Пневмогидродвигатель

 

Использование: для поворотов исполнительных механизмов. Сущность изобретения: в корпусе размещены поршни, связанные зубчатой рейкой, взаимодействующей с зубчатым колесом. Поршни и рейки выполнены совместно. Боковые поверхности зубьев рейки расположены в плоскостях, перпендикулярных оси рейки-поршня. Профиль зуба шестерни образован радиусным сопряжением прямой, параллельной оси симметрии ближайшей впадины и дуг окружности. Центр окружности лежит на пересечении делительного диаметра и оси симметрии соседнего зуба. Радиус определяют заданным соотношением. 2 ил.

Изобретение относится к пневмо(гидро)приводам и может быть использовано в пневмо(гидро)двигателях для поворотов исполнительных механизмов, преимущественно устанавливаемых на космических аппаратах.

Известен пневмогидродвигатель, содержащий гильзы с размещенными в них поршнями, связанными зубчатой рейкой, взаимодействующей с зубчатым колесом, и устройство для поджатия зубчатой рейки к колесу, причем устройство снабжено телами качения, размещенными по обе стороны от радиальной оси пневмо(гидро)двигателя, а рейка установлена с возможностью радиального перемещения относительно поршней (1).

Недостатками такого пневмогидродвигателя являются наличие устройства поджатия к колесу зубчатой рейки, служащее для поглощения радиального усилия, возникающего от зубчатого зацепления, раздельное выполнение рейки и поршней с обеспечением возможности их радиального взаимного перемещения.

Использование такой конструкции пневмо(гидро)привода на космическом аппарате нецелесообразно, т.е. она сложна и имеет пониженную надежность. Использование устройства поджатия для регулировки зазоров при эксплуатации космического аппарата невозможно, поэтому установка его в пневмо(гидро)двигатель нецелесообразна.

Целью настоящего изобретения является устранение отмеченных недостатков, а именно упрощение конструкции, уменьшение веса и повышение надежности пневмо(гидро)двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что поршни и рейка выполнены совместно, боковые поверхности зубьев рейки расположены в плоскостях, перпендикулярных оси рейки-поршня, профиль зуба шестерни образован радиусным сопряжением прямой, параллельной оси симметрии ближайшей впадины, и дуги окружности, имеющей центр, лежащий на пересечении делительного диаметра и оси симметрии соседнего зуба, а радиус R, выражающийся следующей зависимостью: где d,^д диаметр делительной окружности шестерни; Z полное число зубьев шестерни.

На фиг.1 представлен пневмо(гидро)двигатель, продольный разрез; на фиг.2 зацепление шестерни и рейки-поршня.

Пневмо(гидро)двигатель содержит корпус 1, в котором размещен поршень-рейка 2, взаимодействующий с зубчатым колесом 3.

Поршень герметизируется в корпусе крышками 4 и 5. В корпусе выполнены каналы 6 и 7 для подвода (отвода) рабочей среды и канал 8 для дренажа среды, просочившейся через уплотнение 9.

Боковые поверхности зубьев рейки расположены в плоскостях, перпендикулярных оси 00 рейки-поршня 2.

Профиль зуба шестерни образован радиусным сопряжением r, прямой BN, параллельной оси симметрии ближайшей впадины AO₁ и дуги окружности радиусом R с центром в точке К, который расположен на пересечении делительного диаметра шестерни и оси симметрии O₁T соседнего зуба.

Обычно для силовых пневмо(гидро)двигателей рейка и шестерни изготавливаются из высококачественных материалов, прочностные характеристики которых практически одинаковы. Зависимость для определения величины R, выведенная с учетом этого положения, такова: При таком выполнении зацепления усилие, возникающее при взаимодействии зубьев рейки и шестерни, не имеет вертикальной составляющей, которая приводила бы к отжатию рейки, и позволяет с большим КПД преобразовывать усилие от рабочего тела, действующего на рейку-поршень 2, в крутящий момент шестерни 3.

Пневмо(гидро)двигатель работает следующим образом: Рабочая среда при подаче, например, в канал 7 перемещает поршень 2, а так как на нем выполнена рейка, то она при перемещении, находясь в зацеплении с зубчатым колесом 3, вращает его. Таким образом, возвратно-поступательное движение рейки 2 преобразуется во вращательное движение зубчатого колеса 3.

Применение зубчатого зацепления, рассчитанного из условия отсутствия вертикальной составляющей силы, действующей на рейку, позволило исключить из состава пневмо(гидро)двигателя устройство для поджатия рейки к шестерне и выполнить рейку заодно с поршнями.

Такое выполнение пневмо(гидро)двигателя позволяет упростить его конструкцию, уменьшить габариты и массу на 20-25%

Формула изобретения

Пневмогидродвигатель, содержащий корпус с размещенными в нем поршнями, связанными зубчатой рейкой, взаимодействующей с зубчатым колесом, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, уменьшения массы и габаритов, поршни и рейка выполнены совместно, боковые поверхности зубьев рейки расположены в плоскостях, перпендикулярных оси рейки-поршня, а профиль зуба шестерни образован радиусным сопряжением прямой, параллельной оси симметрии ближайшей впадины и дуг и окружности, имеющей центр, лежащий на пересечении делительного диаметра и оси симметрии соседнего зуба, причем радиус R определяется соотношением
где d_д диаметр делительной окружности шестерни,
Z число зубьев шестерни.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2