Преобразование вращательного движения

  Изобретение относится к деталям машин и может быть использовано в металлообрабатывающей, деревообрабатывающей, химической, полиграфической, легкой, пищевой промышленности и проч.

 Например, в машиностроении в качестве промежуточного узла при создании металлообрабатывающих станков (плоско- и вертикально-шлифовальных, фрезерных, токарных и т.п.).      

 В вышеперечисленных агрегатах для преобразовании вращательного движения в возвратно-поступательное,  как правило, используется либо реверс приводного электродвигателя, что крайне отрицательно сказывается на его работе, либо сложные по конструкции и в изготовлении механические, эпектромеханические, гидравлические и прочие переключающие устройства и механизмы.

Или, например, в деревообрабатывающей промышленности, при распиловке древесины, применяются механизмы  использующие для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное кривошипно-шатунные механизмы, простые по конструкции, но при этом агрегат в целом получается громоздким, обладающий значительной массой и, как следствие, появляются неуравновешенные силы при его работе, что приводит к появлению вибраций. При этом величина хода режущих элементов задается и ограничивается длиной радиуса маховика сочлененного с шатуном.

Задачей предлагаемого изобретения является создание простого в изготовлении и надежного в работе механизма для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное свободного от недостатков вышеперечисленных механизмов.              Причем заявляемый механизм позволяет менять в широких пределах величину перемещения выходного звена путем перестановки в заданных пределах косоугольных упоров. При этом заявляемая установка при простой и недорогой в изготовлении конструкции самого механизма становится более конкурентоспособной в условиях развития рыночной структуры.

В результате решения этой задачи достигнут новый технический результат, заключающийся в расширении технологических возможностей механизма при простой и сравнительно дешевой в изготовлении конструкции механизма, что повышает его конкурентоспособность  

       Данный технический результат достигнут тем, что в механизме для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, содержащем корпус с направляющими, установленные в корпусе промежуточный и ведущий валы, кинематически связанные между собой, зубчатые колеса, установленные на валах, первую и вторую муфты, зубчатую рейку, расположенную в направляющих корпуса и кинематически связанную с упомянутыми зубчатыми колесами и валами, согласно изобретению, он снабжен осью, на которой свободно и с возможностью перемещения вдоль последней установлена шестерня, находящаяся в зацеплении с рейкой, при этом муфты выполнены кулачковыми, причем ведомые кулачки расположены на торцах по обе стороны рейки, а ведущие – на  зубчатых колесах, при этом зубчатое колесо ведущих кулачков первой муфты находится в зацеплении с зубчатым колесом промежуточного вала, а второй муфты – с зубчатым колесом ведущего вала.

        Такое решение позволяет при непрерывном вращательном движении ведущего вала в одну сторону обеспечить возвратно-поступательное движение выходного звена.

        Отличительной особенностью заявляемого изобретения является то, что зубчатая рейка снабжена косоугольными упорами, расположенными на торцах по обе стороны  рейки.

       Таким образом, приведенная отличительная особенность заявляемого изобретения в сравнении с прототипом существенно расширяет технологические возможности механизма, при этом заявляемая установка без всяких изменений в конструкции позволяет осуществить обратный цикл, т.е. преобразование возвратно- поступательного движения во вращательное.

        На фиг. 1 представлен схематично продольный разрез заявляемого механизма. Стрелкой показано направление вращения ведущего вала.

        На фиг. 2  представлен схематично поперечный разрез заявляемого механизма. Стрелкой показано направление движения зубчатой рейки.

        На фиг. 3 представлен вид А на зубья рейки и показано расположение косоугольных упоров.

        На фиг. 4  представлено схематично сечение Б-Б (см. фиг. 1), при этом зубчатые колеса для упрощения рисунка изображены только соединительными окружностями.

        На  фиг. 5 представлено схематично сечение  В-В (см. фиг. 1).

       Механизм содержит корпус 1, установленную в направляющих 2 зубчатую рейку 3, с расположенными на торцах упорами 15, например, косоугольными, промежуточный вал 4 и ведущий вал 5 оснащенные зубчатыми колесами 6 и 7, находящимися в зацеплении. Механизм содержит также первую 8 и вторую 9 муфты свободного хода, с помощью которых кинематически связаны зубчатая рейка 3, промежуточный вал 4 и ведущий вал 5, для чего используются зубчатые колеса 10, 11 и 12.

    Механизм оснащен осью 13, на которой установлена с возможностью перемещения вдоль оси шестерня 14, находящаяся в зацеплении с зубчатой рейкой 3. Муфты свободного хода выполнены кулачкового типа, причем ведомые кулачки установлены на шестерне 14 по обе стороны рейки 3, а ведущие снабжены зубчатыми колесами 11 и 12, при этом зубчатое колесо 11 ведущих кулачков первой муфты 8 находится в зацеплении с зубчатым колесом 10 промежуточного вала 4, а зубчатое колесо 12 второй муфты 9 – с колесом 7 ведущего вала 5.

 Заявляемый механизм работает следующим образом.

   При вращательном движении ведущего вала 5 от источника механической энергии, например, электродвигателя, против часовой стрелки (как показано на фиг. 1), вращается зацепленное с ним зубчатое колесо 7. При этом сомкнутые кулачки муфты 9 передают момент вращения установленной с возможностью перемещения вдоль оси шестерне 14, которая, в свою очередь, приводит в движение зацепленную с ней зубчатую рейку 3 и последняя (согласно фиг.1) движется вверх.

       Одновременно вращается зацепленное с ведущим валом 5 зубчатое колесо 6 и через промежуточный вал 4 и зубчатое колесо 10 передает крутящий момент зубчатому колесу 11, при этом муфта свободного хода 8 находится в расцепленном состоянии.

    При достижении зубчатой рейкой 3 крайнего верхнего положения, установленный на рейке косоугольный упор 15 приходит в соприкосновение с установленной с возможностью перемещения вдоль оси шестерней 14, перемещая ее вдоль оси до зацепления ведомых кулачков с ведущими кулачками муфты свободного хода 8, при этом ведомые кулачки и ведущие кулачки муфты свободного хода 9 размыкаются.

      При этом передаваемый от источника механической энергии крутящий момент передается на зубчатое колесо 6 и далее через промежуточный вал 4, зубчатые колеса 10, 11,  муфту свободного хода 8, с находящимися в зацеплении ведущими и ведомыми кулачками, на шестерню 14 приводя в движение зубчатую рейку 3, которая  (согласно фиг.1)  движется вниз.

     При достижении зубчатой рейкой 3 крайнего нижнего положения, т.е. до соприкосновения косоугольного упора 15 с шестерней 14, последняя перемешается вдоль оси до зацепления ведомых кулачков с  ведущими кулачками муфты  свободного хода 9, при этом ведомые кулачки шестерни 14 и ведущие кулачки муфты свободного хода 8 размыкаются.

      Таким образом, заявляемое изобретение обеспечивает получение простого в изготовлении и надежного в работе механизма для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, который может служить для создания агрегатов с использованием возвратно - поступательного движения.

Причем заявляемый механизм позволяет менять в широких пределах величину перемещения выходного звена путем перестановки в заданных пределах косоугольных упоров. При этом заявляемая установка при простой и недорогой в изготовлении конструкции самого механизма становится более конкурентоспособной в условиях рыночной структуры.