РЕВЕРСИВНЫЙ МЕХАНИЗМ
REVERSIBLE MECHANISM

Изобретение относится к устройствам для передачи и преобразования движения и сил, в частности, к реверсивным механизмам, преобразующим винтовое движение ведущего звена в сложное движение ведомого звена.
Известен реверсивный механизм, содержащий стойку, введенное с ней в подвижное вращательное соединение ведущее колесо, которое введено в подвижное соединение с ведомым колесом, введенным во вращательное соединение со стойкой. Оба колеса введены со стойкой в одноподвижные вращательные кинематические пары. (Зубчатая передача. Большая Российская энциклопедия. - М.: Издательство «Большая российская энциклопедия», 2008. - Том 10, с.586). Кинематические возможности этого механизма ограничены - вращение с ведущего колеса может передаваться на ведомое колесо лишь с изменением направления и скорости вращения.
Наиболее близким к заявляемому устройству является реверсивный механизм, содержащий стойку, введенное с ней в подвижное винтовое соединение ведущее колесо, которое введено в подвижное соединение с ведомым колесом, введенным во вращательное соединение со стойкой. Ведущее колесо введено со стойкой в винтовую кинематическую пару. Ведомое колесо введено со стойкой в одноподвижную вращательную кинематическую пару. (Добровольский В.В. Теория механизмов. - М.: Машгиз, 1953. - С.74, фиг.74). Хотя ведущее колесо совершает винтовое движение, кинематические возможности и этого механизма состоят лишь в передаче вращения на ведомое колесо с изменением направления и скорости вращения.
Задача, на решение которой направлено изобретение, - расширение функциональных возможностей механизма за счет наложения на основное вращательное движение ведомого колеса его поступательного перемещения параллельно оси винтового движения ведущего колеса.
Технический результат - расширение функциональных возможностей механизма. Технический результат достигается тем, что в реверсивном механизме, содержащем стойку, введенное с ней в подвижное винтовое соединение ведущее колесо, которое введено в подвижное соединение с ведомым колесом, ведомое колесо выполнено с двухсторонней ребордой, охватывающей ведущее колесо, подвижное соединение ведомого колеса со стойкой выполнено в виде двухподвижного вращательно-поступательного соединения с возможностью одновременного вращения и поступательного перемещения ведомого колеса параллельно оси подвижного винтового соединения ведущего колеса со стойкой. В частности, в реверсивном механизме ведущее и ведомое колеса выполнены в виде зубчатых колес, введенных в зубчатое зацепление друг с другом. В частности, в реверсивном механизме ведущее и ведомое колеса выполнены в виде гладких колес, введенных во фрикционное катковое сцепление друг с другом.
Новыми по сравнению с прототипом в предложенном устройстве являются:
- новое конструктивное выполнение элементов:
ведомое колесо выполнено с двухсторонней ребордой, охватывающей ведущее колесо;
в частности, ведущее и ведомое колеса выполнены в виде зубчатых колес;
в частности, ведущее и ведомое колеса выполнены в виде гладких колес;
- новые формы выполнения связей между элементами:
подвижное соединение ведомого колеса со стойкой выполнено в виде двухподвижного вращательно-поступательного соединения с возможностью одновременного вращения и поступательного перемещения ведомого колеса параллельно оси подвижного винтового соединения ведущего колеса со стойкой;
в частности, подвижное соединение ведущего и ведомого колес реализовано как зубчатое зацепление;
в частности, подвижное соединение ведущего и ведомого колес реализовано непосредственным прижатием как фрикционное катковое сцепление.
Таким образом, по мнению заявителя, предложение является новым по сравнению с прототипом, так как оно неизвестно из уровня техники.
Предложение, по мнению заявителя, имеет изобретательский уровень, так как оно для специалистов явным образом не следует из уровня техники и не может быть разработано с использованием известных методов, методик, правил и приемов расчета, проектирования и конструирования машин и их механизмов.
Предложенное техническое решение иллюстрируется структурной схемой реверсивного механизма.
Реверсивный механизм содержит стойку 1, введенное с ней в подвижное винтовое соединение 2 ведущее колесо 3, которое введено в подвижное соединение с ведомым колесом 4. Ведомое колесо 4 выполнено с двухсторонней ребордой 5, охватывающей ведущее колесо 3. Подвижное соединение ведомого колеса 4 со стойкой 1 выполнено в виде двухподвижного вращательно-поступательного соединения 6 с возможностью одновременного вращения и поступательного перемещения ведомого колеса 4 параллельно оси подвижного винтового соединения 2 ведущего колеса 3 со стойкой 1. В реверсивном механизме ведущее колесо 3 и ведомое колесо 4 могут быть выполнены в виде зубчатых колес, их подвижное соединение реализовано как зубчатое зацепление. В реверсивном механизме ведущее колесо 3 и ведомое колесо 4 могут быть выполнены в виде гладких колес, их подвижное соединение реализовано непосредственным прижатием как фрикционное катковое сцепление.
Предложенный реверсивный механизм работает следующим образом. Ведущее колесо 3 поворачивают и одновременно перемещают поступательно вдоль оси подвижного винтового соединения 2 относительно стойки 1. За счет подвижного соединения, в которое введены ведущее колесо 3 и ведомое колесо 4, поворачивается ведомое колесо 4 в противоположном направлении вращения с измененной угловой скоростью вращения, пропорционально соотношению диаметров колес. Одновременно с этим за счет осевого давления торца ведущего колеса 3 на торец двухсторонней реборды 5 ведомое колесо 4 перемещается поступательно относительно стойки 1 параллельно оси подвижного винтового соединения 2. Это перемещение реализуется благодаря наличию двухподвижного вращательно-поступательного соединения 6 ведомого колеса 4 со стойкой 1. Таким образом, ведомое колесо 4 одновременно поворачивается и перемещается поступательно параллельно оси подвижного винтового соединения 2. Линейная скорость поступательного перемещения ведомого колеса 4 зависит от шага подвижного винтового соединения 2 ведущего колеса 3 со стойкой 1. При выполнении ведущего колеса 3 и ведомого колеса 4 в виде зубчатых колес и выполнении их подвижного соединения как зубчатого зацепления фиксированному повороту ведущего колеса 3 соответствует строго определенный поворот ведомого колеса 4, пропорциональный соотношению диаметров колес. При выполнении ведущего колеса 3 и ведомого колеса 4 в виде гладких колес и реализации их подвижного соединения непосредственным прижатием как фрикционного каткового сцепления работа механизма осуществляется аналогично описанному выше; при этом в случае сильных перегрузок не будут происходить поломки ведущего колеса 3 и ведомого колеса 4 за счет проскальзывания их друг по другу во фрикционном катковом сцеплении.
Таким образом, предложение реализует широкий спектр функциональных возможностей механизма и увеличивает эффективность его использования благодаря одновременному вращению и поступательному перемещению ведомого колеса 4 относительно стойки 1 параллельно оси вращения.
Реверсивный механизм выполнен организацией-заявителем. При испытаниях он продемонстрировал свою работоспособность и возможность достижения технического результата. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения «промышленная применимость».