RU2486390C1 - Rotational movement converter - Google Patents

Rotational movement converter Download PDF

Info

Publication number
RU2486390C1
RU2486390C1 RU2012111761/11A RU2012111761A RU2486390C1 RU 2486390 C1 RU2486390 C1 RU 2486390C1 RU 2012111761/11 A RU2012111761/11 A RU 2012111761/11A RU 2012111761 A RU2012111761 A RU 2012111761A RU 2486390 C1 RU2486390 C1 RU 2486390C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
link
driven
drive
groove
slot
Prior art date
Application number
RU2012111761/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Витальевич Кореневский
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Эколот"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Эколот" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Эколот"
Priority to RU2012111761/11A priority Critical patent/RU2486390C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2486390C1 publication Critical patent/RU2486390C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: rotational movement converter includes drive and driven shafts and a fixed reaction disc with a radial slot. Disc-cam with a slot, which represents a drive link, is rigidly attached to the drive shaft. Drive disc with a slot, which represents a driven link, is rigidly attached to the driven shaft. Drive and driven links, as well as the reaction disc, interact by means of a connecting link in the form of a rotation body. Drive link slot is curved and it has along the middle line the appearance of a composite closed figure consisting of two pairs of adjacent sections in the form of arcs with variable curvature and arcs with constant curvature. Driven link slot is made in the form of an asymmetric shape with the section made in the form of an arc with variable curvature with angular length of 180°. For drive link, two sections of the slot with constant curvature have different radii of arc R2>R1 with common centre. For driven link, middle line is an arc of logarithmic spiral, for which dependance of current value of radius vector R on angle φ of its turn is described with the following expression: R=R1*exp(b2*φ), where spiral parameter b2=In(R2/R1)/180°.
EFFECT: enlarging kinematic possibilities of the device.
3 cl, 10 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных устройствах для преобразования вращения ведущего вала в вращательно-колебательное движение - вращение с циклическим реверсированием соосно расположенного с ним ведомого вала.The invention relates to mechanical engineering and can be used in various devices for converting the rotation of the drive shaft into rotational-vibrational motion - rotation with cyclic reversal of the driven shaft coaxially located with it.

Уровень техникиState of the art

Известны механизмы для преобразования однонаправленного вращательного движения в колебательное [1], в которых за счет применения системы зубчатых колес внешнего и внутреннего прерывистого зацепления имеется возможность циклически изменять угловую скорость ведомого вала, которая меняет свой знак каждые 360° по углу поворота, т.е. через один оборот, ведущего вала. Интервал реверсирования ведомого вала может быть и меньше 360°, что достигается изменением передаточного отношения зубчатых колес.Known mechanisms for converting unidirectional rotational motion into vibrational [1], in which due to the use of a system of gears of external and internal discontinuous gearing, it is possible to cyclically change the angular speed of the driven shaft, which changes its sign every 360 ° in the angle of rotation, i.e. after one revolution, drive shaft. The interval of reversal of the driven shaft can be less than 360 °, which is achieved by changing the gear ratio of the gears.

Известен преобразователь скорости ("speed converter") [2, 3], содержащий ведущий и ведомый валы, связанные с ними ведущее и ведомое звенья в виде кулачков, рабочие поверхности которых выполнены в виде криволинейных пазов, по которым осуществляется силовое взаимодействие ведущего и ведомого звеньев посредством связующих звеньев (одного или нескольких), в частности шариков. Ведущее и ведомое звенья выполнены преимущественно в виде дисков, на плоской поверхности которых имеются пазы постоянного сечения по всей длине замкнутого контура. Средние линии контура пазов ведущего и ведомого звеньев представляют собой дуги спирали Архимеда, т.к. в них имеет место линейное приращение длины радиус-вектора от его угла поворота. При этом для случая редуктора кривизна пазов более медленного звена (ведомого) меньше, чем кривизна более быстрого звена (ведущего). Поскольку преобразователь скорости предназначен для передачи вращения в любую сторону (по и против часовой стрелки), в целом контуры пазов ведущего и ведомого звеньев обладают осевой симметрией. Между ведущим и ведомым звеном располагается неподвижный диск с радиальными пазами (одним или несколькими) - реакционный диск ("reaction-disk"), который допускает только осциллирующее движение связующих звеньев (шариков) в радиальном направлении, а тангенциальные составляющие нагрузок, действующих со стороны ведущего и ведомого звеньев, компенсирует реакциями корпуса преобразователя скорости. В [3] указана возможность регулирования скорости ведомого звена за счет того, что реакционный диск приводится во вращение от постороннего управляемого источника движения ("control"), однако механизм этого управления не раскрывается, поэтому можно считать, что указанное устройство не обладает функцией реверсирования вращения ведомого вала при однонаправленном вращении ведущего вала.Known speed converter ("speed converter") [2, 3], containing the driving and driven shafts, associated driving and driven links in the form of cams, the working surfaces of which are made in the form of curved grooves, through which the power interaction of the driving and driven links by connecting links (one or more), in particular balls. The leading and driven links are made mainly in the form of disks, on a flat surface of which there are grooves of constant cross section along the entire length of the closed loop. The middle lines of the contour of the grooves of the leading and driven links are the arches of the Archimedes spiral, since a linear increment of the radius vector length from its rotation angle takes place in them. Moreover, for the case of the gearbox, the groove curvature of the slower link (slave) is less than the curvature of the faster link (master). Since the speed converter is designed to transmit rotation in any direction (clockwise and counterclockwise), in general, the groove contours of the driving and driven links have axial symmetry. Between the leading and the driven link there is a fixed disk with radial grooves (one or several) - a reaction disk ("reaction-disk"), which allows only oscillatory movement of the connecting links (balls) in the radial direction, and the tangential components of the loads acting from the leading and slave links, compensates for the reactions of the housing of the speed Converter. In [3], the possibility of controlling the speed of the driven unit due to the fact that the reaction disk is driven from an external controlled source of movement ("control") is indicated, however, the mechanism of this control is not disclosed, therefore, it can be assumed that this device does not have a rotation reversal function driven shaft with unidirectional rotation of the drive shaft.

