Устройство для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное

Авторы патента:

Карпова Ирина Михайловна (RU)

Ким Константин Константинович (RU)

F16H19/04 - с зубчатой рейкой

Владельцы патента RU 2743489:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" (RU)

Изобретение относится к устройствам преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное. Устройство для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное содержит корпус с направляющими, внутри которого расположен вал, а на направляющих корпуса расположен ползун. На нижнем торце ползуна жестко закреплен постоянный магнит, направляющие своими нижними концами упираются на фиксирующую пластину из немагнитного электропроводящего материала, а ниже направляющих на валу жестко закреплен цилиндр из немагнитного электропроводящего материала, на боковой поверхности которого выполнены продольные канавки. Обеспечивается увеличение срока эксплуатации. 1 ил.

Изобретение относится к области преобразования движения одного вида в движение другого вида, а конкретнее, к устройствам преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное.

Известно устройство, использующее передачу винт-гайка для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное (Д.Н. Решетов. Детали машин. - М.: Машиностроение, 1974. - 400 с.).

Механический контакт пары винт-гайка обуславливает малый срок эксплуатации данного устройства

Известен механизм преобразования движения (RU 2568694, F16H 19/04, F16H 37/00, 20.11.2015), выбранный в качестве прототипа и содержащий корпус с направляющими, ползун с внутренней расточкой, имеющей двухстороннюю зубчатую рейку и вал с зубчатым колесом, входящим в зацепление с расточкой в ползуне. Часть зубчатого колеса имеет уменьшающийся радиус, а зубья расположены по всему периметру как зубчатого колеса, так и расточки в ползуне. Вал снабжен кулачком, а ползун снабжен упорами, образующими с кулачком кинематические пары.

Использование для получения возвратно-поступательного движения механической пары, состоящей из зубчатой рейки и зубчатого колеса, приводит к появлению трения и износа последней, что, в свою очередь, вызывает уменьшение срока эксплуатации прототипа.

Задача настоящего изобретения - увеличение срока службы устройства для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное за счет использования электромагнитных сил, возникающих в результате взаимодействия магнитного поля и вихревых токов, индуцированных им.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, содержащем корпус с направляющими, внутри которого расположен вал, а на направляющих корпуса расположен ползун, на нижнем торце ползуна жестко закреплен постоянный магнит, направляющие своими нижними концами упираются на фиксирующую пластину из немагнитного электропроводящего материала, а ниже направляющих на валу жестко закреплен цилиндр из немагнитного электропроводящего материала, на боковой поверхности которого выполнены продольные канавки.

Устройство для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное поясняется чертежом, на котором показан его общий вид.

Устройство состоит из корпуса 1, на внутренних стенках которого жестко закреплены направляющие 2, типа скольжения или типа качения (Решетов Д.Н. Детали машин. М.: Машиностроение. 1974. С. 632-641). На направляющих 2 расположен ползун 3 с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль направляющих 2, изготовленных из фторопласта или наполненного фторопласта с бронзовым наполнителем, или композиционного материала на основе эпоксидной смолы с присадками дисульфида молибдена, графита и неметаллических наполнителей. На нижней поверхности торца ползуна 2 жестко закреплен постоянный магнит 4, направление намагниченности которого совпадает с направлением возвратно-поступательного движения ползуна 2. Нижние концы направляющих 2 упираются в фиксирующую пластину 5, которая может осуществлять движение в направлении, перпендикулярном направлению возвратно-поступательного движения ползуна 3, например, с помощью управляемого электромагнита. Ниже корпуса 1 расположен вращающийся вал 6, на котором жестко закреплен цилиндр 7, выполненный из немагнитного электропроводящего материала, например, из меди или алюминия. На боковой поверхности цилиндра 7 выполнены продольные канавки 8.

Работа устройства происходит следующим образом. В начале работы фиксирующая пластина 5 перекрывает промежуток между нижними концами направляющих 2. Вал 6 и цилиндр 7 приводятся во вращение приводным двигателем, который на чертеже не показан. Когда частота вращения цилиндра 7 достигнет номинального значения, которое зависит от массы ползуна 3, диаметра цилиндра 7 и геометрических размеров канавок 8, фиксирующая пластина 5 отодвигается в поперечном направлении, освобождая промежуток между нижними концами направляющих 2. В результате этого магнитное поле постоянного магнита 4 начинает воздействовать на вращающийся цилиндр 7, индуцирует в нем вихревые токи. Когда продольная канавка 8 приближается к постоянному магниту 4, плотность вихревых токов на краях продольной канавки 8 становится больше, чем на участке цилиндра 7 между продольными канавками 8, что приводит к скачку электромагнитной силы, возникающей в результате взаимодействия магнитного поля постоянного магнита 4 и вихревых токов, индуцированных во вращающимся цилиндре 7. Данная сила воздействует на постоянный магнит 4, который начинает двигаться вверх по направляющим 2. После выхода продольной канавки 8 и зоны действия магнитного поля постоянного магнита 4 плотность вихревых токов и электромагнитная сила, действующая на постоянный магнит 4, уменьшаются, и постоянный магнит 4 начинает двигаться в обратном направлении под действием силы тяжести.

