RU2784494C1

RU2784494C1 - Converter of reciprocating motion to unidirectional rotational

Info

Publication number: RU2784494C1
Application number: RU2022121950A
Authority: RU
Inventors: Андрей Александрович Война; Владимир Владимирович Юнин
Filing date: 2022-08-12
Publication date: 2022-11-28

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to drives. The converter of reciprocating motion into unidirectional rotational motion consists of a rack meshed with two cylindrical gears and a driven hypoid wheel. The gears are rigidly fixed on two parallel shafts. The ends of the shafts are connected to the leading hypoid gears. All four gears are connected through reverse clutches to the driven wheel. The axes of the shafts and the driven wheel do not intersect.

EFFECT: increase in the torque allowed in the transmission is achieved.

1 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам, применяемым в приводах машинных агрегатов, использующих преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное.The present invention relates to mechanical engineering, in particular to devices used in drives of machine units that use the conversion of reciprocating motion into rotational.

Известен одноосный преобразователь движения из возвратно-поступательного в однонаправленное вращательное (патент РФ №2270390) (аналог), содержащий рейку, шестерни, выходной вал, две обгонные муфты и упоры. Под углом 90 градусов к ведущему валу расположен вал отбора мощности. На ведущем валу шарнирно установлена шестерня, находящаяся в зацеплении с рейкой. Шестерня соприкасается торцами с двумя обгонными муфтами, контактирующими с упором и шарнирно установленной на ведущем валу конической шестерней, которая связана с промежуточной шестерней, закрепленной на валу отбора мощности. Промежуточная шестерня сцеплена с конической шестерней, фиксированной на ведущем валу. На валу неподвижно установлен дополнительный упор, помещенный в шестерню, приводимую в движение рейкой, и закрытый фланцем. Known uniaxial motion converter from reciprocating to unidirectional rotary (RF patent No. 2270390) (similar), containing a rack, gears, output shaft, two overrunning clutches and stops. The power take-off shaft is located at an angle of 90 degrees to the drive shaft. A pinion is pivotally mounted on the drive shaft and meshes with the rack. The gear is in contact with the ends of two overrunning clutches in contact with the stop and bevel gear pivotally mounted on the drive shaft, which is connected to the intermediate gear mounted on the power take-off shaft. The intermediate gear is engaged with a bevel gear fixed on the drive shaft. An additional stop is fixedly mounted on the shaft, placed in a gear driven by a rack and closed by a flange.

Недостатком данного преобразователя является сложность конструкции и необходимость применения противоотжимного устройства для сохранения постоянства зазора в зацеплении рейка – шестерня. The disadvantage of this converter is the complexity of the design and the need to use an anti-squeeze device to maintain a constant gap in the engagement of the rack - gear.

Известен преобразователь возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное (патент РФ №2272948) (прототип), содержащий рейку, шестерни, выходной вал, две обгонные муфты и упоры. Сочлененная с рейкой шестерня соприкасается торцами с двумя обгонными муфтами, поочередно контактирующими с коническими шестернями. Конические шестерни ограничены в перемещении по валу упорами и сочленены с конической шестерней, фиксированной на выходном валу. Рейка с шестерней и обгонными муфтами расположены между двумя коническими шестернями. Недостатком данного преобразователя является слабая нагрузочная способность конических передач с однопарным зубчатым зацеплением, входящих в конструкцию устройства.Known Converter reciprocating motion in a unidirectional rotational (RF patent No. 2272948) (prototype), containing a rack, gears, output shaft, two overrunning clutches and stops. The pinion articulated with the rack comes into contact with two overrunning clutches, which alternately contact the bevel gears. Bevel gears are limited in movement along the shaft by stops and are articulated with a bevel gear fixed on the output shaft. The pinion rack and overrunning clutches are located between the two bevel gears. The disadvantage of this converter is the weak load capacity of bevel gears with single-pair gearing included in the design of the device.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение нагрузочной способности преобразователя возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное.The objective of the invention is to increase the load capacity of the Converter reciprocating motion in a unidirectional rotary.

Техническим результатом использования предлагаемого преобразователя является создание преобразователя возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное, способного передавать большие крутящие моменты без существенного усложнения конструкции и увеличения массы.The technical result of using the proposed converter is the creation of a reciprocating to unidirectional rotary converter capable of transmitting large torques without significantly complicating the design and increasing the mass.

