Реверсивний важільно – кулачковий механізм

(М)6 F 16 Н 21/00; F I 6 H 59/!0 ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО НА ВИНАХІД без проведення експертизи по суті на підставі Постанови Верховної Ради України № 3769-ХН від 23 XII. 1993 р. Публікується 8 редакції заявника (54) РЕВЕРСИВНИЙ ВАЖІЛЬНО-КУЛАЧКОВИЙ МЕХАНІЗМ 1 (21)95041954 (22)26.04.95 {24)20.01.97 (46) 25.04.97. Бюл. Ns 2 (47)20.01.97 (72) ФедоткІн (гор Михайлович, Федоткін Валентин Ігоревим (73) Науково-виробниче об'єднання "Центр впровадження енергозберігаючих технологій "ЦВЕТ", ЛТД (UA) (57} 1. Реверсивный рычажно-кулачковый механизм, содержащий корпус, входной и выходной валы, приводные кулачки, посаженные на входном валу, взаимодействующие с ними ролики, закрепленные на одних концах качающихся рычагов, другие концы которых посажены на шлицевые втулки, размещенные иа выходном валу и взаимодейств у ю щ и е с п о д в и ж н ы м и зубчатыми полумуфтами, с которыми вступают в зацепление неподвижно закрепленные на выходном валу зубчатые полумуфты посредством силового воздействия прижимных пружин, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что качающиеся рычзги выполняются двуплечими, с острым углом между плечами, на концах рычагов установлены ролики, контакт одного из которых с приводным кулачком обеспечивается натяжением или сжатием буферной пружины переключателя реверса посредством тяг, ползуна и кривошипно-шатуиного механизма, подвижные зубчатые полумуфты установлены на шлицевых втулках двуплечий качающихся рычагов с возможностью осевого перемещения, которое обеспечивается двухвилочным рычагом, установленным на оси, закрепленной в корпусе, один конец дбухвилочного рычага посредством вилоч ного соединения взаимодействует с подвижной зубчатой полумуфтой, а другой конец с помощью штифтов на концах вилки взаимодействует с пазом на боковой поверхности цилиндрического управляющего кулачка, закрепленного на входном валу, числу пар зубчатых полумуфт на выходном валу соответствует такое же количество приводных и управляющих кулэчков, но не менее чем по два, при этом и приводные и управляющие кулачки повернуты при их установке друг относительно друга на угол 360/п, где п - количество приводных или управляющих кулачков. 2. Реверсивный рычажно-кулачковый механизм по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что зубья торцевых зубчатых полумуфт выполнены двухскосыми в виде равнобедренного треугольника э поперечном сечении. 3. Реверсивный рычажно-кулачкоеый механизм попп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что переключатель реверса содержит последовательную цепочку, состоящую из тяги, шарнирно соединенной с двуплечим качающимся рьзчагом, пружины, тяги с бесшарнирным соединением с пружиной и ползуном, ползуна, шарнирно связанного с шатуном, который шарнирно связан с кривошмпом, сидящим на валу переключателя реверса, причем пружина и ползун помещены внутри неподвижно закрепленной в корпусе направляющей втулки. 4. Реверсивный рычажно-кулачковый механизм п о п п . 1 - 3 , о т л и ч а ю щ и й с я тем,что профиль приводных кулачков на участке рабочего хода превышает по своей протяженности угол 180°, а профиль приводного кулачка на участке холостого хода составляет по протяженности менее 780° или половины окружности. (Л 14652 Изобретение относится к машиностроению, в частности к редуктаростроению, и может использоваться в приводах различных машин и механизмов, где требуется передача вращательного движения с 5 понижением числа оборотов и изменением направления вращения выходного вала. Известны механические импульсные передачи по авт.