Как можно видеть, процесс преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное происходит бесконтактно - без использования механической передачи, что обуславливает увеличение срока эксплуатации.

Устройство для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, содержащее корпус с направляющими, внутри которого расположен вал, а на направляющих корпуса расположен ползун, отличающееся тем, что на нижнем торце ползуна жестко закреплен постоянный магнит, направляющие своими нижними концами упираются на фиксирующую пластину из немагнитного электропроводящего материала, а ниже направляющих на валу жестко закреплен цилиндр из немагнитного электропроводящего материала, на боковой поверхности которого выполнены продольные канавки.

Группа изобретений относится к области машиностроения. Устройство преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное движение и наоборот содержит главный вал, направляющий механизм поступательного движения, зубчатый сектор и реечную раму, выполненную с возможностью поступательного движения по направляющему механизму поступательного движения; при этом зубчатый сектор жестко соединен с главным валом.

Способ производства электрической энергии электромобилем для его движения // 2731591

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Способ производства электрической энергии электромобилем для его движения заключается в том, что механическая система электромобиля производит электрическую энергию при движении электромобиля.

Реечный механизм // 2724376

Изобретение относится к машиностроению, а именно к механизмам передачи движения, используемым в поршневых двигателях внутреннего сгорания (ДВС), в частности к механизму преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот.

Дверная или оконная петля // 2714630

Изобретение относится к дверной или оконной петле с монтажным корпусом 1 и шарнирной скобой 2, установленной внутри монтажного корпуса 1 с возможностью вращательного движения вокруг оси 3 шарнира, причем ось 3 шарнира проходит с возможностью смещения в монтажном корпусе 1 вдоль направляющей 4, а шарнирная скоба 2 включает присоединительный конец с зубчатым венцом 5, прокатывающимся по расположенной на внутренней стороне монтажного корпуса 1 зубчатой рабочей поверхности 6 при совершении шарнирной скобой 2 поворотного движения вокруг оси 3 шарнира между закрытым положением петли и открытым положением петли.

Шариковинтовой гидроусилитель рулевого управления транспортного средства. // 2711092

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к рулевым механизмам со встроенным гидравлическим усилителем. Шариковинтовой гидроусилитель рулевого управления транспортного средства содержит корпус, в котором установлена рейка-поршень с шариковинтовой передачей, размещённой в её осевом отверстии, взаимодействующая своими зубьями с зубьями секторного вала и делящая корпус на две рабочие камеры, сообщающиеся с источником подачи рабочей жидкости через гидравлический распределитель, созданный взаимодействием комплекта продольных канавок винта шариковинтовой передачи и ротором, расположенным в его осевом отверстии.

Устройство для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное // 2705441

Изобретение относится к области машиностроения. Устройство для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное содержит корпус, в котором с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлен ведомый элемент, кинематически связанный с ведущим элементом, имеющим возможность вращения и выполненным в виде приводного вала с закрепленным на нем ведущим зубчатым колесом.

Маятниковый двигатель // 2691888

Изобретение относится к области машиностроения, энергетики и может быть использовано для преобразования механической энергии колебаний и энергии двигателей внутреннего сгорания в энергию вращения вала транспортного средства или генератора электрической энергии.

Маятниковый двигатель // 2691888

Засовное устройство // 2673624

Изобретение относится к замковым механизмам, в частности к дверным засовным устройствам. Предлагаемое засовное устройство предназначено для использования в депозитно-выдачной дверце денежного аппарата самообслуживания.

Устройство для линейного перемещения опорной поверхности для пациента с помощью гидравлического цилиндра и зубчатой системы // 2667578

Изобретение относится к устройству для линейного перемещения узла опорной поверхности под опорную поверхность для пациента и направлено на упрощение конструкции с уменьшением ее габаритных размеров.