Механизм б.б.лопатика для взаимного преобразования возвратно-поступательного и вращательного движений

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4765286/28 (22) 14.12.89 (46) 15.10.93 Бюл. N() 37-38 (76) Лопатик Борис Борисович, Мартынов Николай

Иванович (54) МЕХАНИЗМ Б.БЛОПАТИКА ДЛЯ ВЗАИМ—

НОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО И ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно, к механизмам дпя взаимного преобразования возвратно-поступа(ельного и вращательного движений. Цепью изобретения является обеслечение синхронизации относительных движений круговых волнообразных поверхностей и тел качения, (is) R (ii) 2001335 1

2922 9 929 Н 29 99

Дпя этого в механизме, содержащем корпус, соосно установлены два звена Одно звено установлено с возможностью вращения, а другое звено — с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Звенья взаимодействуют между собой через тела качения, расположенные между обращенными друг к другу торцами звеньев, имеющими круговую волнообразную поверхность. Каждая круговая волнообразная поверхность выполнена с профилем, максимальный угол (х подъема которого больше половины угла р трения скольжения теп качения и круговых волнообразных поверхностей, а максимальная кривизна впадины больше максигапьнои кривизны выпуклости

2001335

Изобретение относится к машиностроению, а именно, к механизмам для взаимного преобразования возвратно-поступательного и вращательного движений.

Целью изобретения является обеспечение синхронизации относительных движений круговых волнообразных поверхностей и тел качения путем выбора угла подъема профиля круговых волнообразных поверхностей большим половины угла трения скольжения тел качения относительно круговых волнообразных поверхностей.

На фиг. 1 изображен механизм для взаимного преобразования возвратно-поступательного и вращательного движений при положении звена, движущегося возвратнопоступательно, в нижней "мертвой" точке (н.м.т.); на фиг. 2 — то же, при положении укаэанного звена в верхней "мертвой" точке (в.м.т,); на фиг. 3 — развертка сечения механизма круговой цилиндрической поверхностью, проходящей через центры тел качения при положении звена в н.м.т,; на фиг, 4 — то же, при промежуточном положении звена; на фиг. 5 — то же, при положении звена в в.м.т, на фиг. 6 — номинальные и предельные положения тел качения в н.м.т.: на фиг. 7— номинальные и предельные положения тел качения в в,м.т.

Механизм для взаимного преобразования возвратно-поступательного и вращательных движений содержит корпус 1 (фиг.

1, 2), в котором соосно установлены два звена 2 и 3, Звено 2 установлено с воэможностью вращения, а звено 3 — с возможностью возвратно-поступательного перемещения.

Данные звенья 2 и 3 взаимодействуют между собой через тела 4 качения, расположенные между обращенными друг к другу торцами звеньев 2 и 3, имеющими круговую волнообразную поверхность 5. Звенья 2 и 3 поджаты друг к другу при помощи пружины

6. В корпусе 1 установлены пальцы 7, удерживающие звено 3 от проворота. Каждая круговая волнообразная поверхность 5 выполнена с профилем, максимальный угол а подъема которого больше половины угла

Р трения скольжения тел 4 качения и круговых волнообразных поверхностей 5, а максимальная кривизна впадины больше максимальной кривизны выпуклости.

Механизм для взаимного преобразования возвратно-поступательного и вращательного движений работает следующим образом.

При вращении звена 2 (фиг. 1) тела 4 качения под действием момента сил трения катятся f10 круI 00blM волнообразным поверхностям 5 (фиг. 3). Центры тел 4 качения при

55 этом описывают эквидистанты круговых волнообразных поверхностей 5 одновременно обоих звеньев 2 и 3, а это возможно только при условии одновременного изменения взаимного углового положения звеньев 2, 3 и осевого расстояния между ними. Поэтому при вращении звена 2 звено

3 совершает возвратно-поступательное движение с величиной хода в одном направлении, равной удвоенной высоте волны, и частотой.

