Устройство для преобразования вращательного движения в сложное движение выходного вала

 

Изобретение относится к машиностроению. Целью изобретения является повышение величины вращающего момента и нагрузочной способности, а также снижение габаритных размеров. Вращение от входного вала 4 привода 3 передается колесам 1 и 2, которые, контактируя с подшипниками 20 качения траверсы 19, сообщают выходному валу 5 возвратно-поступательное движение. Кроме того, выходной вал 5 через коническую зубчатую передачу 17 - 18 получает одновременно от колеса 1 также и вращательное движение. Таким образом, выходной вал 5 вместе с выходным элементом получает сложное движение, состоящее из возвратно-поступательного и вращательного. Кроме того, посредством насадки 8, жестко установленной на одном из концов выходного вала 5, выходной элемент получает возможность вращения вокруг собственной оси. В результате предложенное устройство позволяет выходному элементу одновременно совершать три движения: одно возвратно-поступательное 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 возвратного поступательного и двух вращательных, совершаемых в ортогональных плоскостях.

Известно устройство для преобразования вращательного движения в сложное движение выходного вала, содержащее две пары некруглых конических зубчатых колес, которые сцеплены с круглыми коническими колесами, соединенными друг с другом основаниями. Посредством этих колес выходной элемент получает возвратно-поступательное и вращательное движения вокруг оси выходного вала, а посредством насадки, жестко установленной на одном из концов выходного вала - вращение вокруг собственной оси (авт.свид. СССР N 1434202, кл. F 16 H 37/16, 1988 г).

Известное устройство может быть работоспособно только при условии, когда один из сателлитов в насадке установлен на оси жестко (например, с помощью шпонки), а второй сателлит - свободно (на подшипнике). Таким образом, второй сателлит в передаче вращающего момента не участвует, а служит лишь в качестве опорного элемента (чтобы не было перекоса). Это снижает величину передаваемого вращающего момента.

Другим недостатком данного устройства является ограниченная нагрузочная способность, обусловленная тем, что движение выходному валу передается только через одно из некруглых колес. Передача движения одновременно на два некруглых колеса (см.например, авт.свид. СССР N 1198298, кл. F 16 H 37/16, 1985, фиг. 1), требует дополнительной трехзвенной конической передачи, что усложняет устройство.

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, двух сателлитов, один из которых жестко закреплен на одном конце оси, а другой с возможностью вращения - на другом конце оси, 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 [1].

Известное устройство имеет недостаточную величину вращающего момента и ограниченную нагрузочную способность, что обусловлено передачей движения выходному валу через одно из некруглых зубчатых колес.

Целью изобретения является повышение величины вращающего момента и нагрузочной способности устройства, а также снижение габаритных размеров.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для преобразования вращательного движения в сложное движение выходного вала, состоящее из возвратно-поступательного и вращательного, содержащем входной, выходной и промежуточный валы, механизм преобразования движения, включающий пару некруглых конических зубчатых колес с выходным валом, привод и насадку, жестко закрепленную на одном из концов выходного вала и состоящую из втулки с П-образной прорезью, установленного в ней выходного элемента, жестко закрепленного на оси, установленной во втулке на подшипниках перпендикулярно оси выходного вала, установленных на концах оси двух сателлитов, входящего в зацепление с первым сателлитом зубчатого конического колеса с внутренним зацеплением, в корпусе выполнены параллельно оси выходного вала направляющие, а зубчатое коническое колесо с внутренним зацеплением установлено в них соосно выходному валу с возможностью осевого перемещения, коническое зубчатое колесо с внутренним зацеплением снабжено дополнительным коническим зубчатым венцом с наружным зацеплением, предназначенным для зацепления со вторым сателлитом, при этом передаточные отношения зубчатых пар, образованных двухвенцовым колесом коническим с первым и вторым сателлитами, выбраны одинаковыми, а привод установлен соосно между некруглыми колесами.

Такое выполнение устройства вдвое повышает величину передаваемого вращающего момента, сокращает габаритные размеры и увеличивает его нагрузочную способность.

На фиг.1 изображен общий вид предлагаемого устройства, продольный разрез; на фиг.2 - насадка, продольный разрез.

Устройство для преобразования вращательного движения в сложное движение выходного вала содержит пару некруглых конических зубчатых колес 1 и 2, расположенный соосно между ними привод 3 с двухсторонним входным валом 4, выходной вал 5, установленный в опоре 6 корпуса 7, и насадку 8, жестко установленную на одном из концов выходного вала 5. Насадка 8 состоит из втулки 9 с П-образной прорезью, в которой установлен выходной элемент 10. Выходной элемент 10 жестко закреплен на оси 11, установленной во втулке 9 на подшипниках 12. На наружных концах оси 11 жестко закреплены сателлиты 13 и 14. В корпусе 7 выполнены параллельно оси выходного вала 5 направляющие 15, в которых установлено с возможностью осевого перемещения коническое зубчатое колесо 16 с внутренним зацеплением, входящее в зацепление с сателлитом 13. Коническое колесо 16 снабжено дополнительным коническим зубчатым венцом наружного зацепления, входящим в зацепление с сателлитом 14. Передаточные отношения конического колеса 16 с сателлитом 13 и 14 одинаковы. Сателлиты 13 и 14 вращаются в одну сторону и оба участвуют в передаче вращающего момента; возрастают в два раза.

