RU2770622C1 - Method for converting rotational motion into translational and device for its implementation - Google Patents

Method for converting rotational motion into translational and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2770622C1
RU2770622C1 RU2021130677A RU2021130677A RU2770622C1 RU 2770622 C1 RU2770622 C1 RU 2770622C1 RU 2021130677 A RU2021130677 A RU 2021130677A RU 2021130677 A RU2021130677 A RU 2021130677A RU 2770622 C1 RU2770622 C1 RU 2770622C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotation
crank
driven link
link
relative
Prior art date
Application number
RU2021130677A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Андреевич Карсаков
Алексей Фруминович Рогачев
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ)
Priority to RU2021130677A priority Critical patent/RU2770622C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2770622C1 publication Critical patent/RU2770622C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H21/00—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides
    • F16H21/10—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane
    • F16H21/16—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane for interconverting rotary motion and reciprocating motion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: inventions group relates to the field of mechanical engineering. The method for converting rotational motion into translational includes rotation relative to the fixed support of the drive link and the driven link connected with it with the possibility of rotation. The driven link is additionally rotated in the opposite direction relative to the rotation of the driving link, while the angular speeds of rotation of both links relative to the fixed support are provided the same. Also claimed is a device for converting rotational motion into translational, which contains a housing with a crank hinged on it and hinged to the driven link. The driven link with the drive pin at the end is installed with the possibility of rotation at the end of the main crank and is kinematically connected by means of a gear train to the main crank to ensure equal and oppositely directed angular velocities of rotation of the crank and the driven link relative to the body, while the length of the driven link is equal to the radius of the crank. The gear train is made in the form of a block of two gears fixed on the crank with the possibility of rotation, one of which is associated with a gear wheel rigidly connected to the driven link, and the second with a gear wheel fixedly mounted coaxially with the crank rotation axis.
EFFECT: strictly rectilinear trajectory of the drive pin of the driven link is provided during the rotational movement of the driving link.
2 cl, 5 dwg

Description

Группа изобретений относится к средствам преобразования вращательного движения приводов в поступательное движение ведомых звеньев.SUBSTANCE: group of inventions relates to means for converting rotational motion of drives into translational motion of driven links.

Известен способ преобразования энергии вращательного движения в энергию поступательного движения путем принудительного смешения центра массы вращающегося тела в заданном направлении и сохранение этого направления относительно оси вращения тела для получения центробежной силы, приложенной к смещенному центру массы вращающегося тела и действующей на ось вращения вращающейся системы, отличающийся от способа преобразования энергии вращательного движения в энергию поступательного движения с помощью эксцентрика тем, что расстояние между осью вращения тела и его центром массы не фиксировано и может изменяться в заданных пределах и заданной периодичностью (заявка RU 2001115911 А, F16H 19/02, опубл. 10.06.2003).There is a known method for converting the energy of rotational motion into the energy of translational motion by forcibly mixing the center of mass of a rotating body in a given direction and maintaining this direction relative to the axis of rotation of the body to obtain a centrifugal force applied to the displaced center of mass of the rotating body and acting on the axis of rotation of the rotating system, which differs from a method for converting the energy of rotational motion into the energy of translational motion using an eccentric in that the distance between the axis of rotation of the body and its center of mass is not fixed and can change within the specified limits and at a specified frequency (application RU 2001115911 A, F16H 19/02, publ. 10.06. 2003).

Недостатком известного способа является сложность его практической реализации.The disadvantage of this method is the complexity of its practical implementation.

Известен также принятый за прототип способ преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, включающий вращение ведущего рычага, и приводное вращение взаимосвязанного с ним ведомого, установленного со свободной вращения относительно ведущего рычага (см. стр. 1 описания к Патенту SU 426093, F16h 21/16, Опубл. 30.04.74.)).Also known adopted for the prototype method of converting rotational motion into reciprocating, including the rotation of the drive lever, and the drive rotation of the slave associated with it, installed with free rotation relative to the drive lever (see page 1 of the description of the Patent SU 426093, F16h 21/16 , Published 30.04.74.)).

Недостатком известного способа является возможность получить только криволинейные траектории. Для обеспечения точной прямолинейной траектории установленному в опоре рычагу необходимо придать дополнительное вращение по нелинейному закону.The disadvantage of the known method is the ability to obtain only curvilinear trajectories. To ensure an accurate rectilinear trajectory, the lever installed in the support must be given additional rotation according to a non-linear law.

Задача, решаемая группой изобретений - преобразование вращательного движения в поступательное с обеспечением прямолинейной траектории приводного пальца ведомого звена при вращательном движении ведущего рычага.The task solved by the group of inventions is the conversion of rotational motion into translational motion with the provision of a rectilinear trajectory of the drive pin of the driven link during the rotational movement of the leading lever.

