планетарный механизм преобразования движения
Классы МПК: | F16H37/16 с ведущим или ведомым элементом, который вращается или качается на своей оси, а также совершает возвратно-поступательное движение |
Автор(ы): | Ларионов В.Н. |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" |
Приоритеты: |
подача заявки:
2002-05-06 публикация патента:
20.12.2003 |
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к механизмам преобразования вращательного движения в поступательное, и наоборот. Планетарный механизм преобразования движения содержит корпус (1) с центральным зубчатым колесом (2), имеющим внутреннее зубчатое зацепление с сателлитом (3), диаметр d делительной окружности которого равен половине диаметра D делительной окружности центрального зубчатого колеса (2), вал (4) сателлита (3), установленный во взаимодействующем с корпусом (1) водиле (5), ось вращения L которого совпадает с продольной осью симметрии центрального зубчатого колеса (2). Водило (5) образовано двумя частями (7 и 8), расположенными напротив торцевых плоскостей
и
центрального зубчатого колеса (2) и взаимодействующими с корпусом (1) через основные подшипниковые узлы качения (9). Обе части (7 и 8) водила (5) жестко связаны между собой через один компенсатор (27). Кривошип (6) связан с сателлитом (3) посредством закрепления его с возможностью изменения межосевого расстояния Р между ним и валом (4) сателлита (3), (т.е. между их осями вращения М и N) на установочном элементе (16) регулировочного устройства (17), которое своим опорным элементом (18) закреплено на одном из концов вала (4) сателлита (3). Технический результат - увеличение надежности и долговечности планетарного механизма преобразования движения, снижение его внутреннего дисбаланса до минимального значения, повышение его кпд и расширение его функциональных возможностей за счет конструктивной возможности изменения вектора перемещения кривошипа. 12 з.п. ф-лы, 4 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
![планетарный механизм преобразования движения, патент № 2219398](/images/patents/249/2219006/945.gif)
![планетарный механизм преобразования движения, патент № 2219398](/images/patents/249/2219041/946.gif)
Формула изобретения
1. Планетарный механизм преобразования движения, включающий корпус с центральным зубчатым колесом, имеющим внутреннее зубчатое зацепление с сателлитом, диаметр делительной окружности которого равен половине диаметра делительной окружности центрального зубчатого колеса, вал сателлита, установленный во взаимодействующем с корпусом водиле, ось вращения которого совпадает с продольной осью симметрии центрального зубчатого колеса, кривошип, связанный с сателлитом с параллельным расположением их осей вращения, отличающийся тем, что водило образовано двумя частями, расположенными напротив торцевых плоскостей центрального зубчатого колеса и взаимодействующими с корпусом через основные подшипниковые узлы качения, соосные с центральным зубчатым колесом, а сателлит жестко соединен со своим валом, установленным в обеих частях водила через дополнительные подшипниковые узлы качения, причем кривошип закреплен с возможностью изменения межосевого расстояния между ним и валом сателлита на установочном элементе регулировочного устройства, которое своим опорным элементом закреплено на одном из концов вала сателлита, обе же части водила жестко связаны между собой по меньшей мере через один компенсатор, расположенный между ними и обеспечивающий необходимые рабочие зазоры в основных подшипниковых узлах и балансировку масс механизма.2. Планетарный механизм по п.1, отличающийся тем, что части водила выполнены дискообразной формы с плоскими поверхностями, расположенными с зазорами напротив торцов центрального зубчатого колеса, причем на одной из части водила выполнен ведущий и/или ведомый цилиндрический выступ, соосный оси вращения водила.3. Планетарный механизм по п.1, отличающийся тем, что центральное зубчатое колесо выполнено за одно целое в виде единой детали с корпусом.4. Планетарный механизм по п.1, отличающийся тем, что сателлит выполнен за одно целое в виде единой детали со своим валом.5. Планетарный механизм по п.1, отличающийся тем, что на частях водила выполнены дорожки качения основных и дополнительных подшипниковых узлов качения.6. Планетарный механизм по п.1, отличающийся тем, что на свободном конце вала сателлита установлена опорная втулка с дорожкой качения одного из дополнительных подшипниковых узлов качения.7. Планетарный механизм по п.1, отличающийся тем, что на опорном элементе регулировочного устройства выполнена дорожка качения одного из дополнительных подшипниковых узлов качения.8. Планетарный механизм по п.1 или 3, отличающийся тем, что на корпусе выполнены дорожки качения основных подшипниковых узлов качения.9. Планетарный механизм по пп.5 и 8, отличающийся тем, что диаметры выполненных на частях водила и корпуса дорожек качения основных подшипниковых узлов качения больше диаметра делительной окружности центрального зубчатого колеса.10. Планетарный механизм по п.1 или 5, 6, 7, 8, отличающийся тем, что основные и дополнительные подшипниковые узлы качения выполнены в виде радиально-упорных шариковых подшипников.11. Планетарный механизм по п.1, отличающийся тем, что в установочном и опорном элементах регулировочного устройства выполнены соответствующие по форме и размерам взаимодействующие между собой выступ и паз соответственно, которые расположены поперечно к валу сателлита, причем установочный элемент регулировочного устройства зафиксирован относительно его опорного элемента посредством фиксирующего болта.12. Планетарный механизм по п.1, отличающийся тем, что он имеет один компенсатор, выполненный в виде массивной детали, занимающей свободное пространство между частями водила.13. Планетарный механизм по пп.1 и 12, отличающийся тем, что части водила жестко связаны между собой посредством по меньшей мере одного стяжного болта, проходящего сквозь компенсатор.