RU2755829C1 - Зубчатый механизм преобразования вращательного движения в неравномерное - Google Patents
Зубчатый механизм преобразования вращательного движения в неравномерное Download PDFInfo
- Publication number
- RU2755829C1 RU2755829C1 RU2020142895A RU2020142895A RU2755829C1 RU 2755829 C1 RU2755829 C1 RU 2755829C1 RU 2020142895 A RU2020142895 A RU 2020142895A RU 2020142895 A RU2020142895 A RU 2020142895A RU 2755829 C1 RU2755829 C1 RU 2755829C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- satellite
- elliptical
- gear
- uneven
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H19/00—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
- F16H19/02—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
- F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Retarders (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения. Зубчатый механизм преобразования вращательного движения в неравномерное содержит корпус, в котором соосно установлены входной и выходной валы, центральное неподвижное зубчатое колесо с внутренними зубьями, жестко закрепленное на корпусе соосно входному валу, сателлит, состоящий из цилиндрического зубчатого колеса и эллиптического зубчатого колеса сателлита, расположенных на валу сателлита, водило, установленное на входном валу и соединенное через вращательную кинематическую пару с валом сателлита, эллиптическое зубчатое колесо, закрепленное на выходном валу. Эллиптические зубчатые колеса имеют одинаковые размеры и установлены на валах таким образом, что ось вращения каждого вала проходит через точку, называемую фокусом делительного эллипса эллиптического зубчатого колеса, которая расположена на большой полуоси делительного эллипса. Обеспечивается повышение прочности и КПД передачи, а также возможность настройки коэффициента неравномерности вращения выходного звена. 12 ил.
Description
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к преобразователям равномерного вращательного движения в неравномерное вращательное и наоборот, предназначено для применения в металлообрабатывающих станках, механизмах технологических линий химических, нефтяных, пищевых и других производств.
Известен механизм для преобразования движения (Патент на изобретение №RU 2374526), который содержит корпус, основной ведущий вал, кулачок, установленный на корпусе соосно ведущему валу, диск с направляющими, ромбический шарнирный четырехзвенник с пальцами, взаимодействующими с кулачком и направляющими, дополнительный ведущий вал, установленный соосно в основном ведущем валу, рычаги и ведомый вал. Ведущие валы шарнирно соединены рычагами с серединами противоположных сторон шарнирного четырехзвенника. Диск установлен с возможностью вращения и механически связан с ведомым валом. Пальцы расположены в вершинах шарнирного четырехзвенника. Направляющие расположены симметрично вдоль взаимно перпендикулярных осей симметрии на плоскости диска. Профиль кулачка описывается зависимостью полярного радиуса от полярного угла и длины стороны шарнирного четырехзвенника и представляет эквидистанту, отстоящую на величину радиуса пальца внутрь от базовой замкнутой кривой.
Недостатком данного устройства является сложность в изготовлении и обслуживании за счет использования сложных элементов, требующих высокой точности изготовления и сборки.
Известен механизм преобразования движения (Патент на изобретение №RU 2531854), содержащий корпус, ведущий вал, являющийся валом отбора мощности, полый вал, установленный соосно ведущему, и узел преобразования движения. Узел преобразования движения выполнен в виде установленного в корпусе соосно валам диска, в центре которого выполнена профилированная дорожка качения. Между валом и дорожкой качения размещено четное количество роликов, половина из которых вращаются вокруг собственной оси и попарно и крестообразно жестко связаны через кронштейны и с ведущим и полым валами. Остальные ролики свободно расположены между дорожкой качения и жестко связанными роликами.
Недостатком данного устройства является большие габариты и высокий износ элементов механизма за счет постоянного контакта роликов при работе.
