Механізм для перетворення обертального руху в поступальний і навпаки

Полезная модель относится к механизмам, предназначенным для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот и может быть использовано, например, в конструкциях двигателей внутреннего сгорания и компрессоров. Известен механизм для преобразования поступательного движения во вращательное, выполненный в виде коленчатого вала, на котором закреплен шатун, соединенный с поршнем, установленным с возможностью его поступательного движения в цилиндре [Пособие судоводителю-любителю/Сапожников Е.Н., Родионов В.Н., Гаращенко Н.М. К., Те хніка, 1969, с.45-55. рис.14,15]. Описанный механизм традиционный элемент конструкции двигателя внутреннего сгорания. Недостаток указанной модели - значительные габариты. Габариты коленчатого вала определяются ходом поршня и ограничены размером цилиндра и мощностью двигателя. Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является механизм для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот, содержащий первую зубчатую рейку и кинематически связанный с ней вал [Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам. М., Ма шиностроение, 1987, с.381]. В описанной конструкции используют цилиндрическую зубчатую передачу, одним из звеньев которой является зубчатая рейка, а другим -шестерня, закрепленная на валу. Недостаток конструкции - отсутствие средств, обеспечивающих преобразование прерывистых (реверсивных) поступательных перемещений зубчатой рейки во вращательное однонаправленное движение вала и наоборот. В основу предлагаемой полезной модели поставлена задача создания такого механизма для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот, в котором обеспечивалось бы преобразование прерывистых (реверсивных) поступательных перемещений зубчатой рейки в однонаправленное вращение и наоборот. Поставленная задача решается за счет дополнения устройства элементом для прерывистого движения. Предлагаемая полезная модель, как и известный механизм для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот, содержит первую зубчатую рейку и кинематически связанный с ней вал, а, согласно предложению, механизм снабжен корпусом, в котором.установлена параллельно первой вторая зубчатая рейка, ось вала перпендикулярна плоскости, проходящей через зубчатые рейки, и расположена на середине расстояния между ними, в корпусе выполнено сквозное отверстие, ось которого параллельна зубчатым рейкам, предназначенное для прохождения через него вала, а на валу закреплен зубчатый сектор, взаимодействующий с одной зубчатой рейкой. В предлагаемой полезной модели может быть использована цилиндрическая зубчатая передача, элементами которой являются параллельные зубчатые рейки и зубчатый сектор между ними, попеременно взаимодействующий с первой либо со второй зубчатой рейкой. При вращении вала сектор взаимодействует с одной из реек и приводит ее в поступательное движение вместе с корпусом относительно оси вала. При выходе сектора из зацепления с одной зубчатой рейкой он входит в зацепление с другой зубча той рейкой и сообщает ей вместе с корпусом поступательное движение в обратном направлении. Таким образом вращение вала с закрепленным на нем зубчатым сектором сообщает зубчатым рейкам прерывистое поступательное движение, а корпусу - возвратно-поступательное движение - достигается решение поставленной задачи. Зубча тые рейки жестко прикреплены к корпусу, а в корпусе имеется сквозное продольное отверстие для вала, параллельное зубчатым рейкам, поэтому вращение вала с сектором сообщает корпусу возвратно-поступательное движение. Поступательное движение первой зубчатой рейки, которая находится во взаимодействии (в зацеплении) с сектором, обеспечивает его вращение и передачу вращательного движения валу. При выходе сектора из зацепления с первой зубчатой рейкой сектор входит в зацепление со второй зубчатой рейкой и поступательное перемещение этой зубчатой рейки в направлении противоположном движению первой рейки сообщает валу вращение в том же направлении, которое обеспечивалось и при взаимодействии зубчатого сектора с первой зубчатой рейкой. На чертеже схематически представлено предлагаемое устройство. Ме ханизм для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот содержит корпус 1. В корпусе 1 жестко закреплены первая 2 и вторая 3 зубчатые рейки. Рейки 2 и 3 параллельны. Между рейками 2 и 3 имеется вал'4. На валу 4 закреплен зубчатый сектор 5. Зубчатый сектор 5 может находиться во взаимодействии только с одной из зубчатых реек 2 или 3. В корпусе 1 имеется сквозное продольное отверстие 6 для вала 4. Ось отверстия 6 параллельна рейкам 2 и 3 и расположена на середине расстояния между ними. Предлагаемый механизм работает следующим образом. Например, для преобразования однонаправленного вращательного в прерывистое возвратнопоступательное движение валу 4 сообщают вра щение по часовой стрелке. При этом зубчатый сектор 5, перемещаясь по зубчатой рейке 2, перемещает вал 4 вдоль сквозного отверстия 6 в корпусе 1. При дальнейшем вращении зубчатый сектор 5 выходит из зацепления с зубчатой рейкой 2 и входит в зацепление с зубчатой рейкой 3. Перекатываясь по зубчатой рейке 3, зубчатый сектор 5 сообщает валу 4, кроме вращательного, поступательное движение в обратном направлении, т.е. происходит преобразование вращательного движения вала 4 и его возвратно-поступательное (прерывистое) движение в отверстии 6 в корпусе 1. Для преобразования прерывистого возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное корпус 1 перемещают относительно вала 4 параллельно зубчатым рейкам 2 и 3. Зубчатый сектор 5 при этом входит в зацепление попеременно с зубчатыми рейками 2 и 3 и, перекатываясь по ним, сообщает валу 4 однонаправленное вращательное движение. Ме ханизм может быть использован в конструкциях станков - плоско-шлифовальных, долбежных и пр., в конструкциях двигателей внутреннего сгорания, в качестве эквивалента коленчатого вала с кривошипношатунным механизмом. Для изготовления механизма используется традиционное оборудование механических цехов предприятий машинрстроительного профиля.