Механизм для преобразования возвратно-вращательного движения в одностороннее вращательное

МЕХАНИЗМ ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВОЗВРАТНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ В ОДНОСТОРОННЕЕ ВРАЩАТЕЛЬНОЕ Изобретение относится к деталям машин, а именно к устройствам для преобразования возвратновращательного движения во вращение в одном направлении. Механизм содержит первый (7),третий (6) и второй (5) элементы передачи вращения, установленные в корпусе (1) соответственно на соосных один другому входном (2) и выходном (3) валах, имеющих осевые отверстия, и на промежуточном валу (4), распложенном перпендикулярно входному (2) и выходному (3) валам. Механизм содержит вал (8) отбора мощности, проходящий через осевые отверстия входного(2) и выходного (3) валов. Механизм также содержит кулачковую муфту с ведущей и ведомой полумуфтами, выполненными на обращенных друг к другу торцевых частях первого (7) и второго (5) элементов передачи вращения соответственно, и полумуфтой (10) переключения,установленной в корпусе на валу (8) отбора мощности. Отличительной особенностью заявляемого изобретения является то, что полумуфта (10) переключения имеет возможность осевого перемещения и зацепления ее кулачков в зависимости от направления вращения входного (2) вала с кулачками ведущей или ведомой полумуфты таким образом, что крутящий момент от входного (2) вала передается на вал (8) отбора мощности непосредственно через полумуфту (10) переключения,когда входной (2) вал перемещается в одном из направлений своего вращения, и через первый(7), третий (6) и второй (5) элементы передачи вращения и полумуфту (10) переключения, когда входной (2) вал перемещается в другом направлении своего вращения. Решение направлено на повышение эффективности работы устройства путем преобразования вращения на входном валу с неограниченным углом поворота в ту или иную сторону во вращение в одном направлении выходного вала. Расширение функциональных возможностей может быть использовано, например,для привода грузоподъемных механизмов с использованием мускульной энергии (ручные тали,домкраты, полиспасты и проч.), а также в качестве промежуточного узла для привода в движение использующих мускульную энергию транспортных средств, таких как велосипеды, инвалидные коляски, веломобили. Изобретение относится к деталям машин и может быть использовано, например, для привода грузоподъемных механизмов с использованием мускульной энергии (ручные тали, домкраты, полиспасты и проч.), а также в качестве промежуточного узла для привода в движение использующих мускульную энергию транспортных средств, таких как велосипеды, инвалидные коляски, веломобили. Известны устройства преобразования движения, используемые, например, в подъемных устройствах, в частности лебедках ( RU 2045469; SU 929535), основным недостатком которых является наличие холостого хода, что приводит к снижению эффективности прилагаемых движений. Известно устройство преобразования движения (SU 812703, опубл. 15.03.81), содержащее две отдельные катушки, на которые взаимообратно наматывается трос, что ведет к увеличению количества деталей и увеличению размеров устройства. Также известно устройство для преобразования возвратно-вращательного движения, включающее корпус, входной и выходной вал, находящиеся на одной оси (патент RU 2239739, опубл. 10.11.2004). К недостаткам устройства относится то, что оно жестко фиксировано - ограниченный угол поворота входного вала от одной точки до другой и обратно, т.е. устройство работоспособно при вращении входного вала от одной точки до другой только на определенный угол поворота. Если работа данного устройства остановится на одной из этих двух точек, то вращением входного вала нельзя будет запустить работу устройства с места, так как кривошипные пальцы будут находиться в мертвых точках. Также при повороте входного вала от одной точки до другой угловая скорость выходного вала будет совпадать со скоростью входного вала, а при обратном вращении входного вала угловая скорость поворота выходного вала будет нелинейной, т.