МЕХАНИЗМ ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ В СЛОЖНОЕ ДВИЖЕНИЕ И НАОБОРОТ

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в устройствах, требующих преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот рабочего органа.
Известен механизм преобразования вращательного движения во вращательное с переменной частотой, содержащий корпус, закрепленное в нем колесо с внутренними зубьями, соосный ему и установленный в корпусе с возможностью вращения шкив с двумя отверстиями, расположенными на окружности, центр которого эксцентричен относительно оси шкива, установленные в этих отверстиях валы, несущие на одном конке зубчатые колеса для зацепления с колесом с внутренними зубьями, на другом кривошипы, коромысло, ось качения которого совмещена с осью шкива, два шатуна,
шарнирно связанные каждый одним концом с коромыслом, другим с соответствующим кривошипом, и планшайбу, при этом коромысло выполнено двуплечим с равными и симметричными относительно оси коромысла плечами, шарнирно соединенным с соответствующими шатунами, оси которых расположены на одной плоскости (патент РФ №2085796 на изобретение, кл. F 16 H 3 5/02, опубл. 27.07.1997).
Недостатками известного механизма являются сложность конструкции и узкая область его технического применения.
Наиболее близким к заявляемой модели по технической сущности и достигаемому результату является механизм для преобразования вращательного движения в сложное, состоящее из возвратно-поступательного и вращательного движений, содержащий кривошипно-шатунный механизм, шатуны которого шарнирно соединены с соответствующими сателлитами, выполняющими роль кривошипов, связанную с кривошипно-шатунным механизмом планетарную передачу, состоящую из неподвижного центрального зубчатого колеса, двух сателлитов и водила, жестко связанного с ведущим валом, шток, соосно установленный в неподвижном центральном зубчатом колесе планетарной передачи, и расположенный на штоке с возможностью осевого перемещения ползун, при этом механизм для преобразования вращательного движения в сложное снабжен дополнительным
кривошипно-шатунным механизмом, шатуны которого шарнирно соединены с сателлитами, выполняющими роль кривошипов, дополнительную планетарную передачу, связанную с дополнительным кривошипно-шатунным механизмом и состоящую из дополнительного неподвижного центрального зубчатого колеса, двух сателлитов и водила, жестко связанного через шток с ведущим валом, при этом шарнирные соединения основного и дополнительного сателлитов установлены противофазно, а основной и дополнительный кривошипно-шатунные механизмы приводятся в действие от одного привода путем присоединения упомянутого штока к ведущему валу с возможностью вращения его относительно неподвижного центрального зубчатого колеса планетарной передачи (патент РФ №2109998 на изобретение, кл. F 16 H 37/12, опубл. 27.04.1998 - прототип).
Недостатками известного механизма являются сложность конструкции и узкая область практического применения.
Известный механизм принят в качестве прототипа заявляемого объекта, т.к. он наиболее близок по принципу действия планетарной передачи, осуществляющей передачу движения кривошипно-шатунному механизму.
Техническим результатом полезной модели является создание нового механизма для преобразования вращательного движения в
сложное движение и наоборот, обладающего расширенными кинематическими возможностями и обеспечивающего простоту конструкции.
Технический результат достигается при создании конструкции механизма для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот, содержащем планетарную передачу и связанный с ней кривошипно-шатунный механизм, в котором, согласно полезной модели, планетарная передача состоит из двуплечего водила, жестко установленного на правом конце ведущего вала, двух сателлитных шестерен, приводящихся в движение водилом, центральной шестерни, установленной на правом конце ведомого вала, и неподвижной шестерни с внутренними зубьями, кинематически связанных с сателлитными шестернями, при этом ведомый вал выполнен полым и внутри него размещен с возможностью вращения ведущий вал; кривошипно-шатунный механизм содержит двуплечее коромысло, жестко закрепленное на левом конце ведомого вала и выполненное с равными и симметричными относительно своей оси плечами, ведомые шатуны, подвижно установленные с помощью валов на концах коромысла и соединенные между собой штангой, подвижно закрепленной к шатунным пальцам, ведущий шатун, установленный на левом конце ведущего вала и закрепленный шатунным пальцем с
возможностью вращения в центре штанги, при этом на левых концах валов ведомых шатунов, установленных на концах коромысла, закреплен рабочий орган лопастного типа, причем лопасти, установленные на диаметрально противоположных валах ведомых шатунов, расположены друг к другу под углом 90°.
В таком механизме для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот сателлитные шестерни могут быть выполнены равного диаметра.
В таком механизме для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот диаметры зубчатого зацепления неподвижной шестерни и центральной шестерни могут находиться в соотношении 2:1.
В таком механизме для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот коромысло может иметь -образную форму.
В таком механизме для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот ведущий и ведомые шатуны могут быть выполнены равновеликими и однонаправленными.
В таком механизме для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот лопасти рабочего органа могут быть выполнены двухсторонними, при этом их длина может составлять
, где: L - длина лопасти рабочего органа; R - расстояние между осью ведущего вала и осью вала любого из ведомых шатунов.
Выполнение планетарной передача, содержащей двуплечее водило, жестко установленное на правом конце ведущего вала, две сателлитных шестерни, приводящиеся в движение водилом, центральную шестерню, установленную на правом конце ведомого вала, и неподвижную шестерню с внутренними зубьями, кинематически связанные с сателлитными шестернями, выполнение ведомого вала полым с размещенным внутри него с возможностью вращения ведущего вала; выполнение кривошипно-шатунного механизма, содержащим двуплечее коромысло, жестко закрепленное на левом конце ведомого вала и выполненное с равными и симметричными относительно своей оси плечами, ведомые шатуны, подвижно установленные с помощью валов на концах коромысла и соединенные между собой штангой, подвижно закрепленной к шатунным пальцам, ведущий шатун, установленный на левом конце ведущего вала и закрепленный шатунным пальцем с возможностью вращения в центре штанги, закрепление на левых концах валов ведомых шатунов, установленных на концах коромысла, рабочего органа лопастного типа, расположение лопастей рабочего органа, установленных на диаметрально противоположных валах ведомых шатунов, под углом 90° друг к другу,
обеспечивает простоту конструкции заявляемого механизма для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот.
