Механизм для преобразования возвратно-вращательного движения в одностороннее вращательное

МЕХАНИЗМ ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВОЗВРАТНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ В ОДНОСТОРОННЕЕ ВРАЩАТЕЛЬНОЕ Изобретение относится к деталям машин и может быть использовано, например, для привода грузоподъемных механизмов с использованием мускульной энергии. Механизм содержит корпус,первую и вторую кулачковые муфты с ведущими и ведомыми полумуфтами, где ведущие полумуфты снабжены средствами их возврата в первоначальное состояние, крепящимися с одной стороны к корпусу механизма, а с другой стороны - к ведущим полумуфтам, а ведомые полумуфты жестко закреплены на валу отбора мощности. Также ведущие полумуфты первой и второй кулачковых муфт установлены на валу свободно и с возможностью перемещения вдоль него и служат для передачи крутящего момента ведомым полумуфтам за счет попеременно прилагаемого к ведущим полумуфтам усилия от внешнего источника силы. При этом муфты выполнены таким образом, что при приводном вращательном движении первой кулачковой муфты кулачки, расположенные на ведущей полумуфте первой кулачковой муфты, находятся в зацеплении с кулачками ведомой полумуфты, а кулачки ведомой и ведущей полумуфт второй кулачковой муфты расцеплены, и наоборот, при приводном вращательном движении второй кулачковой муфты кулачки, расположенные на ведущей полумуфте второй кулачковой муфты, находятся в зацеплении с кулачками ведомой полумуфты, а кулачки ведомой и ведущей полумуфт первой кулачковой муфты расцеплены. Изобретение обеспечивает получение простого в изготовлении и надежного в работе механизма для преобразования возвратно-вращательного движения в одностороннее вращательное, который можно использовать в качестве промежуточного узла для привода в движение использующих мускульную энергию транспортных средств. 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, водные велосипеды. Однако в вышеперечисленных грузоподъемных механизмах, как правило, используются устройства имеющие прямой (полезный) и холостой ход, что снижает эффективность использования механизмов. Известны технические решения позволяющие избежать этого недостатка, т.е. использовать холостой ход в качестве рабочего. Например, "Зубчато-реечный механизм" по авт. свид. СССР 1461097,F16H 19/04, 1985, в котором для преобразования вращательного движения в поступательное введен дополнительно планетарный редуктор. При этом появляется возможность обеспечить непрерывное движение выходного звена. Однако известная установка требует для реализации повышенной точности изготовления зубчатых колес, что увеличивает ее стоимость и снижает конкурентоспособность. Или, например, "Механизм для преобразования возвратно-поступательного движения в непрерывное вращательное" по авт. свид.1620738, F16H 19/09, 1988, представляющий собой механизм для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, содержащий корпус, звено, движущееся возвратно-поступательно и элемент, преобразующий линейное движение во вращение, а именно,установленную в направляющих зубчатую рейку, находящуюся в зацеплении с шестерней, содержащий промежуточный вал и вал отбора мощности, оснащенные зубчатыми колесами, находящимися в зацеплении, а также первую и вторую муфты свободного хода, с помощью которых, а также с помощью зубчатых колес, кинематически связаны зубчатая рейка, промежуточный вал и вал отбора мощности. Данный механизм обеспечивает сравнительно высокую эффективность преобразования видов движения, имеет малые габариты. Однако высокая эффективность в механизме достигается за счет применения сложной конструкции зубчатых зацеплений, а применение заклинивающихся муфт свободного хода приводит к дополнительным потерям. Из известных технических решений наиболее близким объектом к заявляемому по совокупности существенных признаков является "Механизм для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное" по патенту РБ 2063, F16 Н 19/09, 1997, принятый автором за прототип заявляемого устройства. Принятый за прототип объект представляет собой механизм для преобразования возвратнопоступательного движения во вращательное, содержащий корпус, звено, движущееся возвратнопоступательно, и элемент, преобразующий линейное перемещение во вращение, например установленную в направляющих зубчатую рейку, находящуюся в зацеплении с шестерней, содержащий промежуточный вал и вал отбора мощности, оснащенные зубчатыми колесами, находящимися в зацеплении, а также первую и вторую муфты свободного хода, с помощью которых, а также с помощью зубчатых колес, кинематически