RU2375620C1 - Lever-cam arrangement with complex motion of outlet link - Google Patents
Lever-cam arrangement with complex motion of outlet link Download PDFInfo
- Publication number
- RU2375620C1 RU2375620C1 RU2008142214/11A RU2008142214A RU2375620C1 RU 2375620 C1 RU2375620 C1 RU 2375620C1 RU 2008142214/11 A RU2008142214/11 A RU 2008142214/11A RU 2008142214 A RU2008142214 A RU 2008142214A RU 2375620 C1 RU2375620 C1 RU 2375620C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output link
- link
- drive shaft
- copier
- axis
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к механизмам со сложным движением выходных звеньев, применяемым преимущественно для выполнения вспомогательных операций при работе машин и устройств. Такие механизмы используются в полиграфических, текстильных, сельскохозяйственных, строительных, деревообрабатывающих машинах, в станках, прессах, насосах и других устройствах, они могут быть применены в составе технологического оборудования, предназначенного для передачи изменяющихся по величине силовых нагрузок.The invention relates to mechanisms with a complex movement of the output links, used mainly to perform auxiliary operations during the operation of machines and devices. Such mechanisms are used in printing, textile, agricultural, construction, woodworking machines, in machines, presses, pumps and other devices; they can be used as part of technological equipment designed to transmit varying power loads.
Рычажно-кулачковые механизмы нередко применяются в качестве передаточных и исполнительных механизмов в составе машин, а также в качестве функциональных механизмов для получения сложных траекторий движения рабочих органов машин (Кольман-Иванов Э.Э. Машины-автоматы химических производств. - М: Машиностроение, 1972. - 296 с., см. стр.73).Lever-cam mechanisms are often used as gears and actuators as part of machines, as well as functional mechanisms for obtaining complex trajectories of movement of the working bodies of machines (Kolman-Ivanov E.E. Automatic machines for chemical production. - M: Mechanical Engineering, 1972 . - 296 p., See p. 73).
Основным недостатком известных рычажно-кулачковых механизмов со сложным движением выходного звена являются большое число подвижных звеньев и кинематических пар. Усложненность кинематической цепи таких механизмов не способствует высокой точности положений и перемещений их выходных звеньев. Этот недостаток и определяет их использование преимущественно для выполнения вспомогательных операций технологического процесса, которые, как известно, нередко лимитируют частоту повторения рабочих циклов и снижают производительность технологических машин.The main disadvantage of the known lever-cam mechanisms with a complex movement of the output link are a large number of movable links and kinematic pairs. The complexity of the kinematic chain of such mechanisms does not contribute to the high accuracy of the positions and movements of their output links. This drawback determines their use mainly for performing auxiliary operations of the technological process, which, as you know, often limit the frequency of repetition of work cycles and reduce the productivity of technological machines.
Известен также рычажно-кулачковый механизм, применяемый в качестве передаточного механизма в составе устройства для передачи изделий, содержащий кривошип, выходное звено, которое выполнено с возможностью сложного движения, и неподвижный кулачок-копир для взаимодействия с выходным звеном (патент РФ №2217296, опубл. в БИПМ, 2003. - №33 - прототип). Данный передаточный механизм является прототипом предлагаемого рычажно-кулачкового механизма.Also known lever-cam mechanism used as a transmission mechanism in the device for transferring products, containing a crank, an output link, which is made with the possibility of complex movement, and a stationary cam-copier for interaction with the output link (RF patent No. 2217296, publ. in BIPM, 2003. - No. 33 - prototype). This gear is a prototype of the proposed lever-cam mechanism.
Основным недостатком прототипа является усложненность процесса изменения величины поступательного движения выходного звена при прямом и обратном ходах. Это ограничивает технологические возможности прототипа на реализацию операций с иным поступательным ходом выходного звена. Практическое же использование передаточных механизмов со сложным движением выходного звена нередко предполагает возможность их оперативной переналадки с изменением величины поступательного хода выходного звена. В прототипе быстрое решение такой задачи затруднено, поскольку изменить величину хода выходного звена в условиях кинематической цепи прототипа можно только путем замены одного копира другим копиром, имеющим соответствующую разность между максимальным и минимальным радиусами-векторами рабочего профиля. Наличие набора копиров сопровождается громоздкостью, их замена усложняет переналадку и приводит к внецикловым потерям рабочего времени.The main disadvantage of the prototype is the complexity of the process of changing the value of the translational motion of the output link with forward and reverse strokes. This limits the technological capabilities of the prototype for the implementation of operations with a different translational course of the output link. The practical use of gears with a complex movement of the output link often suggests the possibility of their operational readjustment with a change in the translational progress of the output link. In the prototype, a quick solution to this problem is difficult, since it is possible to change the magnitude of the output link stroke in the kinematic chain of the prototype only by replacing one copier with another copier having the corresponding difference between the maximum and minimum radius vectors of the working profile. The presence of a set of copiers is accompanied by cumbersomeness, their replacement complicates the readjustment and leads to out-of-cycle losses of working time.
