RU2172879C1 - Planetary converter for conversions of rotary motion to reciprocating motion - Google Patents
Planetary converter for conversions of rotary motion to reciprocating motion Download PDFInfo
- Publication number
- RU2172879C1 RU2172879C1 RU2000101374/28A RU2000101374A RU2172879C1 RU 2172879 C1 RU2172879 C1 RU 2172879C1 RU 2000101374/28 A RU2000101374/28 A RU 2000101374/28A RU 2000101374 A RU2000101374 A RU 2000101374A RU 2172879 C1 RU2172879 C1 RU 2172879C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carrier
- satellite
- epicycle
- shaft
- relative
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Retarders (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в промышленности, специализирующейся на производстве оборудования с высоким нагружением и возвратно-поступательным перемещением инструмента - штампов, прессов, вытяжных, высадных, кузнечных и других машин непрерывного действия. The invention relates to mechanical engineering and can be used in the industry, specializing in the production of equipment with high loading and reciprocating movement of the tool - dies, presses, exhaust, landing, forging and other continuous machines.
Известны преобразователи вращательного движения в возвратно-поступательное. Самый простой и самый применяемый такого рода преобразователь - это кривошипно-ползунный механизм. К недостаткам этого механизма относятся: большие боковые нагрузки на ползун, невозможность полного уравновешивания от сил инерции движущихся масс, несимметричность скоростей движения ползуна при прямом и обратном ходе. Известны преобразователи вращательного движения в возвратно-поступательное, основанные на использовании свойств кругов Кардана. Например, гипоциклоидальный механизм Лагира для скоростных станков (см. Л.Б. Левенсон, Кинематика механизмов, ОНТИ НКТП СССР, Госмашиздат, 1934 г. , стр. 381, рис. 347; С.Н. Кожевников и др., Механизмы. М.: Машиностроение, 1976, стр. 587-588, рис. 10.6, 10.7, 10.8). Known converters of rotational motion to reciprocating. The simplest and most used converter of this kind is the crank-slide mechanism. The disadvantages of this mechanism include: large lateral loads on the slider, the impossibility of fully balancing the moving masses from the inertia forces, the asymmetry of the speed of the slider during forward and reverse motion. Known converters of rotational motion into reciprocating, based on the use of the properties of Cardan circles. For example, Lagir’s hypocycloidal mechanism for high-speed machines (see LB Levenson, Kinematics of mechanisms, ONTI NKTP USSR, Gosmashizdat, 1934, p. 381, Fig. 347; S. N. Kozhevnikov et al., Mechanisms. M .: Engineering, 1976, pp. 587-588, Fig. 10.6, 10.7, 10.8).
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному объекту по совокупности признаков является планетарный механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное по а.с. СССР N 1071839, кл. F 16 H 21/16 от 07.02.1984 г. The closest device of the same purpose to the claimed object according to the totality of features is a planetary mechanism for converting rotational motion into reciprocating by A. with. USSR N 1071839, class F 16 H 21/16 of 02/07/1984
В известных планетарных механизмах малое зубчатое колесо, начальная окружность которого соответствует малой окружности Кардана, обкатывается без скольжения внутри неподвижной большой, имеющей диаметр в два раза больший, чем малая. На радиусе начальной окружности малого колеса к сателлиту шарнирно прикреплен шатун, другой конец которого шарнирно связан с ползуном рабочего инструмента. Благодаря свойствам кругов Кардана точка на начальной окружности малого колеса сателлита движется прямолинейно, поэтому и шатун движется возвратно-поступательно. Нагрузочная способность таких преобразователей всецело определяется размерами наименьшего зубчатого колеса. В машинах и механизмах с относительно небольшим рабочим ходом и большими усилиями на рабочем инструменте зубчатое колесо-сателлит с диаметром, равным меньшей из окружностей Кардана, не в состоянии передать достаточно большую нагрузку. In known planetary gears, a small gear wheel, the initial circumference of which corresponds to a small Cardan circumference, is run without sliding inside a stationary large one, having a diameter twice as large as the small one. On the radius of the initial circumference of the small wheel, a connecting rod is pivotally attached to the satellite, the other end of which is pivotally connected to the slider of the working tool. Due to the properties of the Cardan circles, the point on the initial circumference of the small satellite wheel moves rectilinearly, therefore the connecting rod moves back and forth. The load capacity of such converters is entirely determined by the size of the smallest gear. In machines and mechanisms with a relatively small working stroke and high efforts on the working tool, the satellite gear with a diameter equal to the smaller of the Cardan circumferences is not able to transfer a sufficiently large load.
