RU2230956C1

RU2230956C1 - Device for converting rotary motion into oscillatory motion

Info

Publication number: RU2230956C1
Application number: RU2003107866/11A
Authority: RU
Inventors: В.М. Смородин (RU); В.М. Смородин
Original assignee: Смородин Владимир Михайлович
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2004-06-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to transfer mechanisms designed for converting rotary into oscillatory motion simultaneously in longitudinal and transverse direction relative to two relatively perpendicular axes. Proposed device contains housing 4, drive shaft including two sections arranged at obtuse angle relative to each other, first section 2 of shaft being installed for rotation around its axis. Device includes additionally mechanism for converting rotary motion into oscillatory motion coupled with bushing-lever 5 and bracket of oscillatory mechanism 6. Bushing-lever 5 is installed for turning around axis of first straight-line section 2 of shaft arranged horizontally. Bracket of oscillatory mechanism 6 is provided with slot and it is installed for turning around axis 7 square to axis of first straight-line section 2 of shaft and passing through point of intersection of axes of first and second sections of shaft. End of second section 3 of shaft is arranged in slot of bracket of oscillatory mechanism 6 for displacement along perimeter of slot. Invention provides conversion of rotary motion into oscillatory motion simultaneously in longitudinal and transverse directions relative to two relatively perpendicular axes.

EFFECT: simplified design, reduced metal usage.

5 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к передаточным механизмам.The invention relates to mechanical engineering, namely to gears.

Известно устройство для преобразования вращательного движения во вращательно-колебательное движение рабочего органа, в данном случае закрылки крыла самолета, содержащее вал, включающий два расположенных под тупым углом друг относительно друга прямолинейных участка, редуктор, связанный с приводом вращательного движения, а также внешнюю (с внутренними зубьями) шестерню и внутреннюю (с внешними зубьями) шестерню планетарного механизма и корпус, при этом редуктор установлен в корпусе с возможностью вращения вокруг первой оси и связан с первым прямолинейным участком вала, который установлен в редукторе с возможностью вращения вокруг оси его первого прямолинейного участка, на конце которого установлена внутренняя шестерня планетарного механизма, находящегося в зацеплении с внешней шестерней планетарного механизма, установленной жестко в корпусе соосно первой оси (патент США №4286761, 1981).A device is known for converting rotational motion into rotational-vibrational motion of a working body, in this case an airplane wing flap, comprising a shaft including two straight sections located at an obtuse angle with respect to each other, a gearbox associated with a rotational motion drive, as well as an external (with internal teeth) the gear and the inner gear (with external teeth) of the planetary gear and the housing, while the gearbox is mounted in the housing with the possibility of rotation around the first axis and is connected with the first straight portion of the shaft, which is mounted in the gearbox with the possibility of rotation around the axis of its first straight portion, on the end of which is installed the inner gear of the planetary gear meshed with the outer gear of the planetary gear mounted rigidly in the housing coaxially with the first axis (US patent No. 4286761, 1981).

Известное устройство позволяет перевести вращательное движение первого прямолинейного участка вала во вращательно-колебательное движение (по замкнутой траектории) второго конца прямолинейного участка вала, что позволяет отклонить закрылки (крыла самолета) на определенный угол, при этом устройство сложно по кинематике и металлоемко.The known device allows you to translate the rotational motion of the first straight section of the shaft into rotational-vibrational motion (in a closed path) of the second end of the straight section of the shaft, which allows you to reject the flaps (wing of the aircraft) at a certain angle, while the device is difficult in kinematics and metal-intensive.

В целом ряде случаев необходимо в передаточных механизмах обеспечить преобразование вращательного движения в колебательное одновременно в продольном и поперечном направлениях относительно двух взаимно перпендикулярных осей, при этом решить вопрос простоты конструкции и снижения металлоемкости, однако из уровня техники такие устройства не известны.In a number of cases, it is necessary in the transmission mechanisms to ensure the rotation of the rotational motion into vibrational motion simultaneously in the longitudinal and transverse directions relative to two mutually perpendicular axes, while solving the issue of simplicity of design and reducing metal consumption, however, such devices are not known from the prior art.

