Механизм для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в устройствах, требующих преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот рабочего органа, например, описывающего кардиоиду. Техническим результатом полезной модели является создание новой конструкции механизма для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот, обладающего расширенными кинематическими возможностями и обеспечивающего простоту конструкции и возможность придания рабочему органу лопастного типа движения, описывающего эпициклоиду типа кардиоиды. Технический результат достигается при создании конструкции механизма для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот, включающего двуплечее водило 1, два сателлита 2, 3, приводящиеся во вращение водилом 1 и движущиеся по зубчатому колесу 4, жестко установленному на неподвижном валу 5, при этом сателлиты 2, 3 и неподвижное колесо 4 представляют собой цилиндрические шестерни равного диаметра, в котором, согласно полезной модели, неподвижный вал 5 выполнен полым, при этом внутри

неподвижного полого вала 5 размещен с возможностью вращения ведущий вал 6, несущий на правом конце элемент передачи вращательного движения 7, на левом конце водило 1, при этом водило 1 своими концами подвижно соединено с валами 8, 9 сателлитов 2, 3, причем на левых концах валов 8, 9 сателлитов 2, 3 жестко установлены односторонне направленные шатуны 10, 11, соединенные с возможностью вращения с коромыслом 12, выполненным двуплечим с равными и симметричными относительно оси коромысла 12 плечами, при этом на коромысле 12 жестко закреплен рабочий орган лопастного типа 13, совершающий движение с получением эпициклоиды типа кардиоиды. В таком механизме для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот элемент передачи вращательного движения 7, может быть выполнен в виде зубчатой шестерни или звездочки, или шкива, или фрикционной муфты. В таком механизме для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот рабочий орган лопастного типа 13 может быть выполнен в виде лопасти, расположенной вдоль продольной оси коромысла 12. В таком механизме для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот рабочий орган лопастного типа 13 может

быть выполнен в виде двух лопастей, расположенных вдоль продольной оси коромысла 12 и находящихся в противофазе друг к другу.

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в устройствах, требующих преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот рабочего органа, например, совершающего движение с получением эпициклоиды типа кардиоиды.

Известен механизм преобразования вращательного движения во вращательное с переменной частотой, содержащий корпус, закрепленное в нем колесо с внутренними зубьями, соосный ему и установленный в корпусе с возможностью вращения шкив с двумя отверстиями, расположенными на окружности, центр которого эксцентричен относительно оси шкива, установленные в этих отверстиях валы, несущие на одном конке зубчатые колеса для зацепления с колесом с внутренними зубьями, на другом кривошипы,

коромысло, ось качения которого совмещена с осью шкива, два шатуна, шарнирно связанные каждый одним концом с коромыслом, другим с соответствующим кривошипом, и планшайбу, при этом коромысло выполнено двуплечим с равными и симметричными относительно оси коромысла плечами, шарнирно соединенным с соответствующими шатунами, оси которых расположены на одной плоскости (патент РФ №2085796 на изобретение, кл. F 16 H 35/02, опубл. 27.07.1997).

Недостатками известного механизма являются сложность конструкции и невозможность перемещения коромысла по траектории с получением эпициклоиды типа кардиоиды.

Известен механизм для преобразования вращательного движения в сложное, состоящее из возвратно-поступательного и вращательного движений, содержащий кривошипно-шатунный механизм, шатуны которого шарнирно соединены с соответствующими сателлитами, выполняющими роль кривошипов, связанную с кривошипно-шатунным механизмом планетарную передачу, состоящую из неподвижного зубчатого колеса, двух сателлитов и водила, жестко связанного с ведущим валом, шток, соосно установленный в неподвижном центральном зубчатом колесе планетарной передачи, и расположенный на штоке с возможностью осевого перемещения ползун, снабженный дополнительным кривошипно-шатунным механизмом, шатуны которого

шарнирно соединены с сателлитами, выполняющими роль кривошипов, дополнительную планетарную передачу, связанную с дополнительным кривошипно-шатунным механизмом и состоящую из дополнительного неподвижного центрального зубчатого колеса, двух сателлитов и водила, жестко связанного через шток с ведущим валом, при этом шарнирные соединения основного и дополнительного сателлитов установлены противофазно, а основной и дополнительный кривошипно-шатунный механизм приводится в действие от одного привода путем присоединения упомянутого штока к ведущему валу с возможностью вращения его относительно неподвижного центрального зубчатого колеса планетарной передачи (патент РФ №2109998 на изобретение, кл. F 16 H 37/12, опубл. 27.04.1998).