Технический результат - обеспечение строго прямолинейной траектории приводного пальца ведомого звена при вращательном движении ведущего звена.EFFECT: ensuring a strictly rectilinear trajectory of the drive pin of the driven link during the rotational movement of the driving link.

Указанный технический результат достигается с помощью способа преобразования вращательного движения в поступательное, включающего вращение относительно неподвижной опоры приводного и связанного с ним с возможностью вращения ведомого звена, согласно которому ведомое звено дополнительно вращают в противоположном направлении относительно вращения ведущего звена, при этом угловые скорости вращения обоих звеньев относительно неподвижной опоры обеспечивают одинаковыми.The specified technical result is achieved using a method for converting rotational motion into translational, including rotation relative to the fixed support of the drive link and the driven link associated with it with the possibility of rotation, according to which the driven link is additionally rotated in the opposite direction relative to the rotation of the drive link, while the angular speeds of rotation of both links relative to the fixed support provide the same.

Упомянутый способ осуществляется устройством для преобразования вращательного движения в поступательное, содержащим корпус с шарнирно закрепленным на нем основным кривошипом, шарнирно связанным с ведомым звеном, отличающимся тем, что ведомое звено с приводным пальцем на конце установлено с возможностью вращения на конце основного кривошипа и кинематически связано, например, посредством зубчатой передачи, с основным кривошипом с обеспечением равных и противоположно направленных угловых скоростей вращения кривошипа и ведомого звена относительно корпуса, при этом длина ведомого звена равна радиусу кривошипа.Said method is carried out by a device for converting rotational motion into translational motion, comprising a body with a main crank hinged on it, hinged to a driven link, characterized in that the driven link with a drive pin at the end is mounted for rotation at the end of the main crank and is kinematically connected, for example, by means of a gear train, with the main crank providing equal and oppositely directed angular velocities of rotation of the crank and the driven link relative to the body, while the length of the driven link is equal to the radius of the crank.

Упомянутая зубчатая передача выполнена в виде закрепленного на кривошипе с возможностью вращения блока из двух шестерен, одна из которых сопряжена с жестко связанным с ведомым звеном зубчатым колесом, а вторая - с зубчатым колесом, неподвижно установленным соосно оси вращения кривошипа.Said gear train is made in the form of a block of two gears fixed on the crank with the possibility of rotation, one of which is associated with a gear wheel rigidly connected to the driven link, and the second with a gear wheel fixedly mounted coaxially with the crank rotation axis.

Группа изобретений поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена кинематическая схема реализации заявленного способа, на фиг. 2 - общий вид устройства; на фиг. 3 - сечение по D-D на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение по А-А на фиг. 2; на фиг. 5 - схема последовательного положения звеньев устройства при его работе.The group of inventions is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows a kinematic diagram of the implementation of the claimed method, in Fig. 2 - general view of the device; in fig. 3 is a section along D-D in FIG. 2; in fig. 4 is a section along A-A in FIG. 2; in fig. 5 is a diagram of the sequential position of the links of the device during its operation.

Кривошип 1 (OA на фиг. 1) радиусом r установлен с возможностью вращения относительно неподвижной опоры 2 (т. О). На конце основного кривошипа 1 (точка А) шарнирно установлено ведомое звено 3 (АВ) с радиусом r, ось вращения которого параллельной оси вращения основного кривошипа.The crank 1 (OA in Fig. 1) with radius r is mounted for rotation relative to the fixed support 2 (so). At the end of the main crank 1 (point A), a driven link 3 (AB) is pivotally mounted with a radius r, the axis of rotation of which is parallel to the axis of rotation of the main crank.

Конструктивная реализация устройства включает неподвижную опору 2 (фиг. 2), на которой шарнирно закреплен кривошип 1 радиусом r, несущий шарнирно закрепленное с возможностью вращения ведомое звено 3 с приводным пальцем 4, расположенным на расстоянии r от оси вращения звена 3. Соосно кривошипу 1 расположено неподвижное зубчатое колесо 5 с числом зубьев Z1, находящееся в зацеплении с блоком 6 зубчатых шестерен с числом зубьев Z2 и Z3. Последняя находится в зацеплении с зубчатым колесом 7, жестко связанным с ведомым звеном 3. Числа зубьев z1…z4 связаны между собой математическим соотношениемThe constructive implementation of the device includes a fixed support 2 (Fig. 2), on which a crank 1 with a radius r is hinged, bearing a driven link 3 hinged for rotation with a drive pin 4 located at a distance r from the axis of rotation of the link 3. Coaxially to the crank 1 is located fixed gear wheel 5 with the number of teeth Z 1 in engagement with the block 6 toothed gears with the number of teeth Z 2 and Z 3 . The latter is engaged with the gear wheel 7, rigidly connected to the driven link 3. The number of teeth z 1 ... z 4 are interconnected by a mathematical relationship

Figure 00000001
Figure 00000001

обеспечивающим требуемую угловую скорость ведомого звена 3.providing the required angular velocity of the driven link 3.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is carried out as follows.