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известных технических устройств, в том числе и принятого за прототип, следует отнести то, что простое увеличение диаметра сателлита для увеличения передаваемой мощности вызывает вдвое большее увеличение находящегося с ним в зацеплении эпицикла. Соответственно происходит такое же увеличение рабочего хода, что не всегда допустимо по условиям работы оборудования. The reasons that impede the achievement of the required technical result when using known technical devices, including those adopted as a prototype, include the fact that a simple increase in the diameter of the satellite to increase the transmitted power causes a twice as large increase in the epicyclic gear with it. Accordingly, the same increase in the stroke occurs, which is not always permissible according to the operating conditions of the equipment.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в расширении сферы промышленного применения планетарных механизмов, преобразующих вращательное движение в возвратно-поступательное за счет существенного увеличения их силовой функции. The problem to which the claimed invention is directed is to expand the scope of industrial application of planetary mechanisms that convert rotational motion into reciprocating due to a significant increase in their power function.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в многократном повышении нагрузочной способности планетарного преобразователя при неизменном диапазоне возвратно-поступательного перемещения рабочего органа. The technical result that can be obtained by carrying out the invention is to repeatedly increase the load capacity of the planetary transducer with a constant range of reciprocating movement of the working body.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве, содержащем корпус, водило, вал сателлита, размещенный на водиле эксцентрично его продольной оси, сателлит, жестко связанный со своим валом, эпицикл (зубчатое колесо внутреннего зацепления с большим диаметром) и выходное звено планетарного преобразователя, жестко связанное с сателлитом и установленное с тем же эксцентриситетом относительно продольной оси вала сателлита, как и этого вала относительно оси водила, водило оснащено зубчатым колесом, корпус - промежуточным зубчатым колесом, а эпицикл - дополнительным зубчатым венцом, причем эпицикл с его дополнительным зубчатым венцом установлены соосно с водилом и возможностью их совместного вращения относительно водила и корпуса, промежуточное зубчатое колесо находится в зацеплениях с зубчатым колесом водила и дополнительным зубчатым венцом эпицикла, а сам эпицикл образует зубчатую пару с сателлитом, при этом параметрические размеры зубчатых колес и эпицикла с его дополнительным зубчатым венцом выполнены в соотношении
rкв = rдвэ(rст - h)/rэп
где rкв, rдвэ, rст и rэп - радиусы делительных окружностей зубчатых колес соответственно: водила, дополнительного зубчатого венца эпицикла, сателлита и непосредственно эпицикла;
h - эксцентриситет оси вала сателлита относительно оси водила и выходного звена планетарного преобразователя относительно оси вала сателлита.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known device comprising a housing, a carrier, a satellite shaft placed on the carrier eccentrically of its longitudinal axis, a satellite rigidly connected to its shaft, an epicyclic (internal gear ring with a large diameter) and an output the link of the planetary transducer, rigidly connected with the satellite and installed with the same eccentricity relative to the longitudinal axis of the satellite shaft, as well as this shaft relative to the axis of the carrier, the carrier is equipped with a tooth A closed gear, the casing with an intermediate gear, and the epicyclic with an additional gear, and the epicyclic with its additional gear rim installed coaxially with the carrier and the possibility of their joint rotation relative to the carrier and the body, the intermediate gear is engaged with the gear of the carrier and the additional gear the crown of the epicycle, and the epicycle itself forms a gear pair with a satellite, while the parametric dimensions of the gears and the epicycle with its additional gear rim are made in accordance enii
r q = r dwe (r st - h) / r ep
r where q, r DVE, r v and r ep - the radii of pitch circles of gears respectively carrier, additional toothing ring gear, and a satellite directly epicycle;
h is the eccentricity of the axis of the satellite shaft relative to the axis of the carrier and the output link of the planetary transducer relative to the axis of the satellite shaft.
На фиг. 1 и 2 показаны схемы планетарных преобразователей вращательного движения в возвратно-поступательное с подвижным эпициклом. In FIG. 1 and 2 are schematic diagrams of planetary transducers of rotational motion to reciprocating with a moving epicycle.
Фиг. 1. Планетарный преобразователь вращательного движения в возвратно-поступательное с приводом на водило:
а - кинематическая схема.FIG. 1. Planetary transducer of rotary motion to reciprocating with drive to carrier:
and - kinematic diagram.
б - центроиды мгновенных скоростей относительного движения эпицикла и сателлита в проекциях на их плоскости. b - centroids of instantaneous velocities of the relative motion of the epicycle and satellite in projections on their plane.
