УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ В КОЛЕБАТЕЛЬНОЕ Российский патент 2004 года по МПК F16H21/52 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к передаточным механизмам.

Известно устройство для преобразования вращательного движения во вращательно-колебательное движение рабочего органа, в данном случае закрылки крыла самолета, содержащее вал, включающий два расположенных под тупым углом друг относительно друга прямолинейных участка, редуктор, связанный с приводом вращательного движения, а также внешнюю (с внутренними зубьями) шестерню и внутреннюю (с внешними зубьями) шестерню планетарного механизма и корпус, при этом редуктор установлен в корпусе с возможностью вращения вокруг первой оси и связан с первым прямолинейным участком вала, который установлен в редукторе с возможностью вращения вокруг оси его первого прямолинейного участка, на конце которого установлена внутренняя шестерня планетарного механизма, находящегося в зацеплении с внешней шестерней планетарного механизма, установленной жестко в корпусе соосно первой оси (патент США №4286761, 1981).

Известное устройство позволяет перевести вращательное движение первого прямолинейного участка вала во вращательно-колебательное движение (по замкнутой траектории) второго конца прямолинейного участка вала, что позволяет отклонить закрылки (крыла самолета) на определенный угол, при этом устройство сложно по кинематике и металлоемко.

В целом ряде случаев необходимо в передаточных механизмах обеспечить преобразование вращательного движения в колебательное одновременно в продольном и поперечном направлениях относительно двух взаимно перпендикулярных осей, при этом решить вопрос простоты конструкции и снижения металлоемкости, однако из уровня техники такие устройства не известны.

Настоящее изобретение направлено на решение задачи по созданию указанного выше устройства. В качестве прототипа взято устройство, описанное в упомянутом выше патенте США (фиг.9-11), наиболее совпадающее с предложенным по числу существенных признаков.

Поставленная задача решена тем, что устройство для преобразования вращательного движения в колебательное, содержащее привод вращательного движения, корпус и приводной вал, включающий два расположенных под тупым углом друг относительно друга участка, при этом первый прямолинейный участок вала установлен с возможностью вращения вокруг своей оси, согласно изобретению, дополнительно содержит механизм преобразования вращательного движения в колебательное, связанный с втулкой-рычагом и кронштейном колебательного механизма, установленного с возможностью поворота вокруг оси первого прямолинейного участка вала, расположенного горизонтально, при этом кронштейн колебательного механизма, имеющий прорезь, установлен с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси первого прямолинейного участка вала и проходящей через точку пересечения осей первого и второго участков вала, причем конец второго участка вала размещен в прорези кронштейна колебательного механизма с возможностью перемещения по периметру прорези.

Кроме того, поставленная задача решена тем, что

- кронштейн колебательного механизма с прорезью в виде вытянутого овала установлен на втулке-рычаге посредством вертикальных полуосей соосно первому прямолинейному участку вала;

- механизм преобразования вращательного движения в колебательное кинематически связан с первым прямолинейным участком вала;

- механизм преобразования вращательного движения в колебательное выполнен в виде привода колебательного движения;

- механизм преобразования вращательного движения в колебательное выполнен в виде установленного в корпусе кривошипа, ось которого кинематически связанна с первым прямолинейным участком вала, а палец кривошипа - с втулкой-рычагом.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной выше совокупностью существенных признаков требуемого технического результата: обеспечения преобразования вращательного движения рабочего органа в колебательное одновременно в продольном и поперечном направлениях относительно двух взаимно перпендикулярных осей.

На фиг.1 изображена кинематическая схема предложенного устройства для преобразования вращательного движения в колебательное (частичный разрез); на фиг.2 - устройство для преобразования вращательного движения в колебательное (продольный разрез); на фиг.3 - то же, вид сверху; на фиг.4 - элемент с прорезью, вид спереди; на фиг.5 - разрез 1-1 (фиг.2).

Устройство для преобразования вращательного движения в колебательное (фиг.1) содержит приводной вал 1, включающий первый прямолинейный участок 2 и расположенный под тупым углом к нему (предпочтительно 120-135°) второй участок 3 вала, который в предпочтительном варианте осуществления изобретения выполнен также прямолинейным. Первый прямолинейный участок 2 вала размещен в обойме (не показана) корпуса 4 по оси Х-Х и связан с механизмом вращательного движения (на показан); соосно обойме установлена втулка-рычаг 5 с возможностью поворота вокруг оси Х-Х. Кроме того, устройство содержит кронштейн колебательного механизма 6, который установлен с возможностью поворота вокруг вертикальных полуосей 7 по оси Y-Y прямолинейного участка 2 вала (Х-Х), механизм преобразования вращательного движения в колебательное выполнен в виде привода 8 колебательного движения, который посредством пальца 9 связан с втулкой-рычагом 5 и кронштейном колебательного механизма 6, имеющим прорезь 10 в форме вытянутого овала 11 в направлении Y-Y, в которой размещен, с возможностью взаимодействия с ней по всему периметру овала 11, конец второго участка 3 вала. Взаимное пересечение осей Х-Х и Y-Y в точке пересечения Y' является обязательным условием работы устройства.