связаны зубчатая рейка, промежуточный вал и вал отбора мощности, согласно изобретению механизм оснащен осью, на которой установлена с возможностью перемещения вдоль оси шестерня, муфты свободного хода выполнены кулачкового типа, причем ведущие кулачки установлены на шестерне по обе стороны рейки, а ведомые установлены на зубчатых колесах, при этом зубчатое колесо ведомых кулачков первой муфты находится в зацеплении с зубчатым колесом промежуточного вала, а второй муфты - с колесом вала отбора мощности, кроме того, нарезка зубьев рейки и шестерни выполнена косозубой таким образом, что угол между зубьями и осью шестерни направлен в сторону выходного вала. Такое решение позволяет при возвратно-поступательном движении входного звена обеспечить непрерывное вращательное движение в одну сторону выходного звена механизма, при этом вращение выходного звена происходит с переменной угловой скоростью. Однако высокая эффективность в прототипе достигается за счет применения сложных в изготовлении шестерен, зубчатой рейки, а также применения промежуточного вала. Также в механизме не предусмотрено устройство возврата входного звена в первоначальное положение после завершения рабочего хода. Задачей предлагаемого изобретения является создание простого в изготовлении и надежного в работе механизма для преобразования возвратно-вращательного движения в одностороннее вращательное движение, который может служить приводом для грузоподъемных механизмов, с использованием мускульной энергии, например ручные тали, домкраты, полиспасты, а также промежуточным узлом для привода в движение использующих мускульную энергию транспортных средств, таких как: велосипеды,инвалидные коляски, веломобили, водные велосипеды и проч. 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 корпус, первую и вторую кулачковые муфты с ведомыми и ведущим полумуфтами, где ведущие полумуфты снабжены средствами их возврата в первоначальное состояние, крепящимися с одной стороны к корпусу механизма, а с другой стороны - к ведущим полумуфтам. При этом ведомые полумуфты жестко закреплены на оси, служащей валом отбора мощности, а ведущие полумуфты согласно изобретению свободно установлены на валу с возможностью перемещения вдоль него. Ведущие полумуфты служат для приведения механизма в действие за счет попеременного приложения к ним усилия от внешнего источника силы, принуждающего их совершать вращательное движение, например закрепленного и навитого на них троса или цепи или установленных на них рычагов. Кроме того, ведущие полумуфты снабжены указанными простейшими устройствами их возврата в первоначальное положение в виде элементов работающих на растяжение, например пружинами растяжения и имеющих достаточное усилие для возвращения ведущих полумуфт в первоначальное положение. Отличительной особенностью заявляемого изобретения является то, что механизм снабжен валом,на котором свободно и с возможностью перемещения вдоль него установлены первая и вторая ведущие полумуфты кулачковых муфт, попеременно находящиеся в зацеплении с одной из ведомых полумуфт. При этом муфты выполнены таким образом, что при приводном вращательном движении первой кулачковой муфты кулачки, расположенные на ведущей полумуфте первой кулачковой муфты, находятся в зацеплении с кулачками ведомой полумуфты, а кулачки ведомой и ведущей полумуфт второй кулачковой муфты расцеплены, и наоборот, при приводном вращательном движении второй кулачковой муфты кулачки, расположенные на ведущей полумуфте второй кулачковой муфты, находятся в зацеплении с кулачками ведомой полумуфты, а кулачки ведомой и ведущей полумуфт первой кулачковой муфты расцеплены. Такое решение позволяет при возвратно-вращательном движении входного звена обеспечитьвращательное движение в одну сторону выходного звена механизма. Эти особенности механизма позволяют получить возвратно-вращательное движение входного звена и преобразование этого движения в одностороннее вращательное движение выходного звена при простой и дешевой в изготовлении конструкции самого механизма, его минимальных габаритах за счет установки на валу свободно и с возможностью перемещения вдоль него основных элементов передачи первой и второй ведущих кулачковых полумуфт. При этом кулачковые муфты работают в более благоприятных условиях, их сцепление и расцепление осуществляются при минимальных окружных скоростях и, соответственно, минимальных усилиях взаимодействия. Открытые для обработки поверхности кулачков позволяют снизить стоимость изготовления муфт. Причем отбор мощности производится с двух сторон механизма, что существенно повышает его