ЗАМКНУТЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ ПРЕРЫВИСТОГО ДВИЖЕНИЯ

Изобретение относится к механизмам, преобразующим непрерывное вращательное движение входного звена в прерывистое вращательное движение выходного звена, и может быть использовано в машинах-автоматах для точного позиционирования.

Известен механизм с прерывистым движением выходного звена, который содержит ведущее зубчатое колесо, укрепленное на валу привода, ведомое зубчатое колесо для периодического сопряжения с ведущим, жестко и соосно связанное с выходным звеном в виде технологической карусели прерывистого движения, подпружиненный роликовый фиксатор для выдерживания карусели в неподвижном положении при выстоях, и стойки, при этом ведущее зубчатое колесо не имеет зубьев на двух участках его венца, смещенных один относительно другого на 180°, а диаметр делительной окружности ведущего зубчатого колеса соответствует выражению где D₁ - диаметр делительной окружности ведущего зубчатого колеса, D₂ - диаметр делительной окружности ведомого зубчатого колеса, S - длина дуги делительной окружности ведущего зубчатого колеса на каждом из участков, не имеющем зубьев (RU 2426022 С1, 10.08.2011).

Недостатком известного устройства является его невысокая надежность из-за жестких ударов, вызываемых периодическим разрывом кинематической связи между ведомым и ведущим звеньями.

Наиболее близким по техническому решению является рычажно-зубчатый механизм прерывистого движения, содержащий шарнирный четырехзвенный механизм, центральное колесо, расположенное соосно кинематической паре стойки и коромысла, и сателлит, ось вращения которого совпадает с осью кинематической пары коромысла и шатуна, при этом кривошип шарнирного четырехзвенного механизма одновременно является эксцентричным зубчатым колесом, входящим в зацепление с сателлитом, а сателлит находится в зацеплении с центральным колесом (Озол О.Г. Теория механизмов и машин. Пер. с латыш./Под ред. С.Н. Кожевникова. - М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1984. - С. 138-139.; Механизмы и устройства прерывистого движения [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://youtu.be/SPD4ua9v1fE).

Недостатками этого устройства являются сравнительно небольшая продолжительность остановки выходного звена одного оборота кривошипа) и невысокое передаточное отношение (2,5…2,7), что вызывает необходимость установки дополнительных понижающих передач.

Задачей изобретения является увеличение передаточного отношения механизма и продолжительности остановки выходного звена.

Поставленная задача решается за счет того, что в отличие от ближайшего аналога в замкнутом дифференциальном механизме прерывистого движения кривошип шарнирного четырехзвенного механизма одновременно является зубчатым колесом, входящим во внешнее зацепление с центральным колесом, а сателлит расположен на коромысле и входит во внешнее зацепление с центральным колесом и во внутреннее зацепление с зубчатым колесом, расположенным соосно центральному колесу.

Технический результат, достигаемый представленной совокупностью признаков, выражается в более продолжительной остановке выходного звена (до одного оборота кривошипа) и большем передаточном отношении (до 8), либо в меньших габаритных размерах устройства при передаточном отношении и продолжительности остановки выходного звена, схожих с ближайшим аналогом.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема замкнутого дифференциального механизма прерывистого движения; в табл. 1 приведены геометрические параметры механизма (числа зубьев зубчатых колес z_i и длины звеньев: ОС, OA, АВ, ВС, CD, при модуле зацепления, равном 2 мм, и любом значении угла конфигурации коромысла γ) в зависимости от передаточного отношения и продолжительности остановки выходного звена одного оборота кривошипа.

Замкнутый дифференциальный механизм прерывистого движения (фиг. 1) содержит шарнирный четырехзвенный механизм, звеньями которого являются стойка (звено ОС), кривошип 1, шатун 2 и коромысло 3. Кривошип 1 (входное звено) одновременно является зубчатым колесом, входящим во внешнее зацепление с центральным колесом 4, расположенным соосно кинематической паре стойки и коромысла. На коромысле 3 установлен сателлит 5, входящий во внешнее зацепление с центральным колесом 4 и во внутреннее зацепление с зубчатым колесом 6 (выходным звеном), ось вращения которого совпадает с осью центрального колеса 4.

Геометрические параметры механизма: числа зубьев зубчатых колес 1, 4-6 z_i и длины звеньев шарнирного четырехзвенного механизма (отрезки ОС, OA, АВ, ВС, CD) могут быть приняты по табл. 1, в зависимости от передаточного отношения и продолжительности остановки выходного звена одного оборота кривошипа, при модуле зацепления, равном 2 мм, и любом значении угла конфигурации коромысла γ.

Замкнутый дифференциальный механизм прерывистого движения работает следующим образом.

Кривошипу (зубчатому колесу) 1 сообщается непрерывное вращательное движение. Коромысло 3 совершает при этом качательное движение. Центральное колесо 4 приводится в движение от зубчатого колеса 1 и сообщает непрерывное вращательное движение сателлиту 5.

Если кривошип 1 движется в направлении по ходу часовой стрелки, то при движении коромысла 3 в направлении против хода часовой стрелки некоторое время оно будет двигаться с постоянной угловой скоростью ω₃. За счет этого и благодаря специально подобранным геометрическим параметрам механизма происходит остановка вращения зубчатого колеса 6. При этом выполняется условие

где ω1 и ω₆ - угловые скорости входного и выходного звеньев. В остальное время зубчатое колесо 6 вращается в том же направлении, что и кривошип 1.

За определенный угол поворота кривошипа 1 ϕ1 зубчатое колесо 6 совершает поворот с остановкой на угол ϕ₁, равный