Преобразователь возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное
CONVERTER OF RECIPROCATING MOTION TO UNIDIRECTIONAL ROTATIONAL

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам, применяемым в приводах машинных агрегатов, использующих преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное.
Известен одноосный преобразователь движения из возвратно-поступательного в однонаправленное вращательное (патент РФ №2270390) (аналог), содержащий рейку, шестерни, выходной вал, две обгонные муфты и упоры. Под углом 90 градусов к ведущему валу расположен вал отбора мощности. На ведущем валу шарнирно установлена шестерня, находящаяся в зацеплении с рейкой. Шестерня соприкасается торцами с  двумя обгонными муфтами, контактирующими с упором и шарнирно установленной на ведущем валу конической шестерней, которая связана с промежуточной шестерней, закрепленной на валу отбора мощности. Промежуточная шестерня сцеплена с конической шестерней, фиксированной на ведущем валу. На валу неподвижно установлен дополнительный упор,  помещенный в шестерню, приводимую в движение рейкой, и закрытый фланцем.
Недостатком данного преобразователя является сложность конструкции и необходимость применения противоотжимного устройства для сохранения постоянства зазора в зацеплении рейка – шестерня.
Известен преобразователь возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное (патент РФ №2272948) (прототип), 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. Рейка с шестерней и обгонными муфтами расположены между двумя коническими шестернями. Недостатком данного преобразователя является слабая нагрузочная способность конических передач с однопарным зубчатым зацеплением, входящих в конструкцию устройства.
Задачей предлагаемого изобретения является увеличение нагрузочной способности преобразователя возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное.
Техническим результатом использования предлагаемого преобразователя является создание преобразователя возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное, способного передавать большие крутящие моменты без существенного усложнения конструкции и увеличения массы.
Технический результат достигается преобразователем возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное (далее преобразователь), состоящий из рейки, находящейся в зацеплении с двумя цилиндрическими шестернями, жестко закрепленными на двух параллельных валах. Левые концы валов соединены с ведущими гипоидными шестернями прямого хода посредством обгонных муфт прямого хода, способных передавать вращение с валов на ведущие гипоидные шестерни прямого хода только при прямом ходе рейки. Правые концы валов соединены с ведущими гипоидными шестернями обратного хода посредством обгонных муфт обратного хода, способных передавать вращение с валов  на ведущие гипоидные шестерни обратного хода только при обратном ходе рейки. Ведущие гипоидные шестерни прямого и обратного хода находятся в зацеплении с ведомым гипоидным колесом, жестко закрепленным на ведомом валу. Причем оси валов не пересекаются с осью ведомого вала, а расположены со смещением осей под углом скрещивания 90 градусов.
На фиг. 1 изображен преобразователь в неподвижном состоянии. На фиг. 2 изображен преобразователь при прямом ходе рейки (рейка движется вниз). На фиг. 3 изображен преобразователь при обратном ходе рейки (рейка движется вверх).
Преобразователь состоит из рейки 1, находящейся в зацеплении с двумя цилиндрическими шестернями 2 и 3, жестко закрепленными на двух параллельных валах 4 и 5. Левые концы валов 4 и 5 соединены с ведущими гипоидными шестернями прямого хода 6 и 7 посредством обгонных муфт прямого хода 8 и 9, способных передавать вращение с валов 4 и 5 на ведущие гипоидные шестерни прямого хода 6 и 7 только при прямом ходе рейки 1. Правые концы валов 4 и 5 соединены с ведущими гипоидными шестернями 10 и 11 обратного хода посредством обгонных муфт обратного хода 12 и 13, способных передавать вращение с валов 4 и 5 на ведущие гипоидные шестерни обратного хода 6 и 7 только при обратном ходе рейки 1. Ведущие гипоидные шестерни 6, 7, 10  и 11 прямого и обратного хода находятся в зацеплении с ведомым гипоидным колесом 14, жестко закрепленным на ведомом валу 15. Причем оси валов 4 и 5 не пересекаются с осью ведомого вала 15, а расположены со смещением осей под углом скрещивания 90 градусов.
Преобразователь работает следующим образом.
При прямом ходе рейка 1 перемещается вниз. Посредством зубчатого зацепления рейка 1 приводит во вращение цилиндрические шестерни 2 и 3, которые начинают вращаться вместе с валами 4 и 5. Посредством замкнутых обгонных муфт прямого хода 8 и 9 вращение с валов 4 и 5 передается на ведущие гипоидные шестерни прямого хода 6 и 7, с которых посредством зубчатого зацепления вращение передается на ведомое гипоидное колесо 14. При этом ведомое гипоидное колесо 14 вращается вместе с ведомым валом 15 по часовой стрелке, а ведущие гипоидные шестерни обратного хода 10 и 11 вращаются вхолостую при разомкнутых обгонных муфтах обратного хода 12 и 13.
При обратном ходе рейка 1 перемещается вверх, посредством зубчатого зацепления рейка 1 приводит во вращение цилиндрические шестерни 2 и 3, которые начинают вращаться вместе с валами 4 и 5 в обратную сторону. Посредством замкнутых обгонных муфт обратного хода 12 и 13 вращение с валов 4 и 5 передается на ведущие гипоидные шестерни обратного хода 10 и 11, с которых посредством зубчатых зацеплений вращение передается на ведомое гипоидное колесо 14. При этом ведомое гипоидное колесо 14 вращается вместе с ведомым валом 15 также против часовой стрелки, а ведущие гипоидные шестерни прямого хода 6 и 7 вращаются вхолостую при разомкнутых обгонных муфтах прямого хода 8 и 9.
Таким образом, возвратно-поступательное движение рейки 1 преобразуется в однонаправленное вращательное движение ведомого вала 15, а благодаря многопарным зубчатым зацеплениям гипоидных передач возможна передача больших крутящих моментов.