Задачей настоящего изобретения является упрощение кинематической цепи и переналадки механизма.The objective of the present invention is to simplify the kinematic chain and readjustment of the mechanism.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в рычажно-кулачковом механизме со сложным движением выходного звена, содержащем ведущее звено-кривошип, укрепленный на валу привода, выходное звено, подвижно сопряженное с ведущим звеном, и укрепленный на оси неподвижный кулачок-копир для связи с выходным звеном, ось копира смещена относительно оси вала привода, а расстояние между осями вала привода и копира выполнено регулируемым, при этом вал привода выполнен с возможностью фиксирования его на разных расстояниях от оси копира.The solution to this problem is achieved by the fact that in the lever-cam mechanism with a complex movement of the output link, containing the leading link-crank mounted on the drive shaft, the output link, movably coupled to the leading link, and fixed on the axis of the stationary cam-copier for communication with the output link, the axis of the copier is offset relative to the axis of the drive shaft, and the distance between the axes of the drive shaft and the copier is adjustable, while the drive shaft is made with the possibility of fixing it at different distances from the axis of the copier.
Копир выполнен в виде диска с рабочим профилем в виде замкнутого фигурного паза постоянного радиуса для взаимодействия с выходным звеном посредством ролика, смонтированного на выходном звене, при этом поступательный ход выходного звена в интервалах прямого и обратного ходов соответствует равенствуThe copier is made in the form of a disk with a working profile in the form of a closed curly groove of constant radius for interacting with the output link by means of a roller mounted on the output link, while the forward stroke of the output link in the forward and reverse intervals corresponds to the equality
H=2d,H = 2d
где H - поступательный ход выходного звена в интервале поворота звена на 180°;where H is the progressive stroke of the output link in the interval of rotation of the link by 180 °;
d - расстояние между центрами осей вала привода и копира.d is the distance between the centers of the axes of the drive shaft and the copier.
Ведущее звено выполнено в виде удлиненной пустотелой призмы с продольным отверстием прямоугольного сечения, а выходное звено в поперечном сечении имеет прямоугольную форму соответственно сечению призмы, при этом призма укреплена на валу привода в средней ее части.The leading link is made in the form of an elongated hollow prism with a longitudinal hole of rectangular cross section, and the output link in the cross section has a rectangular shape corresponding to the cross section of the prism, while the prism is mounted on the drive shaft in its middle part.
Смещение оси копира относительно оси вала привода связано с необходимостью обеспечения заданного поступательного движения выходного звена. Другими словами, смещением осей генерируется определенное поступательное движение выходного звена. Если в предлагаемом механизме обеспечить совмещение осей копира и вала привода, то при работе механизма выходное звено будет совершать лишь вращательное движение со скоростью, равной скорости ведущего звена. Всякое же смещение осей вала привода или копира приводит к соответствующему поступательному движению выходного звена без изменения его угловой скорости. В предлагаемом механизме ось копира занимает постоянное положение, а изменение расстояния между осями обеспечивается фиксированием вала привода на разных расстояниях от оси копира. В зависимости от конструкции привода для изменения расстояния между осями может быть принят другой вариант настройки, при котором вал привода будет занимать постоянное положение, а копир - соответствующим образом устанавливаться и фиксироваться.The offset axis of the copier relative to the axis of the drive shaft is associated with the need to ensure a given translational movement of the output link. In other words, a certain translational movement of the output link is generated by the displacement of the axes. If in the proposed mechanism to ensure the alignment of the axes of the copier and the drive shaft, when the mechanism is operating, the output link will only rotate at a speed equal to the speed of the drive link. Any displacement of the axes of the drive shaft or the copier leads to the corresponding translational movement of the output link without changing its angular velocity. In the proposed mechanism, the axis of the copier is in a constant position, and a change in the distance between the axes is provided by fixing the drive shaft at different distances from the axis of the copier. Depending on the design of the drive, another setting option can be adopted to change the distance between the axes, in which the drive shaft will be in a constant position, and the copier will be installed and fixed accordingly.