е. вначале будет замедление, потом ускорение относительно скорости входного вала. Из известных технических решений наиболее близким объектом к заявляемому по совокупности существенных признаков является "Устройство для преобразования возвратно-вращательного движения во вращательное в одном направлении" ( патент RU 2390675 С 1). Принятый за прототип объект представляет собой устройство преобразования возвратновращательного движения во вращательное, содержащее корпус с входной и выходной осями, снабженный по меньшей мере одной промежуточной осью, установленной в корпусе перпендикулярно входной оси, по меньшей мере двумя элементами сцепления для передачи вращения, жестко установленными на выходной оси с возможностью взаимно обратного вращательного действия, и по меньшей мере тремя элементами передачи вращения, взаимосвязанными между собой и жестко установленными между элементами сцепления, также с возможностью взаимно обратного вращательного действия для передачи вращения выходной оси в одном направлении. Один из элементов передачи вращения жестко установлен на промежуточной оси, а два других жестко взаимосвязаны с элементами сцепления. Элемент передачи вращения выполнен в виде конической шестерни. Элементы сцепления для передачи вращения выполнены в виде храповой или обгонной муфт. Данное устройство обеспечивает сравнительно высокую эффективность преобразования видов движения, имеет малые габариты. Однако высокая эффективность в механизме достигается за счет применения сложных по конструкции и изготовлению элементов сцеплений (храповые и обгонные муфты),а их применение приводит к дополнительным потерям. Задачей предлагаемого изобретения является создание простого в изготовлении и надежного в работе механизма для преобразования возвратно-вращательного движения в одностороннее вращательное,свободное от недостатков прототипа, который может служить приводом для грузоподъемных механизмов, использующих мускульную энергию, например ручные тали, домкраты, полиспасты, а также промежуточным узлом для привода в движение использующих мускульную энергию транспортных средств,таких как велосипеды, инвалидные коляски, веломобили и прочее. В результате решения этой задачи достигнут новый технический результат, заключающийся в расширении технологических и функциональных возможностей механизма, простой и дешевой в изготовлении конструкции самого механизма, что повышает конкурентоспособность применения данного устройства. Данный технический результат достигнут тем, что механизм для преобразования возвратновращательного движения в одностороннее вращательное содержит первый, второй и третий элементы передачи вращения, установленные в корпусе соответственно на соосных один другому входном и выходном валах, имеющих осевые отверстия, и на промежуточном валу, расположенном перпендикулярно входному и выходному валам, вал отбора мощности, проходящий через осевые отверстия входного и выходного валов, кулачковую муфту с ведущей и ведомой полумуфтами, выполненными на обращенных друг к другу торцевых частях первого и второго элементов передачи вращения соответственно, и полумуфтой переключения, установленной в корпусе на валу отбора мощности с возможностью ее осевого перемещения и зацепления ее кулачков в зависимости от направления вращения входного вала с кулачками ведущей или ведомой полумуфты таким образом, что крутящий момент от входного вала передается на вал отбора мощности непосредственно через полумуфту переключения, когда входной вал перемещается в одном из направлений своего вращения, и через первый, третий и второй элементы вращения и полумуфту переключения, когда входной вал перемещается в другом направлении своего вращения. На фиг. 1 представлен схематично продольный разрез механизма. Стрелками показано направление движения ведущего и ведомого звена. На фиг. 2 представлен схематично поперечный разрез заявляемого механизма. Механизм содержит неподвижный корпус 1, в стенках которого имеются отверстия с установленными в них входным валом 2 и находящимся соосно с ним выходным валом 3, при этом оба вала имеют сквозные осевые отверстия. Механизм также содержит промежуточный вал 4, установленный в корпусе 1 перпендикулярно входному 2 и выходному 3 валам. Валы 2, 3, 4 свободно вращаются в корпусе 1. Механизм содержит первый 7, второй 5 и третий 6 элементы передачи вращения, установленные в корпусе соответственно на входном 2, выходном 3 и на промежуточном 4 валах. Элементы вращения 7 и 5 имеют ведущую и ведомую кулачковые полумуфты, выполненные на обращенных друг к другу торцевых частях. Элемент передачи вращения 5 образует пару вращения с элементом передачи вращения 6. В свою очередь, элемент передачи вращения 6 передает вращение на элемент передачи вращения 7. Промежуточный вал 4 используется для жесткой установки на нем элемента передачи вращения 6. Скорость вращения вала 3 равна скорости вращения входного вала 2 независимо от коэффициента передачи элемента 6. Возможен вариант активного использования промежуточного вала 4 в