SU1739144A1

SU1739144A1 - Rack mechanism

Info

Publication number: SU1739144A1
Application number: SU894674616A
Authority: SU
Inventors: Юрий Иннокентьевич Замаратский
Original assignee: Ю.И.Замаратский
Priority date: 1989-04-06
Filing date: 1989-04-06
Publication date: 1992-06-07

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано дл преобразовани вращательного движени в возвратно-поступательное и обратно и применимо в насосах, турбинах, компрессорах, ДВС и др. машинах. Цель изобретени - расширение области использовани путем повышени точности зацеплени . Достигаетс это тем, что механизм выполнен с дву- м рейками с наружными зубь ми, параллельными друг другу, объединенными с помощью боковых накладок и их перемычек с двум ползунами, а в теле реек и их боковых накладках выполнены сквозные пазы , контактирующие с шейками основного вала узла обеспечени зацеплени зубьев, на котором посередине между рейками жестко посажено зубчатое колесо, взаимодействующее со средним колесом дополнительного вала узла обеспечени зацеплени зубьев, по концам дополнительного вала установлены жестко два колеса, взаимодействующих с наружными зубь ми реек. В промежутках между трем колесами установлены на дополнительном валу два подшипника , корпуса которых св заны стойками с корпусами подшипников основного вала, установленных по обе стороны от колеса основного вала, а стойки жестко св заны между собой в местах контактов зубьев колес основного и дополнительного валов перемычками. Новым в изобретении вл етс выполнение узла обеспечени зацеплени зубьев колес основного и дополнительного валов, применение двух реек с наружными зубь ми с боковыми накладками , соединенными между собой перемычками . Реечный механизм, имеющий довольно простой узел обеспечени зацеплени зубьев , может широко примен тьс при конструировании разного рода поршневых машин, простых по устройству и надежных в работе, обладающих большей уравновешенностью по сравнению с известными, на основе кри- вошипно-шатунных механизмов. 3 ил. сл со юThe invention relates to mechanical engineering and can be used to convert rotational motion into reciprocating and vice versa, and is applicable in pumps, turbines, compressors, internal combustion engines and other machines. The purpose of the invention is to expand the field of use by improving the accuracy of the engagement. This is achieved by the fact that the mechanism is made with two laths with external teeth parallel to each other, combined with the help of side plates and their jumpers with two sliders, and in the body of the bars and their side plates are made through grooves in contact with the necks of the main shaft of the teeth engagement assembly, on which a gear wheel, which interacts with the middle wheel of the additional shaft of the teeth engagement assembly, is rigidly seated between the rails, are fixed at the ends of the additional shaft two wheels interacting with the outer teeth of the rails. In the intervals between the three wheels, two bearings are mounted on the additional shaft, the housings of which are connected to the main shaft bearing housings with the uprights mounted on either side of the main shaft and the posts are rigidly connected to each other at the points of contact between the teeth of the main and auxiliary shafts. New in the invention is the implementation of the node to ensure the engagement of the teeth of the wheels of the main and auxiliary shafts, the use of two rails with external teeth with side plates interconnected by bridges. The rack mechanism, which has a fairly simple knot for securing teeth, can be widely used in the design of various types of piston machines, simple in design and reliable in operation, with greater balance in comparison with the known, based on crank-connecting rod mechanisms. 3 il. sl with yu

Description

Изобретение относитс к машиностроению , может быть использовано дл преобразовани вращательного движени в возвратно-поступательное и обратно и применимо в насосах, турбинах, компрессорах, ДВС и др. машинах.The invention relates to mechanical engineering, can be used to convert rotational motion into reciprocating and vice versa, and is applicable in pumps, turbines, compressors, internal combustion engines and other machines.

Известен реечный механизм, содержащий корпус с направл ющими, замкнутую рейку, поверхность которой контактирует сA known rack mechanism, comprising a housing with guides, a closed rail, the surface of which is in contact with

направл ющими, приводной вал с зубчатым колесом, взаимодействующим с внутренними зубь ми сопр гаемого колеса, наружные зубь которого контактируют с внутренними зубь ми замкнутой рейки, и узел обеспечени зацеплени зубьев рейки и колеса, включающий два рычага с роликами, взаимодействующими с соответствующими дорожками на наружной поверхности рейки.guides, a drive shaft with a gear wheel interacting with the inner teeth of the mating wheel, the outer teeth of which are in contact with the inner teeth of a closed rack, and a node for securing the teeth of the rack and the wheel, including two levers with rollers that interact with the corresponding tracks on the outer surface slats.

