Рычажно-зубчатый механизм с остановками

(51) 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Челябинский политехнический институтим, Ленинского комсомола и Барнаульскийзавод механических прессов(56) Боренштейн Ю,П, Механизмы для воспроизведения сложного профиля,: Справочное пособие, - Л,: Машиностроение, 1978,с. 129, табл. 11,Артоболевский И.И, Механизмы в современной технике. - М,; Наука,.1979, т. 3, с. 57.Авторское свидетельство СССРМ 1493838, кл. Р 16 Н 21/14, 1989.(57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к рычажно-зубчатым передачам с остановками ведомого звена, и найдет применение, в частности, в автоматических линиях и в робототехнике. Целью изобретения является расширение кинематических возможностей за счет двойной остановки ползуна в любой точке его хода, в связи с чем применена понижающая передача, выполненная в виде четырехшарнирного механизма. При равномерном вращении ведущего кривошипа 3 вращение посредством шатуна 4, коромысла 5 и зубчатых колес 6 и 8 преобразуется в одностороннее периодическое вращение с остановкой зубчатого колеса 7, вращение колеса 7 и жестко связанного с ним водила 11 передается сателлиту 10, который обкатывается по центральному колесу 9, на делительной окружности сателлита 10 расположен кривошипный палец 12, шарнирно связанный с ползуном 13, который совершает полный (/) цикл возвратно-поступательного перемещения с двумя остановками в любой точке его хода. 1 ил,Изобретение относится к машиностроению, а именно к рычажно-зубчатым передачам с остановками ведомого звена, инайдет применение, в частности, в автоматических линиях и в робототехнике.Известен планетарный механизм внутреннего зацепления, содержащий основание, неподвижное солнечное колесо,водило, сателлит, шарнирно установленныйнэ водиле, с соотношением чисел зубьевсолнечного колеса и сателлита, равным 2;1.В данном механизме точка сателлита, расположенная на его делительной окружности, перемещается при вращении водила попрямой.Механизм может быть применен дляпривода подающего устройства машин-автоматов и манипуляторов, если кинетическисвязать упомянутую точку на сателлите споступательно движущимся звеном. Однако механизм не обеспечивает остановокведомого звена,Известен рычажно-зубчатый механизмпрерывистого вращения, содержащий основание, четырехшарнирный механизм, состоящий из кри воши па, шатуна икоромысла, ведущее зубчатое колесо, жестко связанное с кривошипом и имеющее ось,совпадающую с шарниром, связывающимкривошип и шатун, ведомое зубчатое колесо, шарнирно связанное с основанием иимеющее общую ось вращения с коромыслом, и зубчатое колесо, имеющее ось вращения, совпадающую с шарниром,связывающим шатун и коромысло, и взаимодействующее с ведущим и ведомым зубчатыми колесами.При определенных размерах звеньевмеханизма его ведомое зубчатое колесо может совершать кратковременную остановкупри непрерывном вращении кривошипа.Однако этот механизм не обеспечивает возвратно-поступательного движения ведомого звена.Известен рычажно-зубчатый механизм,содержащий основание с прямолинейнойнаправляющей, планетарную передачу свнутренним зацеплением, центральное колесо которой закреплено на основании так,что его центр расположен на продольнойоси направляющей, установленный на водиле планетарной передачи с возможностьювращения сателлит, число зубьев которогоравно половине числа зубьев центральногоколеса, закрепленный на сателлите кривошипный палец, ось которого расположенана делительной окружности сателлита, установленный на прямолинейной направляющей ползун, шарнирно связанный скривошипным пальцем, установленные на 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 основании ведущий и ведомый кривошипы, двуплечий рычаг с плечами разной длины, два шатуна, шарнирно связанные первый с ведущим кривошипом и малым плечом двуплечего рычага, а второй - с ведомым кривошипом и большим плечом двуплечего рычага, понижающую зубчатую передачу от ведомого кривошипа к водилу с передаточным отношением 1:2, привод вращения ведущего кривошипа с передаточным отношением 2:1,Механизм обеспечивает две приближенные остановки ведомого ползуна за один оборот главного вала только в крайних его положениях, Между тем в ряде случаев необходимо осуществить кратковременные остановки ползуна при некотором недоходе до крайних положений.