Настоящее изобретение направлено на решение задачи по созданию указанного выше устройства. В качестве прототипа взято устройство, описанное в упомянутом выше патенте США (фиг.9-11), наиболее совпадающее с предложенным по числу существенных признаков.The present invention is directed to solving the problem of creating the above device. As a prototype taken the device described in the aforementioned US patent (Fig.9-11), the most consistent with the proposed number of essential features.

Поставленная задача решена тем, что устройство для преобразования вращательного движения в колебательное, содержащее привод вращательного движения, корпус и приводной вал, включающий два расположенных под тупым углом друг относительно друга участка, при этом первый прямолинейный участок вала установлен с возможностью вращения вокруг своей оси, согласно изобретению, дополнительно содержит механизм преобразования вращательного движения в колебательное, связанный с втулкой-рычагом и кронштейном колебательного механизма, установленного с возможностью поворота вокруг оси первого прямолинейного участка вала, расположенного горизонтально, при этом кронштейн колебательного механизма, имеющий прорезь, установлен с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси первого прямолинейного участка вала и проходящей через точку пересечения осей первого и второго участков вала, причем конец второго участка вала размещен в прорези кронштейна колебательного механизма с возможностью перемещения по периметру прорези.The problem is solved in that the device for converting rotational motion into vibrational, comprising a rotational motion drive, a housing and a drive shaft, including two sections located at an obtuse angle with respect to each other, while the first rectilinear shaft section is mounted to rotate around its axis, according to the invention further comprises a mechanism for converting rotational motion into vibrational, coupled to a sleeve-arm and an arm of the oscillating mechanism, is installed go with the possibility of rotation around the axis of the first straight section of the shaft located horizontally, while the bracket of the oscillating mechanism having a slot is mounted to rotate around an axis perpendicular to the axis of the first straight section of the shaft and passing through the intersection point of the axes of the first and second sections of the shaft, the end the second section of the shaft is placed in the slot of the bracket of the oscillating mechanism with the possibility of movement around the perimeter of the slot.

Кроме того, поставленная задача решена тем, чтоIn addition, the task is solved by the fact that

- кронштейн колебательного механизма с прорезью в виде вытянутого овала установлен на втулке-рычаге посредством вертикальных полуосей соосно первому прямолинейному участку вала;- the arm of the oscillating mechanism with a slot in the form of an elongated oval is mounted on the sleeve-arm by means of vertical axles axially aligned with the first straight section of the shaft;

- механизм преобразования вращательного движения в колебательное кинематически связан с первым прямолинейным участком вала;- the mechanism for converting rotational motion into vibrational motion is kinematically connected with the first straight portion of the shaft;

- механизм преобразования вращательного движения в колебательное выполнен в виде привода колебательного движения;- the mechanism for converting rotational motion into vibrational is made in the form of a drive of oscillatory motion;

- механизм преобразования вращательного движения в колебательное выполнен в виде установленного в корпусе кривошипа, ось которого кинематически связанна с первым прямолинейным участком вала, а палец кривошипа - с втулкой-рычагом.- the mechanism for converting rotational motion into vibrational is made in the form of a crank installed in the housing, the axis of which is kinematically connected with the first straight section of the shaft, and the crank pin is connected to the lever sleeve.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной выше совокупностью существенных признаков требуемого технического результата: обеспечения преобразования вращательного движения рабочего органа в колебательное одновременно в продольном и поперечном направлениях относительно двух взаимно перпендикулярных осей.The present invention is illustrated by a specific example, which, however, is not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of achieving the above set of essential features of the required technical result: ensuring the conversion of the rotational movement of the working body into oscillatory simultaneously in the longitudinal and transverse directions relative to two mutually perpendicular axes.

