Устройство для реверсивного кругового движения рабочего инструмента Российский патент 2024 года по МПК F16H37/04 F16H19/08 B24B39/04 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах, где постоянное вращательное движение требуется преобразовывать в реверсивное круговое движение рабочего инструмента.

Известный аналог – механизм преобразования однонаправленного вращательного движения в переменное двунаправленное вращательное движение (US 4781072 A, F16H 27/08, опубликовано 01.11.1988). Указанный механизм содержит приводной вал, непрерывно вращающийся в одном направлении, приводит в движение ведомый вал с попеременным двунаправленным вращательным движением через зубчатую передачу, которая включает в себя первую шестерню, установленную на ведущем валу, и вторую и третью шестерни, установленные на ведомом валу, причем первая шестерня имеет зубья только на их части, причем зубья поочередно входят в зацепление со второй и третьей шестернями при вращении приводного вала

Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются: двигатель, ведущий вал, ведомый вал и шестерни с зубчатыми секторами.

Недостатками аналога является то, что устройство расположено в корпусе, который представляет собой довольно сложную пространственную конструкцию, при изготовлении которой не просто обеспечить взаимно – перпендикулярное расположение посадочных мест шестерен и подшипников.

Известно устройство инженера Е.П. Абрамцева для преобразования вращательного движения в сложное движение выходного вала (RU № 2027928 C1 МПК F16H 37/16, опубликовано 27.01.1995). Указанное устройство состоит из возвратно-поступательного и вращательного, содержит 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.

Также известно еще одно похожее устройство Е.П. Абрамцева для преобразования вращательного движения в сложное (RU № 2082051 C1 МПК F16H 37/12, опубликовано 20.06.1997). Указанное устройство содержит корпус, установленные в нем входной, выходной и промежуточный валы, зубчатую передачу, включающую коническую шестерню, установленную на выходном валу, и два сопряженных с ней зубчатых конических колеса, жестко закрепленных соответственно на входном и промежуточном валах, траверсу, установленную на выходном валу с возможностью вращения относительно оси последнего, два подшипника качения, установленные каждый на соответствующих концах траверсы, установленные соответственно на входном и промежуточном валах два некруглых колеса, внутренние поверхности внешних ободов которых обращены одна к другой, а подшипники качения предназначены для взаимодействия с последними.

Признаками аналогов, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, является использование зубчатых шестерен, ведущего и ведомого валов, подшипники скольжения.

Недостатками аналогов является сложность конструкции устройств, неспособность преобразовать вращательное движение в непрерывное круговое реверсивное вращение по амплитуде угла реверса выходного вала, большие весогабаритные параметры и недостающие кинематические возможности.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для осциллирующего движения рабочего инструмента (RU № 2763065 C1 МПК F16H 37/04, опубликовано 27.12.2021). Указанное устройство содержит корпус, электродвигатель, подшипниковые узлы, ведущий вал и ведомый вал, соединенный с рабочим инструментом. Для создания осциллирующей круговой осцилляции рабочему инструменту в пределах от –180 до +180 градусов, устройство снабжено первой шестерней, являющейся ведущей, имеющей по меньшей мере один сектор зубьев и жестко закрепленной на ведущем валу, второй шестерней, являющейся ведущей, выполненной полнозубой и жестко закрепленной на ведущем валу, третьей шестерней, четвертой шестерней и пятой шестерней, жестко закрепленной на ведомом валу, при этом третья шестерня и четвертая шестерня жестко соединены друг с другом на одной оси и имеют вид аналогичный первой шестерни и второй шестерни, причем вторая шестерня и четвертая шестерня находятся в постоянном зацеплении друг с другом, а пятая шестерня находится в постоянном зацеплении с первой шестерней и третьей шестерней, при этом количество секторов зубьев первой шестерни и величина центрального угла ее секторов зубьев зависят от величины угла осцилляции рабочего инструмента.

Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, является наличие ведущего и ведомого валов, электродвигателя, корпуса, муфты и системы секторов зубьев для создания реверсивного вращения рабочего инструмента.

Недостатками прототипа являются сложность конструкции, большое количество шестерен, что вызывает повышенную металлоемкость.

Задача заявляемого изобретения заключается в создании устройства для реверсивного кругового движения рабочего инструмента.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении надежности и упрощения конструкции устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для реверсивного кругового движения рабочего инструмента, содержащее основание, корпус, электродвигатель, подшипниковые узлы, ведомый вал с рабочим инструментом, зубчатые шестерни с полными и неполными зубьями, ведущий вал соединенный муфтой с электродвигателем, согласно изобретению, для повышения надежности и снижения металлоемкости конструкции на ведущем валу закреплена шестерня, имеющая по крайней мере два сектора внутренних зубьев, расположенных со стороны рабочего инструмента, с внутренней стороны этой шестерни на ведущем валу жестко закреплена шестерня с секторами наружных зубьев, которые расположены в зонах секторов с отсутствием зубьев в шестерни с внутренними зубьями, полнозубая шестерня, закрепленная на ведомом валу, находится в зацеплении с секторами шестерни с внутренними зубьями, при этом количество секторов зубьев каждой шестерни и величина угла каждого сектора зависят от величины угла кругового реверса рабочего инструмента.

Отличием заявляемого изобретения от прототипа является то, что в устройстве на ведущем валу закреплена шестерня, имеющая по крайней мере два сектора внутренних зубьев, расположенных со стороны рабочего инструмента, с внутренней стороны этой шестерни на ведущем валу жестко закреплена шестерня с секторами наружных зубьев, которые расположены в зонах секторов с отсутствием зубьев в шестерни с внутренними зубьями, полнозубая шестерня, закрепленная на ведомом валу, находится в зацеплении с секторами шестерни с внутренними зубьями, при этом количество секторов зубьев каждой шестерни и величина угла каждого сектора зависят от величины угла кругового реверса рабочего инструмента.