При вращении кривошипа 1, например по направлению часовой стрелки, с угловой скоростью ω блок 6 шестерен, обкатываясь по зубчатому колесу 5, приводит во вращение зубчатое колесо 7, связанное с ведомым звеном 3, обеспечивая требуемую угловую скорость ω, направление которой противоположно направлению вращения кривошипа 1.When the crank 1 rotates, for example, in a clockwise direction, with an angular velocity ω, the gear unit 6, rolling around the gear wheel 5, rotates the gear wheel 7 associated with the driven link 3, providing the required angular velocity ω, the direction of which is opposite to the direction of rotation of the crank one.

Покажем, что при этом приводной палец 4 звена 3 будет перемещаться строго по прямой линии В0 В3 (фиг. 1 и 5). В исходном положении (фиг. 1) продольные оси кривошипа АО и ведомого звена и АВ параллельны направлению линейного поступательного перемещения приводного пальца.We will show that in this case the drive pin 4 of link 3 will move strictly in a straight line B 0 B 3 (Fig. 1 and 5). In the initial position (Fig. 1), the longitudinal axes of the crank AO and the driven link and AB are parallel to the direction of the linear translational movement of the drive pin.

При повороте кривошипа 1 на угол ϕ существует возможность оставить конец дополнительного кривошипа на линии ОВ, повернув его против часовой стрелки на определенный угол.When turning the crank 1 at an angle ϕ, it is possible to leave the end of the additional crank on the line OB by turning it counterclockwise by a certain angle.

Для его определения рассмотрим построения на фиг. 1. Две параллельные лини ОВ и A1C пересекает линия ОВ', следовательно углы ОВВ' и С А1В' равны ϕ. Так как треугольник A1B'B" равнобедренный, то и угол CA1B" равен ϕ, следовательно угол поворота дополнительного кривошипа относительно основного кривошипа составляет 2ϕ. При этом, относительно неподвижной опоры этот составляет ϕ в сторону, противоположную повороту кривошипа 1. При прохождении концом А кривошипа 1 положений А0…А6 (фиг. 5), конец В ведомого звена 3 перемещается по прямой линии В2…В4.To determine it, consider the constructions in Fig. 1. Two parallel lines OB and A 1 C are intersected by the line OB', therefore the angles OBV' and C A 1 B' are equal to ϕ. Since the triangle A 1 B'B" is isosceles, then the angle CA 1 B" is equal to ϕ, therefore the angle of rotation of the additional crank relative to the main crank is 2ϕ. In this case, relative to the fixed support, this is ϕ in the direction opposite to the rotation of the crank 1. When the end A of the crank 1 passes through the positions A 0 ... A 6 (Fig. 5), the end B of the driven link 3 moves along a straight line B 2 ... B 4 .

За счет того что ведомое звено, совершающее переносное и относительное движение, дополнительно вращают в противоположном относительно вращения ведущего звена направлении, причем модули угловых скоростей вращения обоих звеньев относительно неподвижной опоры одинаковые, что реализовано блоком шестерен, число зубьев которых выполнены согласно приведенной математической зависимости, достигается упомянутый технический результат - обеспечение строго прямолинейной траектории приводного пальца ведомого звена при вращательном движении ведущего звена.Due to the fact that the driven link, which performs a portable and relative movement, is additionally rotated in the direction opposite to the rotation of the driving link, and the modules of the angular speeds of rotation of both links relative to the fixed support are the same, which is implemented by a block of gears, the number of teeth of which are made according to the given mathematical dependence, is achieved said technical result - ensuring a strictly rectilinear trajectory of the drive pin of the driven link during the rotational movement of the driving link.

Claims (2)