Для связи одного из некруглых колес (например, колеса 1) с выходным валом 5 устройство снабжено дополнительной конической зубчатой передачей, состоящей из зубчатого венца 17, выполненного на некруглом колесе 1, и зубчатого колеса 18, жестко установленного на выходном валу 5. При этом, чтобы исключить второе некруглое колесо 2 от контакта с зубчатым колесом 18, угловая часть некруглого колеса 2, обращенная к зубчатому колесу 18, концентрически срезана, как показано на фиг.1. На выходном валу 5 установлена траверса 19 с возможностью вращения относительно его оси. На концах траверсы 19 установлены подшипники 20 качения. Выходной вал 5 снабжен упорным буртом 21, между которым и корпусом привода 3 установлен упругий элемент 22. Выходной вал 5 выполнен полым и установлен в направляющей в виде штока 23, один конец которого жестко закреплен на корпусе привода 3. Два вылета выходного вала 4 с помощью сцепных муфт 24 соединяются с валами некруглых колес 1 и 2. Колеса 1 и 2 выполнены с внутренними цилиндрическими поверхностями 25 для взаимодействия с подшипниками 20 качения. Для передачи линейного перемещения коническому колесу 16 на его поверхности с внутренней стороны выполнен цилиндрический паз 26, в котором размещены опорные пальцы 27 втулки 9.

Устройство работает следующим образом.

При включении привода 3 вращение от входного вала 4 передается некруглым колесам 1 и 2, которые при этом вращаются в одну сторону. При повороте на угол 0-180^о они перемещают траверсу 19 и связанный с ней выходной вал 5 в крайнее положение нижнее, сжимая при этом упругий элемент 22. При дальнейшем повороте колес 1 и 2 на угол 180-360^о траверса 19 с выходным валом 5 под действием упругого элемента 22 перемещается в обратном направлении в крайнее верхнее положение и т.д. Таким образом, выходной вал 5 совершает возвратно-поступательное движение на величину равную эксцентриситету некруглых зубчатых конических колес 1 и 2. Поскольку колесо 1 посредством конической зубчатой передачи связано с выходным валом 5, последний одновременно с возвратно-поступательным перемещением получает также и вращательное движение с соответствующим передаточным числом. При этом вместе с выходным валом 5 сложное движение (возвратно-поступательное и вращательное) получает и выходной элемент 10. Кроме того, при вращении оси 11 вокруг оси выходного вала 5 сателлиты 13 и 14 обегают коническое зубчатое колесо 16 и сообщают оси 116, а вместе с ней и выходному элементу 10 вращательное движение вокруг собственной оси. При этом зубчатое коническое колесо 16 совершает по направляющим 15, расположенным в корпусе 7, возвратно-поступательное перемещение вдоль оси выходного вала 5. Таким образом, выходной элемент 10 одновременно совершает три движения, одно возвратно-поступательное и два вращательных, совершаемых в ортогональных плоскостях.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ В СЛОЖНОЕ ДВИЖЕНИЕ ВЫХОДНОГО ВАЛА, состоящее из возвратно-поступательного и вращательного, содержащее входной, выходной и промежуточный валы, механизм преобразования движения, включающий пару некруглых конических зубчатых колес, коническую зубчатую передачу для связи некруглых колес с выходным валом, привод и насадку, жестко закрепленную на одном из концов выходного вала и состоящую из втулки с П-образной прорезью, установленного в ней выходного элемента, жестко закрепленного на оси, установленной во втулке на подшипниках перпендикулярно к оси выходного вала, установленных на концах оси двух сателлитов, входящего в зацепление с первым сателлитом зубчатого конического колеса с внутренним зацеплением, в корпусе выполнено параллельно оси выходного вала направляющие, а зубчатое коническое колесо с внутренним зацеплением установлено в них соосно с выходным валом с возможностью осевого перемещения, отличающееся тем, что, с целью повышения величины вращающего момента и нагрузочной способности, а также снижения габаритных размеров, в нем коническое зубчатое колесо с внутренним зацеплением снабжено дополнительным коническим зубчатым венцом с наружным зацеплением, предназначенным для зацепления с вторым сателлитом, при этом передаточные отношения зубчатых пар, образованных двухвенцовым коническим колесом с первым и вторым сателлитами, выбраны одинаковыми, а привод установлен соосно между некруглыми колесами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2