Известен реечный механизм, содержащий корпус с направл ющими, замкнутую рейку, контактирующую с ними по наружной поверхности, вторую рейку с наружными зубь ми, установленную своей боковой поверхностью параллельно первой. Привод выполнен в виде вала, на конце которого смонтировано зубчатое колесо, взаимодействующее с наружными зубь ми второй рейки и зубь ми колеса, установленного на соосном валу, на конце которого жестко закреплено зубчатое колесо, контактирующее с внутренними зубь ми первой рейки, а узел обеспечени зацеплени зубьев выполнен в виде поворотного диска с роликами, контактирующими с соответствующими кулачками на второй рейке.A rack mechanism is known, comprising a housing with guides, a closed rail in contact with them along the outer surface, a second rail with outer teeth, mounted with its lateral surface parallel to the first. The drive is made in the form of a shaft, at the end of which a gear wheel is mounted, which interacts with the outer teeth of the second rail and the teeth of a wheel mounted on a coaxial shaft, at the end of which the gear is rigidly fixed and contacts the inner teeth of the first rail. the teeth are made in the form of a rotary disk with rollers in contact with the corresponding cams on the second rail.

Известен реечный механизм, содержащий корпус с направл ющими, установленный в корпусе с возможностью возвратно-поступательного перемещени шток, замкнутую рейку, св занную со штоком , зубчатое колесо, взаимодействующее с рейкой, и узел обеспечени зацеплени зубьев, включающий водила, своими шейками взаимодействующие с отверсти ми в спицах рейки, а ползунами - с продольным пазом корпуса.A rack mechanism is known, comprising a housing with guides mounted in the housing with the possibility of reciprocating movement of a rod, a closed rail connected to the rod, a gear wheel interacting with the rail, and a node for ensuring the engagement of the teeth, including the carrier, interacting with the holes with their necks mi in the spokes of the slats, and sliders - with the longitudinal groove of the body.

Однако в известном реечном механизме не обеспечиваетс достаточна точность зацеплени ввиду того, что замкнута рейка не имеет направл ющих, а опираетс со стороны зубьев на зубь ведущего колеса, а с боковой стороны - на шейки двух водил посредством двух отверстий в своих спицах, поэтому при взаимодействии зубьев наличие зазоров в местах вращени водил и консольного закреплени ведущего зубчатого колеса будет приводить к искажению линии зацеплени и сужению области использовани .However, in the known rack-and-pinion mechanism, the engagement accuracy is not ensured due to the fact that the closed rail has no guides, but rests on the side of the teeth on the teeth of the drive wheel, and on the side, on the necks of the two led through two holes in their knitting needles, therefore when interacting the teeth, the presence of gaps in the places of rotation of the carrier and the cantilever fastening of the drive gear will distort the line of engagement and narrow the area of use.

Цель изобретени - расширение области использовани путем повышени точности зацеплени .The purpose of the invention is to expand the field of use by improving the accuracy of the engagement.

Указанна цель достигаетс тем, что в реечном механизме замкнута рейка выполнена с внешними зубь ми и продольным сквозным пазом, параллельным оси штока и предназначенным дл взаимодействи с валом узла обеспечени зубчатого зацеплени , механизм снабжен ползунами, установленными в соответствующих направл ющих , и второй замкнутой рейкой, идентичной первой и установленной параллельно ей, шток выполнен в виде двух накладок с продольными сквозными пазами, идентичными пазам реек, установленных параллельно одна другой и замкнутым рейкам и соединенных кажда с внешней поверхностью соответствующей рейки, и двух перемычек, жестко соедин ющих накладки и закрепленных на соответствующих ползунах , зубчатое колесо установлено междуThis goal is achieved by the fact that in a rack and pinion mechanism, a closed rack is made with external teeth and a longitudinal through groove parallel to the axis of the stem and designed to interact with the shaft of the gear teeth assembly, the mechanism is provided with sliders installed in the respective guides, and a second closed rack identical to the first and installed parallel to it, the rod is made in the form of two plates with longitudinal through grooves identical to the grooves of the rails installed parallel to one another and closed to the rail and each connected with the outer surface of the respective rail, and two jumpers, fixedly connecting the covers and mounted on respective slides, a gear wheel is mounted between

