Механизм для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное

МЕХАНИЗМ ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ В ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОЕ Изобретение относится к деталям машин и может быть использовано в металлообрабатывающей,деревообрабатывающей, химической, полиграфической, легкой, пищевой промышленности и пр. для создания станков и агрегатов, использующих возвратно-поступательное движение. Механизм содержит корпус с направляющими, установленные в корпусе ведущий и промежуточный валы,кинематически связанные между собой, зубчатые колеса, установленные на валах, первую и вторую муфты, зубчатую рейку, расположенную в направляющих корпуса и кинематически связанную с упомянутыми зубчатыми колесами и валами и осью, на которой свободно и с возможностью перемещения вдоль последней установлена шестерня, находящаяся в зацеплении с рейкой, при этом муфты выполнены кулачковыми, причем ведомые кулачки расположены на торцах шестерни по обе стороны рейки, а ведущие - на зубчатых колесах, при этом зубчатое колесо ведущих кулачков первой муфты находится в зацеплении с зубчатым колесом промежуточного вала, а второй муфты с зубчатым колесом ведущего вала. Главное отличие механизма от прототипа состоит в том, что зубчатая рейка содержит упоры, расположенные на торцах по обе стороны рейки и служащие для перемещения шестерни вдоль оси в момент контакта упоров с шестерней при достижении рейкой заданных крайних положений, что обеспечивает расцепление и зацепление муфт с шестерней. Причем заявляемый механизм позволяет менять в широких пределах величину перемещения выходного звена путем перестановки в заданных пределах косоугольных упоров. Таким образом,заявляемое изобретение обеспечивает получение простого в изготовлении и надежного в работе механизма для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, который может служить для создания агрегатов с использованием возвратно-поступательного движения,что при простой и недорогой в изготовлении конструкции самого механизма становится более конкурентоспособной в условиях развития рыночной структуры. Изобретение относится к деталям машин и может быть использовано в металлообрабатывающей,деревообрабатывающей, химической, полиграфической, легкой, пищевой промышленности и пр., например в машиностроении в качестве промежуточного узла при создании металлообрабатывающих станков (плоско- и вертикально-шлифовальных, фрезерных, токарных и т.п.). В вышеперечисленных агрегатах для преобразования вращательного движения в возвратнопоступательное, как правило, используется либо реверс приводного электродвигателя, что крайне отрицательно сказывается на его работе, либо сложные по конструкции и в изготовлении механические, электромеханические, гидравлические и прочие переключающие устройства и механизмы. Например, в деревообрабатывающей промышленности при распиловке древесины применяются механизмы, использующие для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное кривошипно-шатунные механизмы, простые по конструкции, но при этом агрегат в целом получается громоздким, обладающим значительной массой, и, как следствие, появляются неуравновешенные силы при его работе, что приводит к появлению вибраций. При этом величина хода режущих элементов задается и ограничивается длиной радиуса маховика, сочлененного с шатуном. Задачей предлагаемого изобретения является создание простого в изготовлении и надежного в работе механизма для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, свободного от недостатков вышеперечисленных механизмов. Из известных технических решений наиболее близким объектом к заявляемому по совокупности существенных признаков является "Механизм для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное" по патенту Республики Беларусь 2063 F16H 19/04 от 18.11.1994 г., принятый автором за прототип заявляемого устройства. Принятый за прототип объект представляет собой механизм для преобразования возвратнопоступательного движения во вращательное, содержащий корпус с направляющими, установленные в корпусе промежуточный и ведомый валы, кинематически связанные между собой, зубчатые колеса, установленные на валах, первую и вторую муфту и зубчатую рейку, расположенную в направляющих корпуса и кинематически связанную с упомянутыми колесами и валами, осью, на которой свободно и с возможностью перемещения вдоль последней, установлена шестерня, находящаяся в зацеплении с рейкой,муфты выполнены кулачковыми, причем ведущие кулачки расположены на торцах по обе стороны рейки, а ведомые - на зубчатых колесах, при этом зубчатое колесо ведомых кулачков первой муфты находится в зацеплении с зубчатым колесом промежуточного вала, а второй муфты - с зубчатым колесом ведомого вала. Принятый за прототип объект обеспечивает сравнительно высокую эффективность преобразования движения, имеет простую в изготовлении конструкцию, имеет малые габариты. Однако он не в состоянии обеспечить обратное действие, т.е. преобразование вращательного движения в возвратно-поступательное. Задачей предлагаемого изобретения является создание простого в изготовлении и надежного в работе механизма для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, который может служить в качестве промежуточного узла для создания металлообрабатывающих, деревообрабатывающих и прочих станков и механизмов, использующих возвратно-поступательное движение. В результате решения этой задачи достигнут новый технический результат, заключающийся в расширении технологических возможностей механизма при простой и сравнительно дешевой в изготовлении конструкции механизма, что повышает его конкурентоспособность. Данный технический результат достигнут тем, что механизм для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное содержит корпус с направляющими, установленные в корпусе промежуточный и ведущий валы, кинематически связанные между собой, зубчатые колеса, установленные на валах, первую и вторую муфты, зубчатую рейку, расположенную в направляющих корпуса и кинематически связанную с упомянутыми зубчатыми колесами и валами и осью, на которой свободно и с возможностью перемещения вдоль последней