На (фиг.2-5) используются дополнительно следующие обозначения: обойма 12 жестко закреплена с первым прямолинейным участком 2 вала по оси Х-Х и снабжена шестерней 13, механизм преобразования вращательного движения в колебательное выполнен в виде установленных в корпусе 4 на приводном валу 1 взаимосвязанных шестерни 14 и кривошипа 15 с пальцем 16, который посредством вертикального паза 17 связан с втулкой-рычагом 5, закрепленной на обойме 12. Для уменьшения трения между прорезью 10 и концом второго участка 3 вала установлен ролик 18 с возможностью вращения вокруг своей оси.

Устройство для преобразования вращательного движения в колебательное работает следующим образом (фиг.1-5). При вращении первого прямолинейного участка 2 вала вокруг оси Х-Х второй (отогнутый) участок 3 вала роликом 18 взаимодействует с поверхностью прорези 10 кронштейна колебательного механизма 6. За полоборота первого участка 2 вала конец второго участка 3 вала провзаимодействует с прорезью 10 на длине, равной половине ее периметра. При этом кронштейн колебательного механизма 6, поворачиваясь вокруг вертикальных полуосей 7, переместится из одного крайнего положения в другое (на фиг.3 эти положения показаны штрихпунктирными линиями). За полный оборот первого участка 2 вала кронштейн колебательного механизма 6 совершит один период продольных колебаний относительно оси Y-Y.

На (фиг.1) привод 8 колебательного движения переместит втулку-рычаг 5 с закрепленным на ней кронштейном колебательного механизма 6, который совершит поперечное колебательное движение по оси Х-Х.

На (фиг.2-5) в предпочтительном варианте осуществления изобретения механизм преобразования вращательного движения в колебательное выполнен в виде установленного в корпусе 4 кривошипа 15, ось которого кинематически связана с первым прямолинейным участком 2 вала. В этом случае поворот кронштейна колебательного механизма 6 вокруг оси Y-Y происходит точно так же, как описано выше, обеспечивая поперечное колебание. Отличие сводится к тому, что при вращении приводного вала 1 первый прямолинейный участок 2 вала поворачивается вместе с жестко связанной с ним обоймой 12 и шестерней 13, которая находится в зацеплении с шестерней 14 кривошипа 15, установленного с возможностью поворота в корпусе 4. На оси кривошипа 15 закреплен палец 16, входящий в вертикальный паз 17 втулки-рычага 5. При вращении кривошипа 15 происходит продольное колебательное перемещение втулки-рычага 5, а заодно и кронштейна колебательного механизма 6 по оси Х-Х.

Предложенное устройство позволяет преобразовывать вращательное движение в колебательное одновременно в продольном и поперечном направлениях относительно двух взаимно перпендикулярных осей, при этом решает вопрос простоты конструкции и снижения металлоемкости и может быть использовано в машиностроении, в том числе в самолетостроении (машущее крыло), судостроении (плавниковый двигатель), приборостроении.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к передаточным механизмам, позволяющим преобразовывать вращательное движение в колебательное одновременно в продольном и поперечном направлениях относительно двух взаимно перпендикулярных осей. Устройство для преобразования вращательного движения в колебательное содержит корпус 4, приводной вал, включающий в себя два расположенных под тупым углом друг относительно друга участка, при этом первый участок 2 вала установлен с возможностью вращения вокруг своей оси. Устройство дополнительно содержит механизм преобразования вращательного движения в колебательное, связанный с втулкой-рычагом 5 и кронштейном колебательного механизма 6. Втулка-рычаг 5 установлена с возможностью поворота вокруг оси первого прямолинейного участка 2 вала, расположенного горизонтально. Кронштейн колебательного механизма 6 имеет прорезь и установлен с возможностью поворота вокруг оси 7, перпендикулярной оси первого прямолинейного участка 2 вала и проходящей через точку пересечения осей первого и второго участков валов. Конец второго участка 3 вала размещен в прорези кронштейна колебательного механизма 6 с возможностью его перемещения по периметру прорези. Технический результат заключается в обеспечении преобразования вращательного движения в колебательное одновременно в продольном и поперечном направлениях относительно двух взаимно перпендикулярных осей при простоте конструкции и снижении металлоемкости 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для преобразования вращательного движения в колебательное, содержащее корпус и приводной вал, включающий два расположенных под тупым углом друг относительно друга участка, при этом первый прямолинейный участок вала установлен с возможностью вращения вокруг своей оси, отличающееся тем, что дополнительно содержит механизм преобразования вращательного движения в колебательное, связанный с втулкой-рычагом и кронштейном колебательного механизма, установленными с возможностью поворота вокруг оси первого прямолинейного участка вала, расположенного горизонтально, при этом кронштейн колебательного механизма, имеющий прорезь, установлен с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси первого прямолинейного участка вала и проходящей через точку пересечения осей первого и второго участков вала, причем конец второго участка вала размещен в прорези кронштейна колебательного механизма с возможностью его перемещения по периметру прорези.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кронштейн колебательного механизма с прорезью в виде вытянутого овала установлен на втулке-рычаге посредством вертикальных полуосей соосно первому прямолинейному участку вала.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм преобразования вращательного движения в колебательное кинематически связан с первым прямолинейным участком вала.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм преобразования вращательного движения в колебательное выполнен в виде привода колебательного движения.5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм преобразования вращательного движения в колебательное выполнен в виде установленного в корпусе кривошипа, ось которого кинематически связана с первым прямолинейным участком вала, а палец кривошипа - с втулкой-рычагом.