Устройство для преобразования вращательного движения в сложное движение выходного вала

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для преобразования вращательного движения в сложное движение, состоящее из возвратно-поступательного и двух вращательных, совершаемых в ортогональных плоскостях. Устройство содержит входной, выходной и промежуточный валы, механизм преобразования движения с парой некруглых колес, привод и закрепленную на выходном валу насадку, включающую втулку, выходной элемент, ось, два сателлита и двухвенцовое коническое зубчатое колесо. Последнее закреплено на втулке и зацеплено с парой одинаковых сателлитов и с коническими зубчатыми колесами, установленными на некруглых колесах с возможностью осевого перемещения и последующего закрепления. Выходной элемент закреплен на оси, установленной на втулке перпендикулярно к оси выходного вала и совершает сложное движение; возвратно-поступательное вдоль оси выходного вала и два вращательных в ортогональных плоскостях. Повышены надежность и величины передаваемого крутящего момента. 2 ил.

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

Известно 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 промежуточные валы, механизм преобразования движения, включающий пару круглых конических зубчатых колес c 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, один из которых установлен жестко, в корпусе выполнены параллельно оси выходного вала направляющие, в которых установлено соосно с выходным валом с возможностью осевого перемещения дополнительное коническое зубчатое колесо, кинематически связанное с двумя сателлитами, 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 (патент РФ N 2016294, кл. 5 F 16 H 37/16, 1994 г.).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для преобразования вращательного движения в сложное движение выходного вала, состоящее из возвратно-поступательного и вращательного, содержащее входной, выходной и промежуточные 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 выполнены параллельно оси выходного вала направляющие, а зубчатое коническое колесо с внутренним зацеплением установлено в них соосно с выходным валом с возможностью перемещения и 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 (патент РФ N 2027928, кл. 6 F 16 H 37/16, 1995 г. прототип).

Оба приведенных выше известных устройства обладают недостаточной надежностью ввиду наличия подвижного в осевом направлении конического зубчатого колеса, которое перемещается в двух направлениях, а также недостаточной величиной крутящего момента на выходном валу ввиду того, что в передаче момента из двух некруглых колес участвует только одно. Следует отметить также отсутствие унификации сателлитов.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности и величины передаваемого крутящего момента.

Данный результат достигается тем, что в устройстве для преобразования вращательного движения в сложное движение выходного вала, содержащем входной, выходной и промежуточные валы, механизм преобразования движения, включающий пару некруглых колес, привод, установленный между некруглыми колесами, и насадку жестко закрепленную на одном из концов выходного вала и состоящую из втулки, установленного в ней выходного элемента, жестко закрепленного на оси, установленной на втулке на подшипниках перпендикулярно к оси выходного вала, установленных на концах оси двух сателлитов, входящего в зацепление с ними и установленного соосно с выходным валом двухвенцового конического зубчатого колеса с наружным зацеплением, последнее жестко закреплено на втулке, одним венцом сцеплено с парой одинаковых сателлитов, а другим - с венцами конических зубчатых колес, установленных на ободах этих колес с возможностью осевого перемещения и последующего их закрепления, а некруглые колеса снабжены наружными фланцами.

Такое выполнение устройства позволяет повысить надежность и величину выходного крутящего момента, а также использовать его в качестве дополнительного, при условии унификации насадки других подобных механизмов (напр., патент РФ N 2016294, авт. свид. N 1434202, 1483141), что повышает кинематические возможности заявляемого устройства.

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого устройства, продольный разрез; на фиг. 2 - использование другого вида насадки на данном устройстве, продольный разрез.

