую рейку 1, находящуюся в зацеплении с ведущей цилиндрической шестерней 2, и две обгонные муфты 3 и 4. При этом ведущая цилиндрическая шестерня 2 закреплена неподвижно на первичном валу 5 и находится в зацеплении с ведомой цилиндрической шестерней 6, соединенной с вторичным валом 7 посредством обгонной муфты шестерни 3. Кроме того, на первичном валу 5 неподвижно закреплена ведущая звездочка 8, кинематически связанная с ведомой звездочкой 9 посредством роликовой цепи 10, а ведомая звездочка 9 соединена с вторичным валом 7 посредством обгонной муфты звездочки 3.

Устройство работает следующим образом.

При движении зубчатой рейки 1 вверх (фиг. 1 и 2) она посредством зубчатого зацепления вращает ведущую цилиндрическую шестерню 2 против часовой стрелки. Ведущая цилиндрическая шестерня 2 вращается против часовой стрелки вместе с первичным валом 5 и закрепленной на нем ведущей звездочкой 8. Посредством зубчатого зацепления вращение передается с ведущей цилиндрической шестерни 2 на ведомую цилиндрическую шестерню 6, которая вращается по часовой стрелке и при замкнутой обгонной муфте шестерни 3 приводит во вращение вторичный вал 7. Одновременно с этим вращение с ведущей звездочки 8 посредством роликовой цепи 10 передается на ведомую звездочку 9, которая свободно вращается против часовой стрелки относительно вторичного вала 7 при разомкнутой обгонной муфте звездочки 4.

При движении зубчатой рейки 1 вниз (фиг. 3 и 4) она посредством зубчатого зацепления вращает ведущую цилиндрическую шестерню 2 по часовой стрелке. Ведущая цилиндрическая шестерня 2 вращается по часовой стрелке вместе с первичным валом 5 и закрепленной на нем ведущей звездочкой 8. Вращение с ведущей звездочки 8 посредством роликовой цепи 10 передается на ведомую звездочку 9, которая, вращаясь по часовой стрелке, приводит во вращение вторичный вал 7 при замкнутой обгонной муфте звездочки 4. Одновременно с этим посредством зубчатого зацепления вращение передается с ведущей цилиндрической шестерни 2 на ведомую цилиндрическую шестерню 6, которая свободно вращается против часовой стрелки относительно вторичного вала 7 при разомкнутой обгонной муфте шестерни 3.

Таким образом, возвратно-поступательное движение рейки 1 преобразуется в однонаправленное вращательное движение вторичного вала 7 по часовой стрелке.

При этом использование зубчатой цилиндрической и роликовой цепной передач с двумя обгонными муфтами позволяет получить простую и компактную конструкцию устройства, обладающего высокой нагрузочной способностью.

Изобретение относится к машиностроению. Устройство для преобразования возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное движение включает зубчатую рейку, находящуюся в зацеплении с ведущей цилиндрической шестерней, и две обгонные муфты. Ведущая цилиндрическая шестерня закреплена неподвижно на первичном валу и находится в зацеплении с ведомой цилиндрической шестерней, соединенной с вторичным валом посредством обгонной муфты шестерни. На первичном валу неподвижно закреплена ведущая звездочка, кинематически связанная с ведомой звездочкой посредством роликовой цепи, а ведомая звездочка соединена с вторичным валом посредством обгонной муфты звездочки. Обеспечивается уменьшение габаритов устройства и упрощение его конструкции при сохранении высокой нагрузочной способности. 4 ил.

Устройство для преобразования возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное движение, включающее зубчатую рейку, находящуюся в зацеплении с ведущей цилиндрической шестерней, и две обгонные муфты, отличающееся тем, что ведущая цилиндрическая шестерня закреплена неподвижно на первичном валу и находится в зацеплении с ведомой цилиндрической шестерней, соединенной с вторичным валом посредством обгонной муфты шестерни, кроме того, на первичном валу неподвижно закреплена ведущая звездочка, кинематически связанная с ведомой звездочкой посредством роликовой цепи, а ведомая звездочка соединена с вторичным валом посредством обгонной муфты звездочки.