Механизм обеспечения преобразования движения из вращательного в возвратно-поступательное и обратно

Изобретение относится к области машиностроения, именно - к преобразованию движения из вращательного в возвратно-поступательное и обратно.

Известен механизм преобразования движения из вращательного в возвратно-поступательное и обратно, который состоит из подвижных звеньев и станины. Подвижными звеньями являются два конических зубчатых колеса, установленных под углом 90 градусов друг к другу, и коленчатые элементы, которые входят с колесами в двухподвижные цилиндрические пары [И.И. Артоболевский, Механизмы в современной технике, т. 2, стр. 47].

Недостатком такой конструкции является большое количество шарнирных двухподвижных соединений, что приводит к значительным потерям на трение и снижает КПД.

Задачей настоящего изобретения является снижение потерь на трение и повышение КПД.

Сущность изобретения заключается в том, что механизм передачи движения содержит станину, установленные на ней два конических зубчатых колеса, контактирующих друг с другом, по меньшей мере, один коленчатый элемент, контактирующий с колесами, одно колено, по крайней мере, одного коленчатого элемента установлено в станине с возможностью вращения и продольного перемещения и проходит сквозь ведомое колесо, второе колено проходит сквозь отверстие в ведущем зубчатом колесе, ведомое зубчатое колесо состоит из двух частей, соединенных через зазор подпружиненными шариками, которые имеют возможность контактировать с коленом коленчатого элемента, установленного в станине, не препятствуя вращению колеса, а колено коленчатого элемента, установленное в станине, проходит через зазор между двумя частями зубчатого колеса.

Механизм будет работать наиболее эффективно, когда, по крайней мере, у одного конического зубчатого колеса диаметр будет больше толщины в 500-1000 раз.

Механизм работает следующим образом. Ведущее и ведомое колеса установлены в станине. Ведущее колесо, вращаясь, передает вращение ведомому колесу. Поскольку отверстие ведущего колеса, в котором установлено колено коленчатого элемента, выполненного в виде буквы «Т», будет перемещаться вправо/влево относительно оси ведомого колеса, второе колено коленчатого элемента, перпендикулярное двум другим коленам, закрепленное в станине, будет совершать возвратно-поступательное движение с амплитудой, равной двойному расстоянию от отверстия, в котором установлено ведущее колено, до оси вращения ведущего колеса. При этом ведущее колено будет совершать возвратно-поступательное движение относительно ведущего колеса, а колено, установленное в станине - возвратно-колебательные движения вокруг своей оси.

Поскольку большие размеры приводят к нарушению соосности, неточности изготовления, что приводит к потерям на трение и снижению КПД, целесообразно уменьшить размеры коленчатого элемента. С этой целью ведомое зубчатое колесо выполнено из двух элементов, один из которых представляет собой диск, а второй - кольцо. На наружной стороне кольца выполнены зубья конической передачи. Элементы соединены друг с другом шариками, которые расположены между диском и кольцом. Шарики расположены в глухих отверстиях диска, на его наружной цилиндрической поверхности и входят в лунки, выполненные на внутренней поверхности кольца. При этом центр каждого шарика расположен ближе к оси вращения колеса, чем средняя линия зазора между кольцом и диском. Закрепленное в станине колено размещено в указанном зазоре. При вращении колеса, каждый отдельный шарик, входя в соприкосновение с коленчатым элементом, утапливаются в тело диска и, тем самым, колено не препятствует вращению колеса. Количество шариков должно быть не меньше трех.

При преобразовании возвратно-поступательного движения во вращательное, входное усилие прикладывают к колену коленчатого элемента, закрепленного в станине. Коленчатый элемент начинает вращать ведущее колесо, которое передает вращение на ведомое, через которое проходит колено. Крутящий момент может сниматься как с ведущего, так и с ведомого колеса. Перед началом движения отверстие в ведущем колесе не должно находиться в крайнем левом или крайнем правом положении.

Предлагаемый механизм целесообразно использовать для вращательного движения с низкими оборотами и большой передаваемой мощностью.