Устройство для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное

2) Авторы изобретени Е, Митин и В, В. Альферови лговечности машин Институт проблем надежности и АН Белорусской СС аявител 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВРАЩАТЕЛЬН ДВИЖЕНИЯ В ВОЗВРАТНО - ПОСТУПАТЕЛЬНОЕ ного движениясодержащее кона подшипникахленный на валу возвратно-поступательное, ус, расположенный в нем кривошипный вал, установсателлит, взаимодействующее с последним ральное кол акрепленное орпусе центубьями, диааметра сателс внутреннимивдвое больше д метр, которого лита, и ведомо занное с сателлОднако в ка звено, кинематич том 21.ждом устройстве ески свяематичес кая связь осущ что обуславлива звена, вдвое пр ествлен ет неб шарнирнои парои, ьшой ход ведомогощий диаметра сателлита. выш Изобретение относится к машиностроениюи приборостроению и может быть использо.вано в датчиках, индикаторах и механизмах. со строгой координацией движения, где необходимо преобразовать незначительный по.. ворот вала в достаточно большое линейное5перемещение рабочего органа, в частностидля обеспечения ряда движений в манипуляторах промышленных роботов.Известна планетарная передача с наружным10зацеплением для осуществления прямолинейного движения, содержащая центральное неподвижное колесо, сателлит, диаметр котороговдвое меньше диаметра центрального колесаи который зацепляется с последним через1 эпаразитное колесо. С сателлитом жестко связан кривошип, который в свою очередь шарнирно связан с ведомым звеном 1,Недостатком этой конструкции являютсясравнительно большие поперечные габариты,составляющие сумму половины хода ведомо.го звена и диаметра сателлита,Наиболее близким к изобретению являет.ся устройство для преобразования вращатель Целью изобретения является увеличение хода ведомого звена.Поставленная цель достигается тем, что сателлит выполнен двухвенцовым, а кинематическая связь ведомого звена с сателлитом в виде, по крайней мере, одного взаимодей ствующего со вторым венцом сателлита зубчатого колеса и ларнирно связанного с осью последнего рычага, закрепленного на са теллите.3 911071Для изменения направления ведомого звена центральное колесо может быть установлено с возможностью фиксированного поворота относительно корпуса,Кроме того, для повышения нагрузочнойспособности устройство может быть снабжено дополнительными анзлогичными основнымкривошипным валом, кинематически связан.ным с основным, рзсположенным на нем двуьвенцовым сателлитом, взаимодействующим сним центрзльным колесом с внутреннимизубьями, закрепленными в корпусе, по крайней мере, одним, взаимодействующим совторым венцом сателлита и ведомым зве.ном, зубчатым колесом и рычагом, шарнирно связзнным с осью последнего и жестко - с сателлитом.На фиг. 1 изображена кинематическаясхема устройства с одним рычагом и зубчатым колесом; нз фиг. 2 - вид А на фиг,1;гона фиг, 3 - кинематическая схема устройства повышенной нагрузочной способности;на фиг. 4 - кинематическая схема с двумярычагами и зубчатыми колесачи; на фиг, 5 -кинематическая схема с неравными диаметрами венцов сателлитов; на фиг. 6 - видБ на фиг. 5; на фиг. 7 - кинематическаясхема устройства с двумя неравными между собой длинами рычагов.Устройство для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательноесодержит (фиг, 1 и 2) корпус 1, в котором установлен кривошипный вал 2, опирающийся на подшипники 3 и 4. На взлу 2 установлен сателлит 5 с двумя одинаковыми венцами 6 и 7. Венец 7 взаимодействует сцентральным колесом 8 с внутренними. зубьями, закрепленным в корпусе 1 с возможностью фиксированного поворота, При этомрадиус шейки кривошипного вала 2 равенрадиусу венцов 6 и 7, з радиус центрального4 Околеса 8 вдвое превышает его. На сателлите5 между венцзмн б и 7 закреплен рычаг 9,несущий на конце подшипниковые опоры,в которых устзновлено ведомое звено 10,выполненное в виде кривошипного вала, аналогичного валу 2. На звене 10 закрепленозубчатое колесо 11, зацепляющееся с венцом 6 сателлита.Устройство с повышенной нагрузочной способностью (фиг. 3) имеет левую и правую 50кинематические цепи, симметричные относительно сечения ВВ, При этом их ведомыезвенья 10 жестко связаны друг с другом.Для синхронизации вращения левый и пра.вый кривошипные валы 2 кинематически 55связаны между собой посредством двух зубчатых колес 12, закрепленных на кривошипмых валах 2 и заценляющихся с ними ко 4лес 13, установленных в корпусе 1 на оси 14, таким образом, чтобы последняя находилась эа пределами траектории движения ведомого звена 10.