кулачково-зубчато-рычажный механизм для воспроизведения периодического поворота

Формула изобретения

КУЛАЧКОВО-ЗУБЧАТО-РЫЧАЖНЫЙ МЕХАНИЗМ ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ПОВОРОТА, содержащий шарнирный четырехзвенник, установленные на осях шарниров четырехзвенника и взаимодействующие между собой зубчатые колеса, одно из которых ведомое, установленный на оси вращения кривошипа четырехзвенника кулачок, взаимодействующий с кулачком фиксатор ведомого колеса, и упругий элемент, выполненный в виде пружины, установленный с преднатягом для обеспечения движения механизма во время выстоя ведомого колеса, отличающийся тем, что кривошип выполнен составным из двух частей, а упругий элемент размещен между частями кривошипа и предназначен для связи их между собой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в многопозиционных поворотных столах металлорежущих станков, револьверных подачах прессов и транспортирующих устройствах.

Известен зубчато-рычажный механизм для воспроизведения периодического поворота ведомого колеса, содержащий кривошипно-коромысловый шарнирный четырехзвенник, на осях подвижных шарниров и неподвижного шарнира коромысла которого установлены последовательно зацепляющиеся между собой зубчатые колеса. Колесо, установленное на оси подвижного шарнира ведущего кривошипа, связано с кривошипом жестко, а промежуточное и ведомое колеса вращаются на осях шарниров коромысла свободно [1]

Однако такой механизм обеспечивает лишь приближенный выстой ведомого колеса, поскольку оно во время выстоя совершает обратный поворот.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является кулачково-зубчато-рычажный механизм для воспроизведения периодического поворота, содержащий шарнирный четырехзвенник, кулачок, установленный на оси вращения кривошипа четырехзвенника, взаимодействующие между собой зубчатые колеса, установленные на осях подвижных шарниров и неподвижного шарнира коромысла, одно из которых является ведомым, фиксатор ведомого колеса, взаимодействующий с кулачком, фиксатор ведущего кривошипа, взаимодействующий с зубчатым колесом, установленным на подвижном шарнире кривошипа, и упругий элемент, установленный с преднатягом, взаимодействующий одним концом с кривошипом, а другим с зубчатым колесом, установленным на подвижном шарнире кривошипа [2]

Недостатком известного механизма являются неблагоприятные динамические характеристики и наличие дополнительного фиксатора, связывающего кривошип и зубчатое колесо, что увеличивает число звеньев и усложняет конструкцию механизма.

Сущность изобретения заключается в том, что кулачково-зубчато-рычажный механизм для воспроизведения периодического поворота содержит шарнирный четырехзвенник, установленные на осях шарниров четырехзвенника и взаимодействующие между собой зубчатые колеса, одно из которых ведомое, установленный на оси вращения кривошипа четырехзвенника кулачок, взаимодействующий с кулачком фиксатор ведомого колеса, и упругий элемент, выполненный в виде пружины, установленной с преднатягом между частями кривошипа, состоящего из двух частей, причем упругий элемент предназначен для связи их между собой и обеспечивает движение механизма во время выстоя ведомого колеса.

Технический результат от использования изобретения заключается, во-первых, в улучшении динамических характеристик механизма за счет введения упругого элемента непосредственно в рычажную цепь механизма по сравнению с другими вариантами, когда, например, упругий элемент соединяет между собой зубчатые колеса или зубчатое колесо и звено рычажного механизма. Такой вариант установки упругого элемента позволяет получить значительный выигрыш в силе в зацеплении выходного колеса, передаваемой от упругого элемента. От этой силы зависит интенсивность разгона выходного колеса в момент начала движения после окончания выстоя, что влияет на быстроходность механизма. Во-вторых, за счет исключения фиксатора кривошипа упрощается конструкция механизма.

На чертеже представлена кинематическая схема предлагаемого механизма.

Кулачково-зубчато-рычажный механизм содержит шарнирный четырехзвенник АВСD, состоящий из кривошипа, составленного из двух частей 1 и 1", шатуна 2, коромысла 3, стойки 4; взаимодействующие между собой зубчатые колеса 5, 6 и 7; упругий элемент 8, выполненный в виде спиральной пружины сжатия и установленный с предварительным натягом двухстороннего действия таким образом, что как уменьшение, так и увеличение длины кривошипа по сравнению с его первоначальной длиной, требует превышения силой растяжения или сжатия кривошипа силы предварительного натяга его упругого элемента; фиксатор 9, взаимодействующий с кулачком 10 и ведомым колесом 7.

Механизм работает следующим образом.

При вращении кривошипа 1 и 1", закрепленный на его валу кулачок 10, воздействуя на фиксатор 9, удерживает его в отведенном от колеса 7 положении, что позволяет ведомому колесу 7 свободно поворачиваться вокруг своей оси. При этом сила, передаваемая вдоль кривошипа 1, меньше силы выбранного предварительного натяга упругого элемента 8. Вследствие этого части кривошипа 1 и 1" движутся как одно звено. В начале угла выстоя кулачок 10 освобождает фиксатор 9 и последний фиксирует колесо 7 от поворота. Принудительная остановка колеса 7 приводит к превышению силы предварительного натяга упругого элемента 8, в результате чего начинается относительное движение частей кривошипа 1 и 1", что и позволяет механизму продолжать движение при остановленном колесе 7. В конце угла выстоя кулачок 10 отводит фиксатор 9 и цикл движения повторяется.

Изобретение за счет того, что упругий элемент, выполненный в виде пружины, связывает между собой с преднатягом части кривошипа, позволяет улучшить динамические характеристики механизма за счет введения упругого элемента непосредственно в рычажную цепь механизма, а также упростить конструкцию механизма путем исключения фиксатора кривошипа.