Волновой пневмодвигатель

 

Использование: в приводах исполнительных механизмов. Сущность изобретения кольцевое каналы 6 соосных втулок 2 и 3 соединены с источником сжатого воздуха . В полости втулок 2 и 3 с зазором расположен цилиндрический ротор 14, установленный с возможностью из обкатывания и взаимодействия с внутренней поверхностью неподвижного гибкого зубчатого колеса 9. Колесо 9 размещено с возможностью зацепления с зубчатым венцом 10 жесткого колеса 11. Колесо 11 установлено с возможностью вращения. В каждой втулке 2 и 3 равномерно по окружности выполнены тангенциальные сопла 8, сообщающие полости с каналами 6. Втулки 2 и 3 выполнены из твердого конструкционного материала. Момент инерции ротора 14 относительно оси, проходящей через его центр тяжести перпендикулярно к оси вращения наружной поверхности, меньше удвоенного момента инерции относительно оси вращения . Разность величин внутреннего диаметра втулок 2 и 3 и диаметра расположенных в них участков ротора 14 превышает разность величин внутреннего диаметра колеса 9 и диаметр участка ротора 1-4, размещенного внутри колеса 9. 4 ил. сл С а xi сл Сл) о о ю Vuii

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ

I (213 4852656/29 (22) 19,07,90 (46) 07.08,92, Бюл. N 29 (71) Редкинское опытно-конструкторское бюро автоматйки (72)А.Е, Векшин, И.В. Копкарев, Ю,П. Прохоров и В.M. Ануфриев (56) Авторское свидетельство СССР

N . 180450, кл. F 04 В 43/12, 1964, (54) ВОЛНОВОЙ ПНЕВМОДВИГАТЕЛ Ь (57) Использование: в приводах исполнительных механизмов, Сущность изобретения, кольцевь!е каналы 6 соосных втулок

2 и 3 соединены с источником сжатого воздуха, В полости втулок 2 и 3 с зазором расположен цилиндрическйй ротор 14, óñтановленный с возможностью из обкатывания и взаимодействия с внутренней поверхностью неподвижного гибкого эубча„„59„„1753069 А1 (я)з F 15 В 15/02, F 01 С 17/02 того колеса 9. Колесо 9 размещено с возможностью зацепления с зубчатым венцом

10 жесткого колеса 11. Колесо 11 установлено с возможностью вращения. В каждой втулке 2 и 3 равномерно по окружности выполнены тангенциальные сопла 8, сообщающие полости с каналами 6. Втулки 2 и 3 выполнены из твердого конструкционного материала. Момент инерции ротора 14 относительно оси, проходящей через его центр тяжести перпендикулярно к оси вращения наружной поверхности, меньше удвоенного момента инерции относительно оси вращения, Разность величин внутреннего диаметра втулок 2 и 3 и диаметра расположенных в них участков ротора 14 превышает разность величин внутреннего диаметра колеса

9 и диаметр участка ротора 1- !, размещенного внутри колеса 9. 4 ил.

1753069

10 твердого конструкционного материала, например из металла, соосные втулки 2 и 3.

Внутренние полости 4 втулок 2 и 3 соединены с источником сжатого воздуха (не пока15 зан) .посредством распределительного канала 5 в кронштейне 1, кольцевых каналов

6 с подводящими отверстиями 7 и тангенциальных сопел 8, выполненных в каждой втулке равномерно по окружности. Между

20 втулками 2 и 3, соосно к ним, установлено гибкое зубчатое колесо-кольцо 9, Во втулке

2 выполнен внутренний зубчатый венец 10.

Гибкое колесо 9 размещено с возможностью внутреннего зацепления с жестким ко25 лесом 11, выполненным с внутренним зубчатым венцом 12. Жесткое зубчатое колесо 11 установлено на втулке 3 с возможностью вращения. Зубчатые колеса 9 и 11 образуют волновую передачу, а втулка 2 с

30 зубчатым венцом 10 выполняет роль неподвижной зубчатой полумуфты. Выходным элементом указанной волновой передачи является жесткое зубчатое колесо 11, которое находится во внешнем зубчатом, напри35 мер, коническом зацеплении с зубчатой шестерней 13 какого-либо исполнительного механизма (не показан), Во втулках 2 и 3 установлен с зазором ротор 14, выполенный с соотношением моментов инерции, выра40 жающимся неравенством

Данный пневмодвигатель имеет большие габариты и сложную конструкцию, Известен волновой пневмодвигатель, содержащий втулки из эластичного материала с кольцевыми каналами, соединенными с источником сжатого воздуха. В полости втулок с зазором расположен цилиндрический ротор, установленный с возможностью их обкатывания и взаимодействия с.внутренней поверхностью неподвижного гибкого зубчатого колеса. Гибкое колесо размещено с воэможностью зацепления с зубчатым венцом жесткого колеса, которое установлено с воэможностью вращения.

Известный пневмодвигатель имеет недостаточную долговечность и сложную конструкциюю.

Цель изобретения — повышение долговечности и упрощение конструкции.

Указанная цель достигается тем, что в волновом пневмодвигателе, содержащем втулки с кольцевыми каналами, соединенными с источником сжатого воздуха, в каждой втулке равномерно по окружности выполнены тангенциальные сопла, сообщающие полости втулок с кольцевыми каналами, а сами втулки выполнены из твердого конструкционного материала, в полости втулок с зазором расположен цилиндриче- 4 ский ротор, установленный с возможностью их обкэтывания и взаимодействия с внутренней поверхностью неподвижного гибкого зубчатого колеса, которое размещено с воэможностью зацепления с зубчатым венцом жесткого колеса, установленного с возможностью вращения, момент инерции ротора относительно оси, проходящей через центр тяжести перпендикулярно к оси вращения наружной поверхности, меньше удвоенного момента инерции относительно последней оси, при этом разность величин внутреннего диаметра втулок и диаметра расположенных а них участков ротора превышает разность величин внутреннего диаl1(2fy

55

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах различных исполнительных механизмов.

