RU2155894C1

RU2155894C1 - Rack mechanism

Info

Publication number: RU2155894C1
Application number: RU99100488A
Authority: RU
Inventors: Л.Т. Дворников; Г.А. Кассир; Д.С. Князев
Original assignee: Сибирский государственный индустриальный университет
Priority date: 1999-01-05
Filing date: 1999-01-05
Publication date: 2000-09-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering; hydraulic drives for conversion of reciprocating motion of input members into reciprocating motion of output member. SUBSTANCE: device includes two hydraulic cylinders with pistons and rods, toothed racks and swivel wheel. Output sections of racks are made integral with pistons of hydraulic cylinders which are rigidly interconnected and racks proper are made integral with rods of pistons. Geometric axes of rods are located at different eccentricities relative to geometric axis of hydraulic cylinders. EFFECT: enhanced efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к гидравлическим приводам для преобразования возвратно-поступательного движения входных звеньев в возвратно-вращательное движение выходного звена. The invention relates to mechanical engineering, namely to hydraulic drives for converting the reciprocating movement of the input links into the reciprocating rotation of the output link.

Известна реечная передача [1, с. 154, Рис. 12.1, к.], содержащая реечную шестерню и рейку, преобразующая вращательное движение шестерни в поступательное движение рейки или наоборот. В передаче применяют одну реечную шестерню и одну рейку. Недостатком такой передачи является невозможность получения на выходе двух движений во взаимно-противоположных направлениях. Known rack and pinion transmission [1, p. 154, Fig. 12.1, k.], Containing a rack gear and a rack, converting the rotational movement of the gear into the translational movement of the rack or vice versa. In the transmission, one rack gear and one rack are used. The disadvantage of this transmission is the impossibility of receiving two movements in the opposite directions at the output.

Известен [2, с. 53, схема 1651] рычажно-зубчатый механизм с двумя рейками для преобразования возвратно-вращательного движения зубчатого колеса в возвратно-поступательное движение реек во взаимно-противоположных направлениях. Этот механизм состоит из рычага, зубчатого колеса, жестко закрепленного на оси рычага, зубчатых реек, состоящих из двух участков - собственно реек и выходных концов реек. При повороте рычага в ту или иную сторону зубчатое колесо перемещает рейки во взаимно-противоположных направлениях, при этом выходные концы реек могут совершать необходимую работу. Known [2, p. 53, diagram 1651] a lever-gear mechanism with two racks for converting the reciprocating motion of the gear into the reciprocating motion of the racks in mutually opposite directions. This mechanism consists of a lever, a gear wheel rigidly fixed to the axis of the lever, gear racks, consisting of two sections - the racks themselves and the output ends of the rails. When the lever is turned in one direction or another, the gear wheel moves the racks in mutually opposite directions, while the output ends of the rails can do the necessary work.

Недостатками известного механизма, принятого за прототип, являются:
- Неопределенность функционирования, заключающаяся в двух выходных движениях, не связанных между собой на выходе, когда по условиям работы необходимо иметь единственное выходное движение;
- На этом основании недостатком является также невозможность преобразования возвратно-поступательного движения выходных звеньев в возвратно-вращательное движение входного звена;
- К тому же, выполнение кинематической пары между выходными концами реек и стойками в виде шарниров, может приводить к появлению момента вокруг этих опор и заклиниванию между рейками и вращающимся колесом.The disadvantages of the known mechanism adopted for the prototype are:
- Uncertainty of functioning, consisting in two output movements that are not interconnected at the output, when under the working conditions it is necessary to have a single output movement;
- On this basis, the disadvantage is the inability to convert the reciprocating motion of the output links in the reciprocating motion of the input link;
- In addition, the implementation of a kinematic pair between the output ends of the rails and racks in the form of hinges, can lead to the appearance of a moment around these supports and jamming between the rails and the rotating wheel.

Задачей изобретения является устранение отмеченных недостатков. The objective of the invention is to remedy these shortcomings.

