RU125285U1 - DEVICE FOR CONVERSION OF ROTATIONAL MOVEMENT IN TRANSITION - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к механизмам преобразования вращательного движения в поступательное, и наоборот. Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное, содержащее корпус с закрепленным в нем неподвижным центральным зубчатым колесом, установленном соосно входному валу и имеющим зубчатое зацепление с сателлитом, закрепленным во вращательной кинематической паре на водиле, отличающееся тем, что дополнительно содержит выходной сателлит, выполненный в виде зубчатого колеса, установленного во вращательной кинематической паре на водиле, выполненном ассиметричным и жестко соединенным с входным валом, при этом, на выходном сателлите установлен палец, расстояние, между осью которого и осью вращения выходного сателлита равно расстоянию между осью вращения выходного сателлита и осью вращения водила, а в корпусе выполнена прорезь под этот палец. Кроме того сателлит выполнен двойным и содержит малую и большую шестерни установленные на соединяющем их валу. Неподвижное центральное зубчатое колесо состоит во внешнем зубчатом зацеплении с малой шестерней сателлита, а большая шестерня сателлита состоит в зубчатом зацеплении с выходным сателлитом. Оси вращения всех подвижных звеньев параллельны и все, кроме оси вращения пальца, лежат в одной плоскости. Диаметры делительной окружности центрального неподвижного зубчатого колеса обоих шестерней и выходного сателлита выбраны из соотношенияThe invention relates to the field of engineering, namely, the mechanisms for converting rotational motion into translational, and vice versa. A device for converting rotational motion into translational, comprising a housing with a fixed central gear fixed in it mounted coaxially with the input shaft and having a gear with a satellite fixed in a rotational kinematic pair on a carrier, characterized in that it further comprises an output satellite made in the form gear mounted in the rotational kinematic pair on the carrier, made asymmetric and rigidly connected to the input shaft, at the same time, on the output The satellite has a finger, the distance between the axis of which and the axis of rotation of the output satellite is equal to the distance between the axis of rotation of the output satellite and the axis of rotation of the carrier, and a slot is made in the body for this finger. In addition, the satellite is made double and contains small and large gears mounted on the shaft connecting them. The stationary central gear wheel consists in external gearing with the small gear of the satellite, and the large gear of the satellite consists in gearing with the output satellite. The axis of rotation of all moving links are parallel and all, except the axis of rotation of the finger, lie in the same plane. The diameters of the pitch circle of the central stationary gear wheel of both gears and the output satellite are selected from the relation

(d₂/d₃)·(d₄/d₅)=2,(d ₂ / d ₃ ) · (d ₄ / d ₅ ) = 2,

где d₂ - делительный диаметр неподвижного центрального зубчатого колесаwhere d ₂ is the pitch diameter of the fixed central gear

d₃ - делительный диаметр малой шестерня сателлитаd ₃ - pitch diameter of the small satellite gear

d₄ - делительный диаметр большой шестерни сателлитаd ₄ - the pitch diameter of the large gear of the satellite

d₅ - делительный диаметр выходного сателлитаd ₅ - pitch diameter of the output satellite

Технический результат - возможность при малом ходе рабочего органа передавать значительные усилия, а так же замена кривошипа пальцем. The technical result is the possibility, with a small course of the working body, to transfer considerable efforts, as well as replacing the crank with a finger.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к механизмам преобразования вращательного движения в поступательное, и наоборот.The invention relates to the field of engineering, namely, the mechanisms for converting rotational motion into translational, and vice versa.

Существует множество механизмов преобразования вращательного движения в поступательное, в том числе с зубчатыми передачами. К наиболее близким аналогам можно отнести следующие механизмы:There are many mechanisms for converting rotational motion into translational, including with gears. The following mechanisms can be attributed to the closest analogues:

Известен бесшатунный механизм, содержащий корпус, два кривошипа, между которыми установлен коленчатый вал, соединенный со штоками посредством штоковых шеек, механизм синхронизации вращения, выполненный в виде шестерен, которые закреплены на опорных шейках коленчатого вала и находятся в зацеплении с неподвижными, выполненными с внутренним зацеплением зубчатыми колесами, при этом диаметры шестерен равны половине диаметров неподвижных зубчатых колес (С.С.Баландин. Бесшатунные двигатели внутреннего сгорания. - М.: Машиностроение, 1972 г., стр.14, рис.11(б))Known rodless mechanism, comprising a housing, two cranks, between which is installed a crankshaft connected to the rods by means of rod journals, a synchronization mechanism of rotation, made in the form of gears, which are fixed to the bearing necks of the crankshaft and are in engagement with stationary, made with internal gearing gears, while the diameters of the gears are equal to half the diameters of the stationary gears (S.S.Balandin. Rodless internal combustion engines. - M .: Mashinostroenie, 1972, p. .14, fig.11 (b))

