Механизм преобразования вращательного движения

(51) 4 Р 16 Н 19/08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Рязанское производственное объединение Тяжпрессмаш(56) Авторское свидетельство СССР В 1094997, кл. Р 16 Н 27/06, 1983.Авторское свидетельство СССР В 94508, кл. Е 16 Н 19/04, 1965.(54)(57) МЕХАНИЗМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ, содержащийразмещенные в корпусе зубчатую рейкус зубьями двойного рабочего профиля,два взаимно перпендикулярных вала идве расположенные на валах шестерни,находящиеся в зацеплении с рейкой,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения эксплуатационныхвозможностей, механизм снабжен кривошипом и кареткой, а рейка установлена на кривошипе и размещена в каретке, перемещающейся в корпусе в плоскости рейки.Изобретение относится к машиностроению, в частности к механизмам, предназначенным для преобразования однонаправленного вращения ведущего звена с постоянной скоростью в возвратно-вращательные колебания (качания) двух ведомых звеньев в противофазе.Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей, так как ведомым звеньям сообщается возвратно-вращательное движение за счет кривошипа с изменяемым эксцентриситетом, и, кроме того, обеспечиваетсяплавное трогание с места, что позволяет использовать его в механизмах с большой инерционной массой.На фиг.1 схематически изображен предлагаемый механизм преобразованиявращательного движения, разрез; нафиг.2 - то же, вид сверху.Механизм преобразования вращательного движения содержит ведущий вал1, кинематически связанный распределительной передачей с двумя ведомыми звеньями - валами 2 и 3. Распределительная передача выполнена в виде зубчатой рейки 4, смонтированной на кривошипе 5 вала 1, Зубчатая рейка 4 25 имеет квадратную в плане форму с дву- З 0мя взаимно перпендикулярными нарезками рабочих зубьев (на фиг.2 зубья условно изображены взаимно перпендикулярными линиями). Каждый зуб рейки4 имеет, таким образом, два взаимноперпендикулярных рабочих профиля.При изготовлении вначале нарезаетсяодин ряд зубьев как на обычной рейке, а затем перпендикулярно ему нарезается второй ряд таких же зубьев, С каждым рядом зубьев рейки 4 находится в постоянном зубчатом зацеплении одна из шестерен 6 или 7, жестко закрепленных на ведомых валах 2 и 3 соответственно. Валы 2 и 3 расположены взаимно перпендикулярно в плоскости, параллельной рейке 4.Валы 2 и 3 могут быть выходнымизвеньями данного механизма (связаныс рабочими органами) или же посредст 50вом зубчатых колес 8 передавать движение далее по двум кинематическимцепям, например, через зубчатую рейку 9 (фиг.1). От вращения вокругсобственной оси рейка 4 стабилизирована тем, что помещена в каретке 10,которая в свою очередь установленав корпусе 11,Кривошип 5 выполнен с изменяемымэксцентриситетом е любым известнымспособом,Механизм работает следующим образом.Ведущее звено - вал 1 - равномерно вращается в одном направлении.Связанная с его кривошипом 5 зубчатая рейка 4 получает орбитальное движение по окружности с радиусом, равным эксцентриситету е кривошипа 5(любая ъроиэвольно взятая точка рейки движется по такой же окружности).При этом рейка 4 свободно, перемещается по направляющим каретки 1 О, а сама каретка 10 перемещается по направляющим корпуса 11. От вращения вокруг собственной оси рейка 4 застопорена направляющими каретки 1 О. Шестерни 6 и 7, находясь в постоянномзацеплении с рейкой 4, приводятся ввозвратно-вращательное (качательное)движение, одновременно скользя вдользубьев рейки.На фиг,2 изображено положение,когда плечо кривошипа 5 направленооно направлению 270 от оси его вращения, т,естрого влево от вала. (Эксцентриситет е кривошипа в данном примере установлен в промежуточное между максимальным и минимальным положением), Из этого положения при вращении вала 1 по часовой стрелке рейка4 перемещается по дуге окружности воположение 360 по направлению от осивращения вала 1, На протяжении этойРчетверти оборота (от 270 до 360 )скорость вращения шестерни 6 изменяется от максимальной до нуля - в конце участка зубья рейки .скользятвдоль зубьев шестерни 6, не сообщаявращения последней. Скорость вращения шестерни 7 увеличивается от нулядо максимальной величины.При прохождении рейки 4 следуюощей четверти оборота (от 0 до 90 )скорость шестерни 6 возрастает отнуля до максимальной, но вращениеидет уже в противоположную, чем впредыдущей четверти, сторону (реверсопроизошел при 360 ), а скорость вращения шестерни 7 падает от максимальной до нуля. На следующей четверти оборотаорейки 4 (90 - 180 ) шестерня 6 изменяет скорость от максимальной до нуля, а шестерня 7, проходя реверс, от нуля до максимальной в противопог оставитель Р.Ож ехред И.Поповн рректор Г.Решет Редактор Н.Яцола Тираж 88 сударственного м изобретений осква, Ж, Р аказ 2753/3 дписн омитета СССР открытийушская наб., д. ВНИИПИпо дел113035 оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 123" ложном направлении, в последней четверти оборота рейки 4 (180 - 270 ) шестерня 6, пройдя реверс в точке 180 , - от нуля до максимума, а шестерня 7 - от максимума до нуля. Далее, с началом следующего оборота рейки 4 цикл повторяется.Итак, за каждый орбитальный оборот рейки 4 шестерня 6 изменяет направление вращения в точках 360 и О 180 , имея максимальную скорость враощения в точках 270 и 90 , а шестерня 7 изменяет направление вращения в точках 270 и 90 , имея максимальную скорость вращения в точках 360 и 15 180Таким образом, шестерни 6 и 7 совершают возвратно-вращательные (колебательные) движения по синусоидальному закону, причем фаза колебаний 20 шестерни 7 смещена на 90 от фазы коЯлебаний шестерни 6. По такому же синусоидальному закону колеблются ведомые валы 2 и 3, на которых закреплены шестерни 6 и 7. Происходит преоб разование однонаправленного вращения Всс постоянной скоростью ведущего вала1 в возвратно-вращательное (колебательное, качательное) движение двух ведомых валов 2 и 3При необходимости преобразования движения в возвратно-поступательноеиспользуются зубчатые рейки 9, которые получают возвратно-поступательное движение от зубчатых колес 8. Вращательные колебания валов 2 и 3могут быть как меньше, так и большеполного оборота. Это зависит от диаметра шестерен 6 и 7 и величины эксцентриситета е . Поворот на максимальный угол (амплитуда колебаний) будетпри максимальном эксцентриситете кривошипа, который допускают габари.ырейки 4.При эксцентриситете, равном нулю, когда шип кривошипа 5 станет сооснымвалу 1, амплитуда колебаний ведомыхзвеньев также равна нулю - при вращении вала 1 валы 2 и 3 неподвижны.Плавным увеличением эксцентриситета8 достигается плавное трогание с места больших инерционных масс.