Устройство для демонстрации планетарного редуктора с помощью кодоскопа Советский патент 1992 года по МПК G09B23/06 

1

(21)4907680/12 (22) 04.02.91 (46)15.12.92.Бюл. №46

(71)Пензенский сельскохозяйственный институт и Пензенский политехнический институт

(72)Н.Г.Горшков и Е.М.Кирин

(56)Авторское свидетельство СССР №3411071,кл.С09В1/22, 1972.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ПЛАНЕТАРНОГО РЕДУКТОРА С ПОМОЩЬЮ КОДОСКОПА

(57)Использование: изобретение относится к учебно-наглядным пособиям по курсу теории механизмов и машин и позволяет показать условия собираемости и несобираемости планетарного редуктора. Сущность изобретения: часть зубьев и впадин неподвижного, центрального колес и сателлитов снабжены обечайками из токопрово- дящего материала, соединенными между собой проводниками, образующих две электрические цепи, снабженных источниками питания и индикаторными лампами, при этом центральное и неподвижное колеса выполнены сменными для работы с тремя и четырьмя сателлитами. Устройство позволяет обеспечить повышение наглядности изучаемого материала, расширение демонстрационных возможностей прибора. 2 з.п. ф-лы. 3 ил.

Изобретение относится к демонстрационным приборам и учебно-наглядным пособиям для применения в учебном процессе, в частности при изучении курса теории механизмов и машин.

Известны устройства зубчатых планетарных редукторов различных типов, в том числе и моделей, содержащие неподвижное и подвижное центральные колеса, водило с сателлитами.

Известные устройства не позволяют продемонстрировать в поточной аудитории одно из условий проектирования планетарных редукторов: условие сборки (условие равных углов между сателлитами).

Известно устройство для демонстрации работы плоских механизмов с помощью кодо- скопа. Устройство имеет корпус в виде трех пластин из прозрачного органического стекла, причем в пространстве между средней и одной наружной пластинами расположен приводной диск, сегмент которого выступает за

пределы пластин для обеспечения привода механизма, а между средней и второй наружной пластинами расположена модель плоского механизма, входное звено которого закреплено на оси приводного диска. Устройство дает возможность при помощи кодоскопа проектировать на экран и наблюдать за движением цветных звеньев плоского механизма, помещенного в устройстве, в том числе и планетарного редуктора.

Устройство с помещенным в нем зубчатым планетарным редуктором, состоящим из неподвижного зубчатого колеса с внутренним зацеплением, центрального зубчатого колеса, водила с сателлитами, позволяет наглядно демонстрировать работу планетарного редуктора на экране с помощью кодоскопа.

Однако демонстрационные возможности устройства еще далеко не исчерпаны. Целесообразно расширить их путем показа условий сборки (собираемости и несобираеV|

ю

мости) редуктора при увеличении наглядности изображения.

Целью изобретения является расширение демонстрационных возможностей устройства и повышение наглядности путем показа условий собираемости и несобирае мости редуктора.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для демонстрации планетарного редуктора с помощью кодоскопа, содержащей корпус, закрепленную на нем модель неподвижного зубчатого колес с внутренними зубьями, модели подвижных центрального зубчатого колеса и сателлитов, смонтированных на модели водила, и приводной диск, выступающий за пределы корпуса, часть зубьев и впадин неподвижного, центрального колес и сателлитов снабжены обечайками из токопроводящего материала, соединенными между собой проводниками, образующих две электрических цепи, снабженных источниками питания и индикаторными лампами, при этом центральное и неподвижное колеса выполнены сменными для работы с тремя и четырьмя сателлитами.

При трех сателлитах упомянутыми обечайками снабжены диаметрально противоположные зуб и впадина сателлитов, три расположенные под углом 120° зуба неподвижного зубчатого колеса и три впадины центрального зубчатого колеса.

При четырех сателлитах упомянутыми обечайками снабжены диаметрально противоположные зуб и впадина сателлитов, четыре расположенные под углом 90° зуба неподвижного зубчатого колеса и четыре попарно противоположные зубья и впадины центрального зубчатого колеса.

Сравнение предлагаемого изобретения с прототипом позволило установить его отличительные признаки:

часть зубьев и впадин зубчатых колес устройства планетарного редуктора снабжены обечайками из токопроводящего материала;

у сателлитов обечайками снабжены диаметрально противоположные зуб и впадина;

у неподвижного колеса обечайками снабжены три расположенные под углом 120° зуба (при работе редуктора с тремя сателлитами) и четыре зуба, расположенные под углом 90° (при работе редуктора с четырьмя сателлитами);

у центрального подвижного колеса обечайками снабжены три расположенные под углом 120° впадины (при работе редуктора с тремя сателлитами) и четыре попарно противоположные зубья и впадины (при работе редуктора с четырьмя сателлитами);

обечайки соединены между собой проводниками;

обечайки и проводники образуют две электрические цепи, снабженные источниками питания и индикаторными лампами;

центральное и неподвижное колеса редуктора выполнены сменными для работы с тремя и четырьмя сателлитами.

