Зубчато-реечный механизм

(19) (1 1)5 Е 16 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССР Ь 1216499, кл. Р 16 Н 19/04.Авторское свидетельство СССР М 33695, кл. Р 16 Н 21/00, 1981,ф 4) ЗУБЧАТО-РЕЕЧНЫЙ МЕХАНИЗМ (57) Изобретение относится к области машиностроения и служит для изменения скорости поступательного перемещения, Цель изобретения - расширение кинематических возможностеи механизма за счет возможности ступенчатого изменения передаточного отношения. Зубчато-реечный механизм содержит корпус с размещенным на нем с возможностью возвратно поступательного перемещения ползуном, На ползу- не с возможностью вращениях на осях установлены две пары 10 и 11 соосных зубчатых колес. Одно.из колес пары 10 зацеплено с неподвижной рейкой 7, одно иэ колес пары 11 эацеплено с подвижной рейкой 8. Вторые колеса пар 10 и 11 введены в зацепление между собой, Для изменения передаточного отношения механизма необходимо заменить зацепление между собой вторые колеса пар 10 и 11. 3 ил,35 40 45 50 55 Изобретение относится к области машиностроения и служит для изменения скорости поступательного перемещения.Известен зубчато-реечный механизм, содержащий корпус с размещенными в нем с возможностью перемещения двумя зубчатыми рейками, зацепленными с шестерней, размещенной в корпусе шарнирно,Недостатком этого механизма является невозможность редуцирования скорости одной рейки при перемещении другой, что ограничивает кинематические возможности передачи,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является линейный преобразователь, содержащий корпус, размещенные в нем с возможностью возвратно-поступательного переме.ценил подвижную зубчатую рейку и ползун, неподвижную рейку и пару жестко соединенных между собой соосных зубчатых колес, установленных на полэуне, одно из которых взаимодействует с неподвижной рейкой, а дружное - с подвижной.Недостатком такого преобразователя является невозможность изменения передаточного отношения путем замены зубчатых колес, что сужает кинематические возможности механизма,Целью изобретения является расширение кинематических возможностей механизма за счет возможности ступенчатого изменения передаточного отношения. Указанная цель достигается тем, что зубчато-реечный механизм, содержащий корпус, размещенные в нем с возможностью возвратно-поступательного перемещения подвижную зубчатую рейку и ползун, неподвижную рейку и пару жестко соединенных между собой соосных зубчатых колес, установленных на полэуне, одно из которых взаимодействует с неподвижной рейкой, снабжен второй парой жестко соединенных между собой соосных зубчатых колес, установленных на полэуне, при этом одно из колес второй пары взаимодействует с подвижной зубчатой рейкой, а другое - свторым колесом первой пары. На фиг.1 изображен зубчато-реечный механизм; на фиг,2 - разрез А - А на фиг,1; нэ фиг.3 - схемадля определения скорости перемещения подвижной рейки. Зубчато-реечный механизм содержит корпус 1 с размещенным на нем с возможность о возвратно-поступательного перемещения ползуном 2, Полэун базируется в направляющей 3, жестко закрепленной на корпусе 1, На ползуне 2 с возможностью вращения на осях 4 установлены зубчатые колеса 5 и 6, Зубчатое колесо 5 зацеплено с 5 10 15 20 25 30 неподвижной рейкой 7, закрепленной нэ корпусе 1, а зубчатое колесо 6 зацеплено с подвижной рейкой 8, установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направляющей 9, закрепленной на корпусе 1. На осях 4 коаксиально зубчатым колесам 5 и б. закреплены шестерни 10 и 11 с возможностью совместного вращения, причем зубья шестерен 10 и 11 введены в зацепление, а число зубьев шестерни 11 больше, чем шестерни 10,Зубчато-реечный механизм работает следующим образом.