Сущность изобретения состоит в том, что выходные концы реек выполнены за одно целое с поршнями приводных гидроцилиндров, жестко связанных между собой, кроме того, рейки выполнены за одно целое со штоками гидроцилиндров, причем геометрические оси штоков относительно геометрической оси цилиндров расположены с различными эксцентриситетами. The essence of the invention lies in the fact that the output ends of the rails are made in one piece with the pistons of the drive hydraulic cylinders, rigidly interconnected, in addition, the rails are made in one piece with the rods of the hydraulic cylinders, and the geometric axis of the rods relative to the geometric axis of the cylinders are located with different eccentricities.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого механизма, а на фиг.2 - вид по A-А. In FIG. 1 shows a diagram of the proposed mechanism, and figure 2 is a view along A-A.

Реечный механизм состоит из двух соединенных между собой цилиндров 1 и 2, поршней 3 и 4 со штоками 5 и 6, являющимися выходными участками зубчатых реек 8 и 9, и поворотного колеса 7, на оси которого закреплен исполнительный орган рабочей машины. Геометрические оси штоков O₁O₁ и O₂O₂ относительно единой геометрической оси цилиндров OO расположены с разными эксцентриситетами e₁ и e₂. Напорные полости гидроцилиндров А и В соединены с единой гидросистемой С.The rack mechanism consists of two interconnected cylinders 1 and 2, pistons 3 and 4 with rods 5 and 6, which are the output sections of the gear racks 8 and 9, and a swivel wheel 7, on the axis of which the executive body of the working machine is fixed. The geometric axis of the rods O ₁ O ₁ and O ₂ O ₂ relative to the single geometric axis of the cylinders OO are located with different eccentricities e ₁ and e ₂ . Pressure cavities of hydraulic cylinders A and B are connected to a single hydraulic system C.

Предлагаемый механизм работает следующим образом. The proposed mechanism works as follows.

При подаче рабочей жидкости в полость А цилиндра 1 и полость B цилиндра 2 поршни цилиндров 3 и 4, перемещаясь вдоль осей OO цилиндров, поворачивают штоками 5 и 6 с рейками 8 и 9 поворотное колесо 7. When the working fluid is supplied into the cavity A of the cylinder 1 and the cavity B of the cylinder 2, the pistons of the cylinders 3 and 4, moving along the axes OO of the cylinders, turn the swivel wheel 7 with rods 5 and 6 with rails 8 and 9.

В связи с тем, что геометрические оси штоков расположены зксцентрично оси гидроцилиндров, они, перемещаясь в направляющих корпусов жестко закрепленных между собой цилиндров, не могут повернуться относительно оси цилиндров ни совместно, ни в отдельности. Due to the fact that the geometrical axes of the rods are concentric with the axis of the hydraulic cylinders, they, moving in the guides of the housings of the cylinders rigidly fixed to each other, cannot rotate relative to the axis of the cylinders either together or separately.

В этом случае ведущим может быть либо колесо 7 (как в прототипе) и тогда оба поршня 3 и 4, связанные с рейками, будут выполнять роль поршней насоса, качающего рабочую жидкость в гидросистему С, либо ведущими могут быть поршни 3 и 4, получающие движение из одной гидросистемы, и тогда ведомым станет колесо 7. In this case, the drive can be either wheel 7 (as in the prototype) and then both pistons 3 and 4 connected to the rails will act as pistons of the pump pumping the working fluid into the hydraulic system C, or the driving pistons 3 and 4, receiving movement from one hydraulic system, and then the wheel 7 will become driven.

Последний режим работы представляется предпочтительным. The latter mode of operation seems preferable.

Источники информации
1. Гусенков П.Г. Детали машин: Учебник для вузов - М.: Bысш. шк., 1986.Sources of information
1. Gusenkov P.G. Machine details: Textbook for high schools - M .: Higher. school., 1986.

2. Артоболевский Т. И. Механизмы в современной технике: Справочное пособие т.III -М.: Наука. 1979. 2. Artobolevsky T. I. Mechanisms in modern technology: A reference book vol. III-M.: Science. 1979.

Claims

The rack and pinion mechanism, including two hydraulic cylinders with pistons and rods, gear racks and a rotary wheel, characterized in that the output sections of the rails are made in one piece with the pistons of the hydraulic cylinders, the hydraulic cylinders are rigidly interconnected, and the racks themselves are made integrally with the piston rods, moreover the geometrical axis of the rods relative to the geometrical axis of the hydraulic cylinders are arranged with different eccentricities.