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к механизмам преобразования движения. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является отдельный стеклоочиститель ветрового стекла автомобиля (патент США N 4630327, МПК B 60 S 1/36, публикация 23.12.86 г.), содержащий ползун, связанный со щеткой и изменяющийся в длину во время движения щетки, т.е. возвратно-поступательно перемещающийся относительно направляющей подвижного корпуса, содержащего устройство для управления возвратно-поступательным перемещением ползуна, которое состоит из первого внутреннего зубчатого венца, прикрепленного к корпусу, первой зубчатой шестерни, зацепляющейся с первым внутренним зубчатым венцом для втягивания и вытягивания (возвратно-поступательного движения) ползуна, где первая зубчатая шестерня через шип, расположенный на ее делительной окружности, подвижно связана с ползуном и выполнена с диаметром делительной окружности, равным половине диаметра делительной окружности первого внутреннего зубчатого венца. Первая зубчатая шестерня вращается на первом валу водила, жестко связанном с последним (с водилом), второй вал которого проходит через отверстие стенки подвижного корпуса с соосным расположением с первым зубчатым венцом. Второй вал водила является ведущим валом устройства для управления возвратно-поступательным перемещением ползуна и жестко связан с второй зубчатой шестерней второго устройства для управления поворотным перемещением подвижного (поворачивающегося) корпуса. Вторая зубчатая шестерня второго устройства для управления поворотным перемещением подвижного корпуса (и, конечно, привода, размещенного в этом подвижном корпусе устройства для возвратно-поступательного перемещения ползуна) имеет зубчатое зацепление с вторым внутренним зубчатым венцом, прикрепленным к второму неподвижному корпусу, через отверстие в котором проходит основной ведущий вал привода подвижного корпуса, жестко соединенный с последним. При рассмотрении динамики устройства для управления возвратно-поступательным перемещением ползуна видно, что в результате вращения второго вала водила (за счет обкатывания второй зубчатой шестерни второго внутреннего зубчатого венца неподвижного корпуса второго устройства при повороте подвижного корпуса относительно неподвижного) первая зубчатая шестерня обкатывает первый внутренний зубчатый венец и благодаря половинному соотношению их диаметров делительных окружностей - шип первой зубчатой шестерни (расположенный на ее делительной окружности и подвижно соединенный с ползуном), вращаясь относительно своей продольной оси симметрии (оси вращения), совершает возвратно-поступательные перемещения по диаметрально расположенной относительно первой зубчатой шестерни линии, тем самым перемещая возвратно-поступательно ползун со щеткой. Недостатками данного технического решения механизма стеклоочистителя ветрового стекла, а именно его устройства преобразования движения (устройства для управления возвратно-поступательным перемещением ползуна) являются невозможность воспринимать осевые нагрузки, так как в нем вторая ось водила, на которой жестко закреплена вторая зубчатая шестерня (второго устройства), опирается только на одну стенку подвижного корпуса, а первая ось водила, на которой вращается первая зубчатая шестерня, и шип ползуна имеют одностороннее закрепление; низкий кпд из-за больших потерь на трение скольжения между взаимодействующими составляющими; невозможность изменения направления вектора возвратно-поступательного перемещения шипа (т.е. элемента, совершающего возвратно-поступательные перемещения) вследствие жесткой привязки его к одному(определенному) месту первой зубчатой шестерни на ее делительном диаметре; большой внутренний дисбаланс конструкции из-за неуравновешенности несимметрично расположенных в ней ее составляющих. Задача изобретения - увеличение надежности и долговечности планетарного механизма преобразования движения, снижение его внутреннего дисбаланса до минимального значения, повышение его кпд и расширение его функциональных возможностей за счет конструктивной возможности изменения вектора перемещения кривошипа. Решение поставленной задачи достигается тем, что в планетарном механизме преобразования движения, включающем корпус с центральным зубчатым колесом, имеющим внутреннее зубчатое зацепление с сателлитом, диаметр делительной окружности которого равен половине диаметра делительной окружности центрального зубчатого колеса, вал сателлита, установленный во взаимодействующем с корпусом водиле, ось вращения которого совпадает с продольной осью симметрии центрального зубчатого колеса, кривошип, связанный с сателлитом с параллельным расположением их осей вращения, согласно изобретению, водило образовано двумя частями, расположенными напротив торцевых плоскостей центрального зубчатого колеса и взаимодействующими с корпусом через основные подшипниковые узлы качения, соосные с центральным зубчатым колесом, а сателлит жестко соединен со своим валом, установленным в обоих частях водила через дополнительные подшипниковые узлы качения, причем кривошип закреплен с возможностью изменения межосевого расстояния между ним и валом сателлита на