Устройство для демонстрации планетарного редуктора с помощью кодоскопа

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 09 В 23/06

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I (21) 4907680/12 (22) 04.02.91 (46) 15.12.92. Бюл. Q 46

{71) Пензенский сельскохозяйственный институт и Пензенский политехнический институт (72) Н.Г.Горшков и Е.М,Кирин (56) Авторское свидетельство СССР

М 3411071, кл. G 09 В 1/22, 1972. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ

ПЛАНЕТАРНОГО РЕДУКТОРА С ПОМОЩЫО КОДОСКОПА (57) Использование: изобретение относится к учебно-наглядным пособиям по курсу теории механизмов и машин и позволяет показать условия собираемости и несоби- Изобретение относится к демонстрационным приборам и учебно-наглядным пособиям для применения в учебном процессе, в частности при изучении курса теории механизмов и машин.

Известны устройства зубчатых планетарных редукторов различных типов, в том числе и моделей, содержащие неподвижное и подвижное центральные колеса, водило с сателлитами.

Известные устройства не позволяют продемонстрировать в поточной. аудитории одно из условий проектирования планетарных реду кторов: условие сборки (условие равных углов между сателлитами).

Известно устройство для демонстрации работы плоских механизмов с помощью кодоскопа. Устройство имеет корпус в виде трех пластин из прозрачного органического стекла, причем в пространстве между средней и одной наружной пластинами расположен приводной диск, сегмент которого выступает за,;50,, 1781690 А1

2 раемости планетарного редуктора, Сущность изобретения: часть зубьев и впадин неподвижного, центрального колес и сателлитов снабжены обечайками из токопроводящего материала, соединенными между собой проводниками, образующих две электрические цепи,- снабженных источниками питания и индикаторными лампами, при этом центральное и неподвижное колеса выполнены сменными для работы с тремя и четырьмя сателлитами. Устройство позволяет обеспечить повышение наглядности изучаемого материала, расширение демонстрационных возможностей прибора, 2 э.п. ф-лы, 3 ил. пределы пластин для обеспечения привода механизма, а между средней и второй наружной пластинами расположена модель плоского механизма, входное звено которого закреплена на оси приводного диска. Устройство дает возможность при помощи кодоскопа проектировать на экран и наблюдать за движением цветйых звеньев плоского механизма, помещенного в устройстве, в том числе и планетарного редуктора.

Устройство с помещенным в нем зубчатым планетарным редуктором, состоящим из неподвижного зубчатого колеса Ю внутренним зацеплением, центрального зубчатого колеса, водила с сателлитами, позволяет наглядно демонстрировать работу планетарного редуктора на экране с помощью кодоскопа.

Однако демонстрационные возможности устройстве еще далеко не исчерпаны.

Целесообразно расширить их путем показа условий сборки (собираемости и несобирае1781690 мости) редуктора при увеличении наглядности изображения, Целью изобретения является расширение демонстрационных возможностей устройства и повышение наглядности путем показа условий собираемости и несобирае мости редуктора, Указанная цель достигается тем, что в устройстве для демонстрации планетарного редуктора с помощью-кодоскопа, содержащей корпус, закрепленную йа нем модель неподвижного зубчатого колес с внутренними зубьями, модели подвижных центрального зубчатого колеса и сателлитов, смонтированных на модели водила, и приводной диск, выступающий за пределы корпуса, часть зубьев и впадин неподвижного, центрального колес и сателлитов снабжены обечайками из токопроводящего материала, соединенными между собой проводниками, образующих две электрических цепи, . снабженных источниками питания и индикаторными лампами, при этом центральное и неподвижное колеса выполнены сменными для работы с тремя и четырьмя сателлитами.

При трех сателлитах упомянутыми обечайками снабжены диаметрально противополо>кные зуб и впадина сателлитов, три расположенные под углом 120 зуба неподвижного зубчатого колеса и три впадины центрального зубчатого колеса, При четырех сателлитах упомянутыми обечайками снабжены диаметрально противоположные зуб и впадина сателлитов, четыре расположенные под углом 90 зуба неподвижного зубчатого колеса и четыре попарно противоположные зубья и впадины центрального зубчатого колеса.