Для достижения прерывистого движения в [3] предложено в контур паза ведущего звена включать участки с постоянной кривизной - дуги с фиксированным радиусом, что позволит временно зафиксировать связующие звенья (шарики) в радиальном направлении и исключить передачу движения ведомому звену.To achieve intermittent motion, it was proposed in [3] to include sections with constant curvature — arcs with a fixed radius — in the groove contour of the driving link, which will allow temporarily fixing the connecting links (balls) in the radial direction and excluding the transmission of movement to the driven link.

Известно также устройство для передачи вращения [4], содержащее неподвижный мальтийский крест, приводной диск и направляющий кулачок с набором из двух пар пазов в плане в виде правильных многоугольников и в сечении в виде каналов прямоугольной формы, которые взаимодействуют посредством связующих звеньев в виде тел вращения, по одному на каждую пару пазов. Указанное устройство позволяет производить изменение направления вращения ведомого вала с попутного на встречное без реверсирования ведущего вала. Однако изменение направления вращения ведомого вала предполагает остановку устройства для осуществления его переналадки, в частности для перестановки связующих звеньев типа блока роликов.A device for transmitting rotation [4] is also known, comprising a fixed Maltese cross, a drive disk and a guide cam with a set of two pairs of grooves in the plan in the form of regular polygons and in the section in the form of rectangular channels that interact by means of connecting links in the form of bodies of revolution , one for each pair of slots. The specified device allows you to change the direction of rotation of the driven shaft from passing to oncoming without reversing the drive shaft. However, changing the direction of rotation of the driven shaft involves stopping the device to carry out its readjustment, in particular for the rearrangement of connecting links such as a roller block.

Неподвижный элемент устройства, содержащий радиальные пазы, назван в [4] «мальтийским крестом», хотя таковым не является. Так как основная функция радиального паза компенсировать тангенциальные составляющие нагрузок, действующих на связующее звено реакциями корпуса устройства, и не препятствовать в передаче радиальных составляющих нагрузок, то следуя [2], элемент устройства с радиальным пазом, правильней называть реакционным диском.A fixed element of the device containing radial grooves is called in [4] the "Maltese cross", although it is not. Since the main function of the radial groove is to compensate for the tangential components of the loads acting on the connecting link by the reactions of the device casing, and not to impede the transfer of the radial components of the loads, following [2], the element of the device with the radial groove should be called the reaction disk.

Исполнение направляющих пазов в виде правильных многоугольников вызывает значительные ударные нагрузки в связующих звеньях, особенно при переходе с одной грани паза к другой, что связано с мгновенным изменением траектории движения, например поворотом на 90°, для случая когда паз в форме квадрата.The execution of the guide grooves in the form of regular polygons causes significant shock loads in the connecting links, especially when moving from one face of the groove to another, which is associated with an instantaneous change in the trajectory of movement, for example, a 90 ° rotation, for the case when the groove is in the form of a square.

Указанное устройство не позволяет реализовать закон изменения угла поворота выходного звена от времени, подобный кусочно-линейной аппроксимации синусоиды, при котором равномерные вращения в прямом и обратном направлениях чередовались бы остановками.The specified device does not allow to implement the law of change in the angle of rotation of the output link from time to time, similar to a piecewise linear approximation of a sinusoid, in which uniform rotations in the forward and reverse directions would alternate with stops.

