Зубчато-рычажный кулисный механизм с выстоем ведомого звена Советский патент 1982 года по МПК F16H21/14 F16H27/04 F16H35/02 

(54) ЗУБЧАТО-РЫЧАЖНЫЙ КУЛИСНЫЙ МЕХАНИЗМ С ВЫСТОЕМ ВЕДОМОГО ЗВЕНА

1

Изобретение относится к механизмам, преобразующим постоянное вращение ведущего звена в периодическое вращение ведомого звена с выстоем и может быть использовано например, в мащинах-автоматах для периодической смены позиций.5

Известна волновая зубчатая дифференциальная передача, содержащая корпус, два, входных вала и один выходной, два гибких колеса, одно из которых закреплено на выходном валу, а другое на корпусе, свободно установленное жесткое колесо с двумя венцами, зацепляющимися с гибкими колесами, ,и два генератора волн, каждый из которых укреплен на одном из двух входных вало.в 1.

Однако получить движение выходного 15 вала с выстоем одной этой передачей невозможно, так как для этого необходимо подать на входные валы определенные законы движения.

Известен зубчато-рычажный кулисный механизм с выстоем ведомого звена, содержащий кривощип, кулису, щатун и дифференциал. Этот механизм позволяет регулировать продолжительность выстоя ведо.мого звена, для чего необходимо согласованно поменять два параметра механизма 2.

Однако конструктивно это довольно сложно.

Наиболее близким к изобретению рещением является зубчато-рычажный кулисный .механизм с выстоем ведомого звена, содержащий стойку, установленный на ней ведущий вал, жестко связанный с ним кривощип, кулису с валом на конце, щатун, установленный с возможностью продольного перемещения относительно стойки с помощью ползуна, щарнирно закрепленного на валу, установленном на стойке, и дифференциал, выходное звено которого связано с ведомым звеном механизма 3.

Однако, в рассматриваемом механизме в качестве дифференциала применена планетарная передача с зубчатыми колесами, оси которых перемещаются в пространстве вместе со звеньями кулисного механизма, что снижает точность, быстроходность и надежность механизма за счет довольно больщой неуравновещенности звеньев.