Недостатками известного механизма являются сложность конструкции и невозможность получения на шарнирных соединениях сателлитов движения с траекторией эпициклоиды типа кардиоиды из-за противофазного расположения шарнирных соединений на сателлитах.

Известен зубчато-рычажный планетарный механизм с периодически изменяемой скоростью выходного звена (И.И.Артоболевский. Механизмы в современной технике. М. Наука, 1980 г., т.4, с.153, рис.2316).

В известном механизме входным звеном является водило, вращающееся вокруг неподвижной оси и входящее во вращательные пары с сателлитами, которые движутся по неподвижному зубчатому колесу. На осях сателлитов по другую сторону водила жестко укреплены рычаги, на концах которых вращаются ролики, центры которых описывают траектории в виде эпициклоиды при скольжении роликов в пазы диска, который они вращают со скоростью, периодически изменяющейся от нуля (когда центры роликов находятся на уровне зацепления сателлитов с центральным неподвижным колесом) до некоторого максимума (когда центры роликов находятся на точках, соответствующих максимальному расстоянию до неподвижной оси). Диаметры зубчатых колес приняты равными между собой. В этом случае период времени изменения скорости диска равен времени одного оборота входного звена вокруг неподвижной центральной оси.

Описанное устройство обеспечивает преобразование вращательного движения входного звена (водила) в возвратно-поступательное движение выходного звена (диска).

Наиболее близким к заявляемой модели по технической сущности и достигаемому результату является механизм для преобразования движения, включающий входное звено, связанное через неподвижный вал с передающим звеном в виде планетарного механизма, состоящего

из трех равных по диаметру цилиндрических шестерен, и выходное звено, при этом механизм содержит, по крайней мере, пару одинаковых передающих звеньев в виде идентичных планетарных зубчатых механизмов, а входное звено представляет собой редуктор, состоящий из конических шестерен, соединенных под прямым углом, из которых центральная шестерня жестко установлена на входном валу, а другие боковые, равные по диаметру, количество которых соответствует количеству передающих звеньев и равно количеству выходных звеньев, установлены с возможностью вращения на неподвижном валу, на концах которого, отстоящих от боковых шестерен редуктора, жестко закреплены солнечные шестерни планетарных механизмов передающих звеньев, а их сателлиты установлены с возможностью вращения на валах, жестко закрепленных на внешних торцевых поверхностях боковых шестерен редуктора на расстоянии от оси неподвижного вала, равном диаметру сателлита, причем на внешней торцевой поверхности одного из сателлитов каждого передающего звена с эксцентриситетом жестко установлен палец, шарнирно связанный с выходным звеном, представляющим собой шатун с поршнем, а аналогичный узел на противоположном передающем звене установлен в противофазе. В таком механизме палец каждого передающего звена может быть установлен с эксцентриситетом 0,3 0,7 от радиуса сателлита (патент РФ

№2102642 на изобретение, кл. F 16 H 21/16, опубл. 20.01.1998 - прототип).

Недостатками известного механизма являются сложность конструкции и невозможность получения на шарнирных соединениях сателлитов движения с траекторией эпициклоиды типа кардиоиды из-за отсутствия шарнирных соединений на обоих сателлитах и коромысла, связывающего оба шарнирных соединения на сателлитах.

