Механизм для преобразования вращательного движения в сложное

 

Изобретение относится к машиностроению и приборостроению и может быть использовано в различных системах и устройствах. Механизм содержит центральный корпус 1, входной 3, промежуточный 5 и ведомый 4 валы и два планетарных механизма, включающих каждый коническое центральное колесо 7 и два сателлита 6. Корпуса 2 планетарных механизмов закреплены на промежуточном валу 5 симметрично относительно центрального корпуса 1. Вал 5 установлен в корпусе 1 с возможностью вращения. Соосные ведомые валы 4 с парой сателлитов поворотно установлены в корпусе 2. Геометрические оси поворота каждой пары сателлитов перпендикулярны друг другу и валу 5. Колеса 7 закреплены на корпусе 1 соосно с валом 5. Зубчатые венцы колес 7 равновелики зубчатым венцам сателлитов 6. Каждое колесо 7 зацеплено с соответствующей парой соосных сателлитов 6. Входной вал 3 расположен в корпусе 1 перпендикулярно валу 5 и соединен с ним конической передачей. Упрощена конструкция и расширены кинематические возможности передачи. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и приборостроения и может быть использовано в различных системах и устройствах, использующих новый технический принцип создания различных пространственных траекторий движения элементов механической системы с использованием в самой системе только круговых вращательных движений, например в новом классе летательных аппаратов [1]/, в динамических рекламных модулях нового класса, в системах энергетики и др.

Известен дифференциальный механизм [2] для привода пары соосно расположенных выходных валов от входного вала, в состав которого входят корпус, входной и два выходных вала, водило, конические колеса, позволяющий передавать вращательное движение входного вала на два соосно расположенных выходных вала, направление осей вращения которых зафиксировано в пространстве относительно оси входного вала.

Недостатками этого механизма являются ограниченные кинематические возможности и функциональное назначение.

Известен также импульсный привод [3] для преобразования вращательного движения в сложное, содержащий корпус, управляющее устройство, выходной вал, водило, сателлит и заторможенное центральное коническое колесо.

Недостатками этого устройства являются техническая сложность и ограниченное функциональное назначение.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является инерционный трансформатор вращающего момента [4] , содержащий корпус, входной и выходной валы, два планетарных механизма, каждый из которых включает центральное колесо и сателлиты, кинематически связанные друг с другом.

Недостатками такой конструкции являются техническая сложность механизма, ограниченные кинематические возможности и функциональное назначение.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение кинематических возможностей и функционального назначения, а также достижение максимальной простоты конструкции.

Поставленная задача решается тем, что в механизме, содержащем корпус, входной и ведомые валы, два планетарных механизма, каждый из которых включает центральное колесо и два сателлита, кинематически связанные друг с другом, согласно изобретению каждый планетарный механизм установлен в отдельном корпусе. Корпуса планетарных механизмов и центральный корпус имеют соосные отверстия в боковых стенках под промежуточный вал, проходящий через центральный корпус с возможностью поворота. Корпуса планетарных механизмов расположены симметрично относительно центрального корпуса и закреплены на концах промежуточного вала. Сателлиты выполнены в виде конических колес. Каждая пара конических колес закреплена на соосных ведомых валах, установленных в стенках корпуса соответствующего планетарного механизма с возможностью поворота и имеющих наружные фланцы. Геометрические оси поворота каждой пары конических колес пересекают ось промежуточного вала и перпендикулярны промежуточному валу и друг другу. Центральные колеса выполнены коническими и закреплены на боковых стенках центрального корпуса снаружи соосно промежуточному валу. Зубчатые венцы центральных конических колес равновелики зубчатым венцам конических колес. Каждое центральное колесо находится в зацеплении с соответствующей парой соосных конических колес. Входной вал расположен в центральном корпусе перпендикулярно промежуточному валу и соединен с ним конической передачей.

