Механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное

 

Изобретение относится к машиностроению , преимущественно к двигателестроению. Цель изобретения - повышение КПД и снижение потребляемой механизмом мощности. Положительный эффект достигается тем, что механизм снабжен ползунами 3, установленными в соответствующих направляющих 2 корпуса 1 и шарнирно соединенными с противоположными концами соответствующих реек 5, установленными в корпусе 1 Изобретение относится к общему машиностроению , преимущественно к двигателестроению Известны кривошипно-шатунные механизмы преобразования возвратно-поступательного движения (и обратно)„ Их достоинство - простота конструкции, а, основной недостаток - изменение коэффициента преобразования,прикладываемой к ползуну силы, в крутящий момент на выходном валу Кроме того в таких кулисами 9 и поводками 8,, камдый из которых установлен в соответствующей кулисе 9 о На одном из концов каждого из поводков 8 установлено по пальцу 7, предназначенному для взаимодействия с направляющими пазами 6 соответствующих реек 5, а другие концы поводков 8 шарнирно закреплены на водиле 11 сателлитов 12„ При движении ползунов 3 к центру механизма зубчатые рейки 5 находятся в зацеплении с центральной шестерней 13, приводя ее во вращение , а с ней и выходной вал 14„ При приближении ползунов 2 к своим нижним крайним положениям кулачок 18 входит в контакт с выступающей осью 15 сателлита 12, чем достигается поворот водила 11 против часовой стрелки, утапливая сектором 16 фиксатор 17 о Одновременно с поворотом водила 11 происходит поступательное перемещение поводков 8 в кулисе 9 и их поворот в шарнире 10 и вывод пальцами 7 реек 5 из зацепления с шестерней 13 2 ил„ механизмах возникают большие инерционные силы, действующие на его шатун„ Зубчато-реечные механизмы преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное лишены недостатков , присущих кривошипно-шатунным, но они достаточно сложны„ Несколько проще зубчато-реечный механизм того же назначения, состоящий из центральной шестерни, укрепленной на выходном валу, с которой нахо (Л С xj х| о ю о ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ И. 1 77 9() Д1

РЕСПУБЛИК (51) 5 Г 16 Н 19/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕHTHOE

В ЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4878809/28 (22) 13,08,90 (46) 23.11.92, Бюл. )8 43 (75) В.И.Трегубов (56) I .îæåвников С,Н. и др. Механизмы, т.3.-МЛ Машиностроение, 1976, с. 25, фиг. 1.29.

Авторское свидетельство СССР

У 1265421, кл, F 16 Н 19/04, 1985, (54) МЕХАНИЗМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ 8038РАТН0-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ВО ВРА-

Ц АТЕЛЪНОЕ (57) Изобретение относится к машино".. строению, преимущественно к двигателестроению. цель изобретения - повышение КПД и снижение потребляемой механизмом моц|ности. Положительный эффект достигается тем, что механизм снабжен ползунами 3, установленными в соответствующих направляющих 2 корпуса 1 и шарнирно соединенными с противоположными концами соответствующих реек 5, установленными в корпусе 1

Изобретение относится к общему машиностроению, преимущественно к двигате.лестроению.

Известны кривошипно-шатунные меха-.: низмы преобразования возвратно"посту- пательного движения (и обратно) . Их достоинство - простота конструкции, а основнои недостаток - изменение коэф. ° фициента преобразования,прикладываемой к ползуну силы, в крутящий момент на выходном валу, Кроме того в таких кулисами 9 и поводками 8„каждый из которых установлен -в соответствующей кулисе 9. На одном из концов каждого из поводков 8 установлено по пальцу

7, предназначенному для взаимодействия с направляюцими пазами 6 соответствую". щих реек 5, а другие концы поводков

8 шарйирно закреплены на водиле 11 сателлитов 12. При движении ползунов

3 к центру механизма зубчатые рейки

5 находятся в зацеплении с централь" ной шестерней 13, приводя ее во вращение, а с ней и выходной вал 14. При приближении:ползунов 2 к своим нижним крайним положениям кулачок 18 входит в контакт с выступающей осью 15 сателлита 12, чем достигается поворот водила 11 против часовой стрелки, утапливая сектором 16 фиксатор 17.

Одновременно с поворотом водила 11 происходит поступательное перемещение поводков 8 в кулисе 9 и их поворот в шарнире 10 и вывод пальцами 7 реек 5 из зацепления с шестерней 13. 2 ил, M механизмах возникают большие инерционные силы, действующие на его шатун.