Известный механизм принят в качестве прототипа заявляемого объекта, т.к. он наиболее близок по принципу действия планетарного механизма передающего звена и по характеру соединения передающего звена с выходным звеном, когда передача движения к выходному звену осуществляется по соответствующему закону с получением эпициклоиды типа кардиоиды.

Техническим результатом полезной модели является создание нового механизма для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот, обладающего расширенными кинематическими возможностями и обеспечивающего простоту конструкции и возможность придания рабочему органу лопастного типа движения, описывающего эпициклоиду типа кардиоиды.

Технический результат достигается при создании конструкции механизма для преобразования вращательного движения в сложное

движение и наоборот, включающего двуплечее водило, два сателлита, приводящиеся во вращение водилом и движущиеся по зубчатому колесу, жестко установленному на неподвижном валу, при этом сателлиты и неподвижное колесо представляют собой цилиндрические шестерни равного диаметра, в котором, согласно полезной модели, неподвижный вал выполнен полым, при этом внутри неподвижного полого вала размещен с возможностью вращения ведущий вал, несущий на правом конце элемент передачи вращательного движения, на левом конце водило, при этом водило своими концами подвижно соединено с валами сателлитов, причем на левых концах валов сателлитов жестко установлены односторонне направленные шатуны, соединенные с возможностью вращения с коромыслом, выполненным двуплечим с равными и симметричными относительно оси коромысла плечами, при этом на коромысле жестко закреплен рабочий орган лопастного типа, совершающий движение с получением эпициклоиды типа кардиоиды.

В таком механизме для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот элемент передачи вращательного движения, может быть выполнен в виде зубчатой шестерни или звездочки, или шкива, или фрикционной муфты.

В таком механизме для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот рабочий орган лопастного типа может

быть выполнен в виде лопасти, расположенной вдоль продольной оси коромысла.

В таком механизме для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот рабочий орган лопастного типа может быть выполнен в виде двух лопастей, расположенных вдоль продольной оси коромысла и находящихся в противофазе друг к другу.

Выполнение неподвижного вала полым и размещение внутри него ведущего вала с возможностью вращения, несущего на правом конце элемент передачи вращательного движения, а на левом конце водило, подвижное соединение водила своими концами с валами сателлитов, жестко установка на левых концах валов сателлитов односторонне направленных шатунов, соединенных с возможностью вращения с коромыслом, выполненным двуплечим с равными и симметричными относительно оси коромысла плечами, а также жесткое закрепление на коромысле рабочего органа лопастного типа, совершающего движение с получением эпициклоиды типа кардиоиды обеспечивает простоту конструкции, заявляемого механизма для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот, а его рабочему органу лопастного типа возможность совершения движения с получением эпициклоиды типа кардиоиды.

Возможное выполнение элемента передачи вращательного движения в виде зубчатой шестерни или звездочки, или шкива, или фрикционной муфты, а также возможная установка на коромысле одной или нескольких рабочих лопастей, совершающих движение с получением эпициклоиды типа кардиоиды, обеспечивает механизму для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот расширение кинематических возможностей.

Указанные выше преимущества выгодно отличают заявляемую полезную модель от прототипа.

Заявляемая полезная модель изображена на чертеже, на котором показан общий вид механизма для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот в разрезе.

Механизм для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоброт, включает двуплечее водило 1, два сателлита 2, 3, приводящиеся во вращение водилом 1 и движущиеся по зубчатому колесу 4, жестко установленному на неподвижном валу 5, при этом сателлиты 2, 3 и неподвижное колесо 4 представляют собой цилиндрические шестерни равного диаметра, причем неподвижный вал 5 выполнен полым, внутри неподвижного полого вала 5 размещен с возможностью вращения ведущий вал 6, несущий на правом конце элемент передачи вращательного движения 7, на левом конце водило 1,

при этом водило 1 своими концами подвижно соединено с валами 8, 9 сателлитов 2, 3, причем на левых концах валов 8, 9 сателлитов 2, 3 жестко установлены односторонне направленные шатуны 10, 11, соединенные с возможностью вращения с коромыслом 12, выполненным двуплечим с равными и симметричными относительно оси коромысла 12 плечами, при этом на коромысле 12 жестко закреплен рабочий орган лопастного типа 13, совершающий движение с получением эпициклоиды типа кардиоиды.