На фиг.1 изображена кинематическая схема предложенного устройства для преобразования вращательного движения в колебательное (частичный разрез); на фиг.2 - устройство для преобразования вращательного движения в колебательное (продольный разрез); на фиг.3 - то же, вид сверху; на фиг.4 - элемент с прорезью, вид спереди; на фиг.5 - разрез 1-1 (фиг.2).Figure 1 shows the kinematic diagram of the proposed device for converting rotational motion into vibrational (partial section); figure 2 - a device for converting rotational motion into vibrational (longitudinal section); figure 3 is the same, a top view; figure 4 - element with a slot, front view; figure 5 is a section 1-1 (figure 2).

Устройство для преобразования вращательного движения в колебательное (фиг.1) содержит приводной вал 1, включающий первый прямолинейный участок 2 и расположенный под тупым углом к нему (предпочтительно 120-135°) второй участок 3 вала, который в предпочтительном варианте осуществления изобретения выполнен также прямолинейным. Первый прямолинейный участок 2 вала размещен в обойме (не показана) корпуса 4 по оси Х-Х и связан с механизмом вращательного движения (на показан); соосно обойме установлена втулка-рычаг 5 с возможностью поворота вокруг оси Х-Х. Кроме того, устройство содержит кронштейн колебательного механизма 6, который установлен с возможностью поворота вокруг вертикальных полуосей 7 по оси Y-Y прямолинейного участка 2 вала (Х-Х), механизм преобразования вращательного движения в колебательное выполнен в виде привода 8 колебательного движения, который посредством пальца 9 связан с втулкой-рычагом 5 и кронштейном колебательного механизма 6, имеющим прорезь 10 в форме вытянутого овала 11 в направлении Y-Y, в которой размещен, с возможностью взаимодействия с ней по всему периметру овала 11, конец второго участка 3 вала. Взаимное пересечение осей Х-Х и Y-Y в точке пересечения Y' является обязательным условием работы устройства.A device for converting rotational motion into vibrational (FIG. 1) comprises a drive shaft 1 including a first straight portion 2 and a second portion 3 of the shaft located at an obtuse angle to it (preferably 120-135 °), which is also made rectilinear in a preferred embodiment of the invention . The first rectilinear section 2 of the shaft is placed in a cage (not shown) of the housing 4 along the axis X-X and is connected with the rotational movement mechanism (shown); coaxially mounted sleeve sleeve 5 with the possibility of rotation around the axis XX. In addition, the device includes a bracket for the oscillating mechanism 6, which is mounted to rotate around the vertical axles 7 along the YY axis of the straight section of the shaft 2 (X-X), the mechanism for converting rotational motion into oscillatory is made in the form of an oscillating motion drive 8, which, by means of finger 9 connected with a sleeve-lever 5 and an arm of an oscillating mechanism 6 having a slot 10 in the form of an elongated oval 11 in the direction YY in which it is placed, with the possibility of interaction with it around the entire perimeter of the oval 11, the end of the second shaft portion 3. The mutual intersection of the axes X-X and Y-Y at the intersection of Y 'is a prerequisite for the operation of the device.

На (фиг.2-5) используются дополнительно следующие обозначения: обойма 12 жестко закреплена с первым прямолинейным участком 2 вала по оси Х-Х и снабжена шестерней 13, механизм преобразования вращательного движения в колебательное выполнен в виде установленных в корпусе 4 на приводном валу 1 взаимосвязанных шестерни 14 и кривошипа 15 с пальцем 16, который посредством вертикального паза 17 связан с втулкой-рычагом 5, закрепленной на обойме 12. Для уменьшения трения между прорезью 10 и концом второго участка 3 вала установлен ролик 18 с возможностью вращения вокруг своей оси.In (Figs. 2-5), the following notation is additionally used: the cage 12 is rigidly fixed with the first rectilinear section of the shaft 2 along the axis X-X and is equipped with a gear 13, the mechanism for converting rotational motion into vibrational is made in the form installed in the housing 4 on the drive shaft 1 interconnected gears 14 and crank 15 with pin 16, which is connected through a vertical groove 17 to a sleeve-lever 5 mounted on a yoke 12. To reduce friction between the slot 10 and the end of the second shaft portion 3, the roller 18 is rotatable tions around its axis.