В таком механизме за один оборот промежуточного вала соосные ведомые валы также повернутся на один оборот в противоположных друг относительно друга направлениях, при этом оси вращения ведомых валов также повернутся в своих плоскостях на один оборот вокруг оси промежуточного вала. Таким образом рабочие элементы механической системы, например, лопасти подъемного устройства летательного аппарата [1] или носители информации рекламного модуля, закрепленные на наружных фланцах ведомых валов предлагаемого механизма с соблюдением определенных размеров и формы, будут вращаться по сложным пространственным траекториям. Выбирая форму и размеры рабочих элементов механической системы и корпусов механизма, а также ориентацию оси входного вала в пространстве, можно получать различные циклические пространственные траектории движения рабочих элементов с целью расширения областей применения.

Предлагаемый механизм прост в изготовлении и надежен в эксплуатации.

Сопоставительный анализ заявляемого механизма и прототипа выявляет наличие отличительных признаков у заявляемого механизма по сравнению с наиболее близким аналогом.

Таким образом заявляемый механизм соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области позволило сделать вывод, что оно явным образом не следует из уровня техники и, следовательно, соответствует критерию "изобретательский уровень".

Возможность широкого использования заявляемого механизма в различных технических устройствах и системах обеспечивает ему критерий "промышленная применимость".

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 - схематически показан вид механизма, на фиг.2 - вид сбоку А-А.

Механизм включает центральный корпус 1, корпуса планетарных механизмов 2, входной 3 и ведомые 4 с фланцами валы, промежуточный вал 5, сателлиты 6, центральные колеса 7, коническую передачу 8-9.

Вращение входного вала 3 посредством конической передачи 8-9 передается на промежуточный вал 5, который приводит во вращение корпуса планетарных механизмов и установленные в них ведомые валы 4 с сателлитами 6, находящимися в зацеплении с заторможенными центральными колесами 7. Вследствие одинаковых размеров зубчатых венцов колес 6 и 7, за один оборот промежуточного вала и корпусов планетарных механизмов соосные конические колеса 6 и соответственно ведомые валы 4 с фланцами 10 также повернутся вокруг своих осей на один оборот в противоположных направлениях. На фланцах 10 могут быть установлены рабочие элементы механической системы, которые при реализуемой в пространстве комбинации синхронизированных вращательных движений будут описывать различные трехмерные циклические траектории.

Сравнительный анализ показывает, что кинематические возможности и функциональное назначение вышеописанного механизма существенно выше, а конструкция проще, чем в устройствах, описанных в аналогах. Возможность реализации различных трехмерных циклических траекторий движения рабочих элементов механической системы значительно расширяет функциональное назначение предлагаемого механизма и области его применения.

В настоящее время изготовлено три промысленных образца рекламно-информационных модулей с применением вышеописанного механизма.

Источники информации 1. Патент РФ 2128131, опубл. 27.03.99, БИ 9, 1999.

2. Авт. свид. СССР 1403994, опубл. 15.06.88, БИ 22, 1988.

3. Авт. свид. СССР 1446399, опубл. 23.12.88, БИ 47, 1988.

4. Авт. свид. СССР 1441126, опубл. 30.11.88, БИ 44, 1988 (прототип).

Формула изобретения

Механизм для преобразования вращательного движения в сложное, содержащий центральный корпус, входной и ведомые валы, два планетарных механизма, каждый из которых включает центральное колесо и два сателлита, кинематически связанных между собой, отличающийся тем, что каждый планетарный механизм установлен в отдельном корпусе, причем корпуса планетарных механизмов и центральный корпус имеет соосные отверстия в боковых стенках под промежуточный вал, проходящий через центральный корпус с возможностью поворота, причем корпуса планетарных механизмов расположены симметрично относительно центрального корпуса и закреплены на концах промежуточного вала, при этом сателлиты выполнены в виде конических колес, причем каждая пара конических колес закреплена на соосных ведомых валах, установленных в стенках корпуса соответствующего планетарного механизма с возможностью поворота и имеющих наружные фланцы, причем геометрические оси поворота каждой пары конических колес пересекают ось промежуточного вала и перпендикулярны промежуточному валу и друг другу, при этом центральные колеса выполнены коническими и закреплены на боковых стенках центрального корпуса снаружи соосно с промежуточным валом, причем зубчатые венцы центральных конических колес равновелики зубчатым венцам конических колес, причем каждое центральное колесо находится в зацеплении с соответствующей парой соосных конических колес, при этом входной вал расположен в центральном корпусе перпендикулярно промежуточному валу и соединен с ним конической передачей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2