УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСЦИЛЛИРУЮЩЕГО ВРАЩЕНИЯ РАБОЧЕГО ИНСТРУМЕНТА
DEVICE FOR OSCILLATING ROTATION OF THE WORKING TOOL

Изобретение относится к устройствам для обработки наружных поверхностей вращения, основанных на поверхностном пластическом деформировании и предназначено для использования в различных отраслях металлообрабатывающей промышленности.
Известный аналог - механизм преобразования однонаправленного вращательного движения в переменное двунаправленное вращательное движение (US 4781072 A, F16H 27/08, опубликовано 01.11.1988). Указанный механизм содержит приводной вал, непрерывно вращающийся в одном направлении, приводит в движение ведомый вал с попеременным двунаправленным вращательным движением через зубчатую передачу, которая включает в себя первую шестерню, установленную на ведущем валу, и вторую и третью шестерни, установленные на ведомом валу, причем первая шестерня имеет зубья только на их части, причем зубья поочередно входят в зацепление со второй и третьей шестернями при вращении приводного вала
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются: двигатель, ведущий вал, ведомый вал и шестерни с зубчатыми секторами.
Недостатками аналога является то, что устройство расположено в корпусе, который представляет собой довольно сложную пространственную конструкцию, при изготовлении которой не просто обеспечить взаимно перпендикулярное расположение посадочных мест шестерен и подшипников.
За прототип принят преобразователь вращательного движения в возвратно-поступательное движение - имеет ведущие шестерни с зубьями только на части их окружности, зацепляющие ведомую шестерню (FR 2486611 A1, F16H 27/08, опубликовано 15.01.1982). Указанный преобразователь содержит входную шестерню, приводимую в движение первичным двигателем. Ширина зубчатого колеса разделена так, что одна половина имеет зубцы по всей его окружности, а другая половина имеет зубцы только около одной трети ее окружности. Аналогичным образом устроена и промежуточная шестерня. Бесступенчатые шестерни находятся в постоянном зацеплении. Выходная шестерня имеет зубья по всей окружности и находится в зацеплении с частичными зубчатыми колесами. Ведущая шестерня вращается с постоянной скоростью, приводя в движение промежуточную шестерню. Выходная шестерня постоянно меняет направление, так как она поочередно приводится в движение частичными шестернями.
Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются двигатель, ведущий вал, ведомый вал и шестерни с зубчатыми секторами.
Недостатками прототипа является отсутствие возможности вращения рабочего инструмента по величине амплитуды заданного угла.
Задача заявляемого изобретения заключается в создании устройства для осциллирующего вращения рабочего инструмента.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении надежности, упрощения конструкции и повышении технических возможностей устройства за счет использования зубчатых секторов.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для осциллирующего вращения рабочего инструмента, содержащее корпус, электродвигатель, шестерни, подшипниковые узлы, ведущий вал, ведомый вал соединен с рабочим инструментом, согласно изобретению с целью повышения надежности, упрощения конструкции и создания заданного осциллирующего кругового вращения, ведущие шестерни снабжены одним или несколькими секторами зубьев, расположенными так, что угловое расстояние между ними составляет заданный угол осцилляции, количество и величина центрального угла круговых секторов зубьев зависят от величины угла осцилляции, обе ведущие шестерни расположены таким образом, чтобы при выходе из зацепления с ведомой шестерней одной ведущей шестерни, включалась в зацепление вторая ведущая шестерня.
Отличием заявляемого изобретения от прототипа является то, что с целью обеспечения заданного угла осцилляции рабочего инструмента в пределах от -180 до+180 градусов ведущие шестерни снабжены одним или несколькими секторами зубьев, расположенными так, что угловое расстояние между ними составляет заданный угол осцилляции, количество и величина центрального угла круговых секторов зубьев зависят от величины угла осцилляции, обе ведущие шестерни расположены таким образом, чтобы при выходе из зацепления с ведомой шестерней одной ведущей шестерни, включалась в зацепление вторая ведущая шестерня.
Наличие отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности «новизна».
Компактность и сравнительно малые размеры позволяют встраивать устройство в конструкцию металлорежущего станка. Простота устройства позволяет легко настраивать ведомый вал на любой угол осцилляции в пределах от -180 до 180 градусов.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами: на рис. 1 - кинематическая схема устройства для осциллирующего вращения рабочего инструмента, на рис. 2 и 3 - схема расположения и направления вращения шестерен в механизме преобразования вращательного движения в осциллирующее с заданной амплитудой угла α, на рис. 4 - угловая величина зон расположения зубьев шестерен при некоторых углах α.
Устройство для осциллирующего вращения рабочего инструмента содержит рабочий инструмент 1, шпонка 2, крышка подшипника 3, ведомый вал 4, блок шестерен 5 (I, II, III, IV, IV), корпус 6 и подшипники 7. Ведущий вал 8 через муфту сцепления 9 соединен с валом электродвигателя 10. Все вышеперечисленные узлы приспособления смонтированы на основании 11.
Ведомый вал 4, шестерни 5 (I, II, III, IV, V), подшипники 7, ведущий вал 8 образуют механизм преобразования вращательного движения в осциллирующее с заданной амплитудой угла α. На ведущем валу 8 жестко закреплены две шестерни I, II, причем шестерня II является полнозубой, а шестерня I представляет собой зубчатый сектор, который обеспечивает поворот ведомого вала на величину угла α. Шестерни III, IV также жестко соединены друг с другом на одной оси и имеют вид аналогичный шестерням I и II. Шестерня II, IV находятся в постоянном зацеплении друг с другом. Рабочий инструмент соединен с ведомым валом, на котором жестко закреплена шестерня V, поочередно зацепляющаяся с шестернями I и III.
Устройство работает следующим образом. После получения вращательного движения от электродвигателя 10, ведущий вал 8 передает вращение шестерням I, II. Шестерня I передает шестерни V вращение в одну сторону и одновременно шестерня II передает вращение шестерням III, IV. Когда шестерня I поворачивается до конца зубчатой зоны одного сектора, тогда зубчатый сектор шестерни III войдет в зацепление и придаст шестерней V вращение в обратную сторону. Шестерня III поворачивается до конца зубчатой зоны одного сектора и последовательно шестерня I войдет в зацепление и передает шестерни V вращение в обратную сторону, то есть происходит циклический поворот ведомого вала на заданный угол. Таким образом, шестерня V передает ведомому валу осциллирующее вращение, так как рабочий инструмент, который соединен с ведомым валом болтами и шпоночным соединением 2 совершает осциллирующее вращение с заданной амплитудой угла α. Для изменения амплитуды угла α необходимо сменить шестерни I и III путем снятия крышки подшипника 3, подшипники 7.
Таким образом, благодаря предлагаемой конструкции механизма преобразования вращательного движения в осциллирующее с заданной амплитудой угла α расширяются технологические возможности устройства. Устройство компактно, имеет малые габариты по сравнению с прототипом и проще по конструкции.
Использование заявляемого изобретения позволяет добиться не только требуемой шероховатости поверхности деталей машин, но и получить мелкозернистую структуру в поверхностном слое, что позволяет повысить степень упрочнения цилиндрических деталей, а также их коррозие- и износостойкость.