Указанное устройство предназначено для передачи вращения во встречном направлении, т.е. является преобразователем вращательного движения в реверсивное движение, поэтому по совокупности признаков, наиболее близких к совокупности существенных признаков изобретения, оно может быть выбрано в качестве прототипа.The specified device is designed to transmit rotation in the opposite direction, i.e. It is a converter of rotational motion to reverse motion, therefore, by the combination of features closest to the set of essential features of the invention, it can be selected as a prototype.

Целью изобретения является расширение кинематических возможностей устройства и передача ведомому валу вращательно-колебательного движения за счет внутреннего циклического реверсирования.The aim of the invention is to expand the kinematic capabilities of the device and transfer the driven shaft to rotational-vibrational motion due to internal cyclic reversal.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Поставленная цель достигается тем, что в известном преобразователе вращательного движения, содержащем соосные ведущий и ведомый валы, неподвижный реакционный диск с радиальным пазом, приводной диск, являющийся ведомым звеном и жестко соединенный с ведомым валом, направляющий диск-кулачок, являющийся ведущим звеном и жестко соединенный с ведущим валом, с набором пазов, которые взаимодействуют посредством связующего звена в виде тела вращения, пазы выполнены криволинейными и по средней линии имеют вид составной замкнутой осесимметричной фигуры, состоящей из двух пар сопрягаемых участков в форме дуг с переменной и дуг с постоянной кривизной, для ведущего звена, и в виде асимметричной фигуры с единственным участком в форме дуги с угловой протяженностью в 180°, с переменной кривизной для ведомого звена.This goal is achieved by the fact that in the known rotary motion transducer comprising coaxial drive and driven shafts, a stationary reaction disk with a radial groove, a drive disk that is a driven link and rigidly connected to the driven shaft, a guide cam disk that is a driving link and rigidly connected with a drive shaft, with a set of grooves that interact by means of a link in the form of a body of revolution, the grooves are curved and in the middle line look like a composite closed axisymmetrically of the second figure, consisting of two pairs of mating sections in the form of arcs with variable and arcs with constant curvature, for the leading link, and in the form of an asymmetric figure with a single section in the form of an arc with an angular length of 180 °, with variable curvature for the driven link.

Мгновенное изменение направления вращения ведомого вала с попутного на встречное и наоборот (циклическое реверсирование), сопряжено с возникновением высоких динамических (ударных) нагрузок в кинематических элементах устройства, поэтому целесообразно чередовать интервалы собственно вращения кратковременными остановками (выстоями). Однако наличие таких остановок приводит к необходимости совершать движение ведомого вала в попутном направлении с угловой скоростью, большей, чем угловая скорость ведущего вала. Так, если общую продолжительность выстоя выразить в долях p<1 периода вращения ведущего вала, то для поворота ведомого вала на 180° ведущий вал должен повернуться на (1-р)*180°, а разницу p*180° «потерять» на выстое. В этом случае угловая скорость ведомого вала в попутном направлении должна быть в М раз больше, чем угловая скорость ведущего вала, где М=1/(1-р).The instantaneous change in the direction of rotation of the driven shaft from passing to the oncoming and vice versa (cyclic reversal) is associated with the occurrence of high dynamic (shock) loads in the kinematic elements of the device, so it is advisable to alternate the intervals of rotation itself with short stops (dwells). However, the presence of such stops leads to the need to make the movement of the driven shaft in the associated direction with an angular velocity greater than the angular velocity of the drive shaft. So, if the total duration of the stand is expressed in fractions p <1 of the period of rotation of the drive shaft, then to rotate the driven shaft 180 °, the drive shaft should turn (1-p) * 180 °, and the difference p * 180 ° “lose” by standing . In this case, the angular velocity of the driven shaft in the passing direction should be M times greater than the angular velocity of the drive shaft, where M = 1 / (1-p).

Использовать принцип преобразования движения ведущего звена в движение ведомого звена, примененный в прототипе, нельзя, т.к. контуры пазов на ведущем и ведомом звеньях идентичны и в любой момент времени осесимметричны относительно оси паза реакционного диска и, следовательно, обеспечивают постоянно равенство угловых скоростей ведомого и ведущего звеньев. Это постоянство вызвано тем, что угол между касательной к контуру паза (грани) и осью паза реакционного диска хотя и меняется от 90° до половины угла при вершине контура, но остается в силу симметрии одинаковым и для паза направляющего диска-кулачка и для паза приводного диска. Но тангенс этого угла имеет смысл производной линии контура по углу поворота (времени), что и означает равенство угловых скоростей ведомого и ведущего звеньев.It is impossible to use the principle of converting the movement of the leading link into the movement of the driven link used in the prototype, because the contours of the grooves on the driving and driven links are identical and at any time axisymmetric with respect to the axis of the groove of the reaction disk and, therefore, provide constant equality of the angular velocities of the driven and driving links. This constancy is caused by the fact that the angle between the tangent to the groove of the groove (face) and the groove axis of the reaction disk, although changing from 90 ° to half the angle at the top of the contour, remains the same due to symmetry for the groove of the guide cam disk and for the drive groove drive. But the tangent of this angle has the meaning of the derivative of the contour line with respect to the rotation angle (time), which means that the angular velocities of the driven and leading links are equal.