Устройство для преобразования вращательного движения в колебательное работает следующим образом (фиг.1-5). При вращении первого прямолинейного участка 2 вала вокруг оси Х-Х второй (отогнутый) участок 3 вала роликом 18 взаимодействует с поверхностью прорези 10 кронштейна колебательного механизма 6. За полоборота первого участка 2 вала конец второго участка 3 вала провзаимодействует с прорезью 10 на длине, равной половине ее периметра. При этом кронштейн колебательного механизма 6, поворачиваясь вокруг вертикальных полуосей 7, переместится из одного крайнего положения в другое (на фиг.3 эти положения показаны штрихпунктирными линиями). За полный оборот первого участка 2 вала кронштейн колебательного механизма 6 совершит один период продольных колебаний относительно оси Y-Y.A device for converting rotational motion into vibrational operates as follows (Fig.1-5). When the first straight section of the shaft 2 rotates around the axis X-X, the second (bent) section of the shaft 3 by the roller 18 interacts with the surface of the slot 10 of the bracket of the oscillating mechanism 6. For a half-turn of the first section of the shaft 2, the end of the second section of the shaft 3 interacts with the slot 10 for a length equal to half of its perimeter. At the same time, the arm of the oscillating mechanism 6, turning around the vertical half shafts 7, will move from one extreme position to another (in Fig. 3 these positions are shown by dash-dotted lines). For a full revolution of the first section 2 of the shaft, the bracket of the oscillating mechanism 6 will make one period of longitudinal vibrations relative to the Y-Y axis.

На (фиг.1) привод 8 колебательного движения переместит втулку-рычаг 5 с закрепленным на ней кронштейном колебательного механизма 6, который совершит поперечное колебательное движение по оси Х-Х.In (Fig. 1), the drive 8 of the oscillatory movement will move the sleeve-arm 5 with the bracket of the oscillating mechanism 6 fixed on it, which will perform a transverse oscillatory movement along the axis X-X.

На (фиг.2-5) в предпочтительном варианте осуществления изобретения механизм преобразования вращательного движения в колебательное выполнен в виде установленного в корпусе 4 кривошипа 15, ось которого кинематически связана с первым прямолинейным участком 2 вала. В этом случае поворот кронштейна колебательного механизма 6 вокруг оси Y-Y происходит точно так же, как описано выше, обеспечивая поперечное колебание. Отличие сводится к тому, что при вращении приводного вала 1 первый прямолинейный участок 2 вала поворачивается вместе с жестко связанной с ним обоймой 12 и шестерней 13, которая находится в зацеплении с шестерней 14 кривошипа 15, установленного с возможностью поворота в корпусе 4. На оси кривошипа 15 закреплен палец 16, входящий в вертикальный паз 17 втулки-рычага 5. При вращении кривошипа 15 происходит продольное колебательное перемещение втулки-рычага 5, а заодно и кронштейна колебательного механизма 6 по оси Х-Х.In (Figs. 2-5), in a preferred embodiment of the invention, the mechanism for converting rotational motion into vibrational is made in the form of a crank 15 mounted in the housing 4, the axis of which is kinematically connected with the first straight portion 2 of the shaft. In this case, the rotation of the arm of the oscillating mechanism 6 around the axis Y-Y occurs in exactly the same way as described above, providing lateral oscillation. The difference boils down to the fact that when the drive shaft 1 is rotated, the first rectilinear shaft portion 2 rotates together with a ferrule 12 and gear 13 that is rigidly connected with it, which is meshed with gear 14 of the crank 15 mounted rotatably in the housing 4. On the axis of the crank 15, a pin 16 is fastened, which enters the vertical groove 17 of the sleeve-arm 5. When the crank 15 is rotated, a longitudinal vibrational movement of the sleeve-arm 5 and, at the same time, the arm of the oscillating mechanism 6 along the axis X-X occurs.