1. Способ преобразования вращательного движения в поступательное, включающий вращение относительно неподвижной опоры приводного и связанного с ним с возможностью вращения ведомого звена, отличающийся тем, что ведомое звено дополнительно вращают в противоположном направлении относительно вращения ведущего звена, при этом угловые скорости вращения обоих звеньев относительно неподвижной опоры обеспечивают одинаковыми.1. A method for converting rotational motion into translational, including rotation relative to a fixed support of the drive link and the driven link associated with it with the possibility of rotation, characterized in that the driven link is additionally rotated in the opposite direction relative to the rotation of the drive link, while the angular speeds of rotation of both links relative to the fixed supports provide the same. 2. Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное, содержащее корпус с шарнирно закрепленным на нем кривошипом, шарнирно связанным с ведомым звеном, отличающееся тем, что ведомое звено с приводным пальцем на конце установлено на конце основного кривошипа с возможностью вращения и кинематически связано посредством зубчатой передачи с основным кривошипом с обеспечением равных и противоположно направленных угловых скоростей вращения кривошипа и ведомого звена относительно корпуса, при этом длина ведомого звена равна радиусу кривошипа, а зубчатая передача выполнена в виде закрепленного на кривошипе с возможностью вращения блока из двух шестерен, одна из которых сопряжена с зубчатым колесом, жестко связанным с ведомым звеном, а вторая - с зубчатым колесом, неподвижно установленным соосно оси вращения кривошипа.2. A device for converting rotational motion into translational motion, comprising a body with a crank hinged on it, hinged to the driven link, characterized in that the driven link with a drive pin at the end is installed at the end of the main crank with the possibility of rotation and is kinematically connected by means of a gear with the main crank providing equal and oppositely directed angular velocities of rotation of the crank and the driven link relative to the body, while the length of the driven link is equal to the radius of the crank, and the gear train is made in the form of a block of two gears mounted on the crank with the possibility of rotation, one of which is associated with a gear wheel rigidly connected to the driven link, and the second - with a gear wheel fixedly mounted coaxially with the axis of rotation of the crank.
RU2021130677A 2021-10-20 2021-10-20 Method for converting rotational motion into translational and device for its implementation RU2770622C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021130677A RU2770622C1 (en) 2021-10-20 2021-10-20 Method for converting rotational motion into translational and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021130677A RU2770622C1 (en) 2021-10-20 2021-10-20 Method for converting rotational motion into translational and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2770622C1 true RU2770622C1 (en) 2022-04-19

Family

ID=81212563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021130677A RU2770622C1 (en) 2021-10-20 2021-10-20 Method for converting rotational motion into translational and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2770622C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU426093A1 (en) * 1971-12-07 1974-04-30 В. Л. Жавнер , Е. И. Тро новский MECHANISM OF PLANETARY TYPE OF TRANSFORMATION OF ROTATIVE MOVEMENT IN RETURN AND TRANSFER
RU2134795C1 (en) * 1998-05-13 1999-08-20 Бродов Михаил Ефимович Method of and volumetric expansion (displacement) machine for conversion of motion
EP3139066B1 (en) * 2015-08-31 2018-12-12 Antonios Mastrokalos A converter of dynamic to rotational motion of a chained pushrod
DE102017008201A1 (en) * 2017-08-30 2019-02-28 Georg Schreiber Eccentric planetary gear for a double crank

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU426093A1 (en) * 1971-12-07 1974-04-30 В. Л. Жавнер , Е. И. Тро новский MECHANISM OF PLANETARY TYPE OF TRANSFORMATION OF ROTATIVE MOVEMENT IN RETURN AND TRANSFER
RU2134795C1 (en) * 1998-05-13 1999-08-20 Бродов Михаил Ефимович Method of and volumetric expansion (displacement) machine for conversion of motion
EP3139066B1 (en) * 2015-08-31 2018-12-12 Antonios Mastrokalos A converter of dynamic to rotational motion of a chained pushrod
DE102017008201A1 (en) * 2017-08-30 2019-02-28 Georg Schreiber Eccentric planetary gear for a double crank

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6127622B2 (en)
RU2770622C1 (en) Method for converting rotational motion into translational and device for its implementation
RU2528493C2 (en) Toothed converter of rotation motion to rotation and reciprocating motion
EP0953488A3 (en) Windshield wiper system and drive mechanism
US2534093A (en) Intermittently engaged clutch variable power transmission
RU2500938C1 (en) Converter of rotational movement to translational movement
RU2242654C2 (en) High-torque variator
RU2272948C2 (en) Converter of reciprocation motion to rotation
SU1726874A1 (en) Converting gear mechanism
RU2784494C1 (en) Converter of reciprocating motion to unidirectional rotational
RU54124U1 (en) MECHANISM FOR TRANSFORMING ROTARY MOTION TO COMPLEX MOTION AND REVERSE
RU2810824C1 (en) Ornithopter
RU2204749C1 (en) High-torque variable-speed drive
RU2749680C1 (en) Planetary gear with non-circular gear for motion conversion
RU59182U1 (en) MECHANISM FOR TRANSFORMING ROTARY MOTION TO COMPLEX MOTION AND REVERSE
RU2804743C1 (en) Multi-piston engine
RU2263240C2 (en) Vibratory mechanism for high-torque variable-speed drive
RU2475665C1 (en) Converter of rotational movement to translational movement
RU2285168C1 (en) Method and device for control of adjusting angle of gear-lever mechanism
RU221776U1 (en) Piston compressor actuator
RU2147701C1 (en) Gear-and-lever variable speed drive
RU2196263C2 (en) Antiparallel link mechanism
SU1508026A1 (en) Coupling
SU1017863A1 (en) Apparatus for converting rotation to oscillation motion
RU2263840C2 (en) Vibration mechanism for high-moment variator