Известно, что логарифмическая спираль [5] характеризуется тем, что «угол, составляемый касательной в произвольной точке логарифмической спирали с радиус-вектором точки касания, постоянный». Это, в свою очередь, означает постоянство производной радиус-вектора по углу его поворота.It is known that the logarithmic spiral [5] is characterized by the fact that "the angle formed by the tangent at an arbitrary point of the logarithmic spiral with the radius vector of the point of tangency is constant." This, in turn, means the constancy of the derivative of the radius vector with respect to the angle of rotation.

Поэтому если пазы направляющего диска-кулачка и приводного диска выполнить в виде логарифмических спиралей, одинаковых по форме, но различных по направлению закрутки витков, то взаимодействие ведущего и ведомого звеньев посредством связующих звеньев и паза неподвижного реакционного диска будет происходить с постоянной угловой скоростью ведомого звена, равной, но противоположной по знаку угловой скорости ведущего звена.Therefore, if the grooves of the guide cam disk and the drive disk are made in the form of logarithmic spirals that are identical in shape but different in the direction of the twist of the turns, then the interaction of the leading and driven links through the connecting links and the groove of the stationary reaction disk will occur with a constant angular velocity of the driven link equal but opposite in sign of the angular velocity of the leading link.

Если же потребовать различия угловых скоростей ведомого и ведущего звеньев, то оно может быть обеспечено с помощью соответствующих пазов, не одинаковых по форме. Так если уравнение в полярных координатах средней линии (1) паза направляющего диска-кулачка записывается в виде r1=a1*exp(b1*φ), а уравнение средней линии (2) паза приводного диска в виде r2=a2*exp(b2*φ), где φ - угол поворота радиус-вектора, то в точке пересечения средних линий пазов угловые скорости звеньев ведущего ω1 и ведомого ω2 будут относиться как ω12=b2/b1. Если потребовать чтобы ω21=M>1, то b2=b1/M, т.е. кривизна 2-й линий должна быть большей, чем 1-й.If, however, a difference in the angular velocities of the driven and driving links is required, then it can be provided with the help of corresponding grooves that are not identical in shape. So if the equation in polar coordinates of the middle line (1) of the groove of the guide disc-cam is written in the form r 1 = a 1 * exp (b 1 * φ), and the equation of the middle line (2) of the groove of the drive disc in the form r 2 = a 2 * exp (b 2 * φ), where φ is the angle of rotation of the radius vector, then at the intersection of the middle lines of the grooves, the angular velocities of the links of the leading ω 1 and the driven ω 2 will be referred to as ω 1 / ω 2 = b 2 / b 1 . If we require that ω 2 / ω 1 = M> 1, then b 2 = b 1 / M, i.e. the curvature of the 2nd line should be greater than the 1st.

Для обеспечения выстоя необходимо, чтобы нормаль к поверхности паза, по которой происходит силовое взаимодействие паза и связующего звена, проходила через ось вращения ведущего звена. Этому условию отвечает участок паза, выполненный в виде круговой дуги с центром на оси вращения.To ensure the dwell, it is necessary that the normal to the surface of the groove, along which the force interaction of the groove and the connecting link occurs, passes through the axis of rotation of the leading link. This condition meets the section of the groove, made in the form of a circular arc with a center on the axis of rotation.

