RU2495302C2

RU2495302C2 - Cam spatial mechanism

Info

Publication number: RU2495302C2
Application number: RU2011152543/11A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Иванович Пышненко
Priority date: 2011-12-23
Filing date: 2011-12-23
Publication date: 2013-10-10
Also published as: RU2011152543A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: cam spatial mechanism consists of a fixed cylindrical or conical or hyperboloid cam, a rotating link and a pusher with a roller. Cam is equipped with a guide sector and two tension sprockets enveloped with an endless bush roller chain. Rotating link is equipped with a fixed rod, a sprocket and a large sprocket engaged with the above endless bush roller chain. Pusher is connected to sprocket by means of a movable connection and to roller by means of slide installed on rod.

EFFECT: increasing the number of revolutions of a pusher about its longitudinal axis within the specified dimensions of a mechanism.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области общего машиностроения и может быть использовано в передаточных механизмах для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и вращательное с заданными законами движения.The invention relates to the field of general engineering and can be used in gears for converting rotational motion into reciprocating and rotational with given laws of motion.

Известен кулачковый пространственный механизм, превращающий вращательное движение в возвратно-поступательное с заданным законом движения (см. механизм №2878 И.И.Артоболевский «Механизмы в современной технике», том 5, стр.54, Москва, «Наука», 1981 г.).Known cam spatial mechanism that turns rotational motion into reciprocating with a given law of motion (see mechanism No. 2878 I.I. Artobolevsky "Mechanisms in modern technology", volume 5, p. 54, Moscow, "Science", 1981 )

В этом механизме вращательное движение звена превращается в возвратно-поступательное движение толкателя в неподвижных направляющих, при этом толкатель совершает также вращательное движение вокруг неподвижной оси кулачка. Организовать вращение толкателя вокруг своей продольной оси в таком механизме невозможно.In this mechanism, the rotational movement of the link is converted into a reciprocating motion of the pusher in fixed guides, while the pusher also rotates around the fixed axis of the cam. It is impossible to organize the rotation of the pusher around its longitudinal axis in such a mechanism.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является кулачковый пространственный механизм с неподвижным кулачком (см. патент РФ №2295664, МПК F16H 25/12). Механизм состоит из цилиндрического (гиперболоидного, конического) кулачка, толкателя с роликом и вращающегося звена. На кулачке установлено зубчатое колесо (сектор), а на вращающемся звене - неподвижная штанга и шестерня, входящая в зацепление с зубчатым колесом (сектором). Толкатель соединен с шестерней с помощью подвижного соединения, а с роликом - через установленный на штанге (штангах) ползун. Цилиндрический кулачок, имеющий паз - неподвижен. При вращении вращающегося звена толкатель совершает сложное движение, состоящее из вращательного движения вокруг неподвижной оси цилиндрического кулачка, возвратно-поступательного движения вдоль направляющей вращающегося звена параллельно образующей кулачка и вращательное движение вокруг своей продольной оси.The closest in technical essence to the invention is a cam spatial mechanism with a fixed cam (see RF patent No. 2295664, IPC F16H 25/12). The mechanism consists of a cylindrical (hyperboloid, conical) cam, a pusher with a roller and a rotating link. A gear wheel (sector) is installed on the cam, and a fixed rod and gear gearing on the rotating link mesh with the gear wheel (sector). The pusher is connected to the gear via a movable connection, and to the roller through a slider mounted on the rod (s). A cylindrical cam having a groove is stationary. When the rotating link rotates, the pusher makes a complex motion, consisting of rotational motion around the fixed axis of the cylindrical cam, reciprocating motion along the guide of the rotating link parallel to the cam, and rotational motion around its longitudinal axis.

Недостатком этого механизма является то, что количество оборотов толкателя вокруг своей продольной оси при использовании зубчатого сектора (когда необходимо получить вращение толкателя на участке меньшем 360° с необходимым центральным углом) ограничено и составляет в заданных габаритах величину, пропорциональную отношению делительных диаметров зубчатого сектора и шестерни.The disadvantage of this mechanism is that the number of revolutions of the pusher around its longitudinal axis when using the gear sector (when it is necessary to obtain the rotation of the pusher in a section less than 360 ° with the necessary central angle) is limited and amounts to a predetermined size proportional to the ratio of the pitch diameters of the gear sector and gear .

Задачей настоящего изобретения является увеличение количества оборотов толкателя вокруг своей продольной оси в заданных габаритах механизма.The objective of the present invention is to increase the number of revolutions of the pusher around its longitudinal axis in the given dimensions of the mechanism.