Зубчато-реечные механизмы преобра юй зования возвратно-поступательного движения во врацательное лишены недостатков, присуцих кривошипно-шатунным, но они достаточно сложны. Несколько проц|е зубчато-реечный механизм того же назначения, состоящий из центральной шестерни, укрепленной на выходном валу, с которой нахо1776902 дятся в зацеплении сателлиты, закрепленные на качающемся вокруг оси выходного вала водиле. Сателлиты поочередно вводят в зацепление с зубчатым штоком, полэунов при каждом изменении направления их движения, вращая центральную шестерню тем самым в одном и том же направлении.

Такой механизм имеет неудовлетвори 10 тельную уравновешенность, поскольку. оппозитно расположенные полэуны движутся одновременно в одну сторону, что ухудшает его КПД.

Целью изобретения является повыше 15 ние КПД механизма и сни>кение потребляемой их мощности.

"Сущностью изобретения является то, что.каждый из оппозитно расположенных в корпусе ползунов шарнирно соединен зубчатой рейкой, которые находятся в непосредственном зацеплении с цент- ральной ведущей шестерней при встреч>-.с: ном движении ползунов, а при обратном их ходе - зацепление реек с централь" 25

НоА ведущей шестерней осуществляется через сателлиты.

Ввод.-вывод зубчатых реек и сателлитов в зацеплении с центральной шес» терней осуществляется с помощью нап- 1п равляющих на зубчатых рейках„ кулачков, кулис и Фиксатора, На Фиг. 1 приводится пример конкретного выполнения механизма при встречном движении ползунов на

; Фиг.2 - то же, при обратном движении,,,ползунов.

Иеханизм (см. Фиг. 1) состоит из корпуса 1, в котором оппозитно расположены направляющие 2 ползунов 3, к которым при помоци шарниров 4 присоединены односторонние зубчатые рейки 5, имеющие направляющие пазы 6, в > которые входят пальцы 7, Пальцы 7 укреплены консольно на концах поводков, A,êîòîðûå продеты во втулки кулис 9,ук-, репленных на корпусе 1.

Противоположными концами поводки S с помоцью шарниров 10 соединены с во"". дилом 11 сателлитов 12, Они (сател" литы 12) постоянно находятся в зацеп" лении с центральной шестерней 13, укрепленной жестко на выходном валу механизма 14, и вращаются постоянно на своих осях 15, укрепленных на кольцах водила 11. Ступица водила 11 сателлитов 12 имеет возмо>нность совершать качательное движение вокруг гео" метрической оси, совпадающей с осъю выходного вала 14, и снабжена секторои 16 фиксатора 17 крайних положений водила 11. Сам Фиксатор 17 размещен в корпусе 1.

На зубчатых рейках 5 укреплены кулачки 18 и 19, один из которых (38) размец>ен вблизи шарнира 4, другой (19) на противоположном конце рейкй.

Оси направляюцих параллельны. и ка-1 сательны к делительной окружности шестерни 13.

Работа механизма осуществляется следующим образом.

Возвратно-поступательное движение полэунов 3 по направляющим 2 в кор пусе 1 во взаимл>о противоположных нап .равлениях, посредством шарниров 4 пе;редается эуочатым рейкам 5, При ,движении ползунов 3 к центру механиз ма зубчатые рейки находятся в непос ;;.-, редственном зацеплении с центральной шестерней 13, двигаясь параллельно по касательной к ее делительной окружности, приводя ее во вращение, а с ней и выходной вал механизма 14 (на фиг. 1 против часовой стрелки) . При этом сателлиты 12, находясь в зацеплении только с центральной шестерней» .

13,вращаются вхолостую. В этом положе нии механизм удерживается с помощью

Фиксатора 17 и сектора 16. Этим же фиксатором 17 и поводками 8, соединяющими водило сателлитов 11 с зубчв" тыми рейками 5, выдерживается оптимальное расстояние между рейками 6 и центральной шестерней 13, необходимое для их оптимального зацепления на всем протяжении хода ползунов 2.