Возможное изготовление сателлитных шестерен равного диаметра, возможное выполнение диаметров зубчатого зацепления неподвижной шестерни и центральной шестерни соответствующим соотношению 2:1, возможная установка коромысла -образной формы, возможное расположение ведущего и ведомых шатунов однонаправленными и равновеликими, возможное выполнение лопастей рабочего органа двухсторонними при их длине, составляющей , где: L - длина лопасти рабочего органа, R - расстояние между осью ведущего вала и осью вала любого из ведомых шатунов, обеспечивает механизму для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот расширение кинематических возможностей.
Указанные выше преимущества выгодно отличают заявляемую полезную модель от прототипа.
Заявляемая полезная модель изображена на чертеже, на котором на фиг.1 показан общий вид механизма для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот в разрезе, на фиг.2 - изображена траектория движения лопастей рабочего органа.
Механизм для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоброт содержит планетарную передачу и связанный с ней кривошипно-шатунный механизм, в котором, при этом планетарная передача состоит из двуплечего водила 1, жестко установленного на правом конце ведущего вала 2, двух сателлитных шестерен 3, 4, приводящихся в движение водилом 1, центральной шестерни 5, установленной на правом конце ведомого вала 6, и неподвижной шестерни 7 с внутренними зубьями, кинематически связанных с сателлитными шестернями 3, 4, при этом ведомый вал 6 выполнен полым и внутри него размещен с возможностью вращения ведущий вал 2; кривошипно-шатунный механизм содержит двуплечее коромысло 8, жестко закрепленное на левом конце ведомого вала 6 и выполненное с равными и симметричными относительно своей оси плечами, ведомые шатуны 9, 10, подвижно установленные с помощью валов 11. 12 на концах коромысла 8 и соединенные между собой штангой 13, подвижно закрепленной к шатунным пальцам 14, 15, ведущий шатун 16, установленный на левом конце ведущего вала 2 и закрепленный шатунным пальцем 17 с возможностью вращения в центре штанги 13, при этом на левых концах валов 11, 12 ведомых шатунов 9, 10, установленных на концах коромысла 8, закреплен рабочий орган лопастного типа, причем лопасти 18, 19, установленные
на диаметрально противоположных валах 11,12 ведомых шатунов 9, 10, расположены друг к другу под углом 90°.
В таком механизме для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот сателлитные шестерни 3, 4 могут быть выполнены равного диаметра.
В таком механизме для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот диаметры зубчатого зацепления неподвижной шестерни 7 и центральной шестерни 5 могут находиться в соотношении 2:1.
В таком механизме для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот коромысло 8 может иметь -образную форму.
В таком механизме для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот ведущий 16 и ведомые 9, 10 шатуны могут быть выполнены равновеликими и однонаправленными.
В таком механизме для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот лопасти 18, 19 рабочего органа могут быть выполнены двухсторонними, при этом их длина может составлять , где: L - длина лопасти рабочего органа; R - расстояние между осью ведущего вала и осью вала любого из ведомых шатунов.
Механизм для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот работает следующим образом.
При преобразовании вращательного движения в сложное движение от внешнего привода (на чертеже не показан) вращение передается на ведущий вал 2 и через водило 1, закрепленное на правом конце ведущего вала 2, приводятся в движение сателлитные шестерни 3, 4, выполненные равного диаметра и движущиеся по неподвижной шестерни 7 с внутренними зубьями и приводящие во вращение центральную шестерню 5, жестко установленную на правом конце ведомого вала 6. Ведомый вал 6 выполнен полым и внутри него установлен с возможностью вращения ведущий вал 2. При этом из-за того, что диаметры зубчатого зацепления неподвижной шестерни 7 с внутренними зубьями и центральной шестерни 5 находятся в соотношении 2:1, ведомый вал 6 вращается в два раза быстрее ведущего вала 2.
Жестко установленные на левом конце ведущего вала ведущий шатун 16 и на левом конце ведомого вала 6 двуплечее коромысло 8, выполненное с равными и симметричными относительно своей оси плечами и имеющее -образной формы, с расположенными на концах ведомыми шатунами 9, 10, передают сложное движение штанге 13 и закрепленному на левых концах валов 11, 12 ведомых шатунов 9,
10 рабочему органу лопастного типа. При этом лопасти 18, 19 рабочего органа, совершая сложное движение, установлены на диаметрально противоположных валах 11, 12 ведомых шатунов 9, 10 друг к другу под углом 90°.
При преобразовании сложного движения во вращательное движение вращение передача движения происходит в обратном направлении, т.е. от лопастей 18, 19 рабочего органа к ведущему валу 2 для съема вращательного движения.
Сопоставительный анализ заявляемой конструкции и прототипа выявляет наличие отличительных признаков у заявляемого механизма для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот по сравнению с наиболее близким аналогом, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «новизна».
Наличие отличительных признаков дает возможность получить положительный эффект, выражающийся в создании нового механизма для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот, обладающего расширенными кинематическими возможностями и обеспечивающего простоту конструкции.
Использование конструкции механизма для преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот по заявляемой
полезной модели в машиностроении, в частности, в устройствах, требующих преобразования вращательного движения в сложное движение и наоборот обеспечивает ей соответствие критерию «промышленная применимость».