CN101532475B - 一种周期性停歇装置 - Google Patents

Abstract

新装置是由主动轮，与支架固连在一起的中介轮，复合曲柄滑块机构，以及与它们相关的，有相同的结构，相等的直径，小圆柱形的滚动体(下面简称滚动体)组成。与主动轮固连的滚动体，通过与复合曲柄滑块机构所控制的滚动体接触或脱离，由曲柄滑块机构所控制的滚动体，在中介轮中二条不同半径的滑道中运动，与从动轮固连的滚动体接触或脱离，使从动轮产生相应的转动或停歇。二个滑块、二根连杆、二根圆导杆、二根弹簧所组成的机构。虽二滑块沿各自不同的路径运动，但都由同一圆弧形轨迹所决定，该机构虽无曲柄，却具有与曲柄滑块机构相同特点，可看成一个复合曲柄滑块机构，其中一滑块与一小轮固连，当小轮与从动轮上的圆弧形缺口啮合(二者半径相等)时，从而给从动轮准确定位，从动轮上的圆弧形缺口的位置、数量、由转动和停歇的时间比例，停驻点决定。

Description

一种周期性停歇装置

所属技术术领域：

可用于具有低速转动，低负荷、需要较长时间、以不同时间比例、周期性运转和停歇的机械运动，特别适合要求停歇时间大于一秒小型机械。

背景技术：

现有的由机械运动产生的周期性停歇装置，难以获得较长时间的停歇，且工艺要求高，部件多、成本高。

发明内容：

该装置包括：主动轮、从动轮、与支架固连在一起的中介轮，复合曲柄滑块机构，以相对于轮圆心具有相等的半径的方式分别固定在主动轮和从动轮上的滚动体(有相同的结构，相等的直径，小圆柱形的滚动体，与滚珠相同，简称滚动体。)，在穿透中介轮的封闭滑道中移动的滚动体，由复合曲柄滑块机构控制中介轮滑道中的滚动体，滑道具有二个不同的半径的圆弧段，主动轮上的滚动体与由复合曲柄滑块机构所控制的滚动体周期性接触和脱离，由复合曲柄滑块机构所控制的滚动体，与从动轮上的滚动体周期性接触和脱离，使装置实现周期性停歇。为避免冲击，在与主动轮固连的滚动体与沿滑道运动的滚动体接触与脱离处安装减速板。

中介轮的圆弧段滑道的弧长取决于机构周期性运转和停歇的时间比例，其中一圆弧段相对中介轮圆心的半径与主动轮和从动轮上滚动体相对于轮圆心的半相等，另一圆弧段的半径长度是由复合曲柄滑块机构中的一连杆长度所确定，二个不同半径圆弧段滑道有相同的宽度以及深度，二者相通构成一回路，滑道宽度等于滚动体直径。

滑道有一小段是由圆弧变形产生的曲线，曲率半径小于圆弧半径，其目的是为了在定点处，二接触的滚动体可靠、快速分离。

复合曲柄滑块机构具有二个滑块、二根连杆、二根圆导杆、二根弹簧，其中每一根连杆的一端连结滑块，另一端连结中介轮滑道中的滚动体，每一个滑块套在一根圆导杆上，其中一根圆导杆的一端与一小轮固连，从动轮上具有与小轮半径相等的圆弧形缺口，当小轮与缺口啮合时起到给从动轮定位的作用，从动轮上的圆弧形缺口位置和数量由转动和停歇的时间比例、停驻点确定。

附图说明：

(图1---图10为转动、停歇时间比例为1∶1的装置)

图1：(1)滑道、(2)滑道、(3)下减速板、(4)弹簧、(5)弹簧、(6)弹簧止档、(7)上减速板、(8)滚动体(与主动轮固连)、(9)主动轮、(10)轴、(11)中介轮支架、(12)从动轮、(13)滚动体(与从动轮固连)、(14)滚动体(与从动轮固连)、(15)定位小轮、(16)定位圆弧形缺口、(17)滑块、(18)圆导杆、(19)弹簧、(20)轴、(21)连杆、(22)滚动体、(23)滚动体、(24)连杆、(25)圆导杆、(26)滑块、(27)弹簧、(28)机架。