Известен механизм с остановками выходного звена (Prikhodko А.А., Smelyagin A.I., Tsybin A.D. Kinematics of planetary mechanisms with intermittent motion // Procedia Engineering. - 2017. - T. 206. - C. 380-385), который является прототипом предлагаемого изобретения, содержащий корпус, входной вал, водило, центральное цилиндрическое неподвижное зубчатое колесо, сателлит, состоящий из цилиндрического зубчатого колеса, вала и эллиптического зубчатого колеса, и выходной вал с закрепленным на нем эллиптическим зубчатым колесом. При этом в рассматриваемом механизме оси вращения эллиптических зубчатых колес проходят через фокусы делительного эллипса.
Недостатками конструкции с использованием двух внешних зацеплений являются невысокая прочность и КПД механизма. В прототипе реализуется частный случай неравномерного движения - движение с остановками, но при этом не показывается возможность изменения коэффициента неравномерности движения выходного звена.
Таким образом, задачей изобретения является создание зубчатого механизма преобразования вращательного движения в неравномерное, характеризующегося высокими эксплуатационными характеристиками.
Техническим результатом является повышение прочности и КПД передачи, обеспечение возможности настройки коэффициента неравномерности вращения выходного звена.
Технический результат достигается тем, что зубчатый механизм преобразования вращательного движения в неравномерное содержит корпус, в котором соосно установлены входной и выходной валы, центральное неподвижное зубчатое колесо с внутренними зубьями, жестко закрепленное на корпусе соосно входному валу, сателлит, состоящий из цилиндрического зубчатого колеса и эллиптического зубчатого колеса сателлита, расположенных на валу сателлита, водило, установленное на входном валу и соединенное через вращательную кинематическую пару с валом сателлита, эллиптическое зубчатое колесо, закрепленное на выходном валу, при этом эллиптические зубчатые колеса имеют одинаковые размеры и установлены на валах таким образом, что ось вращения каждого вала проходит через точку, называемую фокусом делительного эллипса эллиптического зубчатого колеса, которая расположена на большой полуоси делительного эллипса на расстоянии с от центра делительного эллипса, определяемом по формуле:
где а и b - большая и малая полуоси делительного эллипса соответственно,
и таким образом достигается непрерывность их зацепления.
Технический результат достигается за счет использования планетарной передачи с парой цилиндрических зубчатых колес, одно из которых с внутренними зубьями, и парой эллиптических зубчатых колес, с осями вращения в фокусе делительного эллипса. Данный вид передачи является более прочным и имеет выше КПД по сравнению с передачей с двумя внешними зацеплениями, а также позволяет настраивать необходимую неравномерность вращения выходного звена путем подбора размеров цилиндрических и эллиптических зубчатых колес.
На фиг. 1 показана структурная схема механизма, на фиг. 2 показан разрез А-А, на фиг. 3 показан разрез Б-Б, на фиг. 4-6 показаны примеры механизмов с различными радиусами цилиндрических зубчатых колес, на фиг. 7 показаны графики зависимостей передаточного отношения механизма от угла поворота входного вала при различных радиусах цилиндрических зубчатых колес, на фиг. 8-10 показаны примеры механизмов с различными эксцентриситетами эллиптических зубчатых колес, на фиг. 11 показаны графики зависимостей передаточного отношения механизма от угла поворота входного вала при различных эксцентриситетах эллиптических зубчатых колес, на фиг. 12 показана зависимость коэффициента неравномерности вращения выходного вала от соотношения радиусов цилиндрических зубчатых колес для механизмов с различными эксцентриситетами эллиптических зубчатых колес.
Зубчатый механизм преобразования вращательного движения в неравномерное состоит из корпуса 1, в котором соосно установлены входной 2 и выходной 3 валы, центрального неподвижного зубчатого колеса с внутренними зубьями 4, жестко закрепленного на корпусе соосно входному валу 2, сателлита, состоящего из цилиндрического зубчатого колеса 6 и эллиптического зубчатого колеса 7, расположенных на валу сателлита 8, водила 9, установленного на входном валу 2 и соединенного через вращательную кинематическую пару с валом сателлита 8, эллиптического зубчатого колеса 5, закрепленного на выходном валу 3. Эллиптические зубчатые колеса 5 и 7 имеют одинаковые размеры и установлены на валах таким образом, что ось вращения каждого вала проходит через точку, называемую фокусом делительного эллипса эллиптического зубчатого колеса, которая расположена на большой полуоси делительного эллипса на расстоянии с от центра делительного эллипса , где а и b - большая и малая полуоси делительного эллипса соответственно, и таким образом достигается непрерывность их зацепления.
