ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ НА ОСНОВЕ ВОЛНОВОЙ ПЕРЕДАЧИ ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 2005 года по МПК F16H1/00 F16H25/00 

Описание патента на изобретение RU2265146C2

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для преобразования вращательного движения вала управляющего двигателя в поступательное движение выходного вала исполнительного механизма.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является исполнительный механизм на основе волновой передачи поступательного действия (авторское свидетельство № 1352116 - прототип), содержащий корпус, в котором расположен ведущий вал, соединенный с волнообразователем, гибкое колесо, закрепленное в корпусе, жесткое колесо с винтовыми нарезками, расположенное соосно гибкому колесу, выполненное в виде двух выходных звеньев, входящих в зацепление с гибким колесом, опорное устройство, выполненного в виде шариков.

Известный механизм позволяет преобразовывать вращательное движение от двигателя в поступательное движение выходных звеньев жесткого колеса, расположенных соосно с осью вращения вала двигателя, при этом оба выходных звена совершают однонаправленное движение.

Недостатком известного решения является большой момент инерции вращающихся частей конструкции, малая нагрузочная способность, а также невозможность выходным звеньям совершать разнонаправленное движение.

Целью данной разработки является расширение функциональных возможностей за счет уменьшения момента инерции вращающихся частей, увеличения нагрузочной способности исполнительного механизма и возможности выходным звеньям совершать разнонаправленное движение.

Цель достигается тем, что исполнительный механизм на основе волновой передачи поступательного действия, содержащий корпус, в котором расположен ведущий вал, соединенный с волнообразователем, гибкое колесо, закрепленное в корпусе, жесткое колесо с винтовыми нарезками, расположенное соосно гибкому колесу, выполненное в виде двух выходных звеньев, входящих в зацепление с гибким колесом, опорное устройство, выполненного в виде шариков, волнообразователь выполнен в виде толкателей и обойм, гибкое колесо выполнено в виде неподвижного сепаратора, в радиальных отверстиях которого расположены равномерно по окружности в несколько рядов шарики.

Жесткое колесо может быть выполнено в виде полого цилиндра с винтовыми нарезками эпициклоидного профиля на внутренней поверхности.

Жесткое колесо может быть выполнено в виде полых полуцилиндров с винтовыми нарезками эпициклоидного профиля на внутренних поверхностях.

Волнообразователь может быть выполнен в виде толкателей в виде поршней блока радиально расположенных цилиндров, который закреплен соосно в корпусе и снабжен каналами подачи рабочей жидкости, соединяющими цилиндры со штуцерами высокого и низкого давления через распределитель, расположенный соосно с блоком цилиндров и соединенный с управляющим электродвигателем, толкатели касаются внутренней поверхности обойм, представляющих собой полые тонкостенные цилиндры.

Волнообразователь может быть выполнен в виде эксцентрикового вала и толкателей, расположенных равномерно по окружности в несколько рядов в радиальных отверстиях корпуса, толкатели касаются внутренней поверхности обойм, представляющих собой полые тонкостенные цилиндры.

Волнообразователь может быть выполнен в виде блока электромагнитов с толкателями, расположенными равномерно по окружности в несколько рядов в радиальных отверстиях корпуса, толкатели касаются внутренней поверхности обойм, представляющих собой полые тонкостенные цилиндры.

На фиг.1 и фиг.2 представлены продольный и поперечный разрезы исполнительного механизма на основе волновой передачи поступательного действия с гидравлическим волнообразователем.

На фиг.3 и фиг.4 представлены цельное и разрезное жесткое колесо.

На фиг.5 и фиг.6 представлены продольный и поперечный разрезы исполнительного механизма на основе волновой передачи поступательного действия с механическим волнообразователем.

На фиг.7 представлен поперечный разрез исполнительного механизма на основе волновой передачи поступательного действия с механическим волнообразователем, состоящим из эксцентриковых дисков, смещенных относительно друг друга на угол 120°.

На фиг.8 и фиг.9 представлены продольный и поперечный разрезы исполнительного механизма на основе волновой передачи поступательного действия с электромеханическим волнообразователем.

