УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ В ПОСТУПАТЕЛЬНОЕ

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к механизмам преобразования вращательного движения в поступательное, и наоборот.
Существует множество механизмов преобразования вращательного движения в поступательное, в том числе с зубчатыми передачами. К наиболее близким аналогам можно отнести следующие механизмы:
Известен бесшатунный механизм, содержащий корпус, два кривошипа, между которыми установлен коленчатый вал, соединенный со штоками посредством штоковых шеек, механизм синхронизации вращения, выполненный в виде шестерен, которые закреплены на опорных шейках коленчатого вала и находятся в зацеплении с неподвижными, выполненными с внутренним зацеплением зубчатыми колесами, при этом диаметры шестерен равны половине диаметров неподвижных зубчатых колес (С.С.Баландин. Бесшатунные двигатели внутреннего сгорания. - М.: Машиностроение, 1972 г., стр.14, рис.11(б))
Недостатком такого механизма является то, что в роли направляющих используется планетарная зубчатая передача, размеры шестерней и зубчатых колес которой напрямую связаны с ходом штока, поршня и т.д. (диаметр неподвижного зубчатого колеса равен ходу штока, а диаметр шестерни равен половине хода штока) это приводит к невозможности применения данного механизма в случаях, когда требуется малый ход штока, при значительных передаваемых усилиях, так как чаще всего невозможно выполнить условия прочности при требуемых диаметрах зубчатых колес и шестерней. Так же недостатком данного механизма является то, что точки описывающие необходимые траектории (прямые линии) лежат на ободе шестерней, что приводит к необходимости применения кривошипов.
Известен асинхронный бесшатунный механизм содержащий два промежуточных вала, шарнирно связанных каждый с опорным кривошипом и с общей для них эксцентриковой втулкой. На валах установлены вращающиеся шестерни с радиусом начальной окружности, равным одной четвертой части хода поршней, находящиеся в зацеплении с неподвижными шестернями внутреннего зацепления с радиусом начальной окружности, равным половине хода поршней, (патент РФ №2256800, МКП F01В 9/02)
Недостатком такого механизма так же является то, что в роли направляющих используется планетарная зубчатая передача, размеры шестерней которой напрямую связаны с ходом штока, поршня и т.д. (диаметр неподвижных шестерней равен ходу штока, а диаметр вращающихся шестерней равен половине хода штока) это приводит к невозможности применения данного механизма в случаях, когда требуется малый ход штока, при значительных передаваемых усилиях, так как чаще всего невозможно выполнить условия прочности при требуемых диаметрах шестерней. Так же аналогичным недостатком данного механизма является то, что точки, описывающие необходимые траектории (прямые линии), лежат на ободе вращающихся шестерней, что приводит к необходимости применения кривошипов.
Известен планетарный механизм преобразования движения, взятый за прототип, содержащий корпус с центральным зубчатым колесом, имеющим внутреннее зубчатое зацепление с сателлитом, диаметр d делительной окружности которого равен половине диаметра D делительной окружности центрального зубчатого колеса, вал сателлита, установленный во взаимодействующем с корпусом водиле, кривошип связан с сателлитом посредством закрепления его с возможностью изменения межосевого расстояния между ним и валом сателлита, (патент РФ №2219398, МПК F16Н 37/16).
Недостаток данного механизма также имеет аналогичную природу, а именно то, что в роли направляющих в нем используется планетарная зубчатая передача, размеры сателлита и центрального зубчатого колеса которой напрямую связаны с ходом штока, поршня и т.д. (диаметр центрального зубчатого колеса равен ходу штока, а диаметр сателлиа равен половине хода штока) это приводит к невозможности применения данного механизма в случаях, когда требуется малый ход штока, при значительных передаваемых усилиях, так как чаще всего невозможно выполнить условия прочности при требуемых диаметрах центрального зубчатого колеса и сателлита. Так же аналогичным недостатком данного механизма является то, что точки, описывающие необходимые траектории (прямые линии), лежат на ободе сателлита, что приводит к необходимости применения кривошипов.
Таким образом задачей является создание преобразователя вращательного движения в поступательное с расширенными техническими характеристиками
Технический результат - возможность при малом ходе рабочего органа передавать значительные усилия, а так же замена кривошипа пальцем.