Наличие отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности «новизна».

Проведенный дополнительный сопоставительный анализ патентной и научно-технической информации не выявил источники, содержащие сведения об известности совокупности отличительных признаков заявляемого изобретения, что свидетельствует о его условия патентоспособности «изобретательский уровень».

Компактность и сравнительно малые размеры позволяют встраивать устройство в конструкцию металлорежущего станка. Простота устройства позволяет легко настраивать ведомый вал на заданный угол реверса.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами: где на фиг. 1 –представлена кинематическая схема устройства для реверсивного кругового движения рабочего инструмента, на фиг. 2 – схема расположения и направления вращения шестерен в механизме преобразования вращательного движения в реверсивное круговое движение с заданной амплитудой угла α, на фиг. 3 – угловая величина зон расположения зубьев шестерен при некоторых углах α.

Устройство для реверсивного кругового движения рабочего инструмента содержит рабочий инструмент 1, корпус-крышку 2, ведущий вал 3, ведомый вал 4, опору для ведомого вала 5, внешнюю ведущую шестерню 6, внутреннюю ведущую шестерню 7, ведомую шестерню 8, подшипниковые узлы 9, муфту сцепления 10, электродвигатель 11 и основание 12. Ведущий вал 3 проходящий через подшипник 9, находящийся в корпусе-крышке 2, соединен через муфту сцепления 10 с валом электродвигателя 11. Корпус 2 устройства смонтирован на основании 12. На одном конце ведомого вала 4 проходящий через опор 5, закреплен рабочий инструмент 1, а на другом конце закреплена шестерня 8. У шестерен 6 и 7 удалена зона зубьев в соответствии с требуемым углом реверса α, причем зоны зубьев расположены в форме симметричных секторов. Ведущие шестерни 6 и 7 закреплены на валу 3, таким образом, чтобы они поочередно вступали в зацепление с ведомой шестерней 8 и обеспечивали отклонение рабочего инструмента на угол реверса α (см. фиг. 2).

Устройство работает следующим образом. После получения вращательного движения от электродвигателя 11, ведущий вал 3 через муфту 10 передает вращение шестерням 6 и 7. Сначала шестерня 6 передает шестерни 8 (в зоне зацепленных зубьев) вращение в одну сторону. Когда шестерня 6 поворачивается до конца части зубчатой зоны одного сектора, тогда зубчатый сектор шестерни 7 войдет в зацепление и придаст шестерни 8 вращение в обратную сторону. Вышеупомянутый процесс происходит последовательно, циклически. Таким образом, ведомая шестерня 8 передает ведомому валу 4 реверсивное вращение, и рабочий инструмент, который соединен с ведомом валом 4 совершает реверсивное вращение с заданной амплитудой угла реверса α. Для изменения амплитуды угла реверса α необходимо сменить ведущие шестерни 6 и 7 путем снятия крышки 2 и муфты 10.

Таким образом, благодаря тому, что механизм преобразования вращательного движения в реверсивное с нужной амплитудой угла α повышается надежность устройства, снижается металлоемкость конструкции. Устройство компактно, имеет малые габариты по сравнению с прототипом и проще по конструкции.

Использование заявляемого изобретения позволяет добиться не только требуемой шероховатости поверхности деталей машин, но и получить мелкозернистую структуру в поверхностном слое, что позволяет повысить степень упрочнения цилиндрических деталей, а также их коррозие- и износостойкость.

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано для обработки наружных поверхностей вращения отделочно-упрочняющей обработкой реверсивным выглаживанием. Устройство содержит основание, корпус, электродвигатель, подшипниковые узлы, ведомый вал с рабочим инструментом, зубчатые шестерни с полными и неполными зубьями и ведущий вал, соединенный муфтой с электродвигателем. На ведущем валу закреплена шестерня, имеющая по крайней мере два сектора внутренних зубьев, расположенных со стороны рабочего инструмента. С внутренней стороны этой шестерни на ведущем валу жестко закреплена шестерня с секторами наружных зубьев, которые расположены в зонах секторов с отсутствием зубьев в шестерни с внутренними зубьями. Шестерня с полными зубьями закреплена на ведомом валу с возможностью зацепления с секторами шестерни с внутренними зубьями. Количество секторов зубьев каждой шестерни и величина угла каждого сектора зависят от величины угла кругового реверса рабочего инструмента. Обеспечивается преобразование вращательного движения электродвигателя в круговое реверсивное движение с заданной амплитудой угла. 3 ил.

Устройство для реверсивного кругового движения рабочего инструмента, содержащее основание, корпус, электродвигатель, подшипниковые узлы, ведомый вал с рабочим инструментом, зубчатые шестерни с полными и неполными зубьями, ведущий вал, соединенный муфтой с электродвигателем, отличающееся тем, что с целью повышения надежности и снижения металлоемкости конструкции на ведущем валу закреплена шестерня, имеющая по крайней мере два сектора внутренних зубьев, расположенных со стороны рабочего инструмента, с внутренней стороны этой шестерни на ведущем валу жестко закреплена шестерня с секторами наружных зубьев, которые расположены в зонах секторов с отсутствием зубьев в шестерни с внутренними зубьями, а шестерня с полными зубьями закреплена на ведомом валу с возможностью зацепления с секторами шестерни с внутренними зубьями, при этом количество секторов зубьев каждой шестерни и величина угла каждого сектора выбраны в зависимости от величины угла кругового реверса рабочего инструмента.