Механизм преобразования равномерного вращательного движения в неравномерное

 

Использование: в машиностроение, в частности при разработке гироскопических устройств. Сущность изобретения: механизм содержит корпус, ведущий вал с жестко закрепленным на нем ведущим поводком, ведомый вал, ведомое звено, жестко закрепленное на ведомом валу и кинематически связанное с ведущим поводком. Ведомое звено установлено эксцентрично ведомому валу, выполнено в виде штока и покрыто слоем упругодемпфирующего материала. Кинематическая связь ведомого звена с ведущим поводком выполнена в виде плоских пружин, прекрепленных к ведущему поводку с возможностью подпружинивания свободных концов пружин, охватывающих ведомое звено. 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению и, в частности, может быть использовано при разработке гироскопических устройств.

В известных гироскопических устройствах для повышения точностных характеристик по оси подвеса могут быть использованы коллекторные токоподводы [1 и 2] Коллекторные токоподводы применены в известном стенде для контроля датчиков угловой скорости [3] Применение коллекторов без упругой связи с подвесом гироскопических устройств выявляет тот факт, что их использование в условиях знакопеременного вращательного движения может снизить ресурс и точностные характеристики гироскопических устройств.

Однако, коллекторные токоподводы с упругими элементами вносят при движении подвеса или корпуса гироскопического устройства с равномерной скоростью дополнительную погрешность, ухудшающую точностные характеристики устройства. Дополнительная погрешность обусловлена скачком момента при переходе коллекторного токоподвода из состояния покоя к скольжению при равномерном движении подвеса или корпуса.

При этом наблюдается прерывистое движение коллектора, обуславливающее многократные скачки момента.

Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков является механизм преобразования равномерного вращательного движения в неравномерное [3] Это устройство содержит размещенные в корпусе ведущий вал с жестко закрепленным на нем ведущим поводком, ведомый вал, установленный эксцентрично относительно ведущего вала, ведомое звено, жестко закрепленное на ведомом валу и кинематически связанное с ведущим поводком, причем ведомое звено выполнено в виде колеса, кинематическая связь ведомого звена с ведущим поводком выполнена в виде предназначенной для взаимодействия с колесом рейки, установленной на поводке с возможностью перемещения вдоль него и подпружиненной к колесу, а валу установлены с возможностью изменения эксцентриситета.

Кроме того, механизм снабжен по крайней мере одним дополнительным ведомым валом, дополнительным колесом, жестко закрепленным на этом валу, и предназначенной для взаимодействия с дополнительным колесом рейкой, установленной на поводке с возможностью перемещения вдоль него и подпружиненной к дополнительному колесу.

Основным недостатком данного устройства является сложность конструкции и в связи с этим неприменимость его в гироскопических устройствах [1-3] Задачей предлагаемого изобретения является снижение величины скачков момента сопротивления вращению по оси ведущего вала при переходе ведомого вала из состояния покоя к вращению и упрощение конструкции механизма.

Для этого в механизме преобразования равномерного вращательного движения в неравномерное, содержащем корпус, размещенные в корпусе ведущий вал с жестко закрепленным на нем ведущим поводком, ведомое звено, жестко закрепленное на ведомом валу и кинематически связанное с ведущим поводком, ведомое звено установлено эксцентрично ведомому валу и выполнено в виде штока, покрытого слоем упругодемпфирующего материала.

Кинематическая связь ведомого звена с ведущим поводком выполнена в виде плоских пружин, прикрепленных к ведущему поводку с возможностью подпружинивания свободных концов пружин, охватывающих ведомое звено.

Предлагаемое устройство отличается от прототипа тем, что ведомое звено установлено эксцентрично ведомому валу и выполнено в виде штока, покрытого слоем упругодемпфирующего материала, кинематическая связь ведомого звена с ведущим поводком выполнено в виде плоских пружин, прикрепленных к ведущему поводку с возможностью подпружинивания свободных концов пружин, охватывающих ведомое звено.

Совокупность существенных признаков, характеризующих предлагаемое техническое решение, позволяет в сравнении с прототипом достигнуть технический результат, заключающийся в снижении величины скачков момента сопротивления вращению по оси ведущего вала при переходе ведомого вала из состояния покоя к вращению, при упрощении конструкции механизма.