Исполнительный механизм с гидравлическим волнообразователем содержит управляющий многооборотный двигатель 1, закрепленный при помощи фланцевого соединения к корпусу исполнительного механизма 2. Корпус 2 снабжен радиальными отверстиями для толкателей 3. Торцевые поверхности толкателей 3, касающиеся внутренней поверхности обойм 4, выполнены сферическими. Обоймы 4 имеют форму полых цилиндров. Своей внешней цилиндрической поверхностью обоймы обращены к шарикам 5 сепаратора 6. Сепаратор 6 представляет собой полый цилиндр, расположенный соосно с распределителем и жестко закреплен к корпусу исполнительного механизма 2. В сепараторе 6 равномерно по окружности выполнено несколько рядов радиальных отверстий. Каждый ряд смещен относительно друг друга на угол 120°. Жесткое колесо 7 расположено соосно сепаратору 6 и представляет собой полый цилиндр с внутренней винтовой поверхностью эпициклоидного профиля. Шарики 5 расположены в отверстиях сепаратора 6 и касаются одной стороной наружной поверхности обоймы 4, а с другой внутренней винтовой поверхности жесткого колеса 7. Число заходов резьбы может быть больше или меньше числа шариков, что обеспечивает различные направления движения выходного вала. Шарики 5 являются радиальной опорой жесткого колеса 7 и служат ограничением осевому перемещению жесткого колеса 7.

Жесткое колесо 7 может быть выполнено в виде цельного цилиндра с винтовыми нарезками эпициклоидного профиля либо двух полуцилиндров с винтовыми нарезками эпициклоидного профиля на внутренних поверхностях. При одинаковых направлениях нарезок полуцилиндры будут двигаться в одну сторону, или в разные стороны - при различных направлениях нарезок.

Волнообразователь может быть гидравлическим и выполнен в виде распределителя 8, закрепленного на валу двигателя 1, представляющего собой вал с проточками и отверстиями, для поочередного соединения цилиндров толкателей, выполненных в виде поршней с гидромагистралями высокого и низкого давления через штуцеры 9, и обойм 4.

Волнообразователь может быть выполнен в виде трех эксцентриковых дисков 10 с толкателями 3, размещенными в отверстиях корпуса 2 и обойм 4, при этом диски 10 повернуты друг относительно друга на угол 120°.

Волнообразователь может быть выполнен электромагнитным, содержащим толкатели 4, с обмотками электромагнитов 11, расположенными по окружности в корпусе 2, и обоймы 4. Обмотки электромагнитов 11 подключены к коммутационному устройству 12.

Исполнительный механизм с гидравлическим волнообразователем работает следующим образом. Вращение управляющего двигателя с распределителем 8 приводит к изменению направления потока рабочей жидкости, поршни 3, находящиеся в магистрали нагнетания, двигают обойму 4, которая в свою очередь своей наружной поверхностью заставляет шарики 5 совершать возвратно-поступательные движения в отверстиях сепаратора 6. Шарики 5, надавливая на внутреннюю винтовую поверхность жесткого колеса 7, заставляют его перемещаться.

Если жесткое колесо 7 выполнение в виде двух полуцилиндров, шарики 5 сепаратора 6, надавливая на внутреннюю винтовую поверхность полуцилиндров, заставляют перемещаться выходные звенья жесткого колеса 7 в одном направлении (при одинаковых направлениях нарезок) или в разные стороны - при различных направлениях нарезок.

В исполнительном механизме с механическим волнообразователем вращение от управляющего двигателя 1 передается через эксцентриковый диск 10 и толкатели 3 обоймам 4, которые в свою очередь заставляют шарики 5 в сепараторе 6 совершать возвратно-поступательные движения. Шарики 5 толкают жесткое колесо 7 и оно перемещается.

В исполнительном механизме с электромагнитным волнообразователем сигналы с комутационного устройства 12 поступают на обмотки электромагнитов 11 толкателей 3 и они, совершая возвратно-поступательное движение, двигают обоймы 4, которые в свою очередь внешней поверхностью заставляют шарики 5 совершать возвратно-поступательные движения в отверстиях сепаратора 6. Шарики 5, надавливая на винтовую поверхность выходного звена жесткого колеса 7, заставляют его перемещаться.

