рычажно-зубчато-реечный механизм конышева н.л. для воспроизведения возвратно-вращательного движения

Формула изобретения

Рычажно-зубчато-реечный механизм для воспроизведения возвратно-вращательного движения, содержащий основание, шарнирно установленные на нем с возможностью вращения зубчатое колесо и кривошип, взаимодействующую с зубчатым колесом рейку, шарнирно связанную с незакрепленным концом кривошипа, и установленный шарнирно на оси зубчатого колеса рычаг с направляющим элементом, взаимодействующим с тыльной поверхностью рейки и образующим с ней поступательную пару, отличающийся тем, что направляющий элемент выполнен в виде ролика, шарнирно установленного с возможностью вращения на оси, установленной на незакрепленном конце рычага, имеющем резьбу, при этом ось ролика выполнена со сквозным поперечным отверстием для прохождения резьбового конца рычага и удерживается на нем гайками, установленными с наружной и внутренней стороны оси ролика, для регулирования и фиксации радиального зазора в зацеплении рейки с зубчатым колесом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчато-рычажным механизмам с рейкой, и может быть использовано, например, для привода механизмов долбежного станка, стеклоочистителя автомобиля, в машинах-автоматах и т.п.

Известен зубчато-реечный механизм для воспроизведения возвратно-вращательного (качательного) движения стеклоочистителя автомобиля, содержащий основание, шарнирно установленные на нем с возможностью вращения кривошип, зубчатое колесо и ролик, и шарнирно связанную с незакрепленным концом кривошипа рейку, размещенную с возможностью возвратно-поступательного движения между зубчатым колесом и роликом. При этом зубчатая поверхность рейки имеет прямолинейную форму и взаимодействует с зубчатым колесом, а ее тыльная поверхность для обеспечения постоянства зацепления реечной передачи имеет криволинейную форму и взаимодействует с роликом. (Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике. - 2-е изд., переработанное. - М.: Наука, т.4, с.244, рис.№2418, 1980). Однако использование рейки со сложной криволинейной поверхностью требует при ее изготовлении специальной оснастки и высокой точности обработки, а также более точной расстановки осей вращательных пар на основании, что увеличивает трудоемкость изготовления механизма и усложняет его конструкцию. Кроме того, при значительном износе сопрягаемых поверхностей ролика, рейки и зубчатого колеса нерегулируемый радиальный зазор в зацеплении рейки и зубчатого колеса может увеличиться настолько, что это приведет к возникновению ударных нагрузок в зацеплении и быстрому выходу из строя деталей механизма.

Известен зубчато-рычажный механизм с рейкой, используемый в долбежном станке, содержащий основание, шарнирно установленные на нем с возможностью вращения зубчатое колесо и кривошип, взаимодействующую с зубчатым колесом рейку, шарнирно связанную с незакрепленным концом кривошипа, и установленный шарнирно на оси зубчатого колеса рычаг с направляющим элементом в виде плоского скользяка, который взаимодействует с тыльной поверхностью рейки и образует с ней поступательную пару (Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике. - 2-е изд., переработанное. - М.: Наука, т.4, с.115, рис.№2275, с.245, рис.№2420, 1980).

По совокупности существенных признаков данный механизм наиболее близок заявляемому и принят за прототип. Его недостаток обусловлен тем, что в качестве поступательной пары рейки с направляющим элементом рычага использована пара трения скольжения, срок службы и надежность работы которой без задиров зависят от величины радиального зазора в реечном зацеплении. Радиальный же зазор в реечном зацеплении не регулируется, поэтому его, при значительном износе зубьев рейки и зубчатого колеса и сопрягаемых поверхностей направляющего элемента и рейки, можно восстановить, только заменив изношенные детали на новые. При этом для поддержания работоспособности изделия необходимо обеспечить точную подгонку сопрягаемых деталей и качественную обработку поверхностей трения рейки и направляющего элемента, а также применять смазку и дорогостоящие износостойкие материалы, что, в свою очередь, ведет к увеличению трудоемкости и сложности изготовления, ремонта и обслуживания механизма.

Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных показателей механизма.

Поставленная задача решена посредством того, что в рычажно-зубчато-реечном механизме для воспроизведения возвратно-вращательного движения, содержащем основание, шарнирно установленные на нем с возможностью вращения зубчатое колесо и кривошип, взаимодействующую с зубчатым колесом рейку, шарнирно связанную с незакрепленным концом кривошипа, и установленный шарнирно на оси зубчатого колеса рычаг с направляющим элементом, взаимодействующим с тыльной поверхностью рейки и образующим с ней поступательную пару, направляющий элемент выполнен в виде ролика, шарнирно установленного с возможностью вращения на оси, установленной на незакрепленном конце рычага, имеющем резьбу, при этом ось ролика выполнена со сквозным поперечным отверстием для прохождения резьбового конца рычага и удерживается на нем гайками, установленными с наружной и внутренней стороны оси ролика, для регулирования и фиксации радиального зазора в зацеплении рейки с зубчатым колесом.

На фиг.1 изображен рычажно-зубчато-реечный механизм для воспроизведения возвратно-вращательного движения; на фиг.2 - местный разрез по оси рычага.

Механизм содержит основание 1, шарнирно установленные на нем с возможностью вращения зубчатое колесо 2 и кривошип 3. С незакрепленным концом кривошипа 3 шарнирно связана рейка 4, взаимодействующая с зубчатым колесом 2. На оси 5 зубчатого колеса 2 шарнирно установлен с возможностью вращения рычаг 6 с направляющим элементом в виде ролика 7. Ролик 7 шарнирно установлен с возможностью вращения на оси 8 и взаимодействует с тыльной поверхностью рейки 4.

Для регулирования радиального зазора в зацеплении рейки 4 с зубчатым колесом 2 ось 8 ролика 7 установлена на незакрепленном конце рычага 6 с возможностью перемещения вдоль него. Для этого незакрепленный конец рычага 6 снабжен резьбой, а ось 8 ролика 7 - сквозным поперечным отверстием 9, в которое вставляется резьбовой конец рычага 6. При этом фиксация оси 8 ролика 7 на резьбовом конце рычага 6 с наружной стороны оси 8 осуществляется регулировочной гайкой 10, а с внутренней - контргайкой 11.

Механизм работает следующим образом.

Кривошип 3 приводится во вращение мотор-редуктором (на чертежах не показан). Вращение кривошипа 3 приводит рейку 4 одновременно в возвратно-поступательное и качательное движение. Рейка 4, воздействуя на зубчатое колесо 2 и ролик 7, заставляет совершать их возвратно-вращательные движения вокруг своих осей 5 и 8. При этом рычаг 6 совершает качательные движения вокруг оси 5 зубчатого колеса 2. В зависимости от размера радиуса кривошипа, диаметра зубчатого колеса и расстояния между осями мотор-редуктора и зубчатого колеса угол поворота зубчатого колеса в одном направлении может принимать различные значения как в пределах одного оборота зубчатого колеса, т.е. в диапазоне 360°, так и в пределах нескольких оборотов до некоторой конечной величины.

Постоянство зацепления рейки 4 с зубчатым колесом 2 обеспечивается роликом 7. В случае износа их сопрягаемых поверхностей необходимый радиальный зазор в зацеплении устанавливается регулировочной гайкой 10. При завинчивании гайки 10 ось 8 ролика 7 перемещается вдоль резьбового конца рычага 6 на величину износа деталей и фиксируется в этом положении контргайкой 11.