Устройство для преобразования вращательного движения в сложное движение выходного вала

 

Изобретение относится к машиностроению. Цель изобретения - расширение кинематических возможностей устройства. Устройство содержит две пары некруглых конических зубчатых колес, которые контактируют с круглыми коническими зубчатыми колесами, соединенными друг с другом основаниями. Посредством этих колес выходной элемент получает возвратно-поступательное и вращательное движения вокруг оси выходного вала. Кроме того, посредством насадки, жестко установленной на одном из концов выходного вала, выходной элемент получает возможность вращения вокруг собственной оси и возвратно-поступательного движения перпендикулярно оси выходного вала. Таким образом, предложенное устройство позволяет выходному элементу одновременно совершать четыре движения: два возвратно-поступательных и два вращательных, совершаемых в ортогональных плоскостях. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в механизмах, где необходимо преобразование вращательного движения в сложное движение выходного вала, состоящее из двух возвратно-поступательных и двух вращательных, совершаемых в ортогональных плоскостях.

Известно устройство для преобразования вращательного движения в сложное, состоящее из вращательного и возвратно-поступательного, содержащее корпус, ведущий и ведомый валы, механизм преобразования движения, включающий два конических зубчатых колеса, жестко соединенных между собой и установленных в корпусе с возможностью вращения и осевого перемещения, две пары некруглых конических колес для взаимодействия каждой пары с одним коническим колесом, кривошипно-шатунный механизм, шатун которого шарнирно соединен с ведомым валом, втулку, механизм свободного хода, размещенный между втулкой и коническими колесами, три дополнительных конических колеса, одно из которых размещено в корпусе с возможностью осевого перемещения, два других, взаимодействующих с первым, закреплены на оси кривошипа, установленной в опорах на втулке, и механизм управления, связанный с одним из некруглых конических колес, а ведущий вал соединен с другим некруглым колесом той же пары [1].

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для преобразования вращательного движения в сложное движение выходного вала, снабженное насадкой, жестко закрепленной на одном из концов выходного вала и состоящей из втулки с П-образной прорезью, установленного в ней выходного элемента, жестко закрепленного на оси, установленной во втулке на подшипниках перпендикулярно оси выходного вала, закрепленных на концах оси двух сателлитов и входящего с сателлитами в зацепление дополнительного зубчатого конического колеса, в корпусе выполнены параллельно оси выходного вала направляющие, а дополнительное зубчатое коническое колесо установлено в них соосно выходному валу с возможностью осевого перемещения [2].

Известные устройства обладают недостаточными кинематическими возможностями, поскольку в их сложных движениях имеется только одно возвратно-поступательное движение (в осевом направлении), а в поперечном направлении такое движение отсутствует.

Целью изобретения является расширение кинематических возможностей устройства за счет дополнительного возвратно-поступательного движения выходного элемента в поперечном направлении.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для преобразования вращательного движения в сложное движение выходного вала, состоящее из возвратно-поступательного и двух вращательных, совершаемых в ортогональных плоскостях, содержащее входной, выходной и промежуточный валы, механизм преобразования движения, включающий пару круглых конических зубчатых колес с соединенными между собой ступицами, установленных на выходном валу, две пары некруглых конических зубчатых колес, установленных на промежуточных валах и зацепляющихся с круглыми коническими колесами, привод и насадку, жестко закрепленную на одном из концов выходного вала и состоящую из втулки с П-образной прорезью, оси, установленной во втулке на подшипниках перпендикулярно оси выходного вала, двух сателлитов, установленных на концах оси, при этом один из сателлитов установлен жестко на оси, в корпусе выполнены параллельно оси выходного вала направляющие, в которых установлено соосно выходному валу с возможностью осевого перемещения дополнительное коническое зубчатое колесо, кинематически связанное с двумя сателлитами, другой из сателлитов закреплен на оси с возможностью вращения, а устройство снабжено выходным элементом, выполненным в виде стакана, концентрично установленного на оси и связанного с ней шлицевым соединением, трехзвенной конической зубчатой передачей, включающей водило, установленное на оси внутри стакана с возможностью вращения и жестко закрепленное на втулке центральное колесо, концентрично и жестко установленное с внутренней стороны на днище стакана, и две ведомые некруглые шестерни, установленные на водиле с возможностью вращения.

Положительный эффект изобретения состоит в получении дополнительного возвратно-поступательного движения выходного элемента в направлении, перпендикулярном оси выходного вала. Это расширяет кинематические возможности устройства.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема устройства; на фиг. 2 - насадка, продольный разрез.