Для обеспечения еще большего хода ведомого звена 10 в кинематическую связь последнего с сателлитом 5 введен второй рычаг 15 с закрепленными на нем колесом 16, зацепляющимся с колесом 11 и венцом 6 сателлита 5 (фиг, 4). Начальные диаметры колес 11 и 16, а также венцов 6 и 7 сателлита 5 равны между собой. Длины рычагов 9 и 15 равны диаметрам колес и диамет. ру траектории движения шейки кривошип. ного вала 2. Устройство по фиг, 4 также может быть выполнено симметричным, аналогичным устройству по фиг, 3. Длина рычагов 9 и 15 могут быть отличными от диаметра траектории шейки вала 2 и неравными между собой (фиг, 5 - 7), Диаметр зубчатого венца 6 сателлита 5 больше диаметра венца 7 и равен диаметру зубчатого колеса 11 (фиг. 5 и 6). Соответственно увеличивается и длина рычага 9, В устройстве, представленном на фиг. 7, по сравнению с устрой ством на фиг. 4 увеличен диаметр венца б, а на рычаге 15 закреплено второе зубчатое колесо 17, зацепляющееся с колесом 11 также большего диаметра.Для всех устройств центральное колесо 8 установлено с возможностью поворота в корпусе 1 с последующей фиксацией,Устройство работает следующим образом, При вращении вала 2 сателлит 5 будет обкатываться по центральному колесу 8. Выбором диаметров колес обеспечивается (см, фиг, 2) постоянное равенство треугольников ОАД и ДВС. Точка С (ось кривошипа ведомого звена 10 (и точка Д половина длины рычага 9) постоянно находятся в плоскости В - В, проходящей через ось вала 2, т.е, совершают возвратно-поступательное движение. При выполнении устройства по фиг. 3 правая и левая симметричные цепи работают анзлогично. Синхронный поворот взлов 2 и отсутствие перекосов в устройстве обеспечивается кинематической связью взлов 2. Повышение нагрузочной способности устройства достигается раздвоением потока мощности и переходом от консольного расположенного ведомого звена 10 к двухопорному. В устройстве по фиг, 4 взл 2 и рычаг 15 вращаются в одну сторону с одинаковой угловой скоростью, а рычаг 9 и ведомое звено 10 имеет ту же скорость по величине,.но обратного направления, В результате сложения угловых скоростей возникает возвратно. поступательное движение оси кризошипа ведомого звена 10, Прн повороте центрзльного5 91колеса 8 ось кривошипа ведомого звена 10будет совершать движение в другом направлении,В устройстве по фиг. 5 и б габаритызвеньев обеспечивают постоянное подобие равнобедренных треугольников ОАД и ДВС, врезультате чего точка С (ось кривошипа ведомого звена 10) постоянно находится вплоскости В - В, т,е. совершает возвратнопоступательное движение. Устройство пофнг. 7 работает аналогично устройству пофиг, 4,Таким образом, увеличение хода ведомогозвена 10 достигается установкой рычагов изубчатых колес. В устройстве по фиг. 4 ход8 ведомого звена 10 Б = 4 г(о+1),где г - радиус венца 7 сателлита 5;и - число рычагов 9;При установке рычагов разной длиныф) ход ведомого звена равениЬ = г(г +СЕ,+г,),где г,1 - радиус кривошипной окружностиведомого звена 10,Использовыие данного устройства позволяет значительно увеличить ход ведомогозвена при достаточно точной координации,поступательного перемещения ведомого звена 10 и вращательного движения вала 2,Формула изобретения 1, Устройство для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, содержащее корпус, расположенный в нем на подшипниках кривошипный вал, установленный на нем сателлит, взаимодейству 107) 6ющее с последним и установленное в корпусе центральное колесо с внутренними зубьями, диаметр которого вдвое больше диаметрасателлита, и ведомое звено, кинематическисвязанное с сателлитом, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью увеличения ходаведомого звена, сателлит выполнен двухвенцовым, а кинематическая связь - в виде,,но крайней мере, одного взаимодействующего1 о со вторым венцом сателлита зубчатого коле.,са и шарнирно связанного с осью последне. го рычага, закрепленного на сателлите,2, Устройство но п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью изменения1 з направления движения ведомого звена, цент.ральное колесо установлено с возможностьюфиксированного поворота относительно корпуса,3, Устройство по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышениянагрузочной способности, устройство снабжено дополнительными аналогичными основнымкрнвошипным валом, кинематически связанным с основным, расположенным на немдвухвеицовым сателлитом, эацепляющимсяс ним центральным колесом с внутреннимизубьями, закрепленным в корпусе, по край.ней мере, одним взаимодействующим совторым венцом сателлита и ведомым звеном,за .зубчатым колесом и рычагом. шарнирно связанным с осью последнего и жестко - с сателлитом.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Кожевников С, Н. и др. Механизмы.М "Машиностроение", 1976, с, 548, рис, 9.29.2. Артоболевский И. И. Механизмы в сов.ременной технике, М "Наука", 1973, т. 111,с, 206 (прототип),