Недостатком такого механизма является то, что в роли направляющих используется планетарная зубчатая передача, размеры шестерней и зубчатых колес которой напрямую связаны с ходом штока, поршня и т.д. (диаметр неподвижного зубчатого колеса равен ходу штока, а диаметр шестерни равен половине хода штока) это приводит к невозможности применения данного механизма в случаях, когда требуется малый ход штока, при значительных передаваемых усилиях, так как чаще всего невозможно выполнить условия прочности при требуемых диаметрах зубчатых колес и шестерней. Так же недостатком данного механизма является то, что точки описывающие необходимые траектории (прямые линии) лежат на ободе шестерней, что приводит к необходимости применения кривошипов.The disadvantage of this mechanism is that the role of guides uses a planetary gear transmission, the dimensions of the gears and gear wheels of which are directly connected with the stroke of the rod, piston, etc. (the diameter of the stationary gear wheel is equal to the stroke of the rod, and the gear wheel diameter is equal to half the stroke of the rod) this makes it impossible to use this mechanism in cases when a small stroke of the rod is required, with significant transferred efforts, since it is often impossible to meet the strength conditions with the required diameters of the gear teeth. wheels and gears. Also the disadvantage of this mechanism is that the points describing the necessary trajectories (straight lines) lie on the gear rim, which leads to the need to use cranks.

Известен асинхронный бесшатунный механизм содержащий два промежуточных вала, шарнирно связанных каждый с опорным кривошипом и с общей для них эксцентриковой втулкой. На валах установлены вращающиеся шестерни с радиусом начальной окружности, равным одной четвертой части хода поршней, находящиеся в зацеплении с неподвижными шестернями внутреннего зацепления с радиусом начальной окружности, равным половине хода поршней, (патент РФ №2256800, МКП F01В 9/02)Known asynchronous rodless mechanism containing two intermediate shaft, each pivotally connected with the supporting crank and with a common eccentric bushing for them. Rotary gears with a starting circle radius equal to one fourth of the piston stroke are mounted on the shafts, which are engaged with the fixed internal gears with the starting circle radius equal to half the stroke of the pistons (RF Patent No. 2256800, MCP F01B 9/02)

Недостатком такого механизма так же является то, что в роли направляющих используется планетарная зубчатая передача, размеры шестерней которой напрямую связаны с ходом штока, поршня и т.д. (диаметр неподвижных шестерней равен ходу штока, а диаметр вращающихся шестерней равен половине хода штока) это приводит к невозможности применения данного механизма в случаях, когда требуется малый ход штока, при значительных передаваемых усилиях, так как чаще всего невозможно выполнить условия прочности при требуемых диаметрах шестерней. Так же аналогичным недостатком данного механизма является то, что точки, описывающие необходимые траектории (прямые линии), лежат на ободе вращающихся шестерней, что приводит к необходимости применения кривошипов.The disadvantage of such a mechanism is the fact that the role of guides uses a planetary gear transmission, the dimensions of the gears of which are directly related to the stroke of the rod, piston, etc. (the diameter of the fixed gears is equal to the stroke of the rod, and the diameter of the rotating gears is equal to half the stroke of the rod) this makes it impossible to use this mechanism in cases when a small stroke of the rod is required, with significant transferred forces, since it is often impossible to meet the strength conditions with the required diameters of gears . A similar disadvantage of this mechanism is that the points describing the necessary trajectories (straight lines) lie on the rim of the rotating gears, which leads to the need to use cranks.

Известен планетарный механизм преобразования движения, взятый за прототип, содержащий корпус с центральным зубчатым колесом, имеющим внутреннее зубчатое зацепление с сателлитом, диаметр d делительной окружности которого равен половине диаметра D делительной окружности центрального зубчатого колеса, вал сателлита, установленный во взаимодействующем с корпусом водиле, кривошип связан с сателлитом посредством закрепления его с возможностью изменения межосевого расстояния между ним и валом сателлита, (патент РФ №2219398, МПК F16Н 37/16).Known planetary mechanism for converting movement, taken as a prototype, comprising a housing with a central gear wheel having internal gear with a satellite, the diameter d of the pitch circle is equal to half the diameter D of the pitch circle of the central gear wheel, the satellite shaft installed in the driver interacting with the body, crank associated with the satellite by fixing it with the possibility of changing the center distance between it and the satellite shaft (RF Patent No. 2219398, IPC F16H 37/16).