св. СССР № 954678 и по источнику [1], содержащие соосно распо- 10 ложенные в корпусе ведущий и ведомый валы, поворотную обойму и преобразующие механизмы, включающие рабочие тела и взаимодействующий с ними контактный диск, кинематически связанный с поворот- 15 ной обоймой, на обоих торцах контактного диска выполнены зубцы, передача снабжена связанными с валами двумя дополнительными дисками, установленными с обоих торцов контактного диска, рабочие тела шарнирно 20 закреплены на торцах обоих дополнительных дисков, обращенных к контактному диску, и взаимодействующих с зубцами последнего. Недостатком этой передачи является то, 25 что наличие нескольких рабочих тел, шарнирно укрепленных и поджатых с помощью 1 пружин к торцевым сторонам контактного зубчатого диска, приводит к значительному увеличению уровня динамической напря- 3Q женности отдельных деталей, усложняет конструкцию, требует высокой точности изготовления деталей, снижает нагрузочную способность, долговечность и надежность передачи. 35 Известен также рычажно-кулачковый механизм по авт.св. СССР № 1216504 [2], содержащий корпус с расположенными в нем ведущим валом и толкателем рабочего органа в виде подпружиненного к корпусу АО двуплечего рычага, размещенные на валу управляющий кулачок, взаимодействующий с толкателем и имеющий возможность свободного вращения вспомогательный кулачок, взаимодействующий с управляющим 45 через соединительное звено зубчатую передачу, колеса которой жестко связаны: ведущее - с ведущим валом, а ведомое - со вспомогательными кулачками. В ступице управляющего кулачка выполнен кольцевой 50 паз, управляющий кулачок размещен на валу с возможностью осевого перемещения, а соединительное звено выполнено в виде подпружиненного к корпусу рычага с двумя роликами, взаимодействующими - один с 55 вспомогательным кулачком, а другой с кольцевым пазом. Недостатком этой передачи является то, что наличие многозвенности кинематических связей, наличие зубчатых пар, связь 4 ведущего зубчатого колеса с ведомым через дополнительные промежуточные зубчатые колеса, установленные на самостоятельном валу, при несоосностях и перекосах приводит к быстрому изнашиванию последних и, следовательно, требует высокой точности изготовления и монтажа, что усложняет передачу и снижает ее надежность. Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является рычажно-кулачковый механизм по патенту РФ N 2011335 [3], содержащий корпус, рас? положенное в нем ведомое звено, ведущий вал. установленные на нем приводные кулачки, с которыми взаимодействуют ролики, размещенные на одном конце качающихся рычагов, другие концы которых жестко соединены со шлицевыми муфтами, взаимодействующими с подвижными торцевыми зубчатыми полумуфтами, закрепленными на выходном валу, подвижнее зубчатые полумуфты прижимаются к неподвижным посредством прижимных пружин, зубья полумуфт выполнены со скосом в одну сторону. Недостатком этого механизма является то, что при возврате качающегося рычага в исходное положение во время холостого хода, зубья подвижных полумуфт скользят по скосам зубьев неподвижных полумуфт, перемещаясь при этом в осевом направлении и сжимая прижимные пружины, которые затем своей силой толкают подвижную муфту в зацепление с неподвижной, при этом возникает значительный шум от щелчков при вхождении в зацепление зубьев и износ скосов зубьев от их взаимного скольжения под давлением прижимных пружин, Кроме того, в указанном механизме отсутствует возможность изменения направления вращения выходного вала (реверс), которое бы осуществлялось с помощью кинематических звеньев самого механизма наиболее простым способом. Задачей настоящего изобретения является снижение уровня шума передачи, еа износа и осуществление перемены направления вращения выходного вала. Поставленная задача решается тем, что введение в зацепление зубьев подвижных полумуфт с неподвижными осуществляется посредством принудительного осевого перемещения подвижных зубчатых полумуфт во время холостого хода данной пары при помощи вилки двухвилочного рычага, закрепленного на оси в корпусе, другая вилка которого на противоположном его конце входит в зацепление с пазом цилиндрического управляющего кулачка, при атом зубья выполняются равноскосными, з качающие 14652 ся рычаги имеют V-образную форму, на кондвижной зубчатой полумуфты 2 или на спецах их размещены ролики, которые могут циальном хомуте 24. охватывающем кольцепопеременно контактировать то с одной стовую канавку на наружной боковой цилиндрической поверхности подвижной