Устройство для преобразования вращательного движения в сложное движение выходного вала содержит пару некруглых колес 1 и 2, расположенный соосно между ними привод 3 с двухсторонним входным валом 4, полый выходной вал 5, установленный на направляющем штоке 6, который одним концом жестко закреплен на корпусе привода 3, и насадку 7, жестко установленную на одном из концов выходного вала 5. Насадка 7 состоит из втулки 8, в которой установлен выходной элемент 9. Выходной элемент 9 жестко закреплен на оси 10, установленной во втулке 8 на подшипниках 11. На наружных концах оси 10 жестко закреплены сателлиты 12 и 13. На втулке 8 жестко закреплено двухвенцовое коническое зубчатое колесо 14 с наружным зацеплением. Один из этих венцов входит в зацепление с сателлитами 12 и 13, а другой - с коническими зубчатыми колесами 15 и 16, установленными с возможностью осевого перемещения и последующего закрепления известными способами. На ободах некруглых колес 1 и 2 в случае использования дополнительных насадок. На траверсе 17 выполнено центральное отверстие, сквозь которое с возможностью вращения и осевого перемещения проходит выходной вал 5. На концах траверсы 17 установлены подшипники 18 качения. Выходной вал 5 снабжен упорным фланцем 19. Два вылета выходного вала 4 с помощью сцепных муфт 20 соединяются с валами некруглых колес 1 и 2.

Некруглые колеса 1 и 2 выполнены с внутренними цилиндрическими пазами для взаимодействия с подшипниками 20 качения. Для расширения диапазона перемещения конических зубчатых колес 15 и 16 некруглые колеса 1 и 2 могут быть выполнены с наружными фланцами 21. Для уменьшения металлоемкости ступица конического зубчатого колеса 14 выполнена с окнами (на чертеже не показано). Сателлиты 12 и 13 вращаются в одну сторону и оба участвуют в передаче вращающего момента.

Устройство работает следующим образом.

При включении привода 3 (на фиг. 1) вращение от входного вала 4 передается некруглым колесам 1 и 2, которые при этом вращаются в одну сторону. При повороте на угол 180^o они перемещают траверсу 17 с выходным валом 5 в крайнее нижнее положение. При дальнейшем повороте колес 1 и 2 на угол 180-360^o траверса 17 и связанный с ней выходной вал 5 перемещается в крайнее верхнее положение и т.д. Таким образом, выходной вал 5 совершает возвратно-поступательное движение на величину, равную эксцентриситету некруглых колес 1 и 2. Поскольку втулка 8 посредством конической зубчатой передачи связана с некруглыми колесами 1 и 2 и жестко связана с выходным валом 5, последний одновременно с возвратно-поступательным движением получает также и вращательное движение вокруг своей оси с соответствующим передаточным числом. При этом вместе с выходным валом 5 сложное движение (возвратно-поступательное и вращательное) получает и выходной элемент 9. Кроме того, при вращении оси 10 вокруг оси выходного вала 5 получают вращение сателлиты 12 и 13, которые сообщают оси 10, а вместе с ней и выходному элементу 9 вращение вокруг собственной оси. Таким образом, выходной элемент 9 одновременно совершает три движения: одно возвратно-поступательное вдоль оси выходного вала 5 и два вращательных в ортогональных плоскостях.

При установке дополнительной насадки, например, от устройства по патенту РФ N 2016294 (фиг. 2) выходной элемент 9 будет совершать сложное движение, состоящее из двух возвратно-поступательных и двух вращательных, совершаемых в ортогональных плоскостях.

Формула изобретения

Устройство для преобразования вращательного движения в сложное движение выходного вала, содержащее входной, выходной и промежуточные валы, механизм преобразования движения, включающий пару некруглых колес, привод, установленный между некруглыми колесами, и насадку, жестко закрепленную на одном из концов выходного вала и состоящую из втулки, установленного в ней выходного элемента, жестко закрепленного на оси, установленной на втулке на подшипниках перпендикулярно к оси выходного вала, установленных на концах оси двух сателлитов, входящего в зацепление с ними и установленного соосно с выходным валом двухвенцового конического зубчатого колеса с наружным зацеплением, отличающееся тем, что двухвенцовое коническое зубчатое колесо с наружным зацеплением жестко закреплено на втулке, одним венцом сцеплено с парой одинаковых сателлитов, а другим - с коническими зубчатыми колесами, установленными на ободах некруглых колес с возможностью осевого перемещения и последующего их закрепления, а некруглые колеса снабжены наружными фланцами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2