Цель изобретения - повыщение точности, быстроходности и надежности механизма путем уменьщения динамической неуравновешенности звеньев, а также обеспечения, регулирования продолжительности выстоя ведомого звена путем изменения только одного параметра механизма. Указанная цель достигается тем, что в качестве дифференциала использована волновая двухступенчатая передача, гибкое колесо первой ступени которой соединено со стойкой, гибкое колесо второй ступен} яЕ)Ляетси выходным звеном, жесткое колесо имеет два венца и является общим для обоих ступеней передачи, а механизм снабжен зубчатой передачей, замыкающей вал кулисы и вал генератора волн первой ступени волновой передачи, генератор волн второй которой связан, с ведущим валом механизма. Кроме того, вал ползуна может быть установлен на стойке шарнирно и с ним могут быть жестко связаны два зубчатых колеса замыкающей передачи, одно из которых соединено с колесом вала кулисы, а второе зацепляется с колесом вала генератора волн первой ступени волновой передачи. Целесообразно снабдить- регулирующим рь1чагом, установленным щарнирно на валу, ось которого совпадает с осью вращения ведущего вала, на конце рычага необходимо щарнирно закрепить вал -кулисы, а замыкающая передача должна иметь два дополнительных колеса, жестко связанных с валом, на котором уста-новлен рычаг, одно из дополнительных колес при . этом зацепляется с колесом вала кулисы, а второе - соединено с колесом вала ползуна.На фиг. 1 изображен зубчато-рычажный механизм; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - второй вариант зубчато-рычажного кулисного механизма. Зубча-то-рычажный кулисный механизм содержит стойку 1, установленный на ней ведущий вал 2, жестко связанный с ним кривошип 3, кулису 4 с валом 5 на конце, щатун 6, установленный с возможностью продольного перемещения относительно стойки с помощью ползуна 7, щарнирно закрепленного на валу 8, щарнирно установленном на стойке 1, и дифференциал, выходное звено которого связано с ведомым звеном 9 механизма. Шатун 6 соединен с кривощипом щарнирно, а с кулисой 4 - посредством щарнира и ползуна 10. В качестве дифференциала использована волновая двухступенчатая передача, гибкое колесо 11 первой ступени которой соединено со стойкой 1, гибкое колесо 12 второй ступени связано с ведомым звеном 9 механизма, жесткое колесо имеет два венца 13 и 14 и является общим для обоих ступеней волновой передачи. Meханизм также снабжен зубчатой передачей, замыкаю.щей вал 5 кулисы 4 и вал генератора 15 волн первой ступени волновой передачи посредством зубчатых колес 16- 19. Генератор 20 волн второй ступени волновой передачи связан с ведущим валом 2 механизма. Зубчатые колеса 17 и 18 жестко установлены на валу 8 с двух сторон от закрепленного на нем шарнирно ползуна 7. Регулируемый зубчато-рычажный механизм снабжен регулирующим рычагом 21 (фиг. 3), установленным щарнирно на валу 22, ось которого совпадает с осью вращения ведущего вала 2. На конце рычага 21 щарнирно закреплен вал 5 кулисы 4. Замыкающая передача регулируемого механизма имеет дополнительные, зубчатые колеса 23 и 24, жестко связанные с валом 22. Колесо 23 зацепляется с колесом 16 вала 5, а колесо 24 соединено с колесом 17 вала 8 через зубчатые колеса 25 .и 26. Механизм работает следующим образом. При вращении веду1дего вала 2 с кривошипом 3 относительно стойки 1 движение через шатун 6 и -ползун 10 передается кулисе 4, которая осуществляет приближенно равномерное движение на некотором участке оборота кривощипа и передает его через зубчатые колеса 19, генератор 15, неподвижное гибкое колесо i 1 на жесткое колесо с двумя венцами 13 и 14. Венец 14 поворачивает гибкое колесо 13 приближенно равномерно на некотором участке в течение одного оборота кривощипа 3. В то же время генератор 20 сообщает постоянное равномерное вращение от ведущего вала 2 гибкому колесу 12 и вращает его в направлении, протквоположном тому вращению, которое это колесо получает от венца 14 жесткого колеса, при этом колесо 12 осуществляет выстой. Далее вращение с выстоем передается на ведомое звено 9 механизма. В регулируемом .механизме вращение 4 {фиг. 3) передается от колеса 16 к колесу 17 через зубчатые колеса 23-26. При изменении положения оси вращения кулисы 4 относительно стойки 1 с помощью регулирующего рычага21 продолжительность выстоя ведомого звена 9 плавно изменяется, так как в кривошипно-кулисном .механизме при повороте регулирующего рычага 21 против направления вращения кривощипа 3 на угол 120°, из плоскости чертежа, угол поворота кривощипа 3, при котором кулиса 4 совершает приближенно равномерное вращение, уменьшается. Таким образом регулировка продолжительности выстоя ведомого звена 9 осуществляется при изменении только одного параметра - углового положения рычага 21, т. е. при перемещении в окружном направлении оси вала 5 кулисы 4 вокруг оси вращения ведущего вала 2. Если обозначить через . угол поворота кривошипа 3 на участке приближенно равномерного вращения кулисы 4 и через угол поворота кулисы 4 на том же участке, при передаточном отношении зубчатых колес 16-19, равном кр.Zii2,4-Z,2 где Z „ , Z ,2, Z13 и Z14 - числа зубьев гибких колес 11 и 12, а также зубчатых венцов 13 и 14 жесткого колеса соответственно. При длине кривошипа 3 (фиг. 2) принятой за единицу, расстояниях между осями враш.ения валов 2-8 и 2-5, равными 2 и 0,3 соответственно, а также при длине участка шатуна 6 между осями пальца кривошипа 3 и шарнира шатуна 6 с ползуном 10, равном 0,5, и расположении осей враш,ения валов 2,5 и 8 в одной плоскости, угол поворота ведущего вала 2, соответствующий выстою ведомого звена 9, равен 260°. При повороте регулирующего рычага 21 (фиг. 3) из указанного положения, т. е. из плоскости чертежа, на угол, равный 120° в направлении, противоположном направлению вращения ведущего вала 2, угол поворота этого вала, соответствующий выстою ведомого звена 9, можно изменять от 260 до 0°. Выполнение кривощипно-кулисного механизма согласно изобретению без зубчатых колес на его звеньях уменьщает динамическую неуравновешенность последних, что позволяет повысить точность, быстроходность и надежность зубчато-рычажного кулисного механизма. Формула изобретения Зубчато-рычажный кулисный механизм с выстоем ведомого звена, содержащий стойку, установленный на ней ведущий вал, жестко связанный с ним кривошип, кулису с валом на конце, шатун, установленный с возможностью продольного перемещения относительно стойки с помощью ползуна, шарнирно закрепленного на валу, установленном на стойке, и дифференциал, выходное звено которого связано с ведомым звеном механизма, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности, быстроходности и надежности механизма путем уменьшения динамической неуравновешенности звеньев, в качестве дифференциала использована волновая двухступенчатая передача, гибкое колесо первой ступени которой соединено со стойкой, гибкое колесо второй ступени является выходным звеном, жесткое колесо имеет два венца и является общим для обоих ступеней передачи, а механизм снабжен зубчатой передачей, замыкающей вал кулисы и вал генератора волн первой ступени волновой передачи, генератор волн второй ступени которой связан с ведущим валом механизма. 2.Механизм по п. 1, отличающийся тем, что вал ползуна установлен на стойке шарнирно и с ни.м жестко связаны два зубчатых колеса зa.vlь кaющeй передачи, одно из которых соединено с колесом вала кулисы, а второе зацепляется с колесом вала генератора волн первой ступени волновой передачи. 3.Механизм по п. 2, отличающийся тем, что, с целью обеспечения регулирования продолжительности выстоя ведомого звена, путем изменения только одного параметра механизма, он снабжен регулирующим рычагом, установленным шарнирно на валу, ось которого совпадает с осью вращения ведущего вала, на конце рычага шарнирно закреплен вал кулисы, а замыкающая передача имеет два дополнительных колеса, жестко связанных с валом, на котором установлен рычаг, одно из дополнительных колес зацепляется с колесом вала кулисы, а второе - соединено с колесом вала ползуна. Приоритет по пунктам: 01.10.79 по п. 3 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 214258, кл. F 16 И 1/00, 1967. 2.Механика машин. Сборник статей, вып. 48, М., «Наука, 1975, с. 132, рис. 1а. 3.Авторское свидетельство СССР № 542858, кл. F 16 Н 3/20, 1975 (прототип).

, Л

Г

Фиг.З