Таким образом, цель обеспечения возможности передачи ведомому валу вращательно-колебательного движения за счет внутреннего циклического реверсирования достигается за счет выполнения паза направляющего диска-кулачка состоящим (по средней линии) из четырех участков: двух участков в виде круговых дуг различных радиусов R1 и R2>R1 с общим центром для осуществления выстоя и двух участков в виде дуг логарифмической спирали, для которой зависимость текущего значения радиус-вектора R от угла φ его поворота описывается выражением R=R1*exp(b1*φ), а для паза ведомого звена средняя линия является дугой логарифмической спирали, для которой зависимость текущего значения радиус-вектора R от угла φ его поворота описывается выражением R=R1*exp(b2*φ), где параметр спирали b2=ln(R2/R1)/180°, кривизна которой в сходственных точках (с тем же значением радиус-вектора) больше чем спирали, по которой выполнен паз направляющего диска-кулачка.Thus, the goal of ensuring the possibility of transmitting the driven shaft to rotational-vibrational motion due to internal cyclic reversal is achieved by performing the groove of the guide cam disk consisting (in the midline) of four sections: two sections in the form of circular arcs of different radii R 1 and R 2 > R 1 with a common center for holding the stand and two sections in the form of arcs of a logarithmic spiral, for which the dependence of the current value of the radius vector R on the angle φ of its rotation is described by the expression R = R 1 * exp (b 1 * φ), and d For the groove of the driven link, the middle line is an arc of a logarithmic spiral, for which the dependence of the current value of the radius vector R on the angle φ of its rotation is described by the expression R = R 1 * exp (b 2 * φ), where the spiral parameter b 2 = ln (R 2 / R 1 ) / 180 °, the curvature of which at similar points (with the same value of the radius vector) is greater than the spiral along which the groove of the guide cam disk is made.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На Фиг.1а показаны временные диаграммы изменения угла поворота φ1 ведущего вала, вращающегося с постоянной угловой скоростью ω1, и угла поворота φ2 ведомого вала в виде кусочно-линейной аппроксимации синусоиды с узловыми точками 1, 2, 3 и 4 и периодом T=2π/ω1.Figure 1a shows time diagrams of the change in the angle of rotation φ 1 of the drive shaft rotating at a constant angular velocity ω 1 and the angle of rotation φ 2 of the driven shaft in the form of a piecewise linear approximation of a sinusoid with nodal points 1, 2, 3, and 4 and period T = 2π / ω 1 .

На Фиг.1б, в показана иллюстрация механизма влияния кривизны и направления закрутки спирали средней линии паза ведомого звена на величину и направление его угловой скорости ω2.On figb, shows an illustration of the mechanism of influence of the curvature and the direction of the twist of the spiral of the middle line of the groove of the driven link on the magnitude and direction of its angular velocity ω 2 .

На Фиг.2а показан осесимметричный контур (пунктирная линия) паза ведущего звена с средней линией, состоящей из четырех участков: двух с постоянными радиусами кривизны R1 и R2 и двух спиральных - с правой "r" (по часовой стрелке) и левой “l” (против часовой стрелки) закруткой спирали. Сектора, соответствующие участкам с постоянными радиусами кривизны R1 и R2, на которых обеспечивается выстой ведомого звена, обозначены цифрами 1 и 2 соответственно. Они же служат и нумерацией самих выстоев: выстой №1 и выстой №2On figa shows the axisymmetric contour (dashed line) of the groove of the leading link with the middle line consisting of four sections: two with constant radii of curvature R 1 and R 2 and two spiral - with the right "r" (clockwise) and left “ l ”(counterclockwise) by twisting the spiral. Sectors corresponding to areas with constant radii of curvature R 1 and R 2 , on which the slave link is maintained, are indicated by the numbers 1 and 2, respectively. They also serve as the numbering of the stand itself: stand No. 1 and stand No. 2

На Фиг.2б показан контур (сплошная линия) паза "d" ведомого звена, средняя линия которого выполнена по логарифмической спирали такой, что минимальный радиус-вектор R1 и максимальный радиус-вектор R2 одинаковы с соответствующими радиусами кривизны R1 и R2 на Фиг.2а и связаны соотношением R2=R1*exp(b2*180°), и, наоборот, параметр спирали b2=ln(R2/R1)/180°. Там же показан контур радиального паза "g" реакционного диска, длина прямолинейной части которого равна разности R2-R1.On figb shows the contour (solid line) of the groove "d" of the driven link, the middle line of which is made in a logarithmic spiral such that the minimum radius vector R 1 and the maximum radius vector R 2 are the same with the corresponding radii of curvature R 1 and R 2 on figa and are connected by the ratio R 2 = R 1 * exp (b 2 * 180 °), and, conversely, the spiral parameter b 2 = ln (R 2 / R 1 ) / 180 °. The contour of the radial groove "g" of the reaction disk, the length of the rectilinear part of which is equal to the difference R 2 -R 1, is also shown there.

На Фиг.3 показан продольный разрез преобразователя.Figure 3 shows a longitudinal section of the Converter.