роной приводного кулачка, то с другой его стороной посредством изменения направ- 5 зубчатой полумуфты 2. ления растяжения или сжатия буферной пруНа фиг.2 показан фронтальный вид режины рычагом переключения прямого и версивного рычажно-кулачкового механизобратного хода выходного вала. ма. Нумерация позиций сохраняется такой же, как на фиг.1, На фиг.2 дополнительно На фиг.1 изображен-вид сбоку одной пары зубчатых полумуфт с механизмом их 10 показана схема реверсивного механизма переключения направления вращения вызацепления и расцепления; на фиг.2 - фронходного вала. тальный вид пары зубчатых полумуфт с механизмом их зацепления и расцепления, а Реверсивный механизм изменения вратакже с переключателем прямого и обратнощения выходного вала состоит из тяги 25, го хода (реверсом). , 15 один конец которой шарниром 26 связан с качающимся двуплечим рычагом 7, а другой Реверсивный рычажно-кулачковый мес пружиной 27, которая можег работать как ханизм состоит по меньшей мере из двух нэ сжатие, так и на растяжение. Другойкопар зубчатых полумуфт 1 и 2, посаженных на нец пружины соединен шарниром 28 с тягой выходном валу, Зубчатые полумуфты 1 и 2 имеют торце- 20 29, шарнирно связанной с ползуном 30. Пружина 27 и ползун 30 помещены внутри навые зубья В'виде равнобедренных треугольправляющей втулки 31, закрепленной в ников и являются равноскосными. Одна из корпусе редуктора. Ползун 30 шарнирно созубчатых полумуфт 1 жестко посажена с поединен также с шатуном 32, который в свою мощью шпонок 3 на выходном валу 4. Вторая зубчатая полумуфта 2 снабжена 25 очередь связан шарниром с кривошипом, посаженным на вал 34 жестко. Так же жестко шлицами 5 на внутренней поверхности и с валом 34 соединена рукоятка переключепосредством их кинематически связана со ния реверса 35, на внешнем конце которой шлицевой втулкой 6 и имеет возможность установлена ручка 36. осевого перемещений. її! лице ВСІЙ втулка 5 имеет наружные шлицы и жестко соединена 30 Иа входном валу 14 размещается по с V-образным. двуплечим качающимся рычакрайней мере не менее двух приводных кугом 7, плечи которого расположены под остлачков 13 и двух управляющих кулачков 20, рым углом (менее 90 град.). Двуплечий которым соответствуют два вилочных рычага 15, два двуплечих рычага 7 и две пары качающийся рычаг 7 в месте пересечения его плеч свободно посажен на шарикопод- 35 зубчатых полумуфт 1 и 2, из которых две неподвижные полумуфты 1 посажены на вышипниках 8 на силовом выходном валу 4. ходной вал 4 жестко. Для фиксации в осевом направлении двуплечего качающегося рычага 7 со шлицевсй • Реверсивный рычаксно-кулачковый мевтулкой Є на валу 4 на шпонках установлены ханизм работает следующим образом. упорные втулки 9 и 10. На концах плеч дву- 40 В исходном положении переключатель плечего качающегося рычага 7 установлены реверса 35 устанавливается в положение I ролики И, рычаг 7 с помощью буферной или I! (фиг.2), т.е. а крайнее правое или крайнее левое положение. При крайнем правом пружины 12 соединен с переключателем реположении (I) переключателя реверса 35 верса (направления вращения выходного вала), на фиг.1 не показанным. Ролик 11 45 ползун 30 также перемещается & крайнее правое положение, пружина 27 растягиваетконтактирует с приводным кулачком 13, зася, тяги 29 и 25 перемещают двуплечий какрепленным на входном валу 14, чающийся рычаг 7 в правое положение, Расцепление и зацепление зубчатых покогда он будет взаимодействовать с полумуфт 1 и 2 производится двухвилочным рычагом 15. посаженным на ось 16, закреп- 50 мощью ролика 11с левой стороной профиля приводного кулачка 13. ленную в корпусе редуктора. Верхняя вилка При крайнем левом положении (I) пере17 двухвилочного рычага 15 снабжена штифключателя реверса 35 ползун 30 также перетами или роликами 18, входящими в постомещается в крайнее левое положение, янное зацепление с криволинейным пазом 19, выфрезерованным на боковой поверхно- 55 пружина 27 сжимается, тяги 29 и 25 перемещают двуплечий качающийся рычаг 7 в левое сти цилиндрического управляющего кулачка положение, при этом он будет