рейками на одинаковом рассто нии от них таким образом, что плоскость колеса параллельна плоскости реек, и закреплено на валу обеспечени зубчатого зацеплени , этот вал закреплен в корпусе посредством под0 шипников и размещен в продольных пазах накладок и реек, а узел обеспечени зубчатого зацеплени имеет еще один вал, установленный параллельно его основному валу, две стойки, расположенные по обе сто5 роны от зубчатого колеса и св занные посредством подшипников одними концами с основным валом, а другими-с дополнительным , и трех дополнительных зубчатых колес , установленных на дополнительномrails at the same distance from them in such a way that the plane of the wheel is parallel to the plane of the rails, and is fixed on the gearing shaft, the shaft is fixed in the housing by means of the bearing and is placed in the longitudinal grooves of the lining and railings, and the gear gear assembly has one more a shaft mounted parallel to its main shaft, two pillars located on both sides of the gear and connected by bearings from one end to the main shaft and the other to an additional shaft, and three additional ones itelnyh toothed wheels mounted on the additional

0 валу, крайние из которых предназначены дл зацеплени с соответствующими замкнутыми рейками, а среднее - с основным зубчатым колесом, а стойки объединены между собой жестко перемычками в местах0 shaft, the outermost of which are designed to engage with the corresponding closed racks, and the middle - with the main gear wheel, and the rack are interconnected by rigid jumpers in places

5 контакта зубьев колес соответствующих валов .5 contact teeth of the wheels of the respective shafts.

Изобретение позвол ет расширить номенклатуру новых поршневых машин, обладающих большей уравновешенностью поThe invention allows to expand the range of new piston machines with greater balance in

0 сравнению с кривошипно-шатунными механизмами , заложенными в конструкцию современных поршневых машин.0 compared to the crank mechanism incorporated in the design of modern piston machines.

На фиг. 1 изображен реечный механизм, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; наFIG. 1 shows the rack mechanism, general view; in fig. 2 - the same, top view; on

5 фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1.5 of FIG. 3 is a section A-A in FIG. one.

Реечный механизм содержит корпус 1 с направл ющими 2, в которых размещены ползуны 3, присоединенные к перемычкам 4, св зывающим боковые накладки 5 замк0 нутых реек 6 с наружными зубь ми. В теле замкнутых реек 6 выполнены сквозные пазы 7, продолжающиес в боковых накладках 5, поверхности сквозных пазов 7 контактируют с шейками 8 вала-9 узла обеспечени The rack mechanism includes a housing 1 with guides 2, in which sliders 3 are placed, connected to jumpers 4, connecting the side plates 5 of the closed rails 6 with the outer teeth. In the body of the closed rails 6 there are made through grooves 7, continuing in the side plates 5, the surfaces of the through grooves 7 are in contact with the necks 8 of the shaft-9 of the securing unit

5 зацеплени зубьев. Посередине реек 6 на валу 9 жестко установлено зубчатое колесо5 teeth meshing. In the middle of the rails 6 on the shaft 9 is fixed gear wheel

10,взаимодействующее с зубчатым колесом10 interacting with gear wheel

11,жестко установленным на дополнительном валу 12 узла обеспечени зацеплени 11, rigidly mounted on the additional shaft 12 of the engagement providing unit

0 зубьев, по концам которого жестко закреплены зубчатые колеса 13 и 14, взаимодействующие с наружными зубь ми замкнутых реек 6, а в промежутках колес 13, 11 и 14 вала 12 установлены корпуса подшипников0 teeth, at the ends of which the gears 13 and 14 are rigidly fixed, interacting with the external teeth of the closed rails 6, and in the spaces of the wheels 13, 11 and 14 of the shaft 12 are installed bearing housings

5 15, жестко св занных стойками 16 с корпусами подшипников 17, установленных на валу 9 по обе стороны от колеса 10. Стойки 16 св заны между собой жестко перемычками 18. Основной вал 9 установлен на подшипниках 19 приливов 20 корпуса 1. На одном5 to 15, rigidly connected by struts 16 to bearing housings 17 mounted on shaft 9 on either side of wheel 10. Racks 16 are rigidly connected with bridges 18. Main shaft 9 is mounted on bearings 19 of tides 20 of housing 1. On one

из концов основного вала 9 смонтирован маховик 21.from the ends of the main shaft 9 mounted flywheel 21.