Предложенное устройство позволяет преобразовывать вращательное движение в колебательное одновременно в продольном и поперечном направлениях относительно двух взаимно перпендикулярных осей, при этом решает вопрос простоты конструкции и снижения металлоемкости и может быть использовано в машиностроении, в том числе в самолетостроении (машущее крыло), судостроении (плавниковый двигатель), приборостроении.The proposed device allows you to convert rotational motion into vibrational simultaneously in the longitudinal and transverse directions relative to two mutually perpendicular axes, while solving the issue of simplicity of design and reducing metal consumption and can be used in mechanical engineering, including aircraft manufacturing (flapping wing), shipbuilding (fin engine ), instrument making.

Claims

1. Устройство для преобразования вращательного движения в колебательное, содержащее корпус и приводной вал, включающий два расположенных под тупым углом друг относительно друга участка, при этом первый прямолинейный участок вала установлен с возможностью вращения вокруг своей оси, отличающееся тем, что дополнительно содержит механизм преобразования вращательного движения в колебательное, связанный с втулкой-рычагом и кронштейном колебательного механизма, установленными с возможностью поворота вокруг оси первого прямолинейного участка вала, расположенного горизонтально, при этом кронштейн колебательного механизма, имеющий прорезь, установлен с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси первого прямолинейного участка вала и проходящей через точку пересечения осей первого и второго участков вала, причем конец второго участка вала размещен в прорези кронштейна колебательного механизма с возможностью его перемещения по периметру прорези.1. A device for converting rotational motion into oscillatory motion, comprising a housing and a drive shaft, including two sections located at an obtuse angle relative to each other, while the first rectilinear shaft section is mounted for rotation around its axis, characterized in that it further comprises a rotational conversion mechanism motion in the oscillatory, connected with the sleeve-lever and bracket of the oscillating mechanism, mounted with the possibility of rotation around the axis of the first rectilinear the shaft of the shaft located horizontally, while the bracket of the oscillating mechanism having a slot is mounted to rotate around an axis perpendicular to the axis of the first straight section of the shaft and passing through the intersection point of the axes of the first and second sections of the shaft, the end of the second section of the shaft located in the slot of the bracket of the oscillating mechanism with the ability to move around the perimeter of the slot.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кронштейн колебательного механизма с прорезью в виде вытянутого овала установлен на втулке-рычаге посредством вертикальных полуосей соосно первому прямолинейному участку вала.2. The device according to claim 1, characterized in that the arm of the oscillating mechanism with a slot in the form of an elongated oval is mounted on a sleeve-arm by means of vertical half-axes coaxial with the first rectilinear section of the shaft.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм преобразования вращательного движения в колебательное кинематически связан с первым прямолинейным участком вала.3. The device according to claim 1, characterized in that the mechanism for converting rotational motion into oscillatory motion is kinematically connected with the first straight section of the shaft.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм преобразования вращательного движения в колебательное выполнен в виде привода колебательного движения.4. The device according to claim 1, characterized in that the mechanism for converting rotational motion into vibrational is made in the form of a drive of oscillatory motion.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм преобразования вращательного движения в колебательное выполнен в виде установленного в корпусе кривошипа, ось которого кинематически связана с первым прямолинейным участком вала, а палец кривошипа - с втулкой-рычагом.5. The device according to claim 1, characterized in that the mechanism for converting rotational motion into vibrational is made in the form of a crank mounted in the housing, the axis of which is kinematically connected with the first straight section of the shaft, and the crank pin is connected to the lever sleeve.