применимость в технике. Таким образом, приведенные отличительные особенности заявляемого изобретения в сравнении с прототипом расширяют технологические и функциональные возможности механизма при простой и дешевой в изготовлении конструкции самого механизма, что повышает конкурентоспособность агрегата. На фиг. 1 представлен схематично продольный разрез заявляемого механизма. Стрелками показано направление движения ведущего и ведомого звена; на фиг. 2 представлен схематично поперечный разрез заявляемого механизма. Стрелкой показано направление движения ведущего звена, а пунктирной стрелкой - направление приложения внешнего источника силы. Механизм содержит корпус 2, первую и вторую кулачковые муфты с ведущими 3 и 6 и ведомыми 1 и 4 полумуфтами, где ведущие кулачковые полумуфты 3 и 6 снабжены простейшими средствами их возврата в первоначальное состояние в виде элементов работающих на растяжение, например пружинами растяжения 7, крепящимися с одной стороны к корпусу 2, а с другой стороны - к ведущим кулачковым полумуфтам 3 и 6, а ведомые полумуфты 1 и 4 жестко закреплены на валу отбора мощности 5. Кроме того, на валу отбора мощности 5 свободно и с возможностью перемещения вдоль него установлены первая 3 и вторая 6 ведущие кулачковые полумуфты. Заявляемый механизм работает следующим образом. При приводном вращательном движении ведущей полумуфты 6 против часовой стрелки, например,под действием дополнительно навитого на ней троса или цепи или рычага (пунктирная стрелка, фиг. 2),одновременно вращается зацепленная с ней при помощи кулачков ведомая полумуфта 4. При этом начинает растягиваться закрепленная на ведущей полумуфте 6 и корпусе 2 возвратная пружина растяжения 7. Ведущая 3 и ведомая 1 полумуфты второй кулачковой муфты расцеплены. При достижении ведущей полумуфты 6 крайнего заданного положения и прекращения воздействия на не усилия полумуфта 6 совершает вращательное движение в обратную сторону (по часовой стрелке) за счет сжатия возвратной пружины растяжения 7. При этом происходит расцепление кулачков ведущей полумуфты 6 с кулачками ведомой полумуфты 4 и одновременное зацепление кулачков второй ведущей полумуфты 3 с кулачками второй ведомой полумуфты 1, приводя последнюю в готовность к совершению рабочего хода. Аналогичным образом механизм действует при приводном вращательном движении ведущей полумуфты 3. Таким образом, заявляемое изобретение обеспечивает получение простого в изготовлении и надежного в работе механизма для преобразования возвратно-вращательного движения в одностороннее вращательное, который может служить для привода грузоподъемных механизмов с использованием мускульной энергии (ручные тали, домкраты, полиспасты и проч.), а также в качестве промежуточного звена для привода в движение использующих мускульную энергию транспортных средств, таких как велосипеды, инвалидные коляски, веломобили, водные велосипеды. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Механизм для преобразования возвратно-вращательного движения в одностороннее вращательное, содержащий корпус (2), первую и вторую кулачковые муфты с ведущими (3) и (6) и ведомыми (1) и(4) полумуфтами, где ведущие полумуфты (3) и (6) снабжены средствами их возврата (7) в первоначальное состояние, крепящимися с одной стороны к корпусу механизма (2), а с другой стороны - к ведущим полумуфтам (3) и (6), а ведомые полумуфты (1) и (4) жестко закреплены на валу отбора мощности (5),отличающийся тем, что ведущие полумуфты (3) и (6) первой и второй кулачковых муфт установлены на валу (5) свободно и с возможностью перемещения вдоль него и служат для передачи крутящего момента ведомым полумуфтам (1) и (4) за счет попеременно прилагаемого к ведущим полумуфтам (3) и (6) усилия от внешнего источника силы, при этом муфты выполнены таким образом, что при приводном вращательном движении первой кулачковой муфты кулачки, расположенные на ведущей полумуфте (3) первой кулачковой муфты, находятся в зацеплении с кулачками ведомой полумуфты (1), а кулачки ведомой (4) и ведущей (6) полумуфт второй кулачковой муфты расцеплены, и наоборот, при приводном вращательном движении второй кулачковой муфты кулачки, расположенные на ведущей полумуфте (6) второй кулачковой муфты, находятся в зацеплении с кулачками ведомой полумуфты (4), а кулачки ведомой (1) и ведущей (3) полумуфт первой кулачковой муфты расцеплены. 2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что указанные средства возврата (7) выполнены в виде пружин, способных возвращать ведущие полумуфты (3) и (6) в первоначальное положение после прекращения действия на них указанного усилия.