Зубчатый механизм преобразования вращательного движения в неравномерное работает следующим образом.
Входному валу 2 сообщается вращательное движение, которое передается водилу 9, благодаря чему цилиндрическое зубчатое колесо 6 обкатывается по неподвижному зубчатому колесу с внутренними зубьями 4. Вращательное движение цилиндрического колеса 6 передается валу сателлита 8 и эллиптическому зубчатому колесу 7, которое приводит в движение эллиптическое зубчатое колесо 5 и соответственно выходной вал 3, который благодаря переменному передаточному отношению пары эллиптических зубчатых колес совершает неравномерное вращательное движение.
Коэффициент неравномерности вращения выходного вала механизма зависит от следующих параметров: радиусов цилиндрических зубчатых колес R1 и R2, а также эксцентриситета е пары эллиптических зубчатых колес. Для изменения коэффициента неравномерности могут изготавливаться комплекты сменных цилиндрических зубчатых колес 4 и 6 различных радиусов и эллиптических зубчатых колес 5 и 7 с различными эксцентриситетами.
Зависимость коэффициента неравномерности вращения выходного вала от радиусов цилиндрических зубчатых колес 4 и 6 показана на трех примерах (фиг. 4-6). Эксцентриситеты пары эллиптических зубчатых колес 5 и 7 одинаковы для всех трех примеров (е=0.5). Радиусы цилиндрических зубчатых колес 4 и 6 варьируются и составляют R1=60, R2=10 (фиг. 4); R1=70, R2=20 (фиг. 5); R1=80, R2=30 (фиг. 6) для первого, второго и третьего механизмов соответственно. На фиг. 7 показаны графики зависимостей передаточных функций для трех механизмов.
Зависимость коэффициента неравномерности вращения выходного вала от эксцентриситета эллиптических зубчатых колес показана также на трех примерах (фиг. 8-10). Радиусы цилиндрических зубчатых колес 4 и 6 одинаковы для всех трех примеров (R1=70, R2=20). Эксцентриситет пары эллиптических зубчатых колес 5 и 7 варьируется и составляет е=0.28 (фиг. 8), е=0.475 (фиг. 9) и е=0.6 (фиг. 10) для первого, второго и третьего механизмов соответственно. На фиг. 11 показаны графики зависимостей передаточных функций для трех механизмов.
На фиг. 12 показана зависимость коэффициента неравномерности вращения δ выходного вала 3 от соотношения радиусов цилиндрических зубчатых колес R2/R1 для механизмов с различными эксцентриситетами эллиптических зубчатых колес (е=0.28, 0.475 и 0.6). Таким образом, путем подбора размеров цилиндрических и эллиптических зубчатых колес, можно регулировать неравномерность вращения выходного вала механизма в широких пределах.