Это обусловлено тем, что в процессе деформации упругодемпфирующего слоя происходит поглощение и рассеивание упругой энергии, т.е. демпфирование в результате формирования наружными слоями ведомого звена момента, зависящего от скорости упругой деформации и, тем самым снижение амплитуды скачков момента при переходе ведомого вала к вращению со знакопостоянной скоростью.

В случае применения предлагаемого технического решения в гироскопических устройствах [1-3] полученный технический результат выражается в исключении значительной величины скачков момента по оси вращения подвеса гироскопического устройства при переходе коллектора из состояния покоя к скольжению при вращении со знакопостоянной скоростью.

В конечном итоге это приводит к повышению точностных характеристик этих гироскопических устройств.

Указанный выше технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве ведомое звено установлено эксцентрично к ведомому валу и выполнено в виде штока, покрытого слоем из упругодемпфирующего материала, кинематическая связь ведомого звена выполнена в виде плоских пружин, прикрепляемых к поводку с возможностью подпружинивания свободных концов пружин, охватывающих ведомое звено.

Кроме того, совокупность существенных признаков предлагаемого технического решения обеспечивает технологичность регулировки жесткости и предварительного подпружинивания пружин для формирования желаемого характера изменения момента сопротивления вращению ведущего вала в условиях эксплуатации.

Таким образом, предлагаемое техническое решение представляет собой новую совокупность признаков по сравнению с известными решениями поставленной задачи, явно не следует из уровня техники и может быть признано соответствующим критерию "изобретательский уровень", На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 шток; на фиг.3 ведомое звено; на фиг.4 расположение пружин относительно ведомого звена и поводка.

Механизм преобразования равномерного вращательного движения в неравномерное содержит размещенные в корпусе 1 ведущий вал 2 с жестко закрепленным на нем ведущим поводком 3, ведомый вал 4, ведомое звено 5, жестко закрепленное на ведомом валу, установленное эксцентрично ведомому валу 4 и выполненное в виде штока 6, покрытого слоем из упругодемпфирующего материала 7.

Кинематическая связь ведомого звена 5 выполнена в виде изогнутых в противоположные стороны двух плоских пружин 8 и 9, одним концом прикрепленных к ведущему поводку 3 с возможностью подпружинивания свободных концов, охватывающих ведомое звено 5.

Предлагаемый механизм преобразования равномерного вращательного движения в неравномерное работает следующим образом (в составе гироскопического устройства [1-3] При вращении ведущего вала 2 поводок 3, жестко закрепленный на валу 2, вращаясь, дополнительно подпружинивает одну из плоских пружин 8 (9), деформируя при этом наружный слой 7 ведомого звена 5.

Результирующий момент от дополнительного подпружинивания обеих пружин 8 и 9 не превышает величины встречно направленного момента, формируемого предварительным сжатием пружин 8 и 9 и не превышает величину момента трогания ведомого вала 4 (коллекторного токоподвода).

При трогании ведомого вала 4 момент сопротивления вращению (момент скольжения) не превышает величины момента трогания и, следовательно, вал 4 (малогабаритный коллекторный токоподвод) разворачивается в направлении ведущего вала 2.

При этом резко уменьшается дополнительное подпружинивание одной из пружин и тем самым на валу 2, т.е. по оси подвеса гироскопического устройства, возникает скачкообразное изменение момента.

В этот момент деформируется наружный слой из упругодемпфирующего материала 7, формирующий тормозящий момент, зависящий от скорости упругой деформации слоя 7 и при трогании по сравнению с прототипом существенно уменьшающий угол и скорость поворота ведомого вала 4, обусловливающие характер изменения результирующего момента.

В результате снижается скорость нарастания и амплитуда момента и также количество аналогичных режимов за оборот и, следовательно, повышается точность гироскопического устройства.

При вращении корпуса гироскопического устройства характер работы механизма аналогичен описанному выше.

Формула изобретения

МЕХАНИЗМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ РАВНОМЕРНОГО ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ В НЕРАВНОМЕРНОЕ, содержащий размещенные в корпусе ведущий вал с жестко закрепленным на нем ведущим поводком, ведомый вал, ведомое звено, жестко закрепленное на ведомом валу и кинематически связанное с ведущим поводком, отличающийся тем, что ведомое звено установлено эксцентрично к ведомому валу и выполнено в виде штока, покрытого слоем упругодемпфирующего материала, кинематическая связь ведомого звена с ведущим поводком выполнена в виде плоских пружин, прикрепленных к ведущему поводку с возможностью подпружинивания свободных концов пружин, охватывающих ведомое звено.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4