Известен волйовой пневмодвигатель, содержащий корпус с жестким зубчатым колесом и гибкое зубчатое колесо-стакан, Колесо-стакан закреплено на валу, установленном в корпусе с возможностью вращения, и размещено с возможностью зацепления с зубчатым венцом жесткого колеса, В взлу выполнен канал для подачи сжатого воздуха.

Внутри колеса-стакана установлен ротор с соплами и распределительным кольцевым и подводящими каналами. метра гибкого колеса и диаметр участка ротора, размещенного внутри этого колеса.

На фиг. 1 изображен волновой пневмодвигатель, продольный разрез; на фиг. 2— разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — вариант конструкции ротора двигателя.

Устройство содержит кронштейн 1, на котором закреплены преимущественно в вертикальном положении выполненные из где 11 — момент инерции относительно оси, проходящей через центр тяжести перпендикулярно к оси вращения наружной поверхности ротора 14;

1 — момент инерции относительно оси вращения наружной пове рх ности рото ра 14.

Геометрические параметры ротора 14 находятся а зависимости от внутренних диаметров втулок 2 и 3 и гибкого колеса-кольца 9, которая выражена следующим неравенством:

01 о1 02 о2 (2) где О1 — внутренний диаметр втулок 2 и 3; б1 — диаметр расположенных в полостях

4 втулок 2 и 3 участков ротора 14;

1753069

02 — внутренний диаметр (не показан) колеса-кольца 9; бг — диаметр участка ротора 14, расположенного на уровне колеса-кольца 9.

На торце ротора 14 и в кронштейне 1 5 имеются конические углубления 15, в которых расположен конический ролик IG, выполненный с двумя вершинами и выполняющий роль опорного элемента.

Пневмодвигатель работает следующим 10 образом.

В канал 5 кронштейна 1 подают сжатый воздух, который, истекая из тангенциальных сопел 8. образует в полостях 4 втулок 2 и 3 вращающийся поток. Под действием сил 15 закрученного потока воздуха ротор 14 начинает вращаться вокруг общей оси втулок 2 и

3. Благодаря имеюгцемуся соотношению моментов инерции (;) ротора 14, он вращается по образующей. цилиндра. Вследствие 20 указанного вращения ротора 14 на него действует центробежная сила F, прижимающая его к внутренней поверхности колеса-кольца 9, По мере разгона ротора 14, центробежная сила возрастает, что вызывает 25 деформацию гибкого колеса 9 и перемещение ротора 14 до контакта с внутренней поверхностью втулок 2 и 3, Указанная деформация гибкого колеса 9 обеспечивается указанным соотношением геометрических 30 параметров элементов устройства выраженным неравенством (2).

В установившемся режиме ротор 14 обкатывает внутренние поверхности колеса- 35 кольца 9 и втулок 2 и 3, вращаясь вокруг общей оси последних с установившейся скоростью о и вокруг своей оси с установившейся скоростью в >, Угловая скорость вращения в ротора 14 зависит от угловой 40 скорости вращающегося по ока воздуха, На гребне волны деформации гибкое колесо 9 входит в зубчатое зацепление с венцом 12 жесткого колеса 11. Вращение ротора 14 вокруг общей оси втулок 2 и 3 45 вызывает перемещение волны деформации и, как следствие, вращение жесткого зубчатого колеса 11, так как возможность вращения самого гибкого колеса 9 устраняется зубчатым зацеплением с венцом 10 втулки 50

2. От зубчатого колеса 11 вращение передается шестерне 13.

Регулировка угловой скорости вращения предлагаемого волнового пневмодвигателя обеспечивается регулировкой давления сжатого воздуха, от которого зависит угловая скорость вращения закрученного потока.

Для повышения КПД устройства путем обеспечения режима обкатывания ротором

14 внутренних поверхностей втулок 2 и 3 и колеса-кольца 9 без скольжения, целесообразно выполнение ротора 14 с подшипником 17 качения.

Предлагаемый волновой пневмодвигатель имеет простую конструкцию и в нем отсутствует циклически нагружаемые элементы из эластичного-материала, что ооеспечивает достаточную долговечность.

Пневмодвигатель целесообразно использовать в приводах различных исполнительных механизмов, в приводах роботов и манипуляторов, что позволяет упростить конструкцию этих механизмов, Формула изобретения

Волновой пневмодвигатель, содержащий две соосные втулки с кольцевыми каналами, соединенными с источником сжатого воздуха, в полости которых с зазором расположен цилиндрический ротор, установленный с воэможностью их обкатывания и взаимодействия с внутренней поверхностью неподвижного гибкого зубчатого колеса, которое размещено с возможностью зацепления с зубчатым венцом жесткого колеса, установленного с возможностью вращения, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности и упрощения конструкции, в каждой втулке равномерно по окружности выполнены тангенциальные. сопла, сообщающие полости втулок с кольцевыми каналами, втулки выполнены из твердого конструкционного материала, а момент инерции ротора относительно оси, проходящей через его центр тяжести перпендикулярно к оси вращения наружной поверхности, меньше удвоенного момента инерции относительно последней оси, при этом разность величин внутреннего диаметра втулок и диаметра расположенных е них участков ротора превышает разность величин внутреннего диаметра гибкого колеса и диаметр участка ротора, размещенного внутри этого колеса.

1753069 игл

/7

Составитель А,Векшин

Редактор Н.Тупица Техред М.Мортентал Корректор M.ÐeTÐo à

Заказ 2749 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101