Шарнирный механизм

 

Изобретение относится к машиностроению , а именно к рычажным преобразователям движения, и может быть использовано в промьшшенных роботах и других автоматических устройствах, в частности в патронах для зажима и поворота изделий типа крестовины кар:дана на токарных однои многошпиндельных полуавтоматах. Целью изобретения является расширение кинематических возможностей механизма путем достижения управляемого относительного движения исполнительного звена в плоскости, не совпадающей с плоскостью вращения кривошипа. Обойма 9 жел стко связана с кривошипом 1. Исполнительное звено, включающее в себя цапфу 10 и зажимной кулачок 12, установлено в обойме с возможностью враще . ния. Ведущее колесо 7 зубчатой передачи жестко связано с.шатуном 2, а ведомое колесо - с исполнительньм звеном. Если убрать один из упоров 6, то происходит поворот шатуна 2 относительно кривошипа. Поэтому ведущее колесо 7, ведомое колесо 8 и деталь 11 поворачиваются относительно обоймы 9. I з.п. ф-лы, 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А2 с59 4 F 16 Н 21/18

ОПИСАНИЕ .ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1114835

=(21) 4023349/25-28 (22) 12.02.86 (46) 23.05.88. Бюл. 1! 19 (71) Куйбышевский авиационный институт им. .акад. С.П. Королева и Киевский политехнический институт : им, 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) Б.П. Семенов и В,В. Торба (53) 621.837(Д88.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1114835, кл. F 16 Н 21/18, 1985. (54) ШАРНИРНЫЙ МЕХАНИЗМ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к рычажным преобразователям движения, и может быть использовано в промьппленных роботах и других автоматических устройствах, в частности в патронах для зажима и поворота иэделий типа крестовины кар. К 1397 52. дана на токарных одно- и многошпиндельных полуавтоматах. Целью изобретения является расширение кинематических возможностей механизма путем достижения управляемого относительного движения исполнительного звена в плоскости, не совпадающей с плоскостью вращения кривошипа. Обойма 9 же". стко связана с крнвошипом 1, Исполнительное звено, включающее в себя цапфу 10 и зажимной кулачок 12, установлено в обойме с возможностью враще" . ния. Ведущее колесо 7 зубчатой передачи жестко связано с.шатуном 2, а ведомое колесо — с исполнительным звеном. Если убрать один из упоров 6, ф то происходит поворот шатуна 2 относительно кривошипа. Поэтому ведущее колесо 7, ведомое колесо 8 и деталь

11 поворачиваются относительно обоймы 9. э.л. ф-лы, 2 ил.

1397652

Изобретение относится к машино= строению, а именно к рычажным преобразователям движения, может быть Нс пользовано в промышленных роботах и других автоматических устройствах, в частности в патронах для зажима и поворота изделий типа крестовин кардана на токарных одно- и многошпнндельных полуавтоматах, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. У 1114835.

Цель изобретения — расширение кинематических возможностей механизма путем достижения в процессе нереносного движения управляемого относительного движения исполнительного звена в плоскости, не совпадающей с плоскостью вращения кривошина.

На фиг. 1 изображена принципиаль- 20 ная схема механизма поворотного патрона; на фиг. 2 — характерные планы положений механизма.

Механизм поворотного, патрона сос,тоит из шарнирного четырехэвенника, 25 включающего в себя кривошип l, шатун

2, коромысло 3 и стойку 4. Кривошип 1 имеет длину, равную длине шатуна 2, а коромысло 3 — стойки 4. Кривошип 1 выполнен в виде эксцентрика, установ- 3р ленного с возможностью свободного вращения относительно стойки 4, а шатун

2 и коромысло 3 — в виде эксцентрнко.вых колец. В неподвижных направляющих

5 с возможностью перемещения и фиксации установлены упоры 6, выполненные .в виде штоков. Зубчатая передача выполнена в виде двух конических зубчатых колес 7 и 8. Ведущее колесо 7 жестка связано с шатуном 2, это колесо 40 установлено с возможностью вращения относительно обоймы 9, жестко свя,занной с кривошипом t. Исполнительное звено состоит иэ цапфы 10, предназначенной для взаимодействия с эакреп ляемой деталью 11, и зажимного кулачка 12, контактирующего с противоположной стороной детали 11, Зажимной кулачок 12 выполнен в виде самотормозящей винтовой передачи. Цапфа 10 и зажимной кулачок 12 установлены в обойме 9 с возможностью вращения перпендикулярно оси обоймы, Пружина 13 поджимает кулачок 12 и обеспечивает съем-установку .детали 1 1. Закрепляемая деталь имеет форму крестовины кардана, тройника и т.п. элемента газо- или водопроводной ар,матуры и требует в процессе токарной обработки нескольких поворотов на о

90, 120 и др. равные углы.

Механизм работает следующим образом.