Преобразователь содержит ведущий вал 1, ведомый вал 2, направляющий диск-кулачок (ведущее звено) 3, приводной диск (ведомое звено) 4, связующее звено 5, реакционный диск 6 с радиальным пазом 7. Валы 1 и 2 установлены на подшипниках в корпусе 8, половины которого сцентрованы. Реакционный диск 6 жестко связан с корпусом 8.The converter contains a drive shaft 1, a driven shaft 2, a cam-drive disk (drive link) 3, a drive disk (driven link) 4, a link 5, a reaction disk 6 with a radial groove 7. The shafts 1 and 2 are mounted on bearings in the housing 8 , half of which are centered. The reaction disk 6 is rigidly connected to the housing 8.

На Фиг.4 показаны положения паза ведущего звена (пунктирная линия), паза ведомого звена (сплошная линия) и связующего звена (круг с заливкой черным цветом), соответствующие различным узловым точкам временной диаграммы на Фиг.1а, а именно:Figure 4 shows the positions of the groove of the leading link (dashed line), the groove of the driven link (solid line) and the link (circle filled with black), corresponding to the various nodal points of the time diagram in Fig. 1a, namely:

- на Фиг.4а положение звеньев в точке 3 - конец выстоя №2, начало встречного движения ведомого звена;- in Fig. 4a, the position of the links at point 3 is the end of the stand No. 2, the beginning of the oncoming movement of the driven link;

- на Фиг.4б положение звеньев в точке 4 - конец встречного движения ведомого звена, начало выстоя №1;- in Fig.4b the position of the links at point 4 is the end of the oncoming movement of the driven link, the beginning of the stand No. 1;

- на Фиг.4в положение звеньев в точке 1 - конец выстоя №1, начало спутного движения ведомого звена;- Figv position of the links at point 1 - the end of the stand No. 1, the beginning of the satellite movement of the driven link;

- на Фиг.4г положение звеньев в точке 2 - конец спутного движения ведомого звена, начало выстоя №2.- in Fig. 4d, the position of the links at point 2 is the end of the satellite movement of the driven link, the beginning of stand No. 2.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Изобретение может быть осуществлено в виде устройства, изображенного на Фиг.3. При передаче вращения от внешнего источника к ведущему валу 1 происходит поворот направляющего диска-кулачка 3 (ведущее звено) вокруг своей оси, например против часовой стрелки, как на Фиг.4. При этом направляющий диск-кулачок 3 через рабочую поверхность своего паза воздействует на связующее звено 5, например шарик. Радиальный паз 7 в реакционном диске 6, закрепленном в корпусе 8, не позволяет связующему звену 5 двигаться в направлении, отличном от радиального, совершая осциллирующие движения за время одного оборота ведущего звена 3. При этом на участках паза направляющего диска-кулачка 3 с постоянным радиусом кривизны связующее звено 5 временно прекращает движение в радиальном направлении, а следовательно, и передачу движения ведомому звену 4, что означает выстой ведомого вала 2. На участках паза направляющего диска-кулачка 3 с переменным радиусом кривизны связующее звено 5 движется к центру реакционного диска 6, если участок паза направляющего диска-кулачка 3 имеет левую закрутку спирали ("l" на Фиг.2а), и от центра - если правую ("r" на Фиг.2а). Связующее звено 5, воздействуя на внешнюю или внутреннюю поверхность паза приводного диска (ведомое звено) 4, заставляет его вращаться по часовой стрелке, как на Фиг.4б, или против часовой стрелки, как на Фиг.4г соответственно.The invention can be implemented in the form of the device depicted in figure 3. When transmitting rotation from an external source to the drive shaft 1, the guide disc-cam 3 (drive link) rotates around its axis, for example, counterclockwise, as in FIG. 4. When this guide disc-cam 3 through the working surface of its groove acts on the connecting link 5, for example a ball. The radial groove 7 in the reaction disk 6, mounted in the housing 8, does not allow the connecting link 5 to move in a direction other than the radial, making oscillating movements during one revolution of the driving link 3. Moreover, in the sections of the groove of the guide disc-cam 3 with a constant radius the curvature of the link 5 temporarily stops the movement in the radial direction, and consequently, the transmission of movement to the driven link 4, which means the idle of the driven shaft 2. In sections of the groove of the guide disc-cam 3 with a variable radius of curvature us link 5 moves toward the center of the reaction disk 6 when the groove portion of the guide-cam disk 3 has a left spiral twist ( "l" in Figure 2) and from the center - right if ( "r" in Figure 2). The connecting link 5, acting on the external or internal surface of the groove of the drive disk (driven link) 4, makes it rotate clockwise, as in Fig.4b, or counterclockwise, as in Fig.4d, respectively.

