Механізм передавання обертального руху

Реферат: Механізм передавання обертального руху містить ексцентричне зубчасте кругле колесо, вісь обертання якого зміщена відносно геометричної осі, друге ексцентричне зубчасте колесо (2). При цьому зазначені зубчасті колеса встановлено на вали з можливістю їх обертання з валами. Механізм додатково містить третє (3) ексцентричне зубчасте кругле колесо, першу і другу проміжні кріпильні муфти, у яких виконано посадочні площини, вальні отвори та бокові отвори з гвинтовою різзю, фіксатори. Діаметральні лінії третього (3) ексцентричного зубчастого круглого колеса і другого (2) ексцентричного зубчастого круглого колеса повернені на кут α° відносно загального їх вала (5) та закріплені фіксаторами у бокових отворах з гвинтовою різзю на посадочних площинах другої проміжної муфти з протилежних боків відповідно з умовою формування пари третього (3) і другого (2) ексцентричних зубчастих круглих коліс. Ексцентричне зубчасте кругле колесо розділено на дві частини з умовою формування першого (1) і четвертого (4) зубчастих півкруглих півколіс. Діаметральні лінії першого (1) окремого зубчастого півкруглого півколеса і четвертого (4) зубчастого півкруглого півколеса повернені на кут β° відносно загального їх вала (5) та закріплені фіксаторами у бокових отворах з гвинтовою різзю на посадочних площинах першої проміжної муфти з протилежних боків відповідно з умовою формування пари першого (1) і четвертого (4) зубчастих півкруглих півколіс. UA 108255 C2 (12) UA 108255 C2 UA 108255 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі машинобудування, зокрема до механізмів з зубчастими колесами та муфтами, призначеними для передавання обертального руху, в яких всі зчеплені зубчасті колеса утримуються на парі паралельних валів, один з яких є вхідним, а інший вихідним, в яких забезпечується плавне змінювання передавального відношення та швидкості обертання. Механізм передавання обертального руху доцільно застосовувати в механізмах передавання обертального руху з плавним змінюванням передавального відношення та швидкості обертання та забезпеченням максимального вистою у потрібний момент повертання вихідної (веденої) пари зубчастих коліс (шестерень) з можливістю реверсу руху. Відомий центроїдний механізм еліптичних коліс, що містить вхідну та вихідну еліптичні зубчасті колеса, нерухомі вали, при цьому осі вхідної та вихідної еліптичних зубчастих коліс зміщені відносно їх центрів, еліптичні зубчасті колеса встановлено на нерухомі вали з можливістю їх шарнірного обертання, а вали нерухомо закріплено на будь-якій поверхні [1]. Недоліками відомого центроїдного механізму еліптичних коліс є те, що проектування еліптичних зубчастих коліс є складним технологічним процесом, виготовлення еліптичної форми зубчастих коліс та спеціальної форми їх зубів для уникнення підрізання ніжок зубів потребує застосування спеціального технологічного обладнання. Функціонування центроїдного механізму еліптичних коліс супроводжується динамічними навантаженнями зубчастих коліс. Найбільш близьким технічним рішенням, як за суттю, так і за задачами, що вирішуються, яке вибране за найближчий аналог (прототип), є механізм передавання обертального руху, що містить ексцентричне зубчасте кругле колесо, вісь обертання якого зміщена відносно геометричної вісі, інше зубчасте колесо, вали, при цьому зазначені зубчасті колеса встановлено на вали з можливістю їх обертання з валами /2/. Недоліками механізму передавання обертального руху є те, що проектування веденого (вихідного) еліптичного зубчастого колеса є складним технологічним процесом, а виготовлення його еліптичної форми та спеціальної форми зубів потребує застосування спеціального технологічного обладнання. Функціонування еліптичного зубчастого колеса супроводжується значними динамічними навантаженнями на нього. В основу винаходу поставлено задачу уникнути застосування еліптичних зубчастих коліс, а за рахунок зміни конструкції прототипу та введення додаткових елементів створити механізм передавання обертального руху, конструкція якого забезпечить передачу обертального руху із заданою циклічною зміною передавального відношення, зокрема забезпечить реверс під час обертального руху, змінювання кутової швидкості створюваної пари вихідних (ведених) зубчастих коліс (півколіс) при постійній кутовій швидкості створюваної пари вхідних (ведучих) зубчастих коліс (півколіс), максимально зменшить динамічні навантаження під час зміни кутової швидкості створюваної пари вихідних (ведених) зубчастих півколіс, забезпечить найбільш