Устройство для преобразования вращательного движения в сложное движение выходного вала содержит две пары некруглых конических зубчатых колес 1, 2 и 3, 4, между которыми посередине расположены находящиеся с ними в зацеплении круглые конические зубчатые колеса 5, соединенные друг с другом основаниями, привод 6 с входным валом 7, выходной вал 8, установленный в опорах 9, 10 и 11 корпуса 12, и насадку 13, жестко установленную на одном из концов выходного вала 8. Насадка 13 состоит из втулки 14 с П-образной прорезью, в которой установлен выходной элемент 15. Выходной элемент 15 выполнен в виде стакана, концентрично установленного на оси 16 и связанного с ней шлицевым соединением. Ось 16 установлена во втулке 14 на подшипниках 17. На концах оси 16 снаружи втулки 14 установлены два сателлита 18 и 19, с которыми входит в зацепление дополнительное коническое зубчатое колесо 20. Колесо 20 соосно выходному валу 8 и с возможностью осевого перемещения установлено в направляющих 21, которые выполнены в корпусе 12 параллельно оси выходного вала 8. Один из сателлитов, например, сателлит 18, закреплен на оси 16 жестко (например, с помощью шпонки), а второй сателлит 19 установлен на оси 16 с возможностью вращения.

Насадка 13 снабжена трехзвенной конической зубчатой передачей, включающей водило 22, установленное с возможностью вращения на ступице выходного элемента 15 и одновременно жестко закрепленное на втулке 14, центральное колесо 23, концентрично и жестко установленное с внутренней стороны на днище стакана 15, и два ведомых некруглых колеса 24 и 25, установленные с возможностью вращения на концах водила 22.

Устройство работает следующим образом.

Вращение выходного вала 7 привода 6 передается на некруглое коническое зубчатое колесо 3 и далее на круглые конические зубчатые колеса 5 и некруглые колеса 1, 2 и 4. При этом выходной вал 8 совершает возвратно-поступательное движение на величину S, равную эксцентриситету некруглых зубчатых конических колес 1-4, и вращательное движение с соответствующим передаточным числом.

Вместе с выходным валом 8 сложное движение (возвратно-поступательное и вращательное) получает и выходной элемент 15. Кроме того, при вращении оси 16 вокруг оси выходного вала 8 сателлит 18 обегает дополнительное зубчатое колесо 20 и сообщает оси 16, а вместе с ней и выходному элементу 15 вращательное движение вокруг собственной оси. При этом дополнительное зубчатое коническое колесо 20 совершает по направляющим 21, расположенным в корпусе 12, возвратно-поступательное перемещение вдоль оси выходного вала 8.

При вращении оси 16 со стаканом 15 вокруг собственной оси центральное колесо 23 вращает некруглые колеса 24 и 25, вследствие чего выходной элемент 15 получает еще и дополнительное возвратно-поступательное движение вдоль оси 16. В результате выходной элемент 15 будет совершать сложное движение, состоящее из четырех простых движений: двух возвратно-поступательных соответственно вдоль горизонтальной и вертикальной осей устройства и двух вращательных, одно из которых вокруг оси выходного вала 8, а другое - вокруг собственной оси.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ В СЛОЖНОЕ ДВИЖЕНИЕ ВЫХОДНОГО ВАЛА, состоящее из возвратно-поступательного и двух вращательных, совершаемых в ортогональных плоскостях, содержащее входной, выходной и промежуточный валы, механизм преобразования движения, включающий пару круглых конических зубчатых колес с соединенными между собой ступицами, установленных на выходном валу, две пары некруглых конических зубчатых колес, установленных на промежуточных валах и зацепляющихся с круглыми коническими колесами, привод и насадку, жестко закрепленную на одном из концов выходного вала и состоящую из втулки с П-образной прорезью, оси, установленной во втулке на подшипниках перпендикулярно к оси выходного вала, двух сателлитов, установленных на концах оси, при этом один из сателлитов установлен жестко на оси, в корпусе выполнены параллельно оси выходного вала направляющие, в которых установлено соосно с выходным валом с возможностью осевого перемещения дополнительное конической зубчатое колесо, кинематически связанное с двумя сателлитами, отличающееся тем, что , с целью расширения кинематических возможностей, другой сателлит закреплен на оси с возможностью вращения, а устройство снабжено выходным элементом, выполненным в виде стакана, концентрично установленного на оси и связанного с ней шлицевым соединением, трехзвенной конической зубчатой передачей, включающей водило, установленное на оси внутри стакана с возможностью вращения и жестко закрепленное на втулке, центральное колесо, концентрично и жестко установленное с внутренней стороны на днище стакана, и две ведомые некруглые шестерни, установленные на водиле с возможностью вращения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2