Фиг. 2. Планетарный преобразователь вращательного движения в возвратно-поступательное с приводом на его выходное звено. FIG. 2. A planetary transducer of rotational motion into a reciprocating drive with a drive to its output link.
Планетарный преобразователь вращательного движения в возвратно-поступательное содержит корпус 1, водило 2, вал сателлита 3, размещенный на водиле с эксцентриситетом h относительно его продольной оси, сателлит 4, жестко связанный со своим валом 3, эпицикл 5 и выходное звено 6 планетарного преобразователя, жестко связанное с сателлитом 4 и установленное с тем же эксцентриситетом h относительно продольной оси вала сателлита 3, как и этого вала относительно оси водила 2. Водило оснащено зубчатым колесом 7 (в дальнейшем - зубчатым колесом водила), корпус - промежуточным зубчатым колесом 8, а эпицикл - дополнительным зубчатым венцом 9, при этом эпицикл 5 с его дополнительным зубчатым венцом 9 установлены соосно с водилом 2 с возможностью их совместного вращения относительно водила и корпуса, промежуточное зубчатое колесо 8 находится в зацеплениях с зубчатым колесом 7 водила и дополнительным зубчатым венцом 9 эпицикла, а сам эпицикл 5 образует зубчатую пару с сателлитом 4, при этом параметрические размеры зубчатых колес и эпицикла с его дополнительным зубчатым венцом выполнены в соотношении
rкв = rдвэ(rст - h)/rэп
где rкв, rдвэ, rст и rэп - радиусы делительных окружностей зубчатых колес соответственно: водила, дополнительного зубчатого венца эпицикла, сателлита и непосредственно эпицикла;
h - эксцентриситет оси вала сателлита относительно оси вводила и выходного звена планетарного преобразователя относительно оси вала сателлита.The planetary transducer of rotary motion to reciprocating comprises a housing 1, carrier 2, a satellite shaft 3 located on a carrier with an eccentricity h relative to its longitudinal axis, satellite 4, rigidly connected to its shaft 3, epicycle 5 and the output link 6 of the planetary transducer, rigidly associated with satellite 4 and installed with the same eccentricity h relative to the longitudinal axis of the satellite shaft 3, as well as this shaft relative to the axis of carrier 2. The carrier has a gear 7 (hereinafter referred to as a carrier gear), the pus with an intermediate gear wheel 8, and the epicycle with an additional gear ring 9, while the epicycle 5 with its additional gear ring 9 is mounted coaxially with the carrier 2 with the possibility of their joint rotation relative to the carrier and the body, the intermediate gear 8 is engaged with the gear wheel 7 drove and an additional gear ring 9 of the epicycle, and the epicycle 5 itself forms a gear pair with satellite 4, while the parametric dimensions of the gears and the epicycle with its additional gear ring are made in the ratio
r q = r dwe (r st - h) / r ep
r where q, r DVE, r v and r ep - the radii of pitch circles of gears respectively carrier, additional toothing ring gear, and a satellite directly epicycle;
h is the eccentricity of the axis of the satellite shaft relative to the axis of the input and the output link of the planetary transducer relative to the axis of the satellite shaft.
Привод преобразователя осуществляется от двигателя 10 через понижающий редуктор 11. The drive of the converter is carried out from the
Преобразователь работает следующим образом. При включении электродвигателя 10 через понижающий редуктор 11 во вращение приводится водило 2. При этом через зубчатое колесо 7 водила 2, промежуточные зубчатые колеса 8 и дополнительный зубчатый венец 9 эпицикла 5 эпициклу 5 сообщается вращение, противоположное по направлению по отношению к вращению водила 2. По вращающемуся эпициклу 5 обкатывается сателлит 4, увлекаемый его валом 3, вращающимся вместе с водилом 2. В итоге на плоскости сателлита всегда имеется точка, которая представляет собой мгновенный центр скоростей (вращения сателлита вокруг собственной оси и вокруг водила). Проекции центров мгновенных скоростей сателлита на плоскости эпицикла образуют большую неподвижную окружность Кардана, а на плоскости, вращающейся вместе с сателлитом, - малую окружность Кардана, (см. фиг. 1б). Известно, что любая точка малой окружности Кардана при обкатывании по неподвижной большой окружности совершает строго прямолинейное возвратно-поступательное перемещение. В одной из таких точек расположено выходное звено 6 планетарного преобразователя. Оно и будет совершать возвратно-поступательное перемещение в диапазоне
S = 4h
где S - полный рабочий ход.The converter operates as follows. When the
S = 4h
where S is the full stroke.