Паз направляющего диска-кулачка 3 имеет в сходственных точках кривизну, меньшую, чем паз приводного диска 4, что приводит к различию угловых скоростей ведущего ω1 и ведомого ω2 звеньев. Как следует из Фиг.16, для того чтобы связующее звено 5 в радиальном пазу 7 сместилось на dR необходимо повернуть направляющий диск-кулачок 3 на угол δφ1. При этом смещение связующего звена 5 на dR возможно только при повороте приводного диска 4 на угол δφ2. Но δφ2>δφ1, что означает ω21, и это справедливо для любой закрутки спирали средней линии паза направляющего диска-кулачка 3.The groove of the guide disc-cam 3 at similar points has a curvature smaller than the groove of the drive disc 4, which leads to a difference in the angular velocities of the driving ω 1 and driven ω 2 links. As follows from Fig. 16, in order for the connecting link 5 in the radial groove 7 to shift by dR, it is necessary to rotate the guide disc-cam 3 at an angle δφ 1 . In this case, the displacement of the link 5 by dR is possible only when the drive disk 4 is rotated through an angle δφ 2 . But δφ 2 > δφ 1 , which means ω 2 > ω 1 , and this is true for any twist of the spiral of the midline of the groove of the guide disc-cam 3.

Таким образом, левосторонняя ветвь "l" паза направляющего диска-кулачка 3 ответственна за правое (по часовой стрелке) вращение приводного диска 4 на 180°, правосторонняя ветвь "r" паза направляющего диска-кулачка 3 ответственна за левое (против часовой стрелки) вращение приводного диска 4 на 180°, а участки паза направляющего диска-кулачка 3 с постоянной кривизной ответственны за обеспечение выстоя перед реверсированием приводного диска 4.Thus, the left-side branch "l" of the groove of the cam-disk 3 is responsible for the right (clockwise) rotation of the drive disk 4 by 180 °, the right-hand branch "r" of the groove of the cam-disk 3 is responsible for the left (counterclockwise) rotation drive disk 4 by 180 °, and the groove sections of the guide disk-cam 3 with constant curvature are responsible for ensuring the stand before reversing the drive disk 4.

Источники информацииInformation sources

1. Пат. US 3516267, 1970.1. Pat. US 3,516,267, 1970.

2. Пат. US 5312306, 1994.2. Pat. US 5312306, 1994.

3. Пат. ЕР 0575561 B1, 1997.3. Pat. EP 0575561 B1, 1997.

4. Пат. SU 1556214, 1995.4. Pat. SU 1556214, 1995.

5. www.ru.wikipedia.org>wiki/Логарифмическая_спираль.5. www.ru.wikipedia.org> wiki / Logarithmic spiral.

Claims (3)

1. Преобразователь вращательного движения, содержащий соосные ведущий и ведомый валы, неподвижный реакционный диск с радиальным пазом, приводной диск, являющийся ведомым звеном и жестко соединенный с ведомым валом, направляющий диск-кулачок, являющийся ведущим звеном и жестко соединенный с ведущим валом, с набором пазов, которые взаимодействуют посредством связующего звена в виде тела вращения, отличающийся тем, что, с целью расширения кинематических возможностей устройства и передачи ведомому валу вращательно-колебательного движения за счет внутреннего циклического реверсирования, пазы выполнены криволинейными и по средней линии имеют вид составной замкнутой осесимметричной фигуры, состоящей из двух пар сопрягаемых участков в форме дуг с переменной и дуг с постоянной кривизной для ведущего звена, и в виде асимметричной фигуры с единственным участком в форме дуги с угловой протяженностью 180°, с переменной кривизной для ведомого звена, причем для ведущего звена два участка паза с постоянной кривизной должны иметь различные радиусы дуги R2>R1 с общим центром, а для паза ведомого звена средняя линия является дугой логарифмической спирали, для которой зависимость текущего значения радиуса-вектора R от угла φ его поворота описывается выражением R=R1·exp(b2·φ), где параметр спирали b2=ln(R2/R1)/180°.1. A rotary motion transducer comprising coaxial drive and driven shafts, a stationary reaction disk with a radial groove, a drive disk being a driven link and rigidly connected to the driven shaft, a cam cam disk, which is the driving link and rigidly connected to the drive shaft, with a set grooves that interact through a link in the form of a body of revolution, characterized in that, in order to expand the kinematic capabilities of the device and transmit to the driven shaft a rotational-vibrational motion Due to the internal cyclic reversal, the grooves are made curved and in the middle line look like a composite closed axisymmetric figure, consisting of two pairs of mating sections in the form of arcs with variable and arcs with constant curvature for the leading link, and in the form of an asymmetric figure with a single section in the form arcs with an angular length of 180 °, with variable curvature for the driven link, moreover, for the leading link, two sections of the groove with constant curvature must have different arc radii R 2 > R 1 with a common center, and for the groove of the driven link, the middle line is an arc of a logarithmic spiral, for which the dependence of the current value of the radius vector R on the angle φ of its rotation is described by the expression R = R 1 · exp (b 2 · φ), where the spiral parameter b 2 = ln (R 2 / R 1 ) / 180 °. 2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что, с целью передачи ведомому валу вращательно-колебательного движения с остановками, предшествующими его реверсированию, с продолжительностью, выраженной в долях p<1 периода вращения ведущего вала, для паза ведущего звена средняя линия участков с переменной кривизной является дугой логарифмической спирали, для которой зависимость текущего значения радиуса-вектора R от угла φ его поворота описывается выражением R=R1·exp(b1·φ), где параметр спирали b1=b2/(1-p).2. The Converter according to claim 1, characterized in that, for the purpose of transmitting to the driven shaft a rotational-vibrational movement with stops preceding its reversal, with a duration expressed in fractions p <1 of the rotation period of the drive shaft, for the groove of the drive link the middle line of sections with variable curvature is an arc of a logarithmic spiral for which the dependence of the current value of the radius vector R on the angle φ of its rotation is described by the expression R = R 1 · exp (b 1 · φ), where the spiral parameter b 1 = b 2 / (1-p ) 3. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, связующее звено в виде тела вращения имеет форму шара. 3. The Converter according to claim 1, characterized in that, in order to simplify the design, the connecting link in the form of a body of revolution has the shape of a ball.
RU2012111761/11A 2012-03-27 2012-03-27 Rotational movement converter RU2486390C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012111761/11A RU2486390C1 (en) 2012-03-27 2012-03-27 Rotational movement converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012111761/11A RU2486390C1 (en) 2012-03-27 2012-03-27 Rotational movement converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2486390C1 true RU2486390C1 (en) 2013-06-27

