Устройство для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное Советский патент 1992 года по МПК F16H19/04 F16H1/14 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к механизмам преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное.

Известна конструкция преобразователя вращательного движения в возвратно- поступательное, содержащая зубчатую рейку, установленную с возможностью поступательного перемещения в направляющих, зубчатое колесо, находящееся в постоянном взаимодействии с рейкой, и зубчатый сектор, жестко закрепленный на ведущем валу с возможностью периодического взаимодействия или с рейкой, или с зубчатым колесом.

Недостатком известной конструкции являются ограниченные функциональные возможности из-за использования зубчатого сектора, угол которого не может превышать 60°, что ограничивает ход зубчатой рейки и скорость вращения вала для снижения удара зубьев сзктора о зубья колеса при их взаимодействии. Кроме того 50% перемещения зубчатого сектора приходится на холостой пробег, что отрицательно сказывается на КПД устройства.

Известна конструкция устройства преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, содержащая корпус с направляющими, размещенный в них ползун, выполненный в виде замкнутой зубчатой рейки внутреннего зацепления, кулачок, размещенный на ползуне, рычаг, шарнирно-установленный на корпусе, ролик, закрепленный на рычаге и предназначенный для взаимодействия с кулачком, и зубчатую передачу, ведущее колесо которой установлено соосно с рычагом, а ведомое

Ч

4 00 СА)

колесо кинематически связано с зубчатой рейкой; при этом зубчатая передача выполнена с внутренним зацеплением и размещена внутри ползуна.

Недостатком известной конструкции являются ограниченные эксплуатационные возможности и сложность изготовления устройства. Использование замкнутой зубчатой рейки обеспечивает лишь незначительные возвратно-поступательные перемещения ее.

Известно устройство для преобразования вращательного движения в возвратно- поступательное, содержащее корпус, зубчатые рейки, цилиндрические зубчатые колеса с секторным расположением зубьев и расположенные в противофазе друг относительно друга, кинематически связанное каждое со своей рейкой, и направляющий элементе которым связаны зубчатые рейки.

Недостатком известной конструкции является низкий КПД.

Цель изобретения - увеличение КПД.

Указанная цель достигается тем, что предлагаемое устройство для преобразования вращательного движения в возвратно- поступательное содержащее корпус, зубчатые рейки, цилиндрические зубчатые колеса с секторным расположением зубьев и расположенные в противофазе друг относительно друга, кинематически связанное каждое со своей рейкой, и направляющий элементе которым связаны зубчатые рейки, каждое цилиндрическое колесо размещено на своем валу, а устройство снабжено конической передачей с одной общей ведущей шестерней, вал которой перпендикулярен осям валов цилиндрических колес, и двумя ведомыми коническими колесами, каждое из которых закреплено на том же валу, что и соответствующее ему цилиндрическое колесо, а направляющий элемент связан с зубчатыми рейками жестко, и выполнен в виде ползуна, установленного в корпусе.

Сопоставленный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается от известного наличием следующих признаков: зубчатые рейки жестко связаны друг с другом; возможен поворот цилиндрических колес друг относительно друга; конические колеса жестко связаны с цилиндрическими колесами; наличие ведущей шестерни и конических колес,зацепляющихся с ней.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 - кинематическая схема варианта устройства, в котором цилиндрические зубчатые колеса меньше по диаметру конических; на фиг.З - пример исполнения механизма, в котором цилиндрические и конические зубчатые колеса выполнены разного диаметра.

Устройство для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное содержит корпус 1 с направляющими 2, в которых установлен ползун 3 с возможностью поступательного перемещения за счет поочередного взаимодействия зубчатых реек А с зубчатыми ци0 линдрическими колесами 5, жестко соединенными с коническими зубчатыми колесами 6 и способными вращаться на оси 7 в результате взаимодействия конических зубчатых колес 6 с зубчатой конической ше5 стерней 8, которая приводится в движение ведущим валом 9. Ось 7 соединена с корпусом посредством радиальноупорных подшипников 10.