тривалий вистій створюваної пари вихідних (ведених) зубчастих коліс (півколіс) з найменшими динамічними навантаженнями, унеможливить підрізання ніжок зубів. Іншою задачею є спростити технологію виготовлення механізму передавання обертального руху за рахунок зміни конструкції прототипу. Поставлена задача вирішується тим, що механізм передавання обертального руху, що містить ексцентричне зубчасте кругле колесо (1), вісь обертання якого зміщена відносно геометричної осі, друге ексцентричне зубчасте колесо (2), вали, при цьому зазначені зубчасті колеса встановлено на вали з можливістю їх обертання з валами, згідно з винаходом, додатково містить третє ексцентричне зубчасте кругле колесо (3), першу і другу проміжні кріпильні муфти, у яких виконано посадочні площини, вальні отвори та бокові отвори з гвинтовою різзю, фіксатори, діаметральні лінії третього (3) ексцентричного зубчастого круглого колеса і другого (2) ексцентричного зубчастого круглого колеса повернені на кут α° відносно загального їх вала (5) та закріплені фіксаторами у бокових отворах з гвинтовою різзю на посадочних площинах другої проміжної муфти з протилежних боків відповідно з умовою формування пари третього (3) і другого (2) ексцентричних зубчастих круглих коліс, ексцентричне зубчасте кругле колесо (1) розділено на дві частини з умовою формування першого (1) і четвертого (4) зубчастих півкруглих півколіс, діаметральні лінії першого (1) окремого зубчастого півкруглого півколеса і четвертого (4) зубчастого півкруглого півколеса повернені на кут β° відносно загального їх валу (5) та закріплені фіксаторами у бокових отворах з гвинтовою різзю на посадочних площинах першої проміжної муфти з протилежних боків відповідно з умовою формування пари першого (1) і четвертого (4) зубчастих півкруглих півколіс. Перше (1) ексцентричне зубчасте півкругле півколесо введено в зачеплення зубами з третім (3) ексцентричним зубчастим круглим колесом, четверте (4) ексцентричне зубчасте півкругле півколесо введено в зачеплення зубами з другим (2) ексцентричним зубчастим круглим колесом. 1 UA 108255 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Додаткове введення в конструкцію проміжних кріпильних муфт та виконання в них посадочних площинах, отворів з гвинтовою різзю забезпечує встановлення в них ексцентричних круглих зубчастих коліс та ексцентричних зубчастих напівкруглих півколіс відповідно. Виконання вальних отворів у проміжних кріпильних муфтах забезпечує встановлення та закріплення цих муфт на валах та, як варіант, передавання обертального руху на вали та в зворотному напрямку. Додаткове введення у механізм третього ексцентричного зубчастого круглого колеса (3), встановлення його у посадочну площину другої проміжної кріпильної муфти, встановлення другого (2) ексцентричного зубчастого круглого колеса у протилежну посадочну площину цієї ж кріпильної муфти, а також повертання цих коліс (2 і 3) на кут α° відносно загального їх вала (5) з подальшим закріпленням їх фіксаторами на другій проміжній кріпильній муфті забезпечує формування пари третього (3) і другого (2) ексцентричних зубчастих круглих коліс. Розділення ексцентричного зубчастого круглого колеса на дві частини з умовою формування першого (1) і четвертого (4) ексцентричних зубчастих півкруглих півколіс, встановлення їх у протилежних посадочних площинах першої проміжної кріпильної муфти, а також повертання цих (1 і 4) ексцентричних зубчастих півкруглих півколіс на кут β° відносно загального їх вала (5) з подальшим закріпленням їх фіксаторами забезпечує формування пари першого (1) і четвертого (4) ексцентричних зубчастих півкруглих півколіс. Встановлення сформованих пар ексцентричних зубчастих круглих коліс та ексцентричних зубчастих півкруглих півколіс на відповідні вали, введення зубів пар в зачеплення (наприклад: третє (3) ексцентричне зубчасте кругле введено зубами в зачеплення у перше (1) зубчасте півкругле півколесо або друге (2) ексцентричне зубчасте кругле введено зубами в зачеплення у четверте (4) окреме зубчасте півкругле півколесо) забезпечує обертання цих пар на валах, передавання обертального руху із заданою циклічною зміною передавального відношення з можливістю реверсу. Суть винаходу пояснюється за допомогою креслень, де на фіг. 1 показаний загальний вигляд механізму передавання обертального руху у момент готовності до функціонування (вигляд зверху), на фіг. 2 показаний загальний вигляд механізму передавання та обертального руху (вигляд збоку), на фіг. 3 показано перше (1) ексцентричне зубчасте півкругле півколесо (вигляд зверху), на фіг. 