уже взаимо20, жестко посаженного на входной вал 14. действовать посредством ролика 11 с праВторая вилка двухвилочного рычага 15 имевой стороны профиля приводного кулачка ет вилочное соединение 22 со штифтами 23, 13. закрепленными на боковой поверхности по 14652 Изменение направления вращения выходного вапэ А достигается при двух крайних положениях переключателя реверса 35 за счет того, что приводной кулачок 13 в одном крайнем положении контактирует с одним 5 плечом двуплечего рычага 7, а в другом - с другим его плечом. В одном случае при набегании участка профиля, соответствующего увеличивающемуся радиусу-аектору, т.е. участку рабочего хода, рычаг будет вращать 10 вал в одну сторону, а в случае контакта с другой стороны - выходной вал будет вращаться в другую сторону. Этот цикл движений согласуется с моментами включения и выключения зубчатых 15 полумуфт 1 и 2 посредством вилочного рычага 15 м управляющего его движением цилиндрического кулачка 20, Когда включена в зацепление одна пара зубчатых полумуфт 1 и 2 на входном валу 4, 20 тогда расцеплена другая пара зубчатых полумуфт, осуществляющая холостой ход. Для поддержания непрерывного и равномерного вращения выходного вала приводные и управляющие кулачки 25 располагаются со сдвигом друг относительно друга на угол 360/п, где п - число приводных или управляющих кулачков, при этом профиль приводного кулачка выполняется из двух участков - участок рабочего хода, 30 когда зубчатые полумуфты сцеплены, и участок холостого хода, когда они расцеплены, профиль рабочего участка выполняется по кривой, обеспечивающей равномерность вращенмя выходного вала. 35 Согласование включения и выключения зубчатых полумуфт с рабочим и холостым ходом качающегося рычага достигается следующим образом. Входной вал 14 с закрепленными на нем 40 приводным 13 и управляющими 20 кулачками, поворачиваясь, участками рабочего хода профилей приводных радиальных кулачков 13, контактирующими с одним из роликоа каждого качающегося рычага 7, поворачива~ 45 ет качающийся рычаг 7, а с ним и подвижную зубчатую полумуфту 2, которая при рабочем 8 ходе введена в зацепление с неподвижной зубчатой полумуфтой 1 посредством двухвилочного рычага 15 с помощью управляющего цилиндрического кулачка 20. Когда ролик 1^ одного из качающихся рычагов 7 огибает профиль кулачка 13 по восходящей кривой от минимального его радиуса до максимального, осуществляя рабочий ход, и качающийся рычаг 7 перемещается в одну сторону, при этом двухвилочный рычаг 15 держит зубья полумуфт 1 и 2 в зацеплении. Когда же ролик 11 рычага 7 огибает кривую профиля кулачка 13 от максимального радиуса до минимального - осуществляется холостой ход, и двухвилочный рычаг 15 посредством управляющего кулачка 20 держит зубья полумуфт 1 и 2 в расцепленном состоянии, а соответствующий качающийся рычаг проворачивается в противоположном направлении, возвращаясь*в исходное положение для совершения нового рабочего хода. Поскольку приводные 13 и упраалягащие 20 кулачки размещены в противофазе друг относительно друга, то при наличии двух пар зубчатых полумуфт 1 и 2, рабочий и холостой ход одного и другого качающихся рычагов 7 непрерывно чередуются, обеспечиеая непрерывность вращения выходного БЗЛЭ 4. Для обеспечения равномерности вращения выходного вала 4 профили радиальмых приводных кулачков строятся с перекрытием рабочим ходом холостого хода, т.е, ветвь профиля рабочего хода превышает угловую протяженность 130 гр,, а ветвь профиля холостого хода ммеет протяженность менее половины окружности. Перекрытием рабочим ходом холостого кода обеспечивается преемственность перевода вращения с одной пары зубчатых полумуфт к другой. Во время перекрытия выходной вал вращается обеими парами зубчатых полумуфт, находящимися а это время в зацеплении. 14652 Фиг. 1. 16 26 27 31 ЗО 32 33 Фиг Упорядник Замовлення 4142 2 Техред М.Моргентал Коректор Л. ФІяь Тираж Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиУв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товаристао "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІка, 101