Рычажно-зубчатое устройство с остановками Советский патент 1986 года по МПК F16H21/14 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к рычажно-зубчатым передачам, преобразующим вращательное движение в качательное с остановками, и может быть использовано в автоматических устройствах и манипуляторах.

Цель изобретения - увел:ичение угла выстоя и точности остановки выходного звена устройства, что расширяет его рабочую зону и функциональные возможности.

На фиг. 1 показана схема механизма; на фиг. 2 - графики зависимости

углов поворота ведомых звеньев от угла поворота ведущего звена.

Устройство содержит основание 1, ведущий кривошип 2, основное коромысло 3 и шатун 4, шарнирно связьша- ющий кривошип 2 и коромысло 3. С кривошипом 2 жестко связано ведущее колесо 5 зубчатой передачи, ось ко торого Совмещена с осью шарнира, связывающего кривошип 2 с шатуном 4. На оси шарнира, связьгеающего коромысло 3 с шатуном 4, с возможностью свободного вращения размещено промежуточное колесо 6, взаимодействующее с ведущим колесом 5, а на оси коромысла 3 также с возможностью свободного вращения размещено ведомое колесо 7, взаимодействующее с промежуточным колесом 6. Кривошип 2, коромысло 3, шатун 4 и колеса 5, 6 и 7 вместе с основанием 1, образуют основной шестизвенный рычажно-зубчатый механизм устройства, в котором ведущее 5 и ведомое 7 колеса имеют одинаковое число зубьев.

Устройство содержит точно такой же дополнительный шестизвенньй ры- чажно-зубчатьй механизм, включакяций дополнительный кривовшп 8, ось которого совмещена с осью основного коромысла 3 и основного ведомого колеса 7.Кривошип 8 жестко связан с колесом 7. На основании 1 размещено также дополнительное коромысло 9, а дополнительный шатун 10 шарнирно свя- зьшает дополнительные кривошип 8 и коромысло 9. С дополнительным кривошипом 8 жестко связано ведущее колесо 1( дополнительной зубчатой передачи. Ось колеса 11 совмещена с осью шарнира, связьшающего дополнительные кривошип 8 и шатун ТО. На оси шарнира, связывающего дополнительные коромысло 9 и шатун 10, с возможностью

свободного вращения размещено дополнительное промежуточное колесо 12, взаимодействующее с колесом 11. На оси дополнительного коромысла 9 с

возможностью свободного вращения размещено дополнительное ведомое колесо 13, взаимодействующее с колесом 12. Колесо 13 является выходным звеном устройства. Колеса 11 и 13 также

имеют равное число зубьев.

Кривошип 8 может и не иметь конкретного конструктивного выражения. Его роль может выполнять зубчатое колесо 11, для чего оно должно быть

жестко связано с колесом 7 с эксцентриситетом, равным длине криношипа 8.

Дополнительный шестизвенный рычажно-зубчатый механизм расположен на основании 1 относительно основного так, что на момент начала выстоя колеса 13 разность между углом 8. , образованным кривошипом 8 и прямой, проходящей через оси кривошипа 2 и коромысла 3, и углом у , образованным этой же прямой и прямой, проходящей через оси кривошипа 8 и коромысла 9, равна 80-100°. При указанной разности углов f и Jf минимальные углы передачи в шарнирах механизма находятся в пределах 55-45.

Геометрические размеры звеньев механизма связаны условием, по которому отношение длины кривошипа 2 к межцентровому расстоянию кривошипа 2 и коромысла 3 больше отношения длины кривошипа 8 к межцентровому расстоянию кривошипа 8 и коромысла 9. Это условие обеспечивает указанную разность углов S и у .

Устройство работает следующим образом.

Вращение ведущего кривошипа 2 посредством шатуна 4 преобразуется в возвратно-колебательное перемещение

коромысла 3, а вращение ведущего зубчатого колеса 5 через зубчатое колесо 6 передается ведомому зубчатому колесу 7. За один оборот кривошипа 2 и колеса 5 колесо 7 также совершает

один оборот. На участке вращения кривошипа 2, где коромысло 3 имеет противоположное кривошипу 2 направление поворота, вращение колеса 7 замедля- ется, а затем оно совершает колебательное движение - плавно поворачивается в обратном направлении на угол Дф (фиг. 2, кривая 1), после чего также вначале плавно, а затем ускоренсвязьшающемкоромысло 3, не менее 45 .

но поворачивается в прежнем направлении. Угол поворота uqi cf, - Cf , на котором происходит колебание колеса 7, тем больше, чем больше угол обратного поворота д( . Как показывает анализ, при Д1)) 15 - 20, угол uq достигает величины 200 и более при минимальном угле передачи в шарнире, шатун 4 и

Вращение колеса 7 через жестко с ним связанный кр1ивошип 8 и колеса 1-1 и 12 передается дополнительному ведомому колесу 13, а вращение крипошипа 8 посредством дополнительного шатуна 10 преобразуется в возрратно-кача- тельное движение дополнительного коромысла 9. На участке колебательного движения колеса 7 коромысло 9 имеет обратное колесу 12 направление вращения, скорости их вращения равны по величине, и поэтому колесо 13 в этот период имеет остановку. Чем меньше угол поворота кривошипа 8, на котором колесо 13 имеет остановку, тем точность его остановки. Кривая 2 (фиг. 2), построенная при условии вращения крипошипа 8 с постоянной скоростью, показьшает, что при малом угле выстоя Cfp,, колесо 13 практически не имеет обратного поворота. Так, при угле выстоя ЗО и минимальном угле передачи 45 механизм обеспечивает относительную точность останов-

227870- 4

ки в пределах (0,33 Г /72°) 100% 0,046% - (0,1327°/396°) О00% 0,0335%.

Поскольку период колебательного

5 движения колеса 7 с кривошипом 8 совпадает по фазе с перидом выстоя колеса 13j а угол поворота кривошипа 8, на котором колесо 13 стоит, больше или равен углу обратного отхода шее-

10 терни 7 (сц г 44), достигается значительное увеличение угла выстоя колеса 13 по углу поворота ведущего кривошипа 2 (фиг. 2, кривая 3).

Пример. Относительные размеJ5 ры звеньев: расстояние между осями вращения кривошипа 2 и коромысла 3 составляет 1,0, длина кривошипа 2 - 0,307, длина шатуна 4 - 0,737, длина коромысла 3 - 0,736, длина кривоши-

20 па 8 - 0,211, длина шатуна 10- 0,660, длина коромысла 9 - 0,660, расстояние между осями вращения колеса 7 и коромысла 9 - 0,932; отношение чисел зубьев колес 5, 7, 11 и.

25 13 равно единице, колеса 5 к коле- су 6 - 0,655, колеса 11 к колесу 12- 0,792. В таком устройстве высотой колеса 13 составляет 216 по углу поворота кривошипа 2, а угол обрат- ного поворота 0,1% от полного угла

30

поворота за цикл. Минимальные углы передачи в таком устройстве составляют 55 .

73

(pus,f

160

120 WB 200 2W 280 320 3SO 00 f

(pus. 2

Редактор A. Гулько

Составитель В. Савицкий

Техред И. Верес Корректор Е. Рошко

Заказ 2277/38Тираж 880Подписное

ВНИИ1Ш Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4