4 показано четверте (4) ексцентричне зубчасте напівкругле півколесо (вигляд зверху), на фіг. 5 показаний загальний вигляд механізму передавання обертального руху після кожного оберту всіх ексцентричних зубчастих круглих коліс (півкруглих півколіс) (вигляд зверху). Механізм передавання обертального руху (див. фіг. 1-5) конструктивно складається з першого (1) ексцентричного зубчастого півкруглого півколеса, другого (2) ексцентричного зубчастого круглого колеса, третього (3) ексцентричного зубчастого круглого колеса, четвертого (4) ексцентричного зубчастого півкруглого півколеса, валів 5, першої 6 проміжної кріпильної муфти, другої 7 проміжної кріпильної муфти, посадочних площин 8, вальних отворів 9, бокових отворів 10 з гвинтовою різзю, фіксаторів 11. До застосування механізм передавання обертального руху готується наступним чином (див. Фіг. 1-5). Виготовляють першу 6 і другу 7 проміжні кріпильні муфти, вигляд якої показано на фіг. 2. В кожній із проміжних кріпильних муфт виконують посадочні площини 8, вальні отвори 9, бокові отвори 10 та нарізають у бокових отворах 10 гвинтову різь. У вальні отвори 9 встановлюють вали 5. У посадочні площини 8 (див. фіг. 1 - фіг. 4), виконані у кожному із боків першої 6 проміжної кріпильної муфти встановлюють та закріплюють фіксаторами 11 перше 1 ексцентричне зубчасте півкругле півколесо, а з протилежного боку встановлюють четверте 4 ексцентричне зубчасте півкругле півколесо. Повертають четверте 4 ексцентричне зубчасте півкругле півколесо у посадочному місці 8 на кут β° відносно загального їх валу (5) та паралельно розміщеного попередньо встановленого ексцентричного круглого зубчастого колеса 1 та закріплюють його фіксаторами 11. Таким чином формується пара першого (1) і четвертого (4) зубчастих півкруглих півколіс. У посадочні площини 8 (див. фіг. 1, фіг. 2), виконані у кожному із боків другої 7 проміжної кріпильної муфти встановлюють та закріплюють фіксаторами 11 третє 3 ексцентричне зубчасте кругле колесо, а з протилежного боку встановлюють друге 2 ексцентричне зубчасте кругле колесо. Повертають друге 2 ексцентричне зубчасте кругле колесо на кут α° відносно загального їх вала 5 та паралельно розміщеного попередньо встановленого третього 3 ексцентричного зубчастого круглого колеса та закріплюють його фіксаторами 11. Таким чином формується пара третього (3) і другого (2) ексцентричних зубчастих круглих коліс. 2 UA 108255 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Всі круглі зубчасті колеса (3 і 2) або півкруглі півколеса (1 і 4) виконано у вигляді ексцентрика, тобто, вісь обертання круглих коліс (3 і 2) або півкруглих півколіс (1 і 4) зміщена відносно геометричній осі. Зазначені технологічні операції забезпечують формування пар ексцентричних зубчастих круглих коліс (1 і 4) та ексцентричних зубчастих півкруглих півколіс (3 і 2) відповідно. Сформовані пари ексцентричних зубчастих круглих коліс (1 і 4) та ексцентричних зубчастих півкруглих півколіс (3 і 2) на відповідних проміжних кріпильних муфтах (6 і 7) наближують одну до іншої та вводять у зачеплення зуби пари (1 і 4) або зуби пари (3 і 2) таким чином, щоб початок або закінчення зубів пари (1 і 4) та зубів пари (3 і 2) перебували у зачепленні. Таким чином ексцентричне зубчасте півкругле півколесо 1 введено зубами в зачеплення у четверте ексцентричне зубчасте кругле колесо 3, або четверте 4 ексцентричне зубчасте півкругле півколесо введено зубами в зачеплення у третє 3 ексцентричне зубчасте кругле колесо. Як варіанти конструктивного виконання, зібрана конструкція може перебувати в горизонтальному, вертикальному або в будь-яких інших положеннях. Механізм передавання обертального руху функціонує наступним чином (див. Фіг. 1, Фіг. 2, Фіг. 5). Обертають будь-який один із валів 5 та приводять в обертальний рух будь-яку одну із проміжних кріпильних муфт (6 і 7) та будь-яку сформовану пару ексцентричних зубчастих круглих коліс (1 і 4) або ексцентричних зубчастих півкруглих півколіс (3 і 2) відповідно. Обертання пари будь-яких ексцентричних зубчастих круглих коліс (1 і 4) або ексцентричних півкруглих півколіс (3 і 2) забезпечує передавання обертального руху із заданою циклічною зміною передавального відношення у пульсуючому режимі. Ексцентричне зубчасте півкругле півколесо 1 передає обертальний рух до четвертого зубчастого круглого колеса 3. Ураховуючи їх ексцентричність обертальний рух постійно перетворюється (швидкість обертів кожної із пар сповільнюється або прискорюється залежно від боку обертання). Оскільки початок або закінчення зубів пари (1 і 4) та зубів