Устройство для преобразования колебательного движения во вращательное

 

Использование: устройство относится к машиностроению, а именно к преобразователям движения, и может быть использовано для преобразования колебательного движения во вращательное. Сущность: устройство содержит генератор механических колебаний, ролики вращения, связанные гибкой передачей, ориентированной параллельно направлению колебаний, и непосредственно механизм преобразования, связывающий выходной вал генератора с роликами. Механизм преобразования выполнен в виде полой втулки, размещенной между ветвями гибкой передачи, с продольной осью, наклоненной под острым углом к направлению колебаний, и цилиндрической инерционной массы, свободно установленной в полости втулки и контактирующей своими торцами с внутренними поверхностями ветвей гибкой передачи. Технический результат - повышение КПД устройства и увеличение его надежности при работе. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к преобразователям движения, и может быть использовано в устройствах преобразования колебательного движения во вращательное.

Изветно устройство для преобразования колебательного движения во вращательное, содержащее ведомое звено в виде роликов вращения и гибкое ведущее звено, например гибкую нить, охватывающую с натяжением ведомое звено, и подсоединенное к генератору механических колебаний (см. а.с. СССР N 629383, кл. F 16 H 17/00, 1978 г.).

Недостатками данного устройства являются низкий КПД передачи и значительная сложность реализации, что объясняется необходимостью для создания равномерного непрерывного вращательного движения непрерывной передачи ведомому звену направленного импульса бегущей волны.

Известно также устройство для преобразования колебательного движения во вращательное, содержащее ведущее звено в виде штока с диском, присоединенное к выходному валу генератора механических колебаний и введенное в контакт через упругие элементы в виде стержней, пластин или пружин с ведомым звеном в виде поворотного диска (см. а.с. СССР N 1257337, кл. F 16 H 21/48, 1986 г.) Однако, данное устройство также характеризуется малым КПД, низкими надежностью и долговечностью, что объясняется неустойчивым характером контакта между ведущим и ведомым звеньями, нестабильностью функционирования упругих элементов, находящихся в постоянном напряженно-деформированном состоянии.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является устройство для преобразования колебательного движения во вращательное, включающее генератор механических колебаний, ведомое звено в виде поворотного диска и непосредственно механизм преобразования, связывающий выходной вал генератора с поворотным диском и выполненный в виде шарнирно связанных штока, подпружиненного к поворотному диску стержня и инерционной массы /см. а.с. СССР N 1296764, кл. F 16 H 21/48, 1987 г./ и принятое за прототип.

Недостатками данного устройства являются малый КПД и низкая надежность при работе, что объясняется неустойчивым и нестабильным характером контакта конца стержня с кольцевой канавкой на конце и поворотного диска, возможностью проскальзывания и неравномерностью вращения диска.

Сущность изобретения заключается в создании высокоэффективного и надежного механизма преобразования движений за счет использования инерционных сил и сил трения одновременно как для создания однонаправленных вращающих моментов в различные полупериоды колебательного движения, так и для обеспечения надежного взаимодействия контактирующих поверхностей в данные полупериоды.

Технический результат - повышение КПД устройства и увеличение его надежности при работе.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для преобразования колебательного движения во вращательное, содержащем генератор механических колебаний, ролики вращения, связанные гибкой передачей, ориентированной параллельно направлению колебаний, и непосредственно механизм преобразования, связывающий выходной вал генератора с роликами, особенность заключается в том, что механизм преобразования выполнен в виде полой втулки, размещенной между ветвями гибкой передачи, с продольной осью, наклоненной под острым углом к направлению колебаний, и цилиндрической инерционный массы, свободно установленной в полости втулки и контактирующей своими торцами с внутренними поверхностями ветвей гибкой передачи.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство на виде сверху; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1.

Устройство для преобразования колебательного движения во вращательное содержит генератор механических колебаний 1 с выходным валом 2, ролики вращения 3, 4, укрепленные на стойках 5, 6, связанные гибкой передачей 7, ориентированной параллельно направлению колебаний, и непосредственно механизм преобразования, связывающий выходной вал 2 генератора 1 с роликами 3, 4 и выполненный в виде полой втулки 8, размещенной между ветвями гибкой передачи 7, с продольной осью, наклоненной под острым углом к направлению колебаний, и цилиндрической инерционной массы 9, свободно установленной в полости втулки 8 и контактирующей своими торцами с внутренними поверхностями ветвей гибкой передачи 7, причем торцы скошены до совпадения с плоскостью ветвей 7 и на них нанесен слой материала 10 с высоким коэффициентом трения скольжения, например слой резины.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Пусть в первый полупериод колебаний, возбуждаемых генератором 1, выходной вал 2 генератора движется вправо /на фиг. 1 показано сплошной стрелкой/. Естественно, что при этом полая втулка 8, жестко связанная с валом 2, также движется вправо. При этом свободно установленная в полости втулки 8 цилиндрическая инерционная масса 9 за счет сил инерции движется относительно втулки 8 влево-вниз и прижимается своим нижним торцем, покрытым слоем 10 шероховатого материала, к внутренней поверхности нижней на фиг. 1 ветви гибкой передачи 7. Одновременно верхний торец 10 инерционной массы 9 выходит из контакта с внутренней поверхностью верхней ветви передачи 7. Вследствие такого прижатия при одновременном смещении инерционной массы 9 вместе с втулкой 8 вправо нижняя ветвь передачи 7 также движется вправо, увлекая ролики 3, 4 во вращение против хода часовой стрелки. Во второй полупериод действия колебаний выходной вал 2 генератора 1 движется влево /на фиг. 1 показано пунктирными стрелками/, втулка 8 также движется влево, инерционная масса 9 относительно втулки 8 смещается вверх-вправо, прижимаясь к внутренней поверхности верхней ветви гибкой передачи 7. При этом верхняя ветвь передачи 7 также движется влево, и опять вовлекает ролики 3, 4 во вращение против хода часовой стрелки. В результате колебательное движение выходного вала 2 генератора 1 будет преобразовываться в непрерывное однонаправленное интенсивное вращение роликов 3, 4. При развороте втулки 8 относительно направления колебаний вала 2, совпадающего с направлением ориентации гибкой передачи на угол 90^o, направление вращения роликов 3, 4 изменяется на противоположное.

Данное устройство характеризуется предельной простотой, полным отсутствием сложных элементов с пониженной надежностью, устойчивым характером контакта ведущего и ведомого звеньев. Следствием этого является предельно высокий КПД устройства, возможность получения интенсивного и непрерывного характера вращения на выходе, высокие надежность и долговечность.

Формула изобретения

Устройство для преобразования колебательного движения во вращательное, содержащее генератор механических колебаний, ролики вращения, связанные гибкой передачей, ориентированной параллельно направлению колебаний, и непосредственно механизм преобразования, связывающий выходной вал генератора с роликами, отличающееся тем, что механизм преобразования выполнен в виде полой втулки, размещенной между ветвями гибкой передачи, с продольной осью, наклоненной под острым углом к направлению колебаний, и цилиндрической инерционной массы, свободно установленной в полости втулки и контактирующей своими торцами с внутренними поверхностями ветвей гибкой передачи.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2