Family

ID=48702281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012111761/11A RU2486390C1 (en) 2012-03-27 2012-03-27 Rotational movement converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2486390C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1569470A2 (en) * 1983-03-24 1990-06-07 Могилевский Машиностроительный Институт Ball planetary transmission
US5016487A (en) * 1987-11-19 1991-05-21 Bollmann Hydraulik Gmbh Ball bearig gears
US5321988A (en) * 1991-03-14 1994-06-21 Synkinetics, Inc. Oscillatory motion speed converter having drive and driven cams with balls and retainer
US5823049A (en) * 1995-01-13 1998-10-20 Synkinetics, Inc. Mechanical scanner

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1569470A2 (en) * 1983-03-24 1990-06-07 Могилевский Машиностроительный Институт Ball planetary transmission
US5016487A (en) * 1987-11-19 1991-05-21 Bollmann Hydraulik Gmbh Ball bearig gears
US5321988A (en) * 1991-03-14 1994-06-21 Synkinetics, Inc. Oscillatory motion speed converter having drive and driven cams with balls and retainer
US5823049A (en) * 1995-01-13 1998-10-20 Synkinetics, Inc. Mechanical scanner

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2698258C9 (en) Transmission mechanism, roller-helical reduction gear comprising a transmission mechanism and a method for its assembly
US20100130897A1 (en) Massaging device
CN104071320A (en) Rotary guide rod eccentric disc type cycloidal propeller mechanism
WO2017013544A1 (en) Mechanical speed variator for large inertial flywheels
CN106662230A (en) Continuous variable transmission with uniform input-to-output ratio that is non-dependent on friction
RU2486390C1 (en) Rotational movement converter
JP2009540236A5 (en)
CN204021236U (en) Rotating guide-bar eccentric disc type cycloid thruster mechanism
RU2010144758A (en) METHOD OF MACHINE EDUCATION AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION AS A MILLING SCREW
RU2402709C1 (en) Planetary gear
RU133578U1 (en) TRANSMISSION SIDE-CONICAL PLANETARY
KR101499936B1 (en) Continuously Variable Transmission
KR20110042551A (en) Gear appratus for reciprocating angular motion of driven shaft
JPS62101943A (en) Reducer
JP7039097B1 (en) Wave gear device
JP2019113096A (en) Cross type gear and cross type gear drive mechanism
RU2622178C1 (en) High-torque variator of nonrycing type
JP2017515073A (en) Continuously variable planetary transmission
CN105508536B (en) A kind of single shaft at the uniform velocity inputs the oscillating tooth cam mechanism of coaxial output rotation and oscillating motion
EP0078168A1 (en) Motion transmitting apparatus
RU2291993C2 (en) Ball transmitting unit of variator
US3869935A (en) Mechanical device for converting a continuous rotary motion into an alternating rotary motion
US10156287B2 (en) Crank-less motion converter
US841444A (en) Mechanical movement.
US1717018A (en) Movement governor with progressive speed or race variations

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150328