Недостаток данного механизма также имеет аналогичную природу, а именно то, что в роли направляющих в нем используется планетарная зубчатая передача, размеры сателлита и центрального зубчатого колеса которой напрямую связаны с ходом штока, поршня и т.д. (диаметр центрального зубчатого колеса равен ходу штока, а диаметр сателлиа равен половине хода штока) это приводит к невозможности применения данного механизма в случаях, когда требуется малый ход штока, при значительных передаваемых усилиях, так как чаще всего невозможно выполнить условия прочности при требуемых диаметрах центрального зубчатого колеса и сателлита. Так же аналогичным недостатком данного механизма является то, что точки, описывающие необходимые траектории (прямые линии), лежат на ободе сателлита, что приводит к необходимости применения кривошипов.The disadvantage of this mechanism is also of a similar nature, namely, that it uses a planetary gear transmission in the role of guides, the dimensions of the satellite and of which central gear are directly related to the stroke of the rod, piston, etc. (the diameter of the central gear wheel is equal to the stroke of the rod, and the diameter of the satellite is equal to half the stroke of the rod) this makes it impossible to use this mechanism in cases when a small stroke of the rod is required, with significant transferred forces, since it is often impossible to meet the strength conditions with the required diameters of the central cogwheel and satellite. Also a similar disadvantage of this mechanism is that the points describing the necessary trajectories (straight lines) lie on the rim of the satellite, which makes it necessary to use cranks.

Таким образом задачей является создание преобразователя вращательного движения в поступательное с расширенными техническими характеристикамиThus, the task is to create a converter of rotational motion into a translational with advanced technical characteristics

Технический результат - возможность при малом ходе рабочего органа передавать значительные усилия, а так же замена кривошипа пальцем.The technical result is the possibility, with a small course of the working body, to transfer considerable efforts, as well as replacing the crank with a finger.

Технический результат решается устройством содержащим корпус с закрепленным в нем неподвижным центральным зубчатым колесом, установленном соосно входному валу и имеющим зубчатое зацепление с сателлитом, закрепленным во вращательной кинематической паре на водиле, отличающееся тем, что дополнительно содержит выходной сателлит, выполненный в виде зубчатого колеса, установленного во вращательной кинематической паре на водиле, выполненном ассиметричным и жестко соединенным с входным валом, при этом, на выходном сателлите установлен палец, расстояние, между осью которого и осью вращения выходного сателлита равно расстоянию между осью вращения выходного сателлита и осью вращения водила, а в корпусе выполнена прорезь под этот палец, кроме того сателлит выполнен двойным и содержит малую и большую шестерни установленные на соединяющем их валу, причем неподвижное центральное зубчатое колесо состоит во внешнем зубчатом зацеплении с малой шестерней сателлита, а большая шестерня сателлита состоит в зубчатом зацеплении с выходным сателлитом, оси вращения всех подвижных звеньев параллельны и все, кроме оси вращения пальца, лежат в одной плоскости, а диаметры делительной окружности центрального неподвижного зубчатого колеса обоих шестерней и выходного сателлита выбраны из соотношенияThe technical result is solved by a device comprising a housing with a fixed central gear fixed therein mounted coaxially with the input shaft and having a gearing with a satellite fixed in a rotational kinematic pair on a carrier, characterized in that it further comprises an output satellite made in the form of a gear wheel mounted in the rotational kinematic pair on the carrier, made asymmetric and rigidly connected to the input shaft, while on the output satellite fell C, the distance between the axis of which and the axis of rotation of the output satellite is equal to the distance between the axis of rotation of the output satellite and the axis of rotation of the carrier, and the body has a slot for this finger, in addition the satellite is double and contains small and large gears mounted on the shaft connecting them, moreover, the fixed central gear wheel consists in the external gearing with the small gear of the satellite, and the large gear of the satellite consists in the gearing with the output satellite, the axis of rotation of all moving parts in parallel and all, except the axis of rotation of the finger, lie in the same plane, and the pitch diameters of the central stationary gear wheel of both gears and the output satellite are selected from the relation