установлена шестерня, находящаяся в зацеплении с рейкой, при этом муфты выполнены кулачковыми, причем ведомые кулачки расположены на торцах шестерни по обе стороны рейки, а ведущие - на зубчатых колесах, при этом зубчатое колесо ведущих кулачков первой муфты находится в зацеплении с зубчатым колесом промежуточного вала, а второй муфты - с зубчатым колесом ведущего вала. Такое решение позволяет при непрерывном вращательном движении ведущего вала в одну сторону обеспечить возвратно-поступательное движение выходного звена. Отличительной особенностью заявляемого изобретения является то, что зубчатая рейка снабжена косоугольными упорами, расположенными на торцах по обе стороны рейки. Таким образом, приведенная отличительная особенность заявляемого изобретения в сравнении с прототипом существенно расширяет технологические возможности механизма, при этом заявляемая установка без всяких изменений в конструкции позволяет осуществить обратный цикл, т.е. преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное. На фиг. 1 представлен схематично продольный разрез заявляемого механизма. Стрелкой показано направление вращения ведущего вала. На фиг. 2 представлен схематично поперечный разрез заявляемого механизма. Стрелкой показано направление движения зубчатой рейки. На фиг. 3 представлен вид А на зубья рейки и показано расположение косоугольных упоров. На фиг. 4 представлено схематично сечение Б-Б (см. фиг. 1), при этом зубчатые колеса для упрощения рисунка изображены только соединительными окружностями. На фиг. 5 представлено схематично сечение В-В (см. фиг. 1). Механизм содержит корпус 1, установленную в направляющих 2 зубчатую рейку 3, с расположенными на торцах упорами 15, например косоугольными, промежуточный вал 4 и ведущий вал 5, оснащенные зубчатыми колесами 6 и 7, находящимися в зацеплении. Механизм содержит также первую 8 и вторую 9 муфты свободного хода, с помощью которых кинематически связаны зубчатая рейка 3, промежуточный вал 4 и ведущий вал 5, для чего используются зубчатые колеса 10, 11 и 12. Механизм оснащен осью 13, на которой установлена с возможностью перемещения вдоль оси шестерня 14, находящаяся в зацеплении с зубчатой рейкой 3. Муфты свободного хода выполнены кулачкового типа, причем ведомые кулачки установлены на шестерне 14 по обе стороны рейки 3, а ведущие снабжены зубчатыми колесами 11 и 12, при этом зубчатое колесо 11 ведущих кулачков первой муфты 8 находится в зацеплении с зубчатым колесом 10 промежуточного вала 4, а зубчатое колесо 12 второй муфты 9 - с колесом 7 ведущего вала 5. Заявляемый механизм работает следующим образом. При вращательном движении ведущего вала 5 от источника механической энергии, например электродвигателя, против часовой стрелки (как показано на фиг. 1) вращается зацепленное с ним зубчатое колесо 7. При этом сомкнутые кулачки муфты 9 передают момент вращения установленной с возможностью перемещения вдоль оси шестерне 14, которая, в свою очередь, приводит в движение зацепленную с ней зубчатую рейку 3, и последняя (согласно фиг. 1) движется вверх. Одновременно вращается зацепленное с ведущим валом 5 зубчатое колесо 6 и через промежуточный вал 4 и зубчатое колесо 10 передает крутящий момент зубчатому колесу 11, при этом муфта свободного хода 8 находится в расцепленном состоянии. При достижении зубчатой рейкой 3 крайнего верхнего положения установленный на рейке косоугольный упор 15 приходит в соприкосновение с установленной с возможностью перемещения вдоль оси шестерней 14, перемещая ее вдоль оси до зацепления ведомых кулачков с ведущими кулачками муфты свободного хода 8, при этом ведомые кулачки и ведущие кулачки муфты свободного хода 9 размыкаются. При этом передаваемый от источника механической энергии крутящий момент передается на зубчатое колесо 6 и далее через промежуточный вал 4, зубчатые колеса 10, 11, муфту свободного хода 8, с находящимися в зацеплении ведущими и ведомыми кулачками, на шестерню 14 приводя в движение зубчатую рейку 3, которая (согласно фиг. 1) движется вниз. При достижении зубчатой рейкой 3 крайнего нижнего положения, т.е. до соприкосновения косоугольного упора 15 с шестерней 14, последняя перемешается вдоль оси до зацепления ведомых кулачков с ведущими кулачками муфты свободного хода 9, при этом ведомые кулачки шестерни 14 и ведущие кулачки муфты свободного хода 8 размыкаются. Таким образом, заявляемое изобретение обеспечивает получение простого в изготовлении и надежного в работе механизма для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, который может служить для создания агрегатов с использованием возвратно-поступательного движения. Причем заявляемый механизм позволяет менять в широких пределах величину перемещения выходного звена путем перестановки в заданных пределах косоугольных упоров. При этом заявляемая установка при простой и недорогой в изготовлении конструкции самого механизма становится более конкурентоспособной в условиях развития рыночной структуры. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Механизм для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, содержащий корпус с направляющими, установленные в корпусе ведущий и промежуточный валы, кинематически связанные между собой, зубчатые колеса, установленные на валах, первую и вторую муфты, зубчатую рейку, расположенную в направляющих корпуса и кинематически связанную с упомянутыми зубчатыми колесами и валами и осью, на которой свободно и с возможностью перемещения вдоль последней установлена шестерня, находящаяся в зацеплении с рейкой, при этом муфты выполнены кулачковыми, причем ведомые кулачки расположены на торцах шестерни по обе стороны рейки, а ведущие - на зубчатых колесах, при этом зубчатое колесо ведущих кулачков первой муфты находится в зацеплении с зубчатым колесом промежуточного вала, а второй муфты - с зубчатым колесом ведущего вала, отличающийся тем,что зубчатая рейка содержит упоры, установленные с возможностью перестановки на торцах по обе стороны рейки и служащие для перемещения шестерни вдоль оси в момент контакта упоров с шестерней при достижении рейкой заданных крайних положений, что обеспечивает расцепление и зацепление муфт с шестерней.