Выполнение жесткого колеса 7 в виде полого цилиндра с винтовой нарезкой на внутренней поверхности позволяет разместить волнообразователь внутри выходного вала.

Волнообразователь выполненный в виде распределителя 8, блока цилиндров и тонкостенных обойм 4 позволяет снизить момент инерции быстро вращающихся частей волнообразователя и мощность управляющего двигателя, улучшая тем самым динамические характеристики исполнительного механизма. При этом число цилиндров определяет нагрузочную способность, а число заходов резьбы и количество шариков в одном ряду - передаточное число ступени.

Использование гидравлического или пневматического волнообразователя с маломощным управляющим электродвигателем позволяет увеличить нагрузочную способность, уменьшить мощность, затрачиваемую на управление, и обеспечивать как аналоговое, так и шаговое управление при использовании шагового двигателя.

Таким образом по сравнению с прототипом предлагаемое изобретение позволяет расширить функциональные возможности исполнительного механизма за счет создания как однонаправленного, так и разнонаправленного движения, а также совмещения функции преобразователя вращательного движения управляющего двигателя в поступательное выходных звеньев и силового двигателя при использовании гидравлического волнообразователя, при этом обеспечивая лучшие динамические характеристики.

Похожие патенты RU2265146C2

название год авторы номер документа
ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ НА ОСНОВЕ ВОЛНОВОЙ ПЕРЕДАЧИ ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ 2004
  • Самсонович С.Л.
  • Константинов С.А.
RU2265147C1
ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ НА ОСНОВЕ ВОЛНОВОЙ ПЕРЕДАЧИ 2003
  • Самсонович С.Л.
  • Константинов С.А.
RU2253775C1
СИЛОВОЙ МИНИПРИВОД (ВАРИАНТЫ) 2004
  • Самсонович Семен Львович
  • Стеблецов Владимир Григорьевич
  • Степанов Вилен Степанович
  • Константинов Станислав Александрович
RU2281597C1
ВОЛНОВОЙ РЕДУКТОР С ЭКСЦЕНТРИКОВЫМИ РОЛИКАМИ 2012
  • Крылов Николай Валерьевич
  • Борисов Михаил Васильевич
  • Самсонович Семён Львович
  • Степанов Вилен Степанович
RU2491455C1
ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ РУЛЕВОГО ПРИВОДА 2004
  • Самсонович С.Л.
  • Степанов В.С.
RU2265553C1
СИЛОВОЙ МИНИ-ПРИВОД ПЕТЛЕОБРАЗНОЙ ФОРМЫ 2012
  • Довгалёнок Владимир Маркович
  • Крылов Николай Валерьевич
  • Левин Александр Владимирович
  • Самсонович Семен Львович
  • Ситин Дмитрий Анатольевич
  • Степанов Вилен Степанович
  • Мамаев Геннадий Александрович
  • Фролов Алексей Викторович
  • Грачев Дмитрий Сергеевич
RU2519612C2
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ МИНИ-ПРИВОД ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ 2012
  • Борисов Михаил Васильевич
  • Крылов Николай Валерьевич
  • Степанов Вилен Степанович
  • Самсонович Семен Львович
  • Огольцов Игорь Иванович
  • Оболенский Юрий Геннадьевич
RU2526366C2
МУЛЬТИПЛИКАТОР ВЫСОКОМОЩНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ 2015
  • Самсонович Семен Львович
  • Степанов Вилен Степанович
  • Красковский Николай Владимирович
  • Крылов Николай Валерьевич
  • Ковалев Константин Львович
  • Егошкина Людмила Александровна
RU2588351C1
РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД 2005
  • Самсонович Семен Львович
  • Полковников Виталий Аркадьевич
  • Дудкин Сергей Александрович
RU2283975C1
СИЛОВОЙ МИНИ-ПРИВОД ПОДВИЖНОЙ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА 2010
  • Оболенский Юрий Геннадьевич
  • Самсонович Семен Львович
  • Степанов Вилен Степанович
RU2408125C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 265 146 C2