Сравнение предлагаемого изобретения с прототипом позволило установить его отличительные признаки: часть зубьев и впадин зубчатых колес устройства планетарного редуктора снабжены обечайками из токопроводящего материала; у сателлитов обечайками снабжены диаметрально противоположные эуб и впадина; у неподвижного колеса обечайками снабжены три расположенные под углом

120 зуба (при работе редуктора с тремя сателлитами) и четыре зуба, расположенные под углом 90 (при работе редуктора с четырьмя сателлитами); у центрального подвижного колеса обечайками снабжены три расположенные под углом 120 впадины (при работе редуктора стремя сателлитами) и четыре попарно противоположные зубья и впадины (при работе редуктора с четырьмя сателлитами);

Часть зубьев и впадин всех зубчатых колес планетарного редуктора снабжены обечайками 16 из токопроводящего материала, например, медной фольги, вделанной в контур зуба или впадины без нарушения их геометрической эвольвентной формы. обечайки соединены между собой проводниками; обечайки и проводники образуют две электрические цепи, снабженные источни5 ками питания и индикаторными лампами, центральное и неподвижное колеса редуктора выполнены сменными для работы с тремя и четырьмя сателлитами.

Эти признаки позволяют продемонстри10 ровать с помощью кодоскопа показ условий сборки (собираемости и несобираемости) планетарного редуктора, что существенно расширяет демонстрационные возможности устройства, повышает наглядность изобра15 жения, увеличивает объем информации, повышает усвояемость материала.

На фиг. 1 изображено устройство для демонстрации планетарного редуктора с помощью кодоскопа в двух проекциях с ча20 стичными вырезами для лучшего показа конструкции; на фиг. 2 изображены схемы работы устройства при трех сателлитах(фиг.

2а) и при четырех сателлитах (фиг. 2б); на фиг. 3 представлена конструкция зуба и впа25 дины зубчатых колес редуктора.

Устройство для демонстрации планетарного редуктора с помощью кодоскопа состоит из корпуса, смонтированного из трех пластин (верхней 1, средней 3 и нижней 5), 30 изготовленных иэ белого прозрачного органического стекла. Пластины разделены прокладками 2 и 4. Пластины и прокладки скреплены винтами 6 с гайками. В пространстве между средней и верхней пласти35 нами смонтирован механизм планетарного редуктора, состоящий из центрального зубчатого колеса 7 (с числом зубьев, например, z< = 30), неподвижного колеса с внутренними зубьями 8 (гэ - 60) с прокладками 9 и

40 винтами 10, крепящими его к корпусу, сателлитов 11 (z2 = 15), свободно вращающихся на водиле 12 на осях 13. Водило 12 имеет посадочные места для трех и четырех сателлитов. На водиле 12 нанесены линии разметки

45 через 120 (при установке трех сателлитов) и через 90 (при установке четырех сателлитов), В пространстве между средней и нижней пластинами расположено колесо 14; служащее для привода входного звена—

50 центрального зубчатого колеса 7. Приводное колесо и входное центральное зубчатое колесо насажены на квадраты оси 15, вращающейся в нижней и средней пластинах.

1781690

При трех сателлитах обечайками снабжены диаметрально противоположные зуф и впадина сателлитов 11, три расположенные под углом 120 зуба неподвижного зубчатого колеса 8, три впадины центрального зубчатого колеса 7, расположенные также под углом 120О.

При четырех сателлитах обечайками снабжены диаметрально противоположные зуб и впадина сателлитов 11, четыре расположенные под углом 90О зуба неподвижного зубчатого колеса 8, четыре попарно противоположные зубья и впадины центрального зубчатого колеса 7 (два зуба и две впадины).

Зубья и впадины, имеющие обечайки, соединены между собой проводниками 17, в виде тонкой медной проволоки, вделанной в риски, выполненные в теле зубчатых колес..