При приближении полэунов 2 к своим нижним крайним положениям, укрепленный вблизи шарнира 4 на зубчатой рейке 5 кулачок 18 входит в контакт с, выступающей осью 15 сателлита 12, и по ме ре дальнейшего движения реек 5 кулачок

18 начинает осуществлять поворот водила 11 против часовой стрелки, утапли> . вая сектором 16 Фиксатор 17. Одновременно с поворотом водила 11 происходит поступательное перемещение поводков 8 в кулисе 9 и их поворот в шарнире 10 и вывод пальцами 7 реек 5 иэ зацепления с шестерней 13. Этот пере ходный процесс заканчивается тогда, когда зубчатые рейки 5 выйдут полнос-: тью из зацепления с центральной шес" .р терней 13, повернувшись в шарнире 4, а сателлиты 12 вступят в одновременное зацепление и с рейками 5 и с шестердеталями механизма не было избыточных кинематических связей, т.е. вначале происходил вывод зубчатых реек 5 из зацепления для прекращения одного хода, а затем их ввод в таковое для совершения противоположного хода, строго по принципу "эуб во впадину". и э о б р е т е н и я фор мула

Механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, содержац|ий корпус, установленные в нем выходной вал, закрепленную на валу центральную шестерню, соосно установленное с ними водило, оппоэитно установленные зубчатые рейки, имеющие каждая на обращенных один

20 к другому концах кулачки, предназначенные для взаимодействия с водилом, : установленные на осях в водиле по крайней мере два сателлита с возможностью постоянного взаимодействия с

25, центральной шестерней и переменного с соответствующими им рейками, и кинематически связанный с водилом фиксатор его углового положения, о т л ич а ю ц1 и " c я тем, что, с целью повышения КПД и снижения потреЬляемой механизмом мощности, в каждой рейке выполнено по направляющему пазу, в корпусе выполнена по крайней мере одна пара направляющих, оси которых

35 параллельны между собой и касательны к делительной окружности центральной шестерни и лежат с нею в одной плоскости, а механизм снабжен ползунами по числу реек, установленными в соот. ветствующих направляющих корпусах и шарнирно соединенных с противоположными

; концами соответствующих реек,установленными в корпусе кулисами, поводками по числу кулис, установленными каждый s соответствующей кулисе, на одном иэ концов которых установлено по пальцу, предназначенному для взаимодействия с направляющими пазами соответствующих реек, а другие концы поводков шарнирно закреплены на водиле сателлитов.

5 1776902 ней 13 . При этом положении механизма Ьудет зафиксировано фиксатором 17 и сектором 16 во втором положении, при котором должен осуществляться его обратный ход.

Поскольку между рейками 5 и шес™ терней 13 вступили в зацепление сателлиты 12, то движение реек, а следовательно, и ползунов 3 сменится на 1() противоположное - от центра механизма к периферии, а вращение центральной шестерни 13 сохранится в прежнем направлении.

При обратном ходе механизма рейки 5 своими направляющими 6 скользят по пальцам 7, положение которых зафиксировано.поводками 8, кулисой,9, шарниром 10, водилом 11 и фиксаторами 16 и 17, чем выдерживается оптимальное расстояние для зацепления реек с сателлитами 12, поскольку угол качания зубчатых реек 5 в шарнире 4 невеЛик эа период всего обратного хода механизма.

К концу обратного хода кулачок 19, укрепленный на конце одной из зубчатых реек 5, войдет в контакт с выступаю» щей осью сателлита 15 и начнет ее, а следовательно, и водило сателлитов

11,перемещать (на фиг. 1 - по ;часо" вой стрелке) и одновременно все связанные с ним детали, Произойдет перекатывание сателлитов 12 по центральной шестерне 13 и вывод их из зацеп-., ления с рейками 5. Поводки 8 при помощи шарнира 10, кулисы 9 и пальцев

7 введут рейки 5 в непосредственное зацепление с центральной шестерней

13. Механизм снова Ьудет зафиксирован фиксатором 17 в положение прямого хода.

Длина поводков 0, место установки кулисы 9 и шарнира 10 на водиле 11, угол его поворота вокруг оси выходного вала

14, а также соотношение диаметров ведущей шестерни 13 и сателлитов 12 и профили кулачков 18 и 19 подбираются в механизме таким образом, чтобы эа время переходных процессов с прямого хода на обратный (или наоборот) между

177á902

Фиг 2

Составитель В.Трегубов

Редактор ОеСтенина Техред И.Иоргентал Корректор Л, Лавринец ее ееееееееаееуеЕееееееееееЕе евееее ее Ее . Заказ 4603 Тирвж -!, p3 Плдписное

BHHHGH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская «аб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул . Гагарина 101