Целью изобретения является расширение кинематических возможностей рычажно-зубчатого механизма за счет обеспечения двойной остановки ведомого ползуна на любом участке его хода.Указанная цель достигается тем, что в рычажно-зубчатом механизме, содержащем основание с прямолинейной направляющей, планетарную передачу с внутренним зацеплением, центральное колесо которой закреплено на основании так, что его центр расположен на продольной оси направляющей, установленный на водиле планетарной передачи с возможностью вращения сателлит, число зубьев которого равно половине числа зубьев центрального колеса, закрепленный на сателлите кривошипный палец, ось которого расположена на делительной окружности сателлита, установленный в прямолинейной направляющей ползун, шарнирно связанный с кривошипным пальцем, ведущий кривошип, понижающую зубчатую передачу от кривошипа к водилу с передаточным отношением 1;2, и привод вращения ведущего кривошипа с передаточным отношением 2;1, понижающая зубчатая ",ередача выполнена в виде четырехшарнирного механизма, состоящего из упомянутого ведущего кривошипа, шарнирчо связанного с ним шатуна, коромысла, входного зубчатого колеса, жестко связанного с ведущим кривошипом и имеющего общую ось с шарниром, связывающим этот кривошип и шатун, выходного зубчатого колеса, установленного на основании, имеющего общчю ось вращения с коромыслом и жестко связанного с водилом планетарной передачи и промежуточного зубчатого колеса, ось вращения которого совпадает с осью шарнира, связывающего шатун и коромысло, и которое находится в зацеплении с входным и выходным зубчаты5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ми колесами, а число зубьев входного зубчатого колеса в два раза меньше числа зубьев выходного зубчатого колеса,На чертеже показана кинематическая схема предлагаемого механизма,Механизм содержит основание 1 с выполненной в нем прямолинейной направляющей 2, четырехшарнирную зубчатую передачу, состоящую из ведущего кривошипа 3, установленного на основании, шатуна 4, коромысла 5, входного зубчатого колеса 6, жестко связанного с кривошипом 3 и имеющего общую ось с шарниром, связывающим этот кривошип 3 и шатун 4, выходного зубчатого колеса 7, установленного на основании и имеющего общую ось вращения с коромыслом 5, промежуточного зубчатого колеса 8, ось вращения которого совпадает с осью шарнира, связывающего шатун 4 и коромысло 5, которое находится в зацеплении с входным и выходным зубчатыми колесами 6 и 7. Число зубьев входного зубчатого колеса 6 в два раза меньше числа зубьев выходного. зубчатого колеса 7. На основании 1 закреплено центральное колесо 9 планетарной передачи с внутренним зацеплением, центр которого расположен на продольной оси направляющей 2, а сателлит 10 установлен на водиле 11 с возможностью вращения. Число зубьев сателлита 10 равно половине числа зубьев центрального колеса 9, центр которого расположен на продольной оси направляющей 2, На сетеллите 10 закреплен кривошипный палец 12, ось которого расположена на делительной окружности сателлита 10, В направляющей 2 установлен ползун 13, шарнирно связанный с кривошипным пальцем 12, Выходное зубчатое колесо 7 жестко связано с водилом 11 и имеет с ним общую ось вращения.Ведущий кривошип 3 связан с главным валом машины зубчатой передачей с передаточным отношением 2:1 (главный вал и передача не показаны).Механизм работает следующим образом.