Механизм для обеспечения преобразования движения из вращательного в возвратно-поступательное и обратно
MOTION CONVERSION MECHANISM FROM ROTATIONAL TO RECIPROCATING AND VICE VERSA

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к преобразованию движения из вращательного в возвратно-поступательное и обратно.
Известен кулисно-рычажный механизм уголковой передачи для преобразования движения из вращательного в возвратно-поступательное и обратно, который состоит из подвижных звеньев и станины. Подвижными звеньями являются два конических зубчатых колеса, установленных под углом 90 градусов друг к другу, и уголки, которые входят с колесами в двухподвижные цилиндрические пары [И.И. Артоболевский. Механизмы в современной технике, т. 2, стр. 47].
Недостатком такой конструкции является большое количество шарнирных двухподвижных соединений, что приводит к значительным потерям на трение и снижает КПД.
Задачей настоящего изобретения является снижение потерь на трение и повышение КПД.
Сущность изобретения заключается в том, что механизм передачи движения содержит станину, установленные на ней два конических зубчатых колеса, контактирующих друг с другом, по меньшей мере один уголок, контактирующий с колесами, одно колено, по крайней мере, одного уголка установлено в станине с возможностью вращения и продольного перемещения и проходит сквозь ведомое колесо, второе колено установлено на сферическом шарнире в ведущем зубчатом колесе на его периферии, ведомое зубчатое колесо состоит из двух частей, соединенных через зазор подпружиненными шариками, которые имеют возможность контактировать с коленом уголка установленного в станине, не препятствуя вращению колеса, а колено уголка, установленное в станине, проходит через зазор между двумя частями зубчатого колеса.
Механизм будет работать наиболее эффективно, когда, по крайней мере, у одного конического зубчатого колеса диаметр будет больше толщины в 500-1000 раз.
Механизм работает следующим образом. Ведущее и ведомое колеса установлены в станине. Ведущее колесо, вращаясь, передает вращение ведомому колесу. Поскольку сферический шарнир, в котором установлено колено уголка, будет перемещаться вправо/влево относительно ведомого колеса, второе колено уголка, закрепленное в станине, будет совершать возвратно-поступательное движение с амплитудой, равной двойному расстоянию от шарнира, в котором установлено ведущее колено, до оси вращения ведущего колеса. При этом ведущее колено будет совершать колебательное движение относительно ведущего колеса, а колено, установленное в станине, - возвратно-колебательные движения вокруг своей оси.
Ведомое зубчатое колесо выполнено из двух элементов, один из которых представляет собой диск, а второй - кольцо. На наружной стороне кольца выполнены зубья конической передачи. Элементы соединены друг с другом шариками, которые расположены между диском и кольцом. Шарики расположены в глухих отверстиях диска, на его наружной цилиндрической поверхности и входят в лунки, выполненные на внутренней поверхности кольца. При этом центр каждого шарика расположен ближе к оси вращения колеса, чем средняя линия зазора между кольцом и диском. Закрепленное в станине колено размещено в указанном зазоре. При вращении колеса каждый отдельный шарик, входя в соприкосновение с уголком, утапливается в тело диска и, тем самым, колено не препятствует вращению колеса. Количество шариков должно быть не меньше трех.
Поскольку расстояние от оси закрепленного в станине колена уголка до сферического шарнира меняется, колено уголка между сферическим шарниром и вторым коленом выполнено двухсоставным с возможностью менять свою общую длину. Например, может быть использована одноподвижная пара труба в трубе или одноподвижная пара с треугольным ползуном.
При преобразовании возвратно-поступательного движения во вращательное, входное усилие прикладывают к колену уголка, закрепленного в станине. Уголок начинает вращать ведущее колесо, которое передает вращение на ведомое, через которое проходит колено. Крутящий момент может сниматься как с ведущего, так и с ведомого колеса. Перед началом движения сферический шарнир в ведущем колесе не должен находиться в крайнем верхнем или крайнем нижнем положении.
Предлагаемый механизм целесообразно использовать для вращательного движения с низкими оборотами и большой передаваемой мощностью.