Эти признаки позволяют продемонстрировать с помощью кодоскопа показ условий сборки (собираемости и несобираемости) планетарного редуктора, что существенно расширяет демонстрационные возможности устройства, повышает наглядность изображения, увеличивает объем информации, повышает усвояемость материала.

На фиг. 1 изображено устройство для демонстрации планетарного редуктора с помощью кодоскопа в двух проекциях с частичными вырезами для лучшего показа конструкции; на фиг. 2 изображены схемы работы устройства при трех сателлитах (фиг. 2а) и при четырех сателлитах (фиг. 26); на фиг. 3 представлена конструкция зуба и впадины зубчатых колес редуктора.

Устройство для демонстрации планетарного редуктора с помощью кодоскопа состоит из корпуса, смонтированного из трех пластин (верхней 1, средней 3 и нижней 5),

изготовленных из белого прозрачного органического стекла. Пластины разделены прокладками 2 и 4. Пластины и прокладки скреплены винтами 6 с гайками. В пространстве между средней и верхней пластинами смонтирован механизм планетарного редуктора, состоящий из центрального зубчатого колеса 7 (с числом зубьев, например, 21 30), неподвижного колеса с внутренними зубьями 8 (гз 60) с прокладками 9 и

винтами 10, крепящими его к корпусу, сателлитов 11 (z2 15), свободно вращающихся на водиле 12 на осях 13. Водило 12 имеет посадочные места для трех и четырех сателлитов. На водиле 12 нанесены линии разметки

через 120° (при установке трех сателлитов) и через 90° (при установке четырех сателлитов). В пространстве между средней и нижней пластинами расположено колесо 14, служащее для привода входного звена центрального зубчатого колеса 7. Приводное колесо и входное центральное зубчатое колесо насажены на квадраты оси 15, вращающейся в нижней и средней пластинах.

Часть зубьев и впадин всех зубчатых колес планетарного редуктора снабжены обечайками 16 из токопроводящего материала, например, медной фольги, вделанной в контур зуба или впадины без нарушения их геометрической эвольвентной формы.

При трех сателлитах обечайками снабжены диаметрально противоположные зу§ и впадина сателлитов 11, три расположенные под углом 120° зуба неподвижного зубчатого колеса 8, три впадины центрального зубчатого колеса 7, расположенные также под углом 120°.

При четырех сателлитах обечайками снабжены диаметрально противоположные зуб и впадина сателлитов 11, четыре расположенные под углом 90° зуба неподвижного зубчатого колеса 8, четыре попарно противоположные зубья и впадины центрального зубчатого колеса 7 (два зуба и две впадины).

Зубья и впадины, имеющие обечайки, соединены между собой проводниками 17, в виде тонкой медной проволоки, вделанной в риски, выполненные в теле зубчатых колес,

У сателлитов 11 проводником соединены обечайки противоположных зуба и впадины. У центрального колеса 7 проводниками соединены одна впадина с двумя другими (при трех сателлитах) и два зуба и две впадины, противоположные друг другу (при четырех сателлитах).

У неподвижного зубчатого колеса на внешнюю сторону выведены три проводника от трех зубьев, снабженных обечайками (при трех сателлитах), и четыре проводника от четырех зубьев, снабженных обечайками (при четырех сателлитах).

Центральное колесо 7 и неподвижное колесо 8 выполнены сменными для работы с тремя и четырьмя сателлитами.

Все проводники 17 зубчатых колес, выведенные наружу через проводники неподвижного зубчатого колеса, собраны в две электрические цепи, снабженные двумя источниками питания (ИП) 18 и двумя индикаторными лампами 19, которые закреплены на корпусе устройства.

Устройство работает следующим образом.

Сначала демонстрируют работу планетарного редуктора (например, при трех сателлитах). Для демонстрации работы планетарного редуктора устройство кладут на стол кодоскопа (Полилкжс-1 или Лектор- 2000) и, поворачивая приводной диск 14, приводят во вращение центральное колесо 7. Сателлиты 11, входящие в зацепление с центральным колесом, начинают обкатываться вокруг центрального колеса и неподвижного колеса 8.

При работе устройства зубья и впадины, снабженные обечайками, всех колес поочередно входят в зацепление друг с другом и в определенных положениях замыкают электрические цепи, в результате чего на

устройстве загораются сигнальные индикаторные лампы, свидетельствующие о количестве оборотов, совершаемых зубчатыми колесами редуктора. Так, например, с большой наглядностью можно наблюдать то, что за 1 /3 оборота водила 12 центральное колесо совершает один оборот. При повороте водила на 1 оборот центральное колесо повернется на три оборота. Кроме указанных

положений можно наблюдать с помощью индикаторных ламп и другие промежуточные положения звеньев редуктора. Это существенно повышает демонстрационные возможности прибора и повышает наглядность изображения на экране.