У сателлитов 11 проводником соединены обечайки противоположных зуба и впадины. У центрального колеса 7 проводниками соединены одна впадина с двумя другими (при трех сателлитах) и два зуба и две впадины, противоположные друг другу (при четырех сателлитах).

У неподвижного зубчатого колеса на внешнюю сторону выведены три проводника от трех зубьев, снабженных обечайками (при трех сателлитах), и четыре проводника от четырех зубьев, снабженных обечайками (при четырех сателлитах).

Центральное колесо 7 и неподвижное колесо 8 выполнены сменными для работы с тремя и четырьмя сателлитами.

Все проводники 17 зубчатых колес, выведенные наружу через проводники неподвижного зубчатого колеса; собраны в две электрические цепи, снабженные двумя источниками питания (ИП) 18 и двумя индикаторными лампами 19, которые закреплены на корпусе устройства.

Устройство работает следующим образом, . Сначала демонстрируют работу планетарного редуктора (например, при трех сателлитах), Для демонстрации работы планетарного редуктора устройство кладут на стол кодоскопа (Полилюкс-1 или Лектор2000) и, поворачивая приводной диск 14, приводят во вращение центральное колесо

7. Сателлиты 11, входящие в зацепление с центральным колесом, начинают обкатываться вокруг центрального колеса и неподвижного колеса 8.

При работе устройства зубья и впадины, снабженные обечайками, всех колес nooseредно входят в зацепление друг с другом и в определенных положениях замыкают электрические цепи, в результате чего на

z1 U fg С

Со „

30 где z1 — число зубьев центрального колеса; и« -1+— з з

35

Со — целое или нецелое число;

К вЂ” число сателлитов.

Если Со — целое число, то условие сборки выполняется и редуктор можно собирать в подвижную конструкцию, если Co — нецелое число, то условие сборки не выполняется и редуктор не собирается.

При трех сателлитах

30 (1 + 30.)

К 3 (целое число) При четырех сателлитах

21 0 н

30(1 + — )

К 4 (нецелое число) 55

Для демонстрации собираемости редуктора разбирают устройство — снимают верхнюю пластину и удаляют все три сателлита, устройстве загораются сигнальные индикаторные лампы, свидетельствующие о количестве оборотов, совершаемых зубчатыми колесами редуктора. Так, например, с боль5 шой наглядностью можно наблюдать то, что эа 1/3 оборота водила 12 центральное колесо совершает один оборот. При повороте водила на 1 оборот центральное колесо повернется на три оборота. Кроме указанных

10 положений можно наблюдать с помощью индикаторных ламп и другие промежуточные положения звеньев редуктора, Это существенно повышает демонстрационные возможности прибора и повышает нагляд15 ность изображения на экране.

Далее приступают к демонстрации собираемости и несобираемости редуктора (так называемого, условия сборки).

Для того, чтобы механизм, включаю20 щий несколько сателлитов, мог быть собран, необходимо чтобы зубья каждого из сателлитов могли одновременно войти в зацепление с обеими центральным 7 и неподвижным 8 колесами.

25 Условие сборки планетарного редуктора, как известно, определяется по формуле

1781690

Центральное колесо и неподвижное колесо, рассчитанные на работу с тремя сателлитами, оставляют на месте.

Далее (см, рис. 2а) берут первый сателлит, ставят его на ось водила и совмещают его зуб, снабженный обечайкой, с впадиной, снабженной обечайкой, центрального колеса. Противоположную впадину сателлита совмещают с зубом, снабженным обечайкой, неподвижного колеса. Далее аналогично монтируют остальные два сателлита, которые располагают под углом 120 друг к другу. При этом во время монтажа двух соседних сателлитов замыкается первая электрическая.цепь и загорается индикаторная лампа, свидетельствующая о сборке двух сателлитов. Далее во время монтажа третьего сателлита замыкается вторая электрическая цепь, загорается вторая лампа, сигнализирующая о сборке другой пары сателлитов (один сателлит при этом является общим), Описанное позволяет наглядно продемонстрировать процесс сборки редуктора, соблюдение условия сборки, положение зубьев и впадин, снабженных обечайками, относительно друг друга, способствующее собл юдению услови и сборки (собираемости) редуктора. Это способствует повышению наглядности устройства, расширяет его демонстрационные возможности, увеличивает объем информации, Далее приступают к демонстрации несобираемости редуктора при четырех сателлитах. Для этого снимают с устройства сателлиты, меняют центральное колесо и неподвижное колесо на колеса, предназначенные для работы с четырьмя сателлитами;