Решение технической задачи достигается тем, что в кулачковом пространственном механизме, содержащем неподвижный цилиндрический (гиперболоидный, конический) кулачок, вращающееся звено с неподвижной штангой и звездочкой, и толкатель с роликом, соединенный со звездочкой с помощью подвижного соединения, а с роликом с помощью установленного на штанге ползуна, неподвижный кулачок оснащен сектором-направляющей и двумя натяжными звездочками, охватываемыми бесконечной втулочно-роликовой цепью, а на вращающемся звене дополнительно установлена большая звездочка, входящая в зацепление с бесконечной втулочно-роликовой цепью.The solution to the technical problem is achieved by the fact that in the cam spatial mechanism containing a fixed cylindrical (hyperboloid, conical) cam, a rotating link with a fixed rod and an asterisk, and a pusher with a roller connected to the sprocket by means of a movable joint, and with a roller by means of a mounted on slide bar, the fixed cam is equipped with a guide sector and two tensioning sprockets covered by an endless roller-chain, and is additionally mounted on a rotating link and a large sprocket meshing with an endless roller chain.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом механизме звездочка, установленная во вращающемся звене, обкатывается по удерживаемой сектором-направляющей и натяжными звездочками бесконечной втулочно-роликовой цепи, которая получает дополнительное движение, противоположенное вращению вращающегося звена, от большой звездочки, что увеличивает количество оборотов толкателя вокруг своей оси за время обкатывания звездочки по сектору-направляющей.The technical result is achieved by the fact that in the proposed mechanism, an asterisk mounted in a rotating link is run around by an endless sleeve-roller chain held by a guide sector and tensioning sprockets, which receives additional movement opposite to the rotation of the rotating link from a large sprocket, which increases the number of revolutions of the pusher around its axis during the run-in of the sprocket along the guide sector.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый механизм отличается типом передачи (цепная вместо зубчатой) конструктивным исполнением звездочки, вращающегося звена, сектора-направляющей и дополнительно оснащен двумя натяжными звездочками, охватываемыми вместе с сектором-направляющей бесконечной втулочно-роликовой цепью, и большой звездочкой, что позволяет придать толкателю дополнительное количество оборотов вокруг его продольной оси за время обкатывания сектора-направляющей. Таким образом, заявляемый механизм соответствует критерию «новизна».Comparative analysis with the prototype shows that the claimed mechanism differs in the type of transmission (chain instead of gear) in the design of the sprocket, rotating link, sector-guide and is additionally equipped with two tension stars, covered together with the sector-guide by an endless sleeve-roller chain, and a large asterisk, which makes it possible to give the pusher an additional number of revolutions around its longitudinal axis during the running-in of the guide sector. Thus, the claimed mechanism meets the criterion of "novelty."

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями не выявило в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «существенные отличия».Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions did not reveal signs that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "significant differences".

Техническое решение поясняется чертежом.The technical solution is illustrated by the drawing.

На фиг.1 изображен общий вид механизма.Figure 1 shows a General view of the mechanism.

На фиг.2 изображен разрез Ж-Ж.Figure 2 shows a section FJ.

На фиг.3 изображен общий вид механизма с коническим кулачком.Figure 3 shows a General view of the mechanism with a conical cam.

На оси А-А кулачка 1 установлено вращающееся звено 2, на котором смонтированы звездочка 3 и штанга 4. Штанга 4 установлена на звене 2 неподвижно, а звездочка 3 с возможностью вращения во втулке 5 звена 2. Толкатель 6 проходит звездочку 3 и закреплен в ползуне 7 с помощью кольца 8 и штифта 9. Соединение толкателя 6 со звездочкой 3 подвижное шпоночное (шлицевое или профильное), а с ползуном 7 - с возможностью вращения вокруг оси С-С во втулке 10. С ползуном 7 жестко соединена ось 11 ролика 12. Сам ползун 7 с помощью шпоночного (шлицевого, профильного) соединения смонтирован на штанге 4.A rotating link 2 is mounted on the axis AA of the cam 1, on which the sprocket 3 and the rod 4 are mounted. The rod 4 is fixed on the link 2 and the sprocket 3 can rotate in the sleeve 5 of link 2. The pusher 6 passes the sprocket 3 and is fixed in the slider 7 using a ring 8 and a pin 9. The connection of the pusher 6 with the sprocket 3 is movable keyed (slotted or profile), and with the slider 7 it can rotate around the CC axis in the sleeve 10. The axis 11 of the roller 12 is rigidly connected to the slider 7. The slider 7 itself using a keyed (slotted, profile) connection with mounted on rod 4.

На вращающемся звене 2 закреплена большая звездочка 13.A large sprocket 13 is fixed on the rotating link 2.

На кулачке 1 установлены сектор-направляющая 14 и две натяжные звездочки 15, которые охвачены бесконечной втулочно-роликовой цепью 16, зацепляющейся со звездочкой 3 с одной стороны и с большой звездочкой 13 с другой стороны.On the cam 1, a guide rail 14 and two tensioning sprockets 15 are installed, which are covered by an endless roller-chain 16, engaged with an asterisk 3 on one side and with a large asterisk 13 on the other side.