Предлагаемое устройство работает сле0 дующим образом. При вращении ведущего вала 9 движение через ведущую коническую шестерню передается на конические зубчатые колеса 6, которые, в свою очередь, вращают зубчатые колеса 5 за счет жесткого

5 сцепления на оси 7. Рабочие поверхности колес 5 выполнены в виде зубчатых сегментов, разделенных лысками, и расположены в противофазе относительно друг друга, поэтому, когда одно из колес находится в за0 цеплении своим зубчатым сектором с зубчатой рейкой 4, другое колесо в этот момент совершает холостой ход при отсутствии зубчатого сектора, и наоборот. Вследствие того, что зубчатые колеса вра5 щаются в противоположные стороны относительно друг друга и поочередно находятся в зацеплении с зубчатой рейкой, ползун 3 совершает возвратно-поступательные движения, сложность которых зависит от рас0 положения зубчатых сегментов на цилиндрических колесах,

Следует сказать, что для избежания угловых смещений ползуна 3 во время движения и предотвращения, таким образом,

5 стопорения хода, необходимо вдоль направляющих 2 расположить ролики. Кроме того, для смягчения ударов при изменении направления хода ползуна, необходимо использовать амортизирующее устройство..

0 Работа механизма, изображенного на фиг.2, отличается более медленной скоростью перемещения ползуна 3, так как цилиндрические зубчатые колеса 5 меньше по диаметру конических колес 6, вращаемых

5 ведуа1ей конической шестерней 8.

В устройстве, показанном на фиг.З.ци- линдрические 5 и конические 6 зубчатые колеса выполнены разного диаметра, что обеспечивает прохождение ползуном 3 одного и того же расстояния в разных циклах

с различной скоростью. При этом необходимо учесть соответствие углов зубчатых секторов диаметрам цилиндрических и конических колес.

Реализация предложенного решения преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное с использованием зубчатой передачи представленной конструкциисвозможностьюпрограммирования движения ползуна за счет разнообразного выполнения зубчатых колес, взаимодействующих с зубчатыми рейками позволяет значительно расширить функциональные возможности устройств данного типа и упростить саму конструк- цию, увеличить коэффициент полезного действия.

Формула изобретения Устройство для преобразования вращательного движения в возвратно-поступа-

тельное, содержащее корпус, зубчатые рейки, цилиндрические зубчатые колеса с сек- торным расположением зубьев, расположенные в противофазе друг относительно друга, кинематически связанные каждое со своей рейкой, и направляющий элемент, с которым связаны зубчатые рейки, отличающееся тем, что, с целью увеличения КПД, каждое цилиндрическое колесо размещено на своем валу, а устройство снабжено конической передачей с одной общей ведущей шестерней, вал которой установлен перпендикулярно по осям валов цилиндрических колес, и двумя ведомыми коническими колесами, каждое из которых закреплено на том же валу, что и соответствующее ему цилиндрическое колесо, а на- правляющий элемент, связанный с зубчатыми рейками жестко, выполнен в виде ползуна, установленного в корпусе.

Изобретение относится к машиностроению и позволяет увеличить КПД. Устройство для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное содержит корпус с направляющими, в которых установлен ползун с возможностью поступательного перемещения за счет поочередного взаимодействия зубчатых реек с зубчатыми цилиндрическими колесами и способными вращаться на оси в результате взаимодействия конических зубчатых колес с зубчатой конической шестерней, которая приводится в движение ведущим валом. Ось соединена с корпусом посредством радиальн.о-упорных подшипников. При вращении вала движение через ведущую коническую шестерню передается на конические зубчатые колеса, которые, в свою очередь, вращают колеса за счет жесткого сцепления на оси. 3 ил,

Фиг.1

v-Ј.

VI JL.

Фиг. 2