(d₂/d₃)·(d₄/d₅)=2,(d ₂ / d ₃ ) · (d ₄ / d ₅ ) = 2,

где d₂ - делительный диаметр неподвижного центрального зубчатого колесаwhere d ₂ is the pitch diameter of the fixed central gear

d₃ - делительный диаметр малой шестерня сателлитаd ₃ - pitch diameter of the small satellite gear

d₄ - делительный диаметр большой шестерни сателлитаd ₄ - the pitch diameter of the large gear of the satellite

d₅ - делительный диаметр выходного сателлитаd ₅ - pitch diameter of the output satellite

Технический результат, достигается за счет того, что в данном устройстве отсутствует прямая связь между ходом пальца и диаметрами зубчатых колес и шестерней, что позволяет подбирать их диаметры таким образом, что даже при малом ходе рабочего органа возможна, по условиям прочности, передача значительных усилий, а также изменение местоположения точек имеющих прямолинейную траекторию на более оптимальную (внутри диаметра выходного сателлита), что позволяет заменить кривошип пальцем.The technical result is achieved due to the fact that in this device there is no direct connection between the stroke of the finger and the diameters of the gear wheels and the gear wheel, which allows you to select their diameters in such a way that, even with a small course of the working body, considerable forces can be transmitted, as well as changing the location of points having a straight path to a more optimal one (inside the diameter of the output satellite), which allows replacing the crank with a finger.

Сущность изобретения поясняется на чертежах:The invention is illustrated in the drawings:

Фиг.1 Структурная схема устройства для преобразования вращательного движения в поступательноеFigure 1 Block diagram of a device for converting rotational motion into translational

Устройство состоит из корпуса 1, входного вала 2, неподвижного центрального зубчатого колеса 3 закрепленного в корпусе 1 соосно входному валу 2, и находящегося в зубчатом зацеплении с малой шестерней 4 двойного сателлита, образуемого малой шестерней 4 жестко связанной через вал 5 с большой шестерней 6. Большая шестерня 6 двойного сателлита находится в зубчатом зацеплении с выходным сателлитом 7, выполненным в виде зубчатого колеса. Вал 5 двойного сателлита и выходной сателлит 7 установлены во вращательных кинематических пар в асимметричном водиле 8, которое жестко связанно с входным валом 2. На выходном сателлите 7 неподвижно закреплен палец 9 расстояние, между осью которого и осью вращения выходного сателлита 7 равно расстоянию между осью вращения выходного сателлита 7 и осью вращения ассиметричного водила 8 (входного вала 2), в корпусе выполнена прорезь 10 под этот палец. Оси вращения всех подвижных звеньев параллельны и все кроме оси пальца 9 лежат в одной плоскости. Диаметры делительной окружности центрального неподвижного зубчатого колеса 3 обоих шестерней 4, 6 и выходного сателлита 7 выбраны из соотношенияThe device consists of a housing 1, an input shaft 2, a fixed central gear 3 mounted in the housing 1 coaxially with the input shaft 2, and in gear with the small gear 4 of the double satellite formed by the small gear 4 rigidly connected through the shaft 5 with the large gear 6. The large gear 6 dual satellite is in gearing with the output satellite 7, made in the form of a gear wheel. The double satellite shaft 5 and the output satellite 7 are installed in rotational kinematic pairs in an asymmetric carrier 8, which is rigidly connected to the input shaft 2. On the output satellite 7, the finger 9 is fixed, the distance between which axis and the axis of rotation of the output satellite 7 is equal to the distance between the axis of rotation output satellite 7 and the axis of rotation of the asymmetric carrier 8 (input shaft 2), in the case there is a slot 10 for this finger. The axes of rotation of all moving links are parallel and all but the axis of the finger 9 lie in the same plane. The diameters of the pitch circle of the central fixed gear 3 of both gears 4, 6 and the output satellite 7 are selected from the relation

(d₂/d₃)·(d₄/d₅)=2,(d ₂ / d ₃ ) · (d ₄ / d ₅ ) = 2,

где d₃ - делительный диаметр неподвижного центрального зубчатого колеса 2where d ₃ is the pitch diameter of the fixed central gear 2

d₄ - делительный диаметр малой шестерни двойного сателлита 3d ₄ - pitch diameter of the small gear double satellite 3

d₆ - делительный диаметр большой шестерни двойного сателлита 4d ₆ - the pitch diameter of the large gear double satellite 4

d₇ - делительный диаметр выходного зубчатого колеса 5d ₇ - the pitch diameter of the output gear 5