Равномерное вращение ведущего кривошипа 3 посредством шатуна 4, коромысла 5 и зубчатых колес 6 и 8 преобразуется в одностороннее периодическое вращение с остановкой зубчатого колеса 7, Остановка зубчатого колеса 7 обеспечивается за счет сложения относительных скоростей вращения зубчатого колеса 8 и коромысла 5 на некотором участке вращения ведущего кривошипа 3. Вращение зубчатого колеса 7 и жестко связанного с ним водила 11 передается сателлиту 10, который при этом обкатывается по центральному колесу 9. Поскольку число зубьев сателлита 10 равно половине числа зубьев центрального колеса 9, а ось кривошипного пальца 12 расположена на делительной окружности сателлита 10, кривошипный палец 12 и шарнирно связанный с ним ползун 13, установленный в направляющей 2, движутся по прямой линии вдоль оси последней, Соответствующим соединением выходного колеса 7 с промежуточным колесом 8 достигается остановка водила 11 и вместе с ним ползуна 13 при требуемом недоходе его до крайнего положения, Так как число зубьев входного колеса 6 понижающей зубчатой передачи вдвое меньше числа зубьев выходного колеса 7, за один оборот ведущего кривошипа 3 колесо 7 и жестко связанное с ним водило 11 повернутся на 180 и совершат при этом одну остановку. За это время ползун 13 совершит половину цикла возвратно-поступательного перемещения, Наличие повышающей передачи (2:1) в приводе ведущего.кривошипа 3 приводит к тому, что.за один оборот главного вала машины-автомата ведущий кривошип 3 совершает два оборота, а водило 11, жестко связанное с колесом 7, совершит, как и главный вал, один оборот. Следовательно, за этот же период ползун 13 совершает полный цикл возвратно-поступательного перемещения с двумя приближенными остановками и величиной ходав каждом направлении, равной диаметруделительной окружности колеса 9. П р и м е р, Расстояние. между осью вращения кривошипа 3 и осью вращения колеса 7 и водила 11 199 мм; длина криво- шипа 3 20,6 мм; длина шатуна 4 96 мм; длина коромысла 5 132 мм; длина водила 11 61,5 мм; величина хода ползуна 13 в каждом направлении 246 мм; модуль зубчатых колес четырехшарнирной передачи 4 мм; модуль зубчатых колес планетарной передачи 3 мм; число зубьев колес: 6 - 18; 7 - 36; 8 - 30; 9 - 82; 10 - 41; передаточное отношение привода главного вала машины-автомата к криво- шипу 3 2:1. Продолжительность остановки ползуна 13 по углу поворота главного вала при его недоходе 46 мм до крайнего положен ия соста вл я ет 48 О.формула изобретения Рычажно-зубчатый механизм с остановками, содержащий основание с прямолинейной направляющей, планетарную передачу с ьнутренним зацеплением, центральное колесо которой закреплено на основании так, что его центр расположен на прямолинейной направляющей, установленный на водиле планетарной пеоедачи с возможностью вращения сателлит, число зубьев которого равно половине числа зубь1732086 20 25 30 40 50 Составитель М. КузнецоваРедактор О. Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор Т, Палий Заказ 1571 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 ев центрального колеса, закрепленный на сателлите кривошипный палец, ось которого расположена на делител ьной окружности сателлита, установленный в прямолинейной направляющей ползун, шарнирно связанный с кривошипным пальцем, ведущий кривошип, привод вращения ведущего кривошипа с передаточным отношением 2:1 и понижающую зубчатую передачу от ведущего кривошипа к водилу с передаточным отношением 1:2,отл ича ю щийся тем,что, с целью расширения кинематических возможностей за счет двойной остановки ползуна в любой точке его хода, понижающая передача выполнена в виде четырехшарнирного механизма, включающего шарнирно связанный с ведущим кривошипам шатун, коромысло, входное зубчатое колесо, жестко связанное с ведущим кривошипом и имеющее общую ось с шарниром, связыва ющим этот кривошип и шатун, выходноезубчатое колесо, установленное на основании, имеющее общую ось вращения с коромыслом и жестко связанное с водилом планетарной передачи и промежуточное ко лесо, ось вращения которого совпадает сосью шарнира, связывающего шатун и коромысло, и которое находится в зацеплении с входным и выходным зубчатыми колесами, а число зубьев входного зубчатого колеса в 15 два раза меньше числа зубьев выходногозубчатого колеса.