Технический результат решается устройством содержащим корпус с закрепленным в нем неподвижным центральным зубчатым колесом, установленном соосно входному валу и имеющим зубчатое зацепление с сателлитом, закрепленным во вращательной кинематической паре на водиле, отличающееся тем, что дополнительно содержит выходной сателлит, выполненный в виде зубчатого колеса, установленного во вращательной кинематической паре на водиле, выполненном ассиметричным и жестко соединенным с входным валом, при этом, на выходном сателлите установлен палец, расстояние, между осью которого и осью вращения выходного сателлита равно расстоянию между осью вращения выходного сателлита и осью вращения водила, а в корпусе выполнена прорезь под этот палец, кроме того сателлит выполнен двойным и содержит малую и большую шестерни установленные на соединяющем их валу, причем неподвижное центральное зубчатое колесо состоит во внешнем зубчатом зацеплении с малой шестерней сателлита, а большая шестерня сателлита состоит в зубчатом зацеплении с выходным сателлитом, оси вращения всех подвижных звеньев параллельны и все, кроме оси вращения пальца, лежат в одной плоскости, а диаметры делительной окружности центрального неподвижного зубчатого колеса обоих шестерней и выходного сателлита выбраны из соотношения
2
3
4
5
(d/d)·(d/d)=2,
2
где d - делительный диаметр неподвижного центрального зубчатого колеса
3
d- делительный диаметр малой шестерня сателлита
4
d - делительный диаметр большой шестерни сателлита
5
d - делительный диаметр выходного сателлита
Технический результат, достигается за счет того, что в данном устройстве отсутствует прямая связь между ходом пальца и диаметрами зубчатых колес и шестерней, что позволяет подбирать их диаметры таким образом, что даже при малом ходе рабочего органа возможна, по условиям прочности, передача значительных усилий, а также изменение местоположения точек имеющих прямолинейную траекторию на более оптимальную (внутри диаметра выходного сателлита), что позволяет заменить кривошип пальцем.
Сущность изобретения поясняется на чертежах:
Фиг.1 Структурная схема устройства для преобразования вращательного движения в поступательное
Устройство состоит из корпуса 1, входного вала 2, неподвижного центрального зубчатого колеса 3 закрепленного в корпусе 1 соосно входному валу 2, и находящегося в зубчатом зацеплении с малой шестерней 4 двойного сателлита, образуемого малой шестерней 4 жестко связанной через вал 5 с большой шестерней 6. Большая шестерня 6 двойного сателлита находится в зубчатом зацеплении с выходным сателлитом 7, выполненным в виде зубчатого колеса. Вал 5 двойного сателлита и выходной сателлит 7 установлены во вращательных кинематических пар в асимметричном водиле 8, которое жестко связанно с входным валом 2. На выходном сателлите 7 неподвижно закреплен палец 9 расстояние, между осью которого и осью вращения выходного сателлита 7 равно расстоянию между осью вращения выходного сателлита 7 и осью вращения ассиметричного водила 8 (входного вала 2), в корпусе выполнена прорезь 10 под этот палец. Оси вращения всех подвижных звеньев параллельны и все кроме оси пальца 9 лежат в одной плоскости. Диаметры делительной окружности центрального неподвижного зубчатого колеса 3 обоих шестерней 4, 6 и выходного сателлита 7 выбраны из соотношения
2
3
4
5
(d/d)·(d/d)=2,
3
где d - делительный диаметр неподвижного центрального зубчатого колеса 2
4
d - делительный диаметр малой шестерни двойного сателлита 3
6
d - делительный диаметр большой шестерни двойного сателлита 4
7
d - делительный диаметр выходного зубчатого колеса 5
Устройство работает следующим образом:
При вращении входного вала 2 вращение передается асимметричному водилу 8, малая шестерня 4 двойного сателлита обкатывается по неподвижному центральному зубчатому колесу 3, вращательное движение малой шестерни 4 двойного сателлита передается через вал 5 на большую шестерню 6 двойного сателлита, которая вращает выходной сателлит 7, при этом палец 9 движется по прямолинейной траектории длинна которой равна четырем расстояниям между осью выходной шестерни 7 и осью вращения входного вала 2 (ассиметричного водила 8).
Заявляемое устройство преобразования движения может быть использовано в различных механизмах, где требуется преобразование вращательного движения в возвратно-поступательное, главным образом в механизмах с относительно малой амплитудой и большим предаваемым усилием.