Изобретение относится к области машиностроения, именно - к преобразованию движения из вращательного в возвратно-поступательное и обратно.The invention relates to mechanical engineering, namely to the conversion of movement from rotational to reciprocating and vice versa.
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].A known mechanism for converting movement from rotational to reciprocating and vice versa, which consists of moving links and a bed. The movable links are two bevel gears installed at an angle of 90 degrees to each other, and cranked elements that enter with the wheels in bi-movable cylindrical pairs [II. Artobolevsky, Mechanisms in modern technology, vol. 2, p. 47].
Недостатком такой конструкции является большое количество шарнирных двухподвижных соединений, что приводит к значительным потерям на трение и снижает КПД.The disadvantage of this design is the large number of articulated two-movable joints, which leads to significant friction losses and reduces efficiency.
Задачей настоящего изобретения является снижение потерь на трение и повышение КПД.The objective of the present invention is to reduce friction losses and increase efficiency.
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.The essence of the invention lies in the fact that the motion transmission mechanism comprises a frame, two bevel gears mounted on it, in contact with each other, at least one cranked element in contact with the wheels, one knee of at least one cranked element the frame with the possibility of rotation and longitudinal movement and passes through the driven wheel, the second elbow passes through the hole in the drive gear, the driven gear consists of two parts connected through a gap p spring loaded balls that have the ability to communicate with the knee crank element mounted in the frame without inhibiting rotation of the wheel, and cranked foot member mounted in a frame passes through the gap between the two parts of the toothed wheel.
Механизм будет работать наиболее эффективно, когда, по крайней мере, у одного конического зубчатого колеса диаметр будет больше толщины в 500-1000 раз.The mechanism will work most effectively when at least one bevel gear has a diameter greater than 500-1000 times its thickness.
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.The mechanism works as follows. The driving and driven wheels are installed in a bed. The driving wheel, rotating, transmits the rotation to the driven wheel. Since the hole of the drive wheel, in which the knee of the cranked element made in the form of the letter “T” is installed, will move to the right / left relative to the axis of the driven wheel, the second knee of the cranked element perpendicular to the other two knees, fixed in the bed, will reciprocate with an amplitude equal to twice the distance from the hole in which the drive knee is installed, to the axis of rotation of the drive wheel. In this case, the leading knee will make a reciprocating motion relative to the drive wheel, and the knee installed in the frame will oscillate around its axis.
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.Since large sizes lead to misalignment, manufacturing inaccuracies, which leads to friction losses and lower efficiency, it is advisable to reduce the size of the cranked element. To this end, the driven gear is made of two elements, one of which is a disk, and the second is a ring. The teeth of the bevel gear are made on the outer side of the ring. The elements are connected to each other by balls, which are located between the disk and the ring. The balls are located in the blind holes of the disk, on its outer cylindrical surface and enter the holes made on the inner surface of the ring. The center of each ball is located closer to the axis of rotation of the wheel than the middle line of the gap between the ring and the disk. The knee fixed in the bed is placed in the indicated gap. When the wheel rotates, each individual ball, coming into contact with the cranked element, is recessed into the body of the disk and, thus, the knee does not interfere with the rotation of the wheel. The number of balls must be at least three.
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.When converting the reciprocating motion into rotational, the input force is applied to the knee of the cranked element fixed in the bed. The crankshaft element begins to rotate the drive wheel, which transfers the rotation to the follower, through which the knee passes. Torque can be removed from both the drive and the driven wheel. Before starting the movement, the hole in the drive wheel must not be in the leftmost or rightmost position.
Предлагаемый механизм целесообразно использовать для вращательного движения с низкими оборотами и большой передаваемой мощностью.The proposed mechanism is advisable to use for rotational motion with low speeds and high transmitted power.