K имеющимся трем сателлитам добавляют четвертый сателлит.

Затем собирают редуктор по схеме, приведенной на рис. 2б. Сборку ведут аналогично вышеописанному с той разницей, что сателлиты располагают под углом 90 .

При сборке редуктора два противоположных сателлита (верхний и нижний) точно входят в зацепление с центральным и неподвижным колесами. Первая электрическая цепь замыкается и загорается индикаторная лампа, свидетельствующая о соблюдении условия сборки при двух сателлитах

21(1 + — ) 30(1 + 30)

2з 60

К 2

При постановке другой пары сателлитов их зубья попадают на зубья неподвижного колеса и вторая электрическая цепь не защие технические преимущества предлагаемое устройство обеспечивает

15 наглядный показ работы планетарного ре20 устройство обеспечивает наглядный показ несоблюдения условия сборки (несоби25 раемости) при 4-х сателлитах;

55

40 мыкается, индикаторная лампа не загорается, что свидетельствует о нарушении условия сборки редуктора при четырех сателлитах, Описанное позволяет наглядно продемонстрировать условие несобираемости редуктора, что существенно повышает демонстрационные воэможности устройства, повышает наглядность и объем демонстрируемой информации.

Таким образом, выполнение устройства описанным образом обеспечивает по сравнению с устройством-прототипом следуюдуктора с одйовременной индексацией положений звеньев (колес) и их оборотов относительно друг друга, посредством индикаторных ламп; устройство обеспечивает наглядный показ соблюдения условия сборки (собираемости) при 2-х и 3-х сателлитах; в совокупности предлагаемое устройство обеспечивает существенное расширение демонстрационных возможностей учебнонаглядного пособия, повышение наглядности изображенйя, расширение объема информации, внесение элементов игры в учебный процесс; в целом устройство позволяет улучшить усвояемость материала, повысить качество обучения.

По предлагаемому изобретению изготовлен опытный образец. Испытания подтвердили положительный эффект, описанный в заявке. Изобретение найдет применение в учебном процессе при изучении курса теории механизмов и машин.

Формула изобретения

1. Устройство для демонстрации планетарного редуктора с помощью кодоскопа, содержащее корпус, закрепленную на нем модель неподвижного зубчатого колеса с внутренними зубьями, модели подвижных центрального зубчатого колеса и сателлитов; смонтированных на модели водила, и приводной диск, выступающий за пределы корпуса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей устройства и повышения наглядности путем показа условий собираемости и несобираемости редуктора, часть зубьев и впадин неподвижного и центрального колес и сателлитов снабжены обечайками из токопроводящего материала, соединенными между собой проводниками, образующими

1781б90

10 две электрические цепи, снабженные источниками питания и индикаторными лампами, при этом центральное и неподвижное колеса выполнены сменными для работы стремя и четырьмя сателлитами.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е.с я тем, что при трех сателлитах упомянутыми обечайками снабжены диаметрально противоположные зуб и впадина сателлитов, три расположенные под углом 120 зуба неподвижного зубчатого колеса и три впадины центрального зубчатого колеса.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что при. четырех сателлитах

5 упомянутыми обечайками снабжены диаметрально противоположные зуб и впадина сателлитов, четыре расположенные под углом 90 зуба неподвижного зубчатого колеса и четыре попарно противоположные зубья и

10 впадины центрального зубчатого колеса.

1781690

1781690

Составитель Н.Горшков

Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор

Заказ 4275 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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