Выполнение копира в виде диска с рабочим профилем в виде замкнутого фигурного паза постоянного радиуса является наиболее простым и технологичным конструктивным решением, при этом обеспечивается поступательный ход выходного звена, равный двум расстояниям между осями вала привода и копира. Так, если расстояние между осями 5 см, то поступательный ход выходного звена в интервале его прямого или обратного движения составит 10 см. В предлагаемом механизме, варьируя расстояние между осями вала привода и копира, можно обеспечить поступательный ход выходного звена в пределах 0<H≤2R. Здесь R - радиус рабочего профиля копира. Максимальное значение хода 2R обеспечивается при d=R.The implementation of the copier in the form of a disk with a working profile in the form of a closed curly groove of constant radius is the simplest and most technologically advanced constructive solution, while providing a progressive stroke of the output link equal to two distances between the axes of the drive shaft and the copier. So, if the distance between the axes is 5 cm, then the translational course of the output link in the range of its forward or reverse movement will be 10 cm. In the proposed mechanism, by varying the distance between the axes of the drive shaft and the copier, it is possible to ensure the translational course of the output link within 0 <H≤ 2R. Here R is the radius of the working profile of the copier. The maximum stroke value 2R is provided at d = R.
Выполнение ведущего звена в виде удлиненной пустотелой призмы, которая укреплена на валу привода в средней его части, делает ведущее звено двуплечим. Это улучшает условия передачи движущего момента от вала привода выходному звену механизма. Соответствие формы и размеров поперечного сечения продольного отверстия в теле призмы поперечному сечению выходного звена предопределяет надежность сопряжения двух подвижных звеньев, одно из которых совершает сложное движение. Исключаются перекосы и возможность заклинивания. Практически подвижное сопряжение призмы с выходным звеном можно обеспечить другими известными способами, например посредством шлицевого соединения.The execution of the leading link in the form of an elongated hollow prism, which is mounted on the drive shaft in its middle part, makes the leading link two shoulders. This improves the transmission of torque from the drive shaft to the output link of the mechanism. Correspondence of the shape and dimensions of the cross section of the longitudinal hole in the prism body to the cross section of the output link determines the reliability of the pairing of two movable links, one of which makes a complex movement. Skews and jamming are excluded. Practically movable conjugation of the prism with the output link can be provided by other known methods, for example by means of a spline connection.
Предлагаемый рычажно-кулачковый механизм со сложным движением выходного звена поясняется чертежами.The proposed lever-cam mechanism with a complex movement of the output link is illustrated by drawings.
На фиг.1 изображена кинематическая схема механизма; на фиг.2 - схема к определению поступательного хода выходного звена механизма.Figure 1 shows the kinematic diagram of the mechanism; figure 2 is a diagram for determining the translational progress of the output link of the mechanism.
Рычажно-кулачковый механизм со сложным движением выходного звена содержит ведущее звено-кривошип 1, выходное звено 2, подвижно сопряженное с ведущим звеном, и неподвижный кулачок-копир 3 для связи с выходным звеном.The lever-cam mechanism with a complex movement of the output link contains the leading link-
Звено 1 выполнено в виде удлиненной пустотелой призмы, которая в средней ее части жестко укреплена на валу 4 привода, при этом продольные оси вала и призмы расположены под прямым углом. Сквозное отверстие 5 в теле призмы в поперечном сечении имеет прямоугольную форму.