Реферат патента 2005 года ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ НА ОСНОВЕ ВОЛНОВОЙ ПЕРЕДАЧИ ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для преобразования вращательного движения управляющего двигателя в поступательное движение выходного вала. Исполнительный механизм содержит корпус 2, в котором расположены ведущий вал, соединенный с волнообразователем, гибкое колесо, закрепленное в корпусе, жесткое колесо 7 с винтовыми нарезками, расположенное соосно гибкому колесу. Жесткое колесо 7 выполнено в виде двух выходных звеньев, входящих в зацепление с гибким колесом, Опорное устройство выполнено в виде шариков 5. Волнообразователь выполнен в виде толкателей 3 и обойм 4. Гибкое колесо выполнено в виде неподвижного сепаратора 6, в радиальных отверстиях которого расположены равномерно по окружности в несколько рядов шарики 5. Технический результат - расширение функциональных возможностей за счет уменьшения момента инерции вращающихся частей, увеличение нагрузочной способности механизма, возможность выходным звеньям совершать разнонаправленные движения. 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

Формула изобретения RU 2 265 146 C2

1. Исполнительный механизм на основе волновой передачи поступательного действия, содержащий корпус, в котором расположен ведущий вал, соединенный с волнообразователем, гибкое колесо, закрепленное в корпусе, жесткое колесо с винтовыми нарезками, расположенное соосно гибкому колесу, выполненное в виде двух выходных звеньев, входящих в зацепление с гибким колесом, опорное устройство, выполненное в виде шариков, отличающийся тем, что волнообразователь выполнен в виде толкателей и обойм, гибкое колесо выполнено в виде неподвижного сепаратора, в радиальных отверстиях которого расположены равномерно по окружности в несколько рядов шарики.2. Исполнительный механизм на основе волновой передачи поступательного действия по п.1, отличающийся тем, что жесткое колесо выполнено в виде полого цилиндра с винтовыми нарезками эпициклоидного профиля на внутренней поверхности.3. Исполнительный механизм на основе волновой передачи поступательного действия по п.1, отличающийся тем, что жесткое колесо выполнено в виде полых полуцилиндров с винтовыми нарезками эпициклоидного профиля на внутренних поверхностях.4. Исполнительный механизм на основе волновой передачи поступательного действия по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что волнообразователь выполнен в виде толкателей в виде поршней блока радиально расположенных цилиндров, который закреплен соосно в корпусе и снабжен каналами подачи рабочей жидкости, соединяющими цилиндры со штуцерами высокого и низкого давления через распределитель, расположенный соосно с блоком цилиндров и соединенный с управляющим электродвигателем, толкатели касаются внутренней поверхности обойм, представляющих собой полые тонкостенные цилиндры.5. Исполнительный механизм на основе волновой передачи поступательного действия по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что волнообразователь выполнен в виде эксцентрикового вала и толкателей, расположенных равномерно по окружности в несколько рядов в радиальных отверстиях корпуса, толкатели касаются внутренней поверхности обойм, представляющих собой полые тонкостенные цилиндры.6. Исполнительный механизм на основе волновой передачи поступательного действия по п.1, отличающийся тем, что волнообразователь выполнен в виде блока электромагнитов с толкателями, расположенными равномерно по окружности в несколько рядов в радиальных отверстиях корпуса, толкатели касаются внутренней поверхности обойм, представляющих собой полые тонкостенные цилиндры.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2005 года RU2265146C2

Волновая винтовая передача 1985
  • Василенко Николай Васильевич
  • Колесников Юрий Петрович
  • Соловьюк Владимир Михайлович
  • Павлюк Юрий Владимирович
SU1352116A1
Реверсивная волновая передача с подвижными зубьями 1989
  • Лифанов Юрий Николаевич
  • Вольченко Александр Иванович
  • Карнаухов Михаил Львович
  • Луцык Игорь Тарасович
SU1700316A1
Гидравлический исполнительный механизм 1981
  • Бобко Альбин Михайлович
  • Володин Жорж Гаврилович
  • Грачев Игорь Григорьевич
  • Дунаев Сергей Викторович
  • Кустов Анатолий Николаевич
  • Николаев Валерий Федорович
  • Пономарева Татьяна Ивановна
SU954667A1
ВОЙ ВАРИАТОР СКОРОСТИ 0
SU314945A1

RU 2 265 146 C2

Авторы

Самсонович С.Л.

Константинов С.А.

Даты

2005-11-27Публикация

2003-12-22Подача