При фиксации коромысла 3 (фиг,1) двумя упорами 6 кривошип 1 вращается вместе с шатуном 2, а также с ведущим колесом 7 зубчатой передачи. Вращение колеса 7 относительно кривошипа 1 отсутствует, ведомое колесо 8 (следовательно, и деталь Il) неподвижны и зафиксированы относительно обоймы 9, вращающейся вместе с кривошипом 1.

Если убрать один из упоров 6 (фиг,2,а), например, левый, то происходит поворот шатуна 2 относительно кривошипа 1.

Поэтому ведущее колесо 7, ведомое колесо 8 и деталь 11 поворачиваются относительно обоймы 9.

Когда кривошип I и стойка 4 вытянуты в одну линию (фиг. 2,a), коромысло 3 имеет возможность начать движение относительно стойки 4 под воздействием, например, упругих деформаций упора 6.При вращении кривошипа 1 движение через шатун 2 передается на коромысло 3 (фиг. 2,б). Коромысло 3 достигает своего крайнего положения, когда кривошип 1 и шатун 2 вытянутся в одну линию (фиг, 2,в). При этом шатун 2 совершает поворот на 180 относительно кривошнпа 1 по сравнению с положением, представленным на фиг. 2,а. При дальнейшем вращении кривошипа угол поворота шатуна 2 относительно кривошипа увеличивается (фиг. 2, г). К моменту совмещения кривошнпа 1 со стойкой 4 (фиг, 2,д) шатун 2 поворачивается относительно кривошипа на угол, равный 360 . Даль" нейшее вращение кривошипа до положения, показанного на фиг. 2,е, происходит совместно с шатуном 2 при неподвижном коромысле 3. На этом этапе работы механизма движение шатуна 2 относительно обоймы 9 отсутствует, фиксация положения коромысла 3 двумя упорами .6 обеспечивает одновременно и фиксацию относительного положения шатуна 2 и кривошипа 1. При этом оказываются зафиксированными колеса 7 н

8 относительно вращающейся обоймы 9.

Таким образом, механизм обеспечивает возможность управлять движением шатуна 2 относительно крнвошнпа 1, а также движением исполнительного звена — поворотной цапфы 10 и детали 11 относительно обоймы поворотного пат3

13976 рона в процессе его непрерывного вращения вокруг своей продольной оси.

При повороте шатуна 2 относительо но кривошипа ) на 360 деталь 11 по-.

5 ворачивается относительно обоймы на требуемый угол ду . Габариты патрона, его металлоемкость определяются диаметром зубчатого колеса 8. Возможны следующие варианты обеспечения переда-10 точного отношения между зубчатыми колесами 7 и 8 1 2в/(2%in+he/), где и — любое целое число.

Вариант 1. При и О .,, bq/2ii.

При повороте шестерни 7 относительно обоймы 9 на угол 2 н колесо 8 поворачивается на dy

Вариант 2. При nI i>> 2n/(2é+èð).

При повороте шестерни 7 на угол 2й, колесо 8 поворачивается на угол, рав- 20 ный сумме требуемого угла hg и 2 .

Вариант 3. При n2 i+> "2 /(4 +bc().

При одном полном обороте колеса 7 ко-, лесо 8 совершает полных два оборота плюс hq .

Все три варианта обеспечивают переориентацию детали 11 относительно обоймы 9 на уголку, однако в вариантах 2 и 3 диаметр зубчатого колеса 8 сущесувенно меньше, чем в варианте I, ЗО

Для изменения направления поворота детали 1! передаточное отношение мелку колесами 7 и 8 равно 8 2 /(2%h

-hg), где п)0. В этом случае при каждом повороте колеса 7 относительно обоймы 9 на один оборот колесо 8 совершает и-! полных оборотов и допол52

4 нительный поворот на угол 2è-ду. По сравнению с приведенными вариантами колесо 8 и деталь 11 ие доворачиваются до начального положения на угол hq, т.е. изменяется направление поворота детали 11. Если левый упор 6 оставить, а правый убрать, то направление вращения шатуна 2 относительно кривошипа

1 изменится (фиг. 2), Так обеспечивается возможность реверсировать направление поворота детали при однонаправленном вращении кривошипа I.

Формула изобретения

1, Шарнирный механизм по авт.св.

М II!4835, отличающийся тем, что, с целью расширения кинематических возможностей, он снабжен обоймой, жестко связанной с кривошипом, исполнительным звеном, радиально установленным в обойме с воэмож ностью вращения, и зубчатой передачей, ведущее колесо которой жестко связано с шатуном, а ведомое — с исполнительным звеном.

2. Механизм по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности поворота, передаточное от..ношение i зубчатой передачи выбрано из условия

2 ВВ

27п+дЧ где n — натуральное число;

hey — максимальный угол поворота исполнительного звена.

1397652

1

Составитель Г, Савочкин

Редактор Л. Зайцева Техред Л.Сердюкова Корректор О. Кравцова

Заказ 2580/34 Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

1 по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4