пари (3 і 2) перебувають у зачепленні, то обертальний рух передається безперервно від ексцентричного зубчастого круглого колеса 1 до ексцентричного півкруглого півколеса 3, а далі ексцентричного зубчастого круглого колеса 4 до ексцентричного півкруглого півколеса 2 або від ексцентричного півкруглого півколеса 3 до ексцентричного зубчастого круглого колеса 1, а далі ексцентричного півкруглого півколеса 2 до ексцентричного зубчастого круглого колеса 4. Пропонований механізм передавання обертального руху функціонує реверсивно. Передавальна функція механізму в межах обертання будь-якої ланки (вхідної - ведучої, вихідної - веденої) змінна за умови постійної відстані L між центрами валів 5 або проміжних кріпильних муфт 6 (див. Фіг. 1, Фіг. 2, Фіг. 5). Передавальне число (відношення радіусів зубчастих коліс та півколіс) є змінюваною величиною. Як варіанти, конструкція механізму передавання обертального руху може функціонувати в горизонтальному, вертикальному або в будь-яких інших положеннях. Конструкція механізму передавання обертального руху з застосуванням круглих коліс та півкруглих півколіс дозволяє уникнути застосування еліптичних зубчастих коліс, і, відповідно, знизити динамічні навантаження під час обертання зубчастих коліс. Механізм передавання обертального руху забезпечує передачу обертального руху із заданою циклічною зміною передавального відношення, зокрема, забезпечує змінювання кутової швидкості вихідної (веденої) будь-якої із сформованих пар за умови постійної кутової швидкості обраної вхідної (ведучої) будь-якої із сформованих пар. Конструкція механізму передавання обертального руху дозволяє уникнути застосування еліптичних зубчастих коліс, і, відповідно, знизити динамічні навантаження під час обертання зубчастих коліс, забезпечує найбільш тривалий вистій будь-якої обраної сформованої пари з найменшим динамічним моментом, унеможливлює підрізання ніжок зубів. Також, конструктивно спрощено технологію виготовлення механізму передавання обертального руху. Джерела інформації: і. Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике; Справочное пособие. В 7 томах. Т. IV: Зубчатые механизмы. Стр. 40. Рис. 2182.-2-е изд., переработанное. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1980. - 592 с. - аналог. 2. Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике: Справочное пособие. В 7 томах. Т. IV: Зубчатые механизмы. Стр. 53. Рис. 2195.-2-е изд., переработанное. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1980. - 592 с. - прототип. 3 UA 108255 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 1. Механізм передавання обертального руху, що містить ексцентричне зубчасте кругле колесо, вісь обертання якого зміщена відносно геометричної осі, друге ексцентричне зубчасте колесо (2), при цьому зазначені зубчасті колеса встановлено на вали з можливістю їх обертання з валами, який відрізняється тим, що додатково містить третє (3) ексцентричне зубчасте кругле колесо, першу і другу проміжні кріпильні муфти, у яких виконано посадочні площини, отвори для встановлення на вали та бокові отвори з гвинтовою різзю, діаметральні лінії третього (3) ексцентричного зубчастого круглого колеса і другого (2) ексцентричного зубчастого круглого колеса повернені на кут α° відносно загального їх вала (5) та закріплені фіксаторами у бокових отворах з гвинтовою різзю на посадочних площинах другої проміжної муфти з протилежних боків відповідно з умовою формування пари третього (3) і другого (2) ексцентричних зубчастих круглих коліс, ексцентричне зубчасте кругле колесо розділено на дві частини з умовою формування першого (1) і четвертого (4) зубчастих півкруглих півколіс, діаметральні лінії першого (1) окремого зубчастого півкруглого півколеса і четвертого (4) зубчастого півкруглого півколеса повернені на кут β° відносно загального їх вала (5) та закріплені фіксаторами у бокових отворах з гвинтовою різзю на посадочних площинах першої проміжної муфти з протилежних боків відповідно з умовою формування пари першого (1) і четвертого (4) зубчастих півкруглих півколіс. 2. Механізм передавання обертального руху за п. 1, який відрізняється тим, що перше (1) ексцентричне зубчасте півкругле півколесо введено в зачеплення зубами з третім (3) ексцентричним зубчастим круглим колесом, четверте (4) ексцентричне зубчасте півкругле півколесо введено в зачеплення зубами з другим (2) ексцентричним зубчастим круглим колесом. 4 UA 108255 C2 5 UA 108255 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власностіУкраїни, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6