Claims (4)
- Зубчатый механизм преобразования вращательного движения в неравномерное движение выходного звена, включающий корпус, входной и выходной валы, сателлит, состоящий из цилиндрического зубчатого колеса и эллиптического зубчатого колеса сателлита, расположенных на валу сателлита, водило, установленное на входном валу и соединенное через вращательную кинематическую пару с валом сателлита, эллиптическое зубчатое колесо, закрепленное на выходном валу, при этом эллиптические зубчатые колеса имеют одинаковые размеры и установлены на валах таким образом, что ось вращения каждого вала проходит через точку, называемую фокусом делительного эллипса эллиптического зубчатого колеса, которая расположена на большой полуоси делительного эллипса на расстоянии с от центра делительного эллипса, определяемом по формуле:
- где а и b - большая и малая полуоси делительного эллипса соответственно,
- и таким образом достигается непрерывность их зацепления, отличающийся тем, что на корпусе соосно входному валу жестко закреплено неподвижное цилиндрическое зубчатое колесо с внутренними зубьями.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020142895A RU2755829C1 (ru) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | Зубчатый механизм преобразования вращательного движения в неравномерное |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020142895A RU2755829C1 (ru) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | Зубчатый механизм преобразования вращательного движения в неравномерное |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2755829C1 true RU2755829C1 (ru) | 2021-09-22 |
Family
ID=77852049
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020142895A RU2755829C1 (ru) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | Зубчатый механизм преобразования вращательного движения в неравномерное |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2755829C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4788891A (en) * | 1986-12-05 | 1988-12-06 | Japan Society For The Promotion Of Machine Industry | Planetary gear having non-circular gears |
US5033995A (en) * | 1986-11-24 | 1991-07-23 | Christian Salesse | Motion transforming device, and in particular a speed reduction gear |
RU2616457C1 (ru) * | 2016-03-24 | 2017-04-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Планетарный механизм преобразования вращательного движения в возвратно-вращательное |
RU2723618C1 (ru) * | 2019-10-08 | 2020-06-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Привод конвейера дискретного действия |
-
2020
- 2020-12-23 RU RU2020142895A patent/RU2755829C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5033995A (en) * | 1986-11-24 | 1991-07-23 | Christian Salesse | Motion transforming device, and in particular a speed reduction gear |
US4788891A (en) * | 1986-12-05 | 1988-12-06 | Japan Society For The Promotion Of Machine Industry | Planetary gear having non-circular gears |
RU2616457C1 (ru) * | 2016-03-24 | 2017-04-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Планетарный механизм преобразования вращательного движения в возвратно-вращательное |
RU2723618C1 (ru) * | 2019-10-08 | 2020-06-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Привод конвейера дискретного действия |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2966808A (en) | Power actuated hinge device | |
CN106662230B (zh) | 具有不依赖于摩擦的均匀输入到输出速比的无级变速器 | |
WO2017064549A2 (zh) | 内啮合传动机构 | |
RU2759121C1 (ru) | Зубчатый механизм преобразования вращательного движения в неравномерное | |
RU2755829C1 (ru) | Зубчатый механизм преобразования вращательного движения в неравномерное | |
RU2528493C2 (ru) | Зубчатый преобразователь вращательного движения в возвратно-вращательное | |
RU2723618C1 (ru) | Привод конвейера дискретного действия | |
CN111919049B (zh) | 无级变速器和用于运行无级变速器的方法 | |
CN111677832B (zh) | 一种滚压式无级变速器 | |
JP2023512775A (ja) | 摩擦に依存しない均一的な入出力比を有する変速比無限大変速機 | |
RU2500938C1 (ru) | Преобразователь вращательного движения в возвратно-вращательное | |
RU2391587C1 (ru) | Способ бесступенчатого изменения передачи движения и устройство для его осуществления | |
RU2708127C1 (ru) | Бесступенчатая механическая передача | |
CN100436867C (zh) | 活齿端面谐波齿轮传动装置 | |
RU2724005C1 (ru) | Зубчатый механизм с прерывистым движением выходного звена | |
RU2458269C1 (ru) | Волновая реечная передача с промежуточными звеньями в виде клиньев | |
RU2310111C1 (ru) | Планетарно-цевочный редуктор | |
RU2731830C1 (ru) | Кулисный колебательный механизм с кареткой высокомоментного вариатора нефрикционного типа | |
RU2749680C1 (ru) | Планетарный механизм с некруглой шестерней для преобразования движения | |
RU2822681C2 (ru) | Кривошипно-коромысловый механизм Вахрушевых (варианты) | |
RU54124U1 (ru) | Механизм для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот | |
RU2151935C1 (ru) | Бесступенчатая передача | |
US2883882A (en) | Variable speed transmission | |
RU2006724C1 (ru) | Вариатор скорости | |
RU2193127C1 (ru) | Преобразующий дифференциальный механизм |