CN202510650U - 驱动摇杆匀速直线运动的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种驱动摇杆匀速直线运动装置，该装置包括椭圆形的主动齿轮和从动齿轮，以及一端与从动齿轮活动连接的摇杆，所述主动齿轮轴和从动齿轮轴固定在支撑杆上，该支撑杆延伸出从动齿轮的端部与连动杆活动连接，连动杆的另一端与摇杆的中部区域活动连接。该装置传动更加稳定，容易实现动平衡，而且结构简单，制造成本较低，输出的速度误差极小，在一定范围内进行匀速直线运动。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种驱动摇杆匀速直线运动的装置。
背景技术
齿轮是机械和仪表中应用最广泛的传动元件，它可以传递两轴间的回转运动。随着科学技术的发展，在机器和仪表制造中越来越多采用非圆齿轮来实现传递特定的运动规律，因为其具有变传动比传动的特性,在运动性能、承载能力以及结构可靠性等诸多方面都明显优于其他具有同样运动特征的装置，而非圆齿轮中以椭圆齿轮最为常见，如椭圆齿轮流量计是一种用于测量流体流量精度较高的仪表。该种流量计的测量部分包括两个相互啮合的齿轮和外壳，在测量流体的流量时，椭圆齿轮在被测介质的压差作用下使其产生转动力矩，使椭圆齿轮转动，以带动指针动作实现计量。虽然椭圆齿轮流量计是依靠椭圆齿轮转动的方式计量流体，不论其精度有多高，本领域技术人员参照该椭圆齿轮流量计也不会考虑到将椭圆齿轮转动转变为直线运动。
在现有技术中，将旋转运动变为直线运动的曲柄摇杆装置通常包括两个间隔有一定距离的第一旋转轴和第二旋转轴，以及摇杆，在第一旋转轴和摇杆的一端活动地安装有第一传动杆，而在第二旋转轴上和摇杆的中部区域活动地安装第二传动杆。当第一旋转轴和第二旋转轴转动时，可通过第一传动杆和第二传动杆带动摇杆在一定范围内匀速摆动，使摇杆的自由端部实现近似匀速直线运动。虽然该装置可以将圆周运动变为直线运动，且直线运动的误差相对较小，但由于第一传动杆和第二传动杆之间必须具有很大的长度差，而长度差越大，两者之间的传动速度的误差也会越大，所以，该种曲柄摇杆装置中摇杆自由端达不到非常理想的匀速直线运动。
由于非圆齿轮的结构紧凑，刚性好，传动平稳，易实现动平衡，所以，在现有技术中，利用非圆齿轮来实现变速运动是人们渴望解决的一种技术方案。如中国专利1490541号公开的名称为“非圆齿轮型匀速往复直线运动机构”就提出一种方案。该发明所提供的非圆齿轮型匀速往复直线运动机构，其中非圆齿轮传动副中的主，从动轮的节曲线完全按照理想运动曲线设计，即该机构由非圆齿轮传动副和正弦机构组合而成，其正弦机构是由曲柄，滑块，滑槽，滑杆构成，主动齿轮齿轮轴，从动齿轮齿轮轴和滑杆的支架均安装在机架上。其意是想通过非圆齿轮的转动使曲柄带动滑块在滑槽上运动，以推动滑槽往复直线移动，进而驱动滑杆做匀速直线运动。虽然该机构利用非圆齿轮可以将转动变为直线运动，但由于该机构中的正弦机构的结构比较复杂，制作成本较高；同时，因利用曲柄带动滑块使其在滑槽上运动，滑块对滑槽有相当大的机械冲击力，使两者之间能产生比较大的机械磨损，进而降低其使用寿命；另一个问题是，滑块必须对滑槽施加较大的作用力才能使其移动，而施加的作用力过大，易使其传动不够平稳，不易实现动平衡，且其消耗的能量也较大。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种利用椭圆齿轮驱动摇杆的方式解决使用寿命短和消耗能量大等问题的驱动摇杆匀速直线运动装置。
本实用新型所提出的驱动摇杆匀速直线运动的装置包括椭圆形的主动齿轮和从动齿轮，以及一端与从动齿轮活动连接的摇杆，所述主动齿轮轴和从动齿轮轴安装在支撑杆上，该支撑杆延伸出从动齿轮的端部与连动杆活动连接，连动杆的另一端与摇杆的中部区域活动连接。
所述主动齿轮和从动齿轮的偏心率为0.123-0.127。
所述摇杆通过偏心轴与从动齿轮相连接。
本实用新型所提出的驱动摇杆匀速直线运动装置中仅采用椭圆齿轮副和连动杆驱动摇杆作直线运动，所以，该装置的结构相当简单，制造成本较低；同时因摇杆是由椭圆齿轮副和连动杆直接驱动的，不仅使摇杆直线运动更加稳定，可实现动平衡，而且其抗机械冲击的强度比较大，适合于在多种场合使用；另外，因椭圆齿轮的偏心率e的大小决定了传动比函数曲线，从而影响椭圆齿轮驱动摇杆运动装置的速度相对误差，对e进行优化分析，将椭圆齿轮的输出偏心率设定为0.123-0.127，其速度误差极小。
附图说明
附图1是本实用新型所提出的驱动摇杆匀速直线运动装置的一个实施例的外观结构示意图；
附图2是图1右视图。
具体实施方式
参见图1和图2，这两个附图给出本实用新型所提出的驱动摇杆匀速直线运动的装置一个实施例的外观整体结构。该装置包括椭圆形的主动齿轮1和与主动齿轮1相啮合的从动齿轮2，在主动齿轮1上安装有主动齿轮轴3，在从动齿轮2上安装有从动齿轮轴4，且主动齿轮3和从动齿轮4的偏心率为0.123-0.127，最佳偏心率为0.125。主动齿轮轴3和从动齿轮轴4均固定在支撑杆5上，支撑杆5远离主动齿轮轴3的一端延伸出从动齿轮2，且其延伸端通过枢轴7与连动杆6活动连接。摇杆8的一端通过偏心轴9与从动齿轮2活动连接，而连动杆6的另一端通过枢轴10与摇杆8的中部区域活动连接。
该装置的初始位置为：主动齿轮1上的主动齿轮轴3和从动齿轮2上的从动齿轮轴4均在水平方向，偏心轴9与主动齿轮轴3和从动齿轮轴4在同一条直线上。当主动齿轮1匀速转动时，支撑杆5固定不动，主动齿轮1带动从动齿轮2转动，从动齿轮2通过偏心轴9带动摇杆8及连动杆6动作，致使摇杆8的自由端在一定范围内进行匀速直线运动。
Claims (3)
1.驱动摇杆匀速直线运动的装置，其特征在于：该装置包括椭圆形的主动齿轮和从动齿轮，以及一端与从动齿轮活动连接的摇杆，所述主动齿轮轴和从动齿轮轴安装在支撑杆上，该支撑杆延伸出从动齿轮的端部与连动杆活动连接，连动杆的另一端与摇杆的中部区域活动连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述主动齿轮和从动齿轮的偏心率为0.123-0.127。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述摇杆通过偏心轴与从动齿轮相连接。
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| CN104913019B (zh) * | 2015-06-02 | 2017-07-07 | 深圳市兆威机电有限公司 | 直线往复运动机构 |
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