Реечный механизм работает следующим образом.Rack mechanism works as follows.

При вращении приводного вала 9, например , по часовой стрелке ведущее зубчатое колесо 10 вращает среднее зубчатое колесо 11, а вместе с ней и колеса 13 и 14, смонтированные на одном дополнительном валу 12 с колесом 11, против часовой стрелки . При этом замкнутые рейки 6 с наружными зубь ми и ползуны 3 начнут двигатьс слева направо по окончании пр молинейного движени . Колеса 13 и 14 начнут поворачиватьс относительно оси приводного вала 9, при этом зацепление зубьев колес 13 и 14 и реек 6 обеспечиваетс контактом шеек 8 приводного вала 9 с закруглением сквозных пазов 7 реек 6. Далее рейки 6 начнут двигатьс в обратном направлении.When the drive shaft 9 is rotated, for example, clockwise, the driving gear 10 rotates the middle gear 11, and with it the wheels 13 and 14 mounted on one additional shaft 12 with the wheel 11, counterclockwise. At the same time, the closed rails 6 with external teeth and the slide blocks 3 will start moving from left to right upon completion of the linear movement. The wheels 13 and 14 will begin to rotate relative to the axis of the drive shaft 9, while the teeth of the wheels 13 and 14 and the rails 6 are engaged with the contact of the necks 8 of the drive shaft 9 with rounding through the grooves 7 of the rails 6. Then the rails 6 will begin to move in the opposite direction.

При обратимости механизма, когда рейки 6 движутс , например, слева направо, колеса 13 и 14, враща среднее зубчатое колесо 11, передают вращение ведущему зубчатому колесу 10, а вместе с ним и приводному валу 9, при этом за счет инерции маховика 21 колеса 13 и 14 обкатываютс по радиусным участкам замкнутых реек 6.When the mechanism is reversible, when the slats 6 move, for example, from left to right, the wheels 13 and 14 rotate the middle gear 11, transmit the rotation to the driving gear 10, and with it the drive shaft 9, while due to the inertia of the flywheel 21 of the wheel 13 and 14 run in radial sections of closed slats 6.

Реечный механизм открывает новые возможности конструировани поршневых машин, а применение замкнутых реек с наружными зубь ми и внутренними сквозными пазами, взаимодействующими с шейками приводного вала, и наличие четырех шестерен, обеспечивающих надежную работу узла обеспечени зацеплени зубьев , позвол ют уменьшить габариты поршневых машин и снизить трудоемкость их изготовлени .The rack mechanism opens up new possibilities for designing piston machines, and the use of closed racks with external teeth and internal through grooves that interact with the drive shaft journals, and the presence of four gears to ensure reliable operation of the teeth engagement unit, reduce the size of the piston machines and reduce labor intensity. their manufacture.

Claims

Invention Formula

A rack and pinion mechanism comprising a housing with guides mounted in the housing with the possibility of reciprocating movement of a rod, a closed rack connected to the rod, a gear wheel connected kinematically with a closed rack, and a gearing gear assembly having a shaft different in that, in order to expand the field of use by improving the accuracy of the engagement, the closed rail is made with external teeth and a longitudinal through groove parallel to the axis of the rod and intended to interact with the shaft of the assembly to ensure the gearing, the mechanism is equipped with sliders installed in the respective guides and a second closed rack identical to the first one and installed parallel to it, the rod is made in the form of two linings with longitudinal through grooves identical to the grooves of the rails installed parallel to each other and closed to the rails and connected rigidly each with the outer surface of the corresponding rail, and two jumpers rigidly connecting the plates and fixed on the respective sliders, a gear wheel is installed between the rail kami at the same distance from them so that the plane of the wheel

parallel to the plane of the rails, and mounted on the shaft of the gearing assembly, this shaft is fixed in the housing by means of bearings and placed in the longitudinal grooves of the plates and rails, and the node

The gearing has one more shaft mounted parallel to its main shaft, two racks located on both sides of the gear and connected by bearings from one end to the main shaft and the other to an additional three gears mounted on the additional shaft the outermost of which are intended to engage with

corresponding closed rails, and the middle one with the main gear wheel, and a jumper coaxial with the line of engagement of said additional wheel rails and rigidly tying the legs to one another.

and tzhp

D

FIG. 2

17