Выходное звено 2 выполнено в виде стержня, форма и размеры поперечного сечения которого соответствуют отверстию 5 ведущего звена 1. На звене 2 смонтирован ролик 6 для взаимодействия с копиром 3.The
Копир 3 выполнен в виде диска, укрепленного на неподвижном основании, в теле диска выполнен замкнутый фигурный паз 7 постоянного радиуса, который является рабочим профилем для взаимодействия с роликом 6 выходного звена 2. Размеры диска зависят от требуемых размеров фигурного паза, радиус-векторы которого определяют величину углов давления, характеризующих силовую работоспособность механизма. Это следует из того, что при одинаковых значениях линейного или углового хода выходного звена (толкателя или коромысла) меньшие значения функции углов давления будет иметь кулачок больших размеров, обладающий большей силовой работоспособностью.The
Выходное звено 2 предлагаемого механизма совершает сложное движение, состоящее из двух простых движений: вращательного и поступательного. Скорость вращения выходного звена равна скорости вращения кривошипа 1, а скорость его поступательного движения будет переменной: возрастающей или убывающей в интервале хода. Так, для механизма, представленного на фиг.2, следует, что при повороте кривошипа от 0 до 180° (интервал прямого хода) поступательная скорость выходного звена будет возрастающей, а при повороте от 180 до 360° (интервал обратного хода) поступательная скорость будет убывающей. Если необходимо изменить характер скорости движения выходного звена в интервалах ходов, то следует за начало прямого хода принять начало обратного хода.The
Поступательное движение выходного звена предлагаемого механизма генерируется при наличии смещения между осями вала привода и копира, при этом от расстояния между осями зависит как величина поступательного хода выходного звена, так и его скорость.The translational movement of the output link of the proposed mechanism is generated when there is an offset between the axes of the drive shaft and the copier, and both the size of the translational movement of the output link and its speed depend on the distance between the axes.
Смещение вала 4 привода относительно оси копира 3 обеспечивается системой гибкой связи привода, включающей клиноременную передач 8. При увеличенной силовой нагрузке можно использовать цепную или зубчатую передачу. Для фиксирования вала 4 в разных положениях относительно оси копира 3 в теле копира выполнен радиальный паз 9. При малых силовых нагрузках механизма и соответственно при использовании копира небольших размеров и малой массы предпочтительным является вариант, упрощающий настройку механизма, при котором вал 4 занимает постоянное фиксированное положение, а положение копира варьируют.The offset of the
Для механизма на фиг.2 поступательный ход выходного звена при повороте кривошипа от начального положения (при φ=0) до 180° в отдельных текущих положениях составляет,For the mechanism in figure 2, the progressive stroke of the output link when the crank is rotated from the initial position (at φ = 0) to 180 ° in separate current positions is
в положении 01 (при φ=0°) H1=0;at position 01 (at φ = 0 °) H 1 = 0;
в положении 02 (при φ=90°) 
в положении 03 
в положении 04 (при φ=180°) H4=2d,in position 04 (at φ = 180 °) H 4 = 2d,
где φ - угол поворота ведущего звена;where φ is the angle of rotation of the leading link;
H - ход выходного звена;H is the stroke of the output link;
R - радиус рабочего профиля копира, R=const;R is the radius of the working profile of the copier, R = const;
d - расстояние между центрами осей копира и вала привода.d is the distance between the centers of the axes of the copier and the drive shaft.
Из схемы на фиг.2 следует, что максимальная величина поступательного хода выходного звена обеспечивается при равенстве d=R, при этом она составляет 2R.From the diagram in figure 2 it follows that the maximum value of the translational course of the output link is provided when d = R, while it is 2R.
Предлагаемый механизм соответствует структурной формуле кинематической цепи - формуле Чебышева, определяющей первое условие его работоспособностиThe proposed mechanism corresponds to the structural formula of the kinematic chain - the Chebyshev formula, which determines the first condition for its operability
W=3·n-2p5-p4=3·2-2·2-1=1,W = 3 · n-2p 5 -p 4 = 3 · 2-2 · 2-1 = 1,
где W - степень подвижности механизма, W=1;where W is the degree of mobility of the mechanism, W = 1;
n - число подвижных звеньев, n=2;n is the number of movable links, n = 2;
p5 - число низших кинематических пар, p5=2;p 5 is the number of lower kinematic pairs, p 5 = 2;
p4 - число высших кинематических пар, p4=1.p 4 is the number of higher kinematic pairs, p 4 = 1.
Рычажно-кулачковый механизм со сложным движением выходного звена работает следующим образом.The lever-cam mechanism with a complex movement of the output link operates as follows.