Возможность изменения наклона траектории движения выходного звена 6 планетарного преобразователя обеспечивается установкой в корпусе 1 планшайбы 12 с размещением на ней промежуточных колес 8. The ability to change the slope of the trajectory of the output link 6 of the planetary Converter is provided by installing in the housing 1 of the faceplate 12 with the placement of the intermediate wheels 8 on it.
Регулировка наклона траектории движения выходного звена 6 планетарного преобразователя осуществляется поворотом платформы 12 вместе с установленными на ней промежуточными зубчатыми колесами 8 относительно корпуса 1. После регулировки планшайба жестко закрепляется на корпусе и работает с ним как одно целое. The inclination of the trajectory of the output link 6 of the planetary transducer is carried out by rotating the platform 12 together with the intermediate gears 8 mounted on it relative to the housing 1. After adjustment, the faceplate is rigidly fixed to the housing and works with it as a whole.
Для снижения нагрузки зубьев колеса 7 водила и зубчатого венца 9 эпицикла в корпусе 1 может быть установлено более одного промежуточного зубчатого колеса 8. To reduce the load of the teeth of the wheel 7 of the carrier and the ring gear 9 of the epicycle in the housing 1 can be installed more than one intermediate gear wheel 8.
В практике возможен и другой, более перспективный вариант использования планетарного преобразователя (фиг. 2). Стационарно в подшипниках устанавливается выходное звено планетарного преобразователя. В этом случае сам его корпус будет совершать возвратно-поступательное перемещение. При этом, однако, корпус должен быть оснащен дополнительной направляющей 13, исключающей возможность его поворота, и соответственно поворота всего преобразователя, вокруг водила. In practice, there is another, more promising option for using a planetary transducer (Fig. 2). The output link of the planetary converter is stationary in the bearings. In this case, his body will be reciprocating. In this case, however, the housing must be equipped with an
Поскольку перемещение корпуса будет строго прямолинейным, он может одновременно выполнять и функции силовых направляющих. При этом может отпасть необходимость и в понижающем редукторе устанавливаемом между двигателем и преобразователем, поскольку в последнем уже редуцируется передача с отношением 1:2. Since the movement of the case will be strictly rectilinear, it can simultaneously perform the functions of power guides. In this case, there may be no need for a reduction gearbox installed between the motor and the converter, since the gearbox with a 1: 2 ratio is already reduced in the latter.
Такая схема, кроме того, позволяет существенно увеличить КПД зубчатой передачи преобразователя, что в современных условиях уже само по себе немаловажно. Such a scheme, in addition, can significantly increase the efficiency of the gear drive of the converter, which in modern conditions is important in itself.
В обоих вариантах (фиг. 1 и 2) рост передаваемого усилия через выходное звено планетарного преобразователя обеспечивается за счет трех факторов:
1. Сателлит увеличивается в диаметре при сохранении той же величины эксцентриситета, h = const. Отсюда при неизменной нагрузке на зуб на валу сателлита будет формироваться существенно больший момент.In both versions (Fig. 1 and 2), the growth of the transmitted force through the output link of the planetary transducer is provided by three factors:
1. The satellite increases in diameter while maintaining the same eccentricity, h = const. Hence, with a constant load on the tooth, a significantly larger moment will form on the satellite shaft.
2. Поскольку имеет место зацепление внутреннее, то с ростом диаметра сателлита увеличивается коэффициент перекрытия по зубьям, а такое зацепление может передавать гораздо большую нагрузку. 2. Since there is an internal gearing, with an increase in the diameter of the satellite, the overlap coefficient of the teeth increases, and such gearing can transmit a much larger load.
3. Нагрузка на выходном звене планетарного преобразователя складывается равными долями из нагрузки от сателлита и такой же нагрузки от водила. Повышенная нагрузка, передаваемая через сателлит, автоматически ведет к такому же нагружению от водила. Все вместе взятое обеспечивает возможность многократного увеличения нагрузки, передаваемой через планетарный преобразователь, который в этом случае проявляет себя как силовой преобразователь вращательного движения в возвратно-поступательное. 3. The load at the output link of the planetary converter consists of equal parts of the load from the satellite and the same load from the carrier. The increased load transmitted through the satellite automatically leads to the same loading from the carrier. All taken together provides the possibility of a multiple increase in the load transmitted through the planetary transducer, which in this case manifests itself as a power transducer of rotational motion into reciprocating.