Z n

Гц, где v — частота колебаний звена 3, z — число волн на круговой волнообразной поверхности, и — число оборотов в минуту вращающегося звена 2.

При работе механизма на тела 4 качения кроме сил, обусловленных полезной работой, совершаемой механизмом, и направленных по нормали к профилю волнообразной поверхности, действуют силы инерции, гравитации и другие. которые обуславливают наличие касательных (тангенциальных) напряжений и упругих касательных микродеформаций в точках контакта тел 4 качения и волнообразных поверхностей 5, Точки (пятна) контакта при движении тел 4 качения одновременно перемещаются как по волнообразным поверхностям 5, так и по поверхности тел 4 качения, При указанном перемещении пятен контактов. в которых имеют место касательные упругие деформации, происходит постепенно увеличивающееся в процессе работы механизма смещение (происходящее без скольжения) центра тела 4 качения относительно его номинального положения.

Величина этого смещения постепенно достигнет такого значения, при котором угол между касательными, проведенными к профилям волнообразных поверхностей в точках их контакта с телом качения, превысит угол трения скольжения. При этом тело качения потеряет устойчивость и утратит контакт с волнообразными поверхностями 5 звеньев 2, 3, Чтобы предотвратить эти явления, то есть сохранить работоспособность механизма, необходимо создать такие условия, которые предотвращали бы увеличение смещения до указанных выше пределов, влияющих на работоспособность механизма.

В механизме предотвращение увеличения смещения достигается тем, что профиль волнообразной поверхности выполняется таким, что его максимальный угол гк (фиг. 3, 4, 5) подъема больше пол<юг« ни угла /3(фиг.

2001335

6, 7) трения, а максимальная кривизна впадины между волнами больше максимальной кривизны выпуклости. Только при угле а (фиг. 3) подъема профиля Волнообразной поверхности 5 большем половины угла

Р (фиг. 6) трения в н.м.т, существует конечная критическая эона l1, в которой положение тела 4 качения устойчиво, Величина этой зоны Il зависит от кривизны волнообразной поверхности 5 и величины коэффициента трения скольжения между телами 4 качения и волнообразными поверхностями

5 и не зависит от величины сил, действуюФормула изобретения

МЕХАНИЗМ Г>.Б.ЛОПЛТИКЛ ДЛЯ ВЗЛИМ1101 О ПРГОБРАЗОВАНИЯ ВОЗВРАТНО-ПОСТУГ!ЛТЕЛЬНОГО И

ВРА1ИАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕ11ИЙ

Механизм для взаимного преобразования возвратно-поступательного и вращательного движений, содержащий корпус, сооснб установленные в нем два поджатые друг к другу звена, иэ которых одно установлено с возможностью вращения, а другое с возможностью возвратно-поступательного движения, и торец каждого из которых представляет собой круговую волнообразную поверхщих между ними. Если пятно контакта находится внутри указанной эоны 11, то тело 4 качения находится в состоянии безразличного равновесия.

5 В в.м.т, тело 4 (фиг. 5) качения находится в метастабильном положении и может потерять устойчивость только при таком смещении его центра, при котором смещение точки контакта с профилем превысит вели10 12 чину — (фиг. 7), 2 (56) Авторское свидетельство СССР

М 321654, кл. F 16 Н 29/04, 1971. ность с профилем, у которого максимальная кривизна впадины больша максимальной кривизны выпуклости, и

20 расположенные между круговыми волновыми поверхностями для взаимодействия с ними тега качения, отличающийся тем, что, с целью обеспечения синхронизации относительных движений круговых волнообразных поверхностей и тел качения, угол подъема профиля круговых волнообразных поверхностей выбран большим половины угла трения скольжения тел качения относительно круговых волнообразных пояерх30 настей, 2001335

2001335

Составитель E. Васильева

Техред M.Ìîð åíòýë Корректор H. Кешеля

Редактор

Тирам Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3123

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Умгород, ул.Гагарина. 1" 1