При работе привода вращение кривошипа 1 преобразуется в сложное движение выходного звена 2, последнее совершает вращательное движение с постоянной скоростью, равной угловой скорости кривошипа, и поступательное движение в результате взаимодействия ролика 6 с фигурным пазом 7 копира 3.When the drive is operating, the rotation of the
При повороте кривошипа в интервале от 0 до 180° текущие радиус-векторы от оси вала привода до средней линии паза 7 будут увеличиваться, формируя поступательное движение выходного звена в направлении от центра вращения кривошипа к рабочему профилю копира. Скорость поступательного движения выходного звена в интервале его поворота от 0 до 180° будет возрастающей.When the crank is rotated in the range from 0 to 180 °, the current radius vectors from the axis of the drive shaft to the middle line of the
При повороте кривошипа от 180 до 360° выходное звено будет совершать поступательное движение в направлении от рабочего профиля копира к оси вала привода, при этом поступательная скорость выходного звена будет убывающей.When the crank is turned from 180 to 360 °, the output link will translate in the direction from the working profile of the copier to the axis of the drive shaft, while the translational speed of the output link will be decreasing.
Предлагаемый рычажно-кулачковый механизм со сложным движением выходного звена отличается простотой кинематической цепи и возможностью оперативной переналадки при изменении поступательного движения выходного звена.The proposed lever-cam mechanism with a complex movement of the output link is characterized by the simplicity of the kinematic chain and the possibility of operational readjustment when changing the translational motion of the output link.
Предлагаемый механизм может быть использован в качестве базового для построения многозвенных механизмов, либо в качестве функционального механизма с рабочим (исполнительным) органом на выходном звене для выполнения рабочим органом замкнутой траектории движения.The proposed mechanism can be used as the base for the construction of multi-link mechanisms, or as a functional mechanism with a working (executive) body at the output link for the working body to perform a closed motion path.
Claims (3)
H=2d,
где Н - поступательный ход выходного звена в интервале поворота звена на 180°;
d - расстояние между центрами осей вала привода и копира.2. The mechanism according to claim 1, characterized in that the copier is made in the form of a disk with a working profile in the form of a closed shaped groove of constant radius for interacting with the output link by means of a roller mounted on the output link, while the progressive movement of the output link in the intervals of the direct and backward moves equals
H = 2d
where H is the progressive stroke of the output link in the interval of rotation of the link by 180 °;
d is the distance between the centers of the axes of the drive shaft and the copier.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008142214/11A RU2375620C1 (en) | 2008-10-23 | 2008-10-23 | Lever-cam arrangement with complex motion of outlet link |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008142214/11A RU2375620C1 (en) | 2008-10-23 | 2008-10-23 | Lever-cam arrangement with complex motion of outlet link |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2375620C1 true RU2375620C1 (en) | 2009-12-10 |
Family
ID=41489668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008142214/11A RU2375620C1 (en) | 2008-10-23 | 2008-10-23 | Lever-cam arrangement with complex motion of outlet link |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2375620C1 (en) |
-
2008
- 2008-10-23 RU RU2008142214/11A patent/RU2375620C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100245960B1 (en) | Crank mechanism | |
| RU2375620C1 (en) | Lever-cam arrangement with complex motion of outlet link | |
| JP5767416B1 (en) | Press machine | |
| RU2346804C2 (en) | Manipulator for parts transfer | |
| KR20100076361A (en) | Continuously variable transmission | |
| KR100984187B1 (en) | Continuously Variable Transmission | |
| KR101968050B1 (en) | Linear and rotary reciprocating apparatus | |
| RU2229047C1 (en) | Mechanism with dwells of output member | |
| JP6446350B2 (en) | Press machine | |
| RU2333829C1 (en) | Manipulator for items transfer | |
| RU2312763C1 (en) | Combination mechanism with complex motion of outlet links | |
| RU2331507C1 (en) | Integrated mechanism with compound motion of extending links | |
| RU2245780C1 (en) | Hand-like device for transporting articles | |
| RU2356725C1 (en) | Manipulator for transfer of products | |
| RU2450186C1 (en) | Slider-crank mechanism with complex piston rod | |
| RU2331506C2 (en) | Integrated mechanism with compound motion of extending links | |
| RU2390406C1 (en) | Transfer manipulator | |
| SU1028919A1 (en) | Cam mechanism | |
| RU2243083C1 (en) | "hand" type device for transporting articles | |
| CN211992968U (en) | Reciprocating motion power mechanism and slide rail robot moving device | |
| RU2193963C1 (en) | Hand-type apparatus for transfer of articles | |
| RU2245782C1 (en) | Hand-like device for transporting articles | |
| RU2344031C2 (en) | Manipulator for transmission of items | |
| RU2376130C1 (en) | Part transfer manipulator | |
| RU2224640C1 (en) | Hand type apparatus for transferring articles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111024 |