качестве входного вала. В этом случае в зависимости от величины диаметра элемента 6, влияющей на коэффициент передачи, угловая скорость выходного вала 3 будет изменяться относительно вала 4. Отличительной особенностью изобретения является то, что механизм снабжен валом отбора мощности 8 с шпонкой 9, проходящий через осевые отверстия входного 2 и выходного 3 валов, на котором свободно и с возможностью перемещения вдоль него установлена полумуфта переключения 10. Полумуфта 10 со стороны торцов снабжена кулачками, попеременно находящимися в зацеплении с кулачками, расположенными на торцах элементов передачи вращения 5 и 7. Такое решение позволяет при возвратно-вращательном движении входного звена обеспечить вращательное движение в одну сторону выходного звена механизма. Механизм работает следующим образом. Входной вал 2 вращается против часовой стрелки и за счет зацепленных кулачков элемента передачи вращения 7 с кулачками полумуфты переключения 10 передает крутящий момент на вал отбора мощности 8 через сидящую на шпонке 9 полумуфту переключения 10. Одновременно через элементы передачи вращения 5, 6, 7 вращение передается на вал 3, который свободно вращается в корпусе 1. При вращении входного вала 2 в другую сторону (по часовой стрелке) происходит одновременное расцепление кулачков полумуфты переключения 10 с кулачками элемента передачи вращения 7 и зацепление расположенных на другой стороне полумуфты 10 кулачков с кулачками, расположенными на элементе передачи вращения 5. При этом сидящая на шпонке 9 полумуфта переключения 10 передает крутящий момент на вал отбора мощности 8, который вращается в ту же сторону, что и в предыдущем цикле, т.е. против часовой стрелки. Входные валы 2 и 4 имеют общие свойства передавать на выходной вал 8 возвратно-вращательное движение с целью получения его вращения в одну сторону. В качестве элементов передачи вращения 5, 6, 7 можно использовать конические шестерни либо пары, работающие на силе трения, либо передачу корончатая шестерня-цилиндрическая шестернякорончатая шестерня. Таким образом, приведенные отличительные особенности заявляемого изобретения в сравнении с прототипом расширяют технологические и функциональные возможности механизма при более простой и дешевой в изготовлении конструкции самого механизма, что повышает конкурентоспособность агрегата. Преимущества, достигаемые при использовании заявляемого изобретения, следующие: создан механизм, преобразующий вращение в любых направлениях с неограниченным углом поворота входного вала во вращение выходного вала в одном направлении,повышена эффективность работы механизма,расширены функциональные возможности. Механизм преобразования возвратно-вращательного движения в одностороннее вращательное движение может быть использован, например, в подъемных устройствах, устройствах выработки электроэнергии, станках, насосах, в транспортных устройствах. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Механизм для преобразования возвратно-вращательного движения в одностороннее вращательное, содержащий первый (7), второй (5) и третий (6) элементы передачи вращения, установленные в корпусе (1) соответственно на соосных один другому входном (2) и выходном (3) валах, имеющих осевые отверстия, и на промежуточном валу (4), расположенном перпендикулярно входному (2) и выходному (3) валам, вал (8) отбора мощности, проходящий через осевые отверстия входного (2) и выходного (3) валов,отличающийся тем, что он содержит кулачковую муфту с ведущей и ведомой полумуфтами, выполнен-2 021561 ными на обращенных друг к другу торцевых частях первого (7) и второго (5) элементов передачи вращения соответственно, и полумуфтой (10) переключения, установленной в корпусе (1) на валу (8) отбора мощности с возможностью ее осевого перемещения и зацепления ее кулачков в зависимости от направления вращения входного (2) вала с кулачками ведущей или ведомой полумуфты таким образом, что крутящий момент от входного (2) вала передается на вал (8) отбора мощности непосредственно через полумуфту (10) переключения, когда входной вал (2) перемещается в одном из направлений своего вращения, и через первый (7), третий (6) и второй (5) элементы вращения и полумуфту (10) переключения,когда входной вал (2) перемещается в другом направлении своего вращения. 2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что вал (8) отбора мощности соединен с полумуфтой (10) переключения посредством шпонки (9). 3. Механизм по п.1, отличающийся тем, что элементы (5-7) передачи вращения выполнены каждый в виде конической шестерни.