Технический результат достигается преобразователем возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное (далее преобразователь), состоящий из рейки, находящейся в зацеплении с двумя цилиндрическими шестернями, жестко закрепленными на двух параллельных валах. Левые концы валов соединены с ведущими гипоидными шестернями прямого хода посредством обгонных муфт прямого хода, способных передавать вращение с валов на ведущие гипоидные шестерни прямого хода только при прямом ходе рейки. Правые концы валов соединены с ведущими гипоидными шестернями обратного хода посредством обгонных муфт обратного хода, способных передавать вращение с валов на ведущие гипоидные шестерни обратного хода только при обратном ходе рейки. Ведущие гипоидные шестерни прямого и обратного хода находятся в зацеплении с ведомым гипоидным колесом, жестко закрепленным на ведомом валу. Причем оси валов не пересекаются с осью ведомого вала, а расположены со смещением осей под углом скрещивания 90 градусов.The technical result is achieved by a converter of reciprocating motion into a unidirectional rotary motion (hereinafter referred to as the converter), consisting of a rack meshed with two cylindrical gears rigidly mounted on two parallel shafts. The left ends of the shafts are connected to the forward-running hypoid gears by means of forward-running overrunning clutches capable of transmitting rotation from the shafts to the forward-running hypoid gears only during the forward travel of the rack. The right ends of the shafts are connected to the hypoid reverse gears by means of overrunning reverse clutches capable of transmitting rotation from the shafts to the reverse hypoid gears only when the rack reverses. The leading hypoid gears of the forward and reverse motion are engaged with the driven hypoid wheel rigidly fixed on the driven shaft. Moreover, the axes of the shafts do not intersect with the axis of the driven shaft, but are located with an offset of the axes at a crossing angle of 90 degrees.

На фиг. 1 изображен преобразователь в неподвижном состоянии. На фиг. 2 изображен преобразователь при прямом ходе рейки (рейка движется вниз). На фиг. 3 изображен преобразователь при обратном ходе рейки (рейка движется вверх). In FIG. 1 shows the converter in a stationary state. In FIG. 2 shows the transducer with the rack running straight (the rack moves down). In FIG. 3 shows the transducer during the reverse stroke of the rail (the rail moves up).

Преобразователь состоит из рейки 1, находящейся в зацеплении с двумя цилиндрическими шестернями 2 и 3, жестко закрепленными на двух параллельных валах 4 и 5. Левые концы валов 4 и 5 соединены с ведущими гипоидными шестернями прямого хода 6 и 7 посредством обгонных муфт прямого хода 8 и 9, способных передавать вращение с валов 4 и 5 на ведущие гипоидные шестерни прямого хода 6 и 7 только при прямом ходе рейки 1. Правые концы валов 4 и 5 соединены с ведущими гипоидными шестернями 10 и 11 обратного хода посредством обгонных муфт обратного хода 12 и 13, способных передавать вращение с валов 4 и 5 на ведущие гипоидные шестерни обратного хода 6 и 7 только при обратном ходе рейки 1. Ведущие гипоидные шестерни 6, 7, 10 и 11 прямого и обратного хода находятся в зацеплении с ведомым гипоидным колесом 14, жестко закрепленным на ведомом валу 15. Причем оси валов 4 и 5 не пересекаются с осью ведомого вала 15, а расположены со смещением осей под углом скрещивания 90 градусов.The converter consists of a rack 1, which is engaged with two cylindrical gears 2 and 3, rigidly fixed on two parallel shafts 4 and 5. The left ends of the shafts 4 and 5 are connected to the leading hypoid gears of the forward stroke 6 and 7 by means of overrunning clutches of the direct stroke 8 and 9, capable of transmitting rotation from shafts 4 and 5 to forward hypoid gears 6 and 7 only in the forward stroke of rack 1. The right ends of shafts 4 and 5 are connected to reverse hypoid gears 10 and 11 by overrunning reverse clutches 12 and 13 , capable of transmitting rotation from shafts 4 and 5 to the leading hypoid gears of the reverse motion 6 and 7 only during the reverse stroke of the rack 1. The leading hypoid gears 6, 7, 10 and 11 of the forward and reverse motion are engaged with the driven hypoid wheel 14, rigidly fixed on the driven shaft 15. Moreover, the axes of the shafts 4 and 5 do not intersect with the axis of the driven shaft 15, but are located with the offset of the axes at a crossing angle of 90 degrees.