В таком механизме для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот элемент передачи вращательного движения 7, может быть выполнен в виде зубчатой шестерни или звездочки, или шкива, или фрикционной муфты.

В таком механизме для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот рабочий орган лопастного типа 13 может быть выполнен в виде лопасти, расположенной вдоль продольной оси коромысла 12.

В таком механизме для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот рабочий орган лопастного типа 13 может быть выполнен в виде двух лопастей, расположенных вдоль продольной оси коромысла 12 и находящихся в противофазе друг к другу.

Механизм для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот работает следующим образом.

При преобразовании вращательного движения в сложное движение от внешнего привода (на чертеже не показан) вращение передается на элемент передачи вращательного движения 7, жестко закрепленный на правом конце ведущего вала 6, установленного с возможностью вращения в полом неподвижном валу 5, и через водило 1, закрепленное на левом конце ведущего вала 6 и своими концами подвижно соединенное с валами 8, 9 сателлитов 2, 3, приводятся в движение сателлиты 2, 3, которые движутся по зубчатому колесу 4, закрепленному на неподвижном валу 5. Жестко установленные на левых концах валов 8, 9 сателлитов 2, 3 односторонне направленные шатуны 10, 11 передают вращение на коромысло 12, выполненное двуплечим с равными и симметричными относительно оси коромысла 12 плечами, жестко соединенному с коромыслом 12 рабочему органу лопастного типа 13, который осуществляет движение с получением эпициклоиды типа кардиоиды.

При преобразовании сложного движения во вращательное движение вращение передача движения происходит в обратном направлении, т.е. от рабочего органа лопастного типа 13 к элементу передачи вращения 7.

Сопоставительный анализ заявляемой конструкции и прототипа выявляет наличие отличительных признаков у заявляемого механизма для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот по сравнению с наиболее близким аналогом, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «новизна».

Наличие отличительных признаков дает возможность получить положительный эффект, выражающийся в создании нового механизма для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот, обладающего расширенными кинематическими возможностями и обеспечивающего простоту конструкции и возможность придания рабочему органу лопастного типа движения, описывающего эпициклоиду типа кардиоиды.

Использование конструкции механизма для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот по заявляемой полезной модели в машиностроении, в частности, в устройствах, требующих преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот обеспечивает ей соответствие критерию «промышленная применимость».

1. Механизм для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот, включающий двуплечее водило, два сателлита, приводящиеся во вращение водилом и движущиеся по зубчатому колесу, жестко установленному на неподвижном валу, при этом сателлиты и неподвижное колесо представляют собой цилиндрические шестерни равного диаметра, отличающийся тем, что неподвижный вал выполнен полым, при этом внутри неподвижного полого вала размещен с возможностью вращения ведущий вал, несущий на правом конце элемент передачи вращательного движения, на левом конце водило, при этом водило своими концами подвижно соединено с валами сателлитов, причем на левых концах валов сателлитов жестко установлены односторонне направленные шатуны, соединенные с возможностью вращения с коромыслом, выполненным двуплечим с равными и симметричными относительно оси коромысла плечами, при этом на коромысле жестко закреплен рабочий орган лопастного типа, совершающий движение с получением эпициклоиды типа кардиоиды.

2. Механизм для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот по п.1, отличающийся тем, что элемент передачи вращательного движения выполнен в виде зубчатой шестерни или звездочки, или шкива, или фрикционной муфты.

3. Механизм для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот по п.1, отличающийся тем, что рабочий орган лопастного типа выполнен в виде лопасти, расположенной вдоль продольной оси коромысла.

4. Механизм для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот по п.1, отличающийся тем, что рабочий орган лопастного типа выполнен в виде двух лопастей, расположенных вдоль продольной оси коромысла и находящихся в противофазе друг к другу.