При поступательном движении ползуна 2 в направляющей 3 относительно корпуса 1 зубчатое колесо 5 будет обкатываться по неподвижной зубчатой рейке,7. Но так, как зубчатая шестерня. 10 коаксиально закреплена на зубчатом колесе 5, то она будет вращаться вместе с ним, передавая враща-. тельное движение на зубчатую шестерню 11, коаксиально закрепленную нэ зубчатом колесе б. При этом угловая скорость вращения зубчатого колеса 5 совместно с шестерней 10 Ч 1В 1 = -йгде ч 1 - скорость перемещения ползуна 2;В - радиус начальной окружности зубчатого колеса 5.Угловая скорость вращения зубчатой шестерни 11, О 1 Ч 1 О 1О 2 = О 1с 12о 2где 01-диаметр начальной окружности зубчатой шестерни 10;б 2 - диаметр наЧальной окружности зубчатой шестерни 11.Вращательное движение зубчатого колеса 6 преобразуется в поступательное перемещение подвижной рейки 8 относительно ползуна 2 со скоростьюЧ 1, Ф,ч 2 отн = ш 2В = --В = ч 1о 2 о 2 где а 2 - угловая скорость вращения зубчатого колеса 6,й - радиус начальной окружности зубчатого колеса 6.Скорость перемещения подвижной рейки 8 Ф ФЧ 2 = Ч 1 - Ч 2 отн = Ч 1 - Ч 1 - = Ч 1 (1 -- ) .О 2 О 2Отсюда видно, что при перемещении полэуна 2 со скоростью ч 1 подвижная рейка 8 перемещается со скоростью ч 2 Ч 1 эа счет того, что разность (1 -- ) является11О 2величиной бесконечно малой, так как на зубчатой шестерне 11 число зубьев только нанесколько зубьев больше, чем на шестерне10,При равном числе зубьев на шестернях10 и 11 скорость перемещения рейки 8ч 2 = ч 1(1 - 1) .= О,т.е. в этом случае подвижная рейка остаетсянеподвижной,Если же сообщить поступательное перемещение подвижной рейке 8 в направляющих 9 со скоростью ч 2, то скорость1перемещения ползуна 2Ч 21ч 1 =б 11 --б 2б 1Но так, как выражение 1 -- являетсябгвеличиной бесконечно малой(или малой, если разница зубьев на шестернях 10 и 111 1значительна), то ч 1 ч 2.учитывая, что перемещение связано со скоростью выражениемЯ=ч 1,где ч - скорость:с - время перемещения.получим:Яг1Я 1 =1б 2т.е. при незначительном перемещении подвижной рейки 8 получаем значительное перемещение полэуна 2. Для изменения передаточного отношения механизма необходимо поменять шестерни 10, 11 на шестерни с отличнымичислами зубьев, но с условием. что сумма5 чисел зубьев новой пары шестерен равнасумме чисел зубьев шестерен 10, 11.Предложенный зубчато-реечный механизм обладает по сравнению с прототипомрасширенными кинематическими возмож 10 настями за счет возможности ступенчатогоизменения передаточного отношения путемзамены шестерен.Формула изобретенияЗубчато-реечный механизм, содержа 15 щий корпус, размещенные в нем с возможностью возвратно-поступательного перемещения подвижную зубчатую рейку и ползун, неподвижную рейку и пару жестко соединенных между собой соосных зубчатых20 колес. установленных на ползуне, одно изкоторых взаимодействует с неподвижнойрейкой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью расширения кинематических возможностей механизма за счет возможности25 ступенчатого изменения передаточного отношения, механизм снабжен второй паройжестко соединенных между собой соосныхзубчатых колес, установленных на ползуне,при этом одно из колес второй пары пред 30 назначено для взаимодействия с подвижной зубчатой рейкой, а другое - с вторымколесом первой пары,1778404 Составитель В,Малыхктор Т,ИвановаТехред М,Моргентал Корректор А.ДолиничЖ Заказ 4176 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 аг оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгоро М) Ъ