Преобразователь работает следующим образом.The converter works as follows.

При прямом ходе рейка 1 перемещается вниз. Посредством зубчатого зацепления рейка 1 приводит во вращение цилиндрические шестерни 2 и 3, которые начинают вращаться вместе с валами 4 и 5. Посредством замкнутых обгонных муфт прямого хода 8 и 9 вращение с валов 4 и 5 передается на ведущие гипоидные шестерни прямого хода 6 и 7, с которых посредством зубчатого зацепления вращение передается на ведомое гипоидное колесо 14. При этом ведомое гипоидное колесо 14 вращается вместе с ведомым валом 15 по часовой стрелке, а ведущие гипоидные шестерни обратного хода 10 и 11 вращаются вхолостую при разомкнутых обгонных муфтах обратного хода 12 и 13.In the forward stroke, the rail 1 moves down. By means of gearing, rack 1 rotates cylindrical gears 2 and 3, which begin to rotate together with shafts 4 and 5. Through closed overrunning forward clutches 8 and 9, rotation from shafts 4 and 5 is transmitted to leading hypoid gears of direct motion 6 and 7, from which, by means of a gearing, the rotation is transmitted to the driven hypoid wheel 14. In this case, the driven hypoid wheel 14 rotates together with the driven shaft 15 clockwise, and the driving hypoid reverse gears 10 and 11 rotate idle with open overrunning reverse clutches 12 and 13.

При обратном ходе рейка 1 перемещается вверх, посредством зубчатого зацепления рейка 1 приводит во вращение цилиндрические шестерни 2 и 3, которые начинают вращаться вместе с валами 4 и 5 в обратную сторону. Посредством замкнутых обгонных муфт обратного хода 12 и 13 вращение с валов 4 и 5 передается на ведущие гипоидные шестерни обратного хода 10 и 11, с которых посредством зубчатых зацеплений вращение передается на ведомое гипоидное колесо 14. При этом ведомое гипоидное колесо 14 вращается вместе с ведомым валом 15 также против часовой стрелки, а ведущие гипоидные шестерни прямого хода 6 и 7 вращаются вхолостую при разомкнутых обгонных муфтах прямого хода 8 и 9.During the reverse stroke, the rack 1 moves up, through the gearing, the rack 1 drives the cylindrical gears 2 and 3, which begin to rotate together with the shafts 4 and 5 in the opposite direction. Through closed overrunning reverse clutches 12 and 13, rotation from shafts 4 and 5 is transmitted to the leading hypoid reverse gears 10 and 11, from which, through gearing, rotation is transmitted to the driven hypoid wheel 14. In this case, the driven hypoid wheel 14 rotates together with the driven shaft 15 is also counterclockwise, and forward hypoid drive gears 6 and 7 rotate idle with forward freewheels 8 and 9 open.

Таким образом, возвратно-поступательное движение рейки 1 преобразуется в однонаправленное вращательное движение ведомого вала 15, а благодаря многопарным зубчатым зацеплениям гипоидных передач возможна передача больших крутящих моментов.Thus, the reciprocating motion of the rack 1 is converted into a unidirectional rotational motion of the driven shaft 15, and due to the multi-pair gearing of the hypoid gears, the transmission of large torques is possible.

Claims

Converter of reciprocating motion into unidirectional rotational motion, consisting of a rack engaged with two cylindrical gears rigidly mounted on two parallel shafts, the left ends of the shafts are connected to the leading hypoid gears of the forward motion by means of freewheels of the forward motion, capable of transmitting rotation from the shafts to forward hypoid drive gears only during rack forward travel, the right ends of the shafts are connected to reverse hypoid drive gears by overrunning reverse clutches capable of transmitting rotation from the shafts to reverse hypoid drive gears only during rack reverse travel, forward and reverse hypoid drive gears the strokes are engaged with the driven hypoid wheel rigidly fixed on the driven shaft, and the shaft axes do not intersect with the axis of the driven shaft, but are located with axes offset at a crossing angle of 90 degrees.