Claims (3)
rкв=rдвэ(rст-h)/rэп,
где rкв, rдвэ, rст и rэп - радиусы делительных окружностей зубчатых колес соответственно водила, дополнительного зубчатого венца эпицикла, сателлита и непосредственно эпицикла;
h - эксцентриситет оси вала сателлита относительно оси водила и выходного звена планетарного преобразователя относительно оси вала сателлита.1. A planetary transducer of rotational motion into a reciprocating motion, comprising a housing, carrier, a satellite shaft mounted on the carrier eccentrically of its longitudinal axis, a satellite rigidly connected to its shaft, an epicyclic and output link of the planetary converter rigidly connected to the satellite and installed therewith the same eccentricity relative to the longitudinal axis of the satellite shaft, as well as this shaft relative to the axis of the carrier, characterized in that the carrier is equipped with a gear wheel, the body - an intermediate gear wheel, and an epicyclic - an additional gear ring, the epicyclic with its additional gear ring mounted coaxially with the carrier and with the possibility of their joint rotation relative to the carrier and the body, the intermediate gear is engaged with the gear carrier and the additional gear ring of the epicycle, and the epicycle forms a gear pair with satellite, while the parametric dimensions of the gears and epicycles with its additional gear ring are made in the ratio
r q = r dwe (r st -h) / r ep ,
where r q , r dwe , r article and r ep are the radii of the pitch circles of the gears, respectively, of the carrier, the additional gear ring of the epicycle, satellite and the epicycle itself;
h is the eccentricity of the axis of the satellite shaft relative to the axis of the carrier and the output link of the planetary transducer relative to the axis of the satellite shaft.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000101374/28A RU2172879C1 (en) | 2000-01-24 | 2000-01-24 | Planetary converter for conversions of rotary motion to reciprocating motion |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000101374/28A RU2172879C1 (en) | 2000-01-24 | 2000-01-24 | Planetary converter for conversions of rotary motion to reciprocating motion |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2172879C1 true RU2172879C1 (en) | 2001-08-27 |
Family
ID=37863305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000101374/28A RU2172879C1 (en) | 2000-01-24 | 2000-01-24 | Planetary converter for conversions of rotary motion to reciprocating motion |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2172879C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2475665C1 (en) * | 2011-09-21 | 2013-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО КубГТУ) | Converter of rotational movement to translational movement |
| RU2817027C1 (en) * | 2023-08-18 | 2024-04-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Press gear mechanism |
-
2000
- 2000-01-24 RU RU2000101374/28A patent/RU2172879C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2475665C1 (en) * | 2011-09-21 | 2013-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО КубГТУ) | Converter of rotational movement to translational movement |
| RU2817027C1 (en) * | 2023-08-18 | 2024-04-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Press gear mechanism |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5829792B2 (en) | Gear device | |
| US4898065A (en) | Planetary reduction gear | |
| US5425683A (en) | Single-ring-gear planetary transmisssion unit with small difference between teeth of meshing gears | |
| CA2677552C (en) | Continuously variable transmission | |
| JPS5970497A (en) | Variable speed driving device for press | |
| RU2172879C1 (en) | Planetary converter for conversions of rotary motion to reciprocating motion | |
| CN110701251A (en) | Multistage coaxial surface contact oscillating tooth precision speed reducer | |
| GB1597587A (en) | Variable throw crank assemblies and variable speed transmissions incorporating the same | |
| KR100984187B1 (en) | Continuously Variable Transmission | |
| US5288280A (en) | Steplessly adjustable rotary transmission | |
| US5134894A (en) | Inertial masses mediated rotational energy coupler | |
| RU2153613C1 (en) | Planetary cycloid reduction gear | |
| RU2153108C1 (en) | Differential drive | |
| CN215634796U (en) | Hydraulic stepless gearbox of serial planetary gear mechanism | |
| CN1074515C (en) | Optional tooth number complex conjugate tooth pin-wheel gearing device | |
| CN2516747Y (en) | Non-rotation internal tooth driven few tooth difference auto-lock speed reducer | |
| RU72687U1 (en) | TURN MECHANISM | |
| RU2263240C2 (en) | Vibratory mechanism for high-torque variable-speed drive | |
| CN108194605B (en) | Gear train capable of improving reciprocating motion conversion efficiency | |
| RU46063U1 (en) | TWO SPEED PLANETARY MOTOR REDUCER | |
| RU2242650C2 (en) | Machine tool | |
| JP3645715B2 (en) | Vehicle transmission | |
| RU1786315C (en) | Planetary reduction gear | |
| RU2099614C1 (en) | Precession drive | |
| JPH10180497A (en) | Slide driving device of press machine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060125 |