图2：与图1有相同阿拉伯数字标注有相同注解。

图3：(1)滑道、(2)滑道、(6)弹簧止档、(11)中介轮支架。

图4：(12)从动轮、(13)与(14)为中心同在一直径上两滚动体、(16)中心在同一直径上两定位圆弧形缺口。

图5：(8)滚动体、(9)主动轮。

图6：(15)定位小轮、(17)滑块、(18)圆导杆。

图7：(25)圆导杆、(26)滑块。

图8：(21)连杆、(22)滚动体、(23)滚动体、(24)连杆。

图9：减速板(3)、(7)。

图10：a：滑道的确定，b：工作状态，c：圆弧形缺口尺寸，d：受力图。

图11：转动与停歇为1∶2的装置几个图解，e：中介轮与滑道，f：从动轮圆弧形缺口与小滚动体的分布，g：主动轮。

具体实施方式：

(参阅图1、图2、图10)当与主动轮固连的滚动体(8)，推动由复合曲柄滑块机构所控制的滚动体(23)在S₀处，沿滑道(2)滚动微小距离以推动滑块(17)产生相应位移，由于定位小轮(15)与滑块(17)固连，导致定位小轮与圆弧形缺口(16)分离，这样是为了避免发生自锁现象[为防自锁，图10的b和c中的e大于h，(23)在0-a其右移速度R₂Cona(图面方向、下同)必须大于向上速度R₂Sina]，当滚动体(23)到达S₁处时，与它同轴的滚动体(22)同与从动轮(12)固连的滚动体(14)或(13)相接触，这样就形成了，在S₁开始滚动体(8)推动(23)，(22)推动(14)或(13)在滑道中(2)运动，从S₀处开始，连杆(21)推动滑块(17)压缩弹簧(19)，小轮(15)向右移动，当达到S₃点后，弹簧的压缩比和小轮的位移达到最大值，并开始向左回落，与此同步的是连杆(24)推动滑块(26)压缩弹簧(27)向上移动，滚动体(8)到达S₄，即转动半周(180°)后，(23)到达S₅，(14)或(13)到期达S₆，此时弹簧(27)压缩比达到最大值，滚动体(23)由于滑道(1)限止，在弹簧(27)的弹性力与(8)的推压下，沿滑道(1)快速回落至S₀点，此时滚动体(22)与(14)或(13)分离，从动轮转动半周后处在静止状态，小轮(15)与圆弧形缺口(16)啮合，给从动轮准确定位，而(13)或(14)到达S₂点，等待下一个运动周期到来。为了减少滚动体(8)与(23)分离产生的冲击，(8)必须压迫减速板(7)才能前进，即克服由弹簧(5)所产生的阻力，对弹簧压缩和释放都是遂步进行，这由减速板与滚动体的接触面形状所决定，是为了避免减速板与止档(6)发生撞击，(8)与(7)脱离后继续前行，在S₀处与滚动体(23)接触之前须通过减速板(3)减速，减小碰撞速度，若用具有弹性的材料制造滚动体，效果更好，当滚动体(8)与(23)接触并推动它，是新的运动周期开始。

滑道(1)、(2)除了一小段A-B曲线外，是二条不同半径的圆弧，滚动体(23)在滑道中的运动是由一双连杆，双弹簧、双滑块沿不同路径滑动的复合曲柄机构。曲线A-B从A点(非唯一可选取)开始，曲率半径小于R₁，其差在B点达到最大值，约等于滚动体(23)的半径，当(23)在B点其中心在S₅，从B点(或S₅点)进入滑道(1)，S₀为滑道(1)的终点，滑道(2)的起点。

S₅的确定：(图10a)以R₂为半径画弧[滚动体(23)中心的运动轨迹]，得弧与Y轴交点S₁以滚动体直径为长，在弧上截取得S₂点，过S₂作一直径与弧相交得S₆，在S₁左边以微小距离在弧上截取得S₀，过S₀作一平行Y轴的直线，以S₆为圆心，以滚动体直径为长在直线上截取得S₅，以S₅为圆心以同样长在R₂为半径所画的弧上截取得S₄，作S₀和S₅垂直平分线，结合滚动体(23)在S₀停驻所需的平衡条件，在平分线上截取(也可通过计算)适当的点为半径[等于连杆(21)两孔的中心距]，确定滑道(1)。

滚动体(23)在S₀点停驻所需条件，为此以S₀为原点作一坐标系(X₁S₀Y₁)，F₁为弹簧(27)弹性力，F₂为弹簧(19)的弹性力，D₁为(24)、(25)、(26)、(27)所组成的滑块机构(也可在Y₁轴右侧)对Y₁轴的偏心距，D₂为圆导杆(18)中心线到X₁轴距离，由于力是滑动矢量，分别将它们沿作用线滑动，F₁始点与X₁轴重合，F₂始点与Y₁轴重合，并向坐标原点0(S₀)简化，如图10d所示受力图，从图中可知滚动体(23)在滑道(1)内壁约束下，F₁和F₂无法使其移动，因此只要作用于(23)的合力偶距等于零，即F₁D₁+F₂D₂＝0，(23)可在S₀点停驻。

图11是转动与停歇时间为1∶2装置，几个部件的简图，只要具备同上述转动与停歇时间为1∶1装置相同条件，其中最重要是自锁条件，就可获得我们需要时间比例的装置。

Claims (3)

1.一种周期性停歇装置，其特征是，该装置包括：主动轮、从动轮、与支架固连在一起的中介轮，复合曲柄滑块机构，以相对于轮圆心具有相等半径的方式分别固定在主动轮和从动轮上的滚动体，在穿透中介轮的封闭滑道中移动的滚动体，由复合曲柄滑块机构控制中介轮滑道中移动的滚动体，滑道具有二个不同半径的圆弧段，主动轮上的滚动体与由复合曲柄滑块机构所控制的滚动体周期性的接触和脱离，由复合曲柄滑块机构所控制的滚动体与从动轮上的滚动体周期性的接触和脱离，使装置实现周期性停歇。

2.根据权利要求1所述的一种周期性停歇装置，其特征是：中介轮的圆弧段滑道的弧长取决于机构周期性运转和停歇的时间比例，其中一圆弧段相对中介轮圆心的半径与主动轮和从动轮上滚动体相对轮圆心的半径相等，另一圆弧段的半径长度由复合曲柄滑块机构中的一连杆长度确定，二个不同半径的圆弧段滑道有相同的宽度以及深度，二者相通构成一回路，滑道宽度等于滚动直径。

3.根据权利要求1所述的一种周期性停歇装置，其特征是：复合曲柄滑块机构具有二个滑块、二根连杆、二根圆导杆、二根弹簧，其中每根连杆的一端连接滑块，另一端连接中介轮滑道中的滚动体，每一个滑块套在一圆导杆上，其中一根圆导杆的一端与一小轮固连，从动轮上具有与小轮半径相等的圆弧形缺口，当小轮与缺口啮合时起到给从动轮定位的作用，缺口的位置和数量由转动和停歇的时间比例以及停驻点确定。 

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