Устройство работает следующим образом:The device works as follows:

При вращении входного вала 2 вращение передается асимметричному водилу 8, малая шестерня 4 двойного сателлита обкатывается по неподвижному центральному зубчатому колесу 3, вращательное движение малой шестерни 4 двойного сателлита передается через вал 5 на большую шестерню 6 двойного сателлита, которая вращает выходной сателлит 7, при этом палец 9 движется по прямолинейной траектории длинна которой равна четырем расстояниям между осью выходной шестерни 7 и осью вращения входного вала 2 (ассиметричного водила 8).When the input shaft 2 rotates, the rotation is transmitted to the asymmetrical carrier 8, the small gear 4 of the double satellite rolls around the stationary central gear 3, the rotational movement of the small gear 4 of the double satellite is transmitted through the shaft 5 to the large gear 6 of the double satellite that rotates the output satellite 7, while finger 9 moves along a straight path, the length of which is equal to four distances between the axis of the output gear 7 and the axis of rotation of the input shaft 2 (asymmetric carrier 8).

Заявляемое устройство преобразования движения может быть использовано в различных механизмах, где требуется преобразование вращательного движения в возвратно-поступательное, главным образом в механизмах с относительно малой амплитудой и большим предаваемым усилием.The inventive device for converting motion can be used in various mechanisms that require the conversion of rotational motion into reciprocating, mainly in mechanisms with a relatively small amplitude and a large surrendered force.

Claims (1)

Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное, содержащее корпус с закрепленным в нем неподвижным центральным зубчатым колесом, установленным соосно входному валу и имеющим зубчатое зацепление с сателлитом, закрепленным во вращательной кинематической паре на водиле, отличающееся тем, что дополнительно содержит выходной сателлит, выполненный в виде зубчатого колеса, установленного во вращательной кинематической паре на водиле, выполненном ассиметричным и жестко соединенным с входным валом, при этом на выходном сателлите установлен палец, расстояние между осью которого и осью вращения выходного сателлита равно расстоянию между осью вращения выходного сателлита и осью вращения водила, а в корпусе выполнена прорезь под этот палец, кроме того, сателлит выполнен двойным и содержит малую и большую шестерни, установленные на соединяющем их валу, причем неподвижное центральное зубчатое колесо состоит во внешнем зубчатом зацеплении с малой шестерней сателлита, а большая шестерня сателлита состоит в зубчатом зацеплении с выходным сателлитом, оси вращения всех подвижных звеньев параллельны и все, кроме оси вращения пальца, лежат в одной плоскости, а диаметры делительной окружности центрального неподвижного зубчатого колеса обоих шестерней и выходного сателлита выбраны из соотношенияA device for converting rotational motion into translational, comprising a housing with a fixed central gear fixed in it, mounted coaxially with the input shaft and having a gear with a satellite fixed in a rotational kinematic pair on a carrier, characterized in that it further comprises an output satellite made in the form gear mounted in the rotational kinematic pair on the carrier, made asymmetric and rigidly connected to the input shaft, while the output The satellite is mounted with a finger, the distance between the axis of which and the axis of rotation of the output satellite is equal to the distance between the axis of rotation of the output satellite and the axis of rotation of the carrier, and the body has a slot for this finger, in addition, the satellite is double and contains gears and small gears mounted on the shaft connecting them, the fixed central gear wheel being in external gearing with the small gear of the satellite, and the large gear of the satellite consisting of gearing with the output satellite, axis scheniya all mobile units are parallel and all except the axis of rotation of the finger, lie in the same plane and the diameters of the pitch circle of the central fixed gear and the output gear both satellites chosen from the relation (d₂/d₃)·(d₄/d₅)=2,(d ₂ / d ₃ ) · (d ₄ / d ₅ ) = 2, где d₂ - делительный диаметр неподвижного центрального зубчатого колеса;where d ₂ is the pitch diameter of the fixed central gear; d₃ - делительный диаметр малой шестерня сателлита;d ₃ is the pitch diameter of the small satellite gear; d₄ - делительный диаметр большой шестерни сателлита;d ₄ is the pitch diameter of the large satellite gear; d₅ - делительный диаметр выходного сателлита.

d ₅ is the pitch diameter of the output satellite.

Images