Далее приступают к демонстрации собираемости и несобираемости редуктора (так называемого, условия сборки).

Для того, чтобы механизм, включающий несколько сателлитов, мог быть собран, необходимо чтобы зубья каждого из сателлитов могли одновременно войти в зацепление с обеими центральным 7 и неподвижным 8 колесами.

Условие сборки планетарного редуктора, как известно, определяется по формуле

Z1 U н г ,

где zi - число зубьев центрального колеса;

35

UlH

1+2

Z1

Со - целое или нецелое число;

К - число сателлитов.

Если Со - целое число, то условие сборки выполняется и редуктор можно собирать в подвижную конструкцию, если Со - нецелое число, то условие сборки не выполняется и редуктор не собирается. При трех сателлитах

60

3°0+5Tj)

30

(целое число)

® При четырех сателлитах

2,.ui 3°0+j)225 К422 Ь

(нецелое число)

Для демонстрации собираемости редуктора разбирают устройство - снимают верхнюю пластину и удаляют все три сателлита.

Центральное колесо и неподвижное колесо, рассчитанные на работу с тремя сателлитами, оставляют на месте.

Далее (см, рис. 2а) берут первый сателлит, ставят его на ось водила и совмещают его зуб, снабженный обечайкой, с впадиной, снабженной обечайкой, центрального колеса. Противоположную впадину сателлита совмещают с зубом, снабженным обечайкой, неподвижного колеса. Далее аналогично монтируют остальные два сателлита, которые располагают под углом 120° друг к другу. При этом во время монтажа двух соседних сателлитов замыкается первая электрическая цепь и загорается индикаторная лампа, свидетельствующая о сборке двух сателлитов. Далее во время монтажа третьего сателлита замыкается вторая электрическая цепь, загорается вторая лампа, сигнализирующая о сборке другой пары сателлитов (один сателлит при этом является общим).

Описанное позволяет наглядно продемонстрировать процесс сборки редуктора, соблюдение условия сборки, положение зубьев и впадин, снабженных обечайками, относительно друг друга, способствующее соблюдению условий сборки (собираемости) редуктора. Это способствует повышению наглядности устройства, расширяет его демонстрационные возможности, увеличивает объем информации.

Далее приступают к демонстрации несобираемости редуктора при четырех сателлитах. Для этого снимают с устройства сателлиты, меняют центральное колесо и неподвижное колесо на колеса, предназначенные для работы с четырьмя сателлитами. К имеющимся трем сателлитам добавляют четвертый сателлит.

Затем собирают редуктор по схеме, приведенной на рис. 26. Сборку ведут аналогично вышеописанному с той разницей, что сателлиты располагают под углом 90°. При сборке редуктора два противоположных сателлита (верхний и нижний) точно входят в зацепление с центральным и неподвижным колесами. Первая электрическая цепь замыкается и загорается индикаторная лампа, свидетельствующая о соблюдении условия сборки при двух сателлитах

1+1т)

к

30(1 +60)

45

При постановке другой пары сателлитов их зубья попадают на зубья неподвижного колеса и вторая электрическая цепь не замыкается, индикаторная лампа не загорается, что свидетельствует о нарушении условия сборки редуктора при четырех сателлитах. Описанное позволяет наглядно

продемонстрировать условие несобираемости редуктора, что существенно повышает демонстрационные возможности устройства, повышает наглядность и объем демонстрируемой информации.

Таким образом, выполнение устройства описанным образом обеспечивает по сравнению с устройством-прототипом следующие технические преимущества

предлагаемое устройство обеспечивает

наглядный показ работы планетарного редуктора с одновременной индексацией положений звеньев (колес) и их оборотов относительно друг друга, посредством индикаторных ламп;

устройство обеспечивает наглядный показ соблюдения условия сборки (собираемости) при 2-х и 3-х сателлитах;

устройство обеспечивает наглядный показ несоблюдения условия сборки (несобираемости) при 4-х сателлитах;

в совокупности предлагаемое устройство обеспечивает существенное расширение демонстрационных возможностей учебно- наглядного пособия, повышение наглядности изображения, расширение объема информации, внесение элементов игры в учебный процесс;

в целом устройство позволяет улучшить усвояемость материала, повысить качество

обучения.

По предлагаемому изобретению изготовлен опытный образец. Испытания подтвердили положительный эффект, описанный в заявке. Изобретение найдет применение в

учебном процессе при изучении курса теории механизмов и машин.

Формула изобретения

две электрические цепи, снабженные источниками питания и индикаторными лампами, при этом центральное и неподвижное колеса выполнены сменными для работы с тремя и четырьмя сателлитами.

Ј/Ґ

0

неподвижного зубчатого колеса и три впадины центрального зубчатого колеса.

Фиг.1

Со&уоаемая xo/i-

|i|,|-0г0-,|,ц|-

# CQJV/tte/nctf/tub#а Зуб)

//есоЈи/ оема я sro#c/)

//е со&//Э(е0- cff/«Ji/& #а

з&7

F

Фиг.З