При вращении звена 2 по направлению Б вокруг оси А-А кулачка 1 толкатель 6 вращается вместе с ним, при этом ролик 12, взаимодействуя с пазом «а» кулачка 1, придает ползуну 7, а следовательно, и соединенному с ним толкателю 6 возвратно-поступательное движение по направлению «Д» параллельному образующей цилиндрического (конического, гиперболоидного) кулачка 1.When the link 2 rotates in the direction B around the axis AA of the cam 1, the pusher 6 rotates with it, while the roller 12, interacting with the groove “a” of the cam 1, attaches the slider 7, and therefore the pusher 6 connected to it, translational movement in the direction "D" parallel to the generatrix of the cylindrical (conical, hyperboloid) cam 1.

При этом толкатель 6 перемещается в звездочке 3 звена 2, а ползун 7 по штанге 4. Т.к. звездочка 3 находится в зацеплении с втулочно-роликовой цепью 16, то она, обкатываясь вокруг сектора-направляющей 15, начинает вращаться вокруг оси С-С толкателя 6 по направлению В во втулке 5 звена 2. Поскольку толкатель 6 соединен со звездочкой 3 с помощью подвижного шпоночного (шлицевого, профильного) соединения, то толкатель 6 не только перемещается по направлению Д, но также и вращается по направлению В, во втулке 10 ползуна 7.In this case, the pusher 6 moves in the sprocket 3 of link 2, and the slider 7 along the rod 4. Since the sprocket 3 is meshed with the sleeve-roller chain 16, then, rolling around the guide sector 15, it starts to rotate around the axis CC of the pusher 6 in the direction B in the sleeve 5 of the link 2. Since the pusher 6 is connected to the sprocket 3 by means of a movable key (spline, profile) connection, the pusher 6 not only moves in the direction D, but also rotates in the direction B, in the sleeve 10 of the slider 7.

Так как вместе с вращением звена 2 вращается большая звездочка 13, то она перемещает втулочно-роликовую цепь 16 по направлению Е (навстречу движению звездочки 3), увеличивая тем самым количество оборотов звездочки 3 по сравнению с механизмом, имеющим неподвижный зубчатый сектор.Since together with the rotation of link 2 a large sprocket 13 rotates, it moves the sleeve-roller chain 16 in the E direction (towards the movement of the sprocket 3), thereby increasing the number of revolutions of the sprocket 3 compared to a mechanism having a fixed gear sector.

Если в прототипе, как указывалось выше, количество оборотов шестерни пропорционально отношению делительных диаметров зубчатого сектора и шестерни, то в предлагаемом механизме количество оборотов толкателя 6 увеличится на величину пропорциональную отношению делительных диаметров большой звездочки 13 и звездочки 3. Коэффициент пропорциональности в обоих случаях равен отношению угла поворота звена 2 за время обкатывания звездочки 3 по сектору-направляющей 15 к полному обороту звена 2.If in the prototype, as mentioned above, the number of revolutions of the gear is proportional to the ratio of the pitch diameters of the gear sector and the gear, then in the proposed mechanism the number of revolutions of the pusher 6 will increase by a value proportional to the ratio of the pitch diameters of the big sprocket 13 and sprocket 3. In both cases, the proportionality coefficient is equal to the ratio of the angle the rotation of link 2 during the run-in of the sprocket 3 along the sector-guide 15 to the full revolution of link 2.

Таким образом, в заданных габаритных размерах предлагаемый механизм обеспечивает большее количество оборотов толкателя 6 за время обкатывания звездочки 3 по сектору-направляющей 14.Thus, in a given overall dimensions, the proposed mechanism provides a greater number of revolutions of the pusher 6 during the run-in of the sprocket 3 along the guide sector 14.

При использовании конического кулачка ось вращения звездочки 3 находится под некоторым углом к вертикали параллельно образующей конической поверхности кулачка 1 (см. фиг.3). Этот угол зависит от зазора между зубом звездочки 13 и внутренними пластинами звена втулочно-роликовой цепи 16. Например, для шага 12.7 мм нормальное зацепление звездочки 3 с втулочно-роликовой цепью 16 обеспечивается при величине угла наклона образующей конического кулачка 1 к вертикали не превышающей 7.5 градусов.When using a conical cam, the axis of rotation of the sprocket 3 is at some angle to the vertical parallel to the generatrix of the conical surface of the cam 1 (see figure 3). This angle depends on the gap between the tooth of the sprocket 13 and the inner plates of the link of the sleeve-roller chain 16. For example, for a pitch of 12.7 mm, normal engagement of the sprocket 3 with the sleeve-roller chain 16 is ensured when the angle of inclination of the generatrix of the conical cam 1 to the vertical does not exceed 7.5 degrees .

Claims

The spatial cam mechanism, including a fixed cylindrical or hyperboloid, or conical cam, a rotating link with a fixed rod and an asterisk, and a pusher with a roller connected to the sprocket using a movable connection, and with a roller using a slide mounted on the rod, characterized in that the fixed the cam is equipped with a guide sector and two tensioning sprockets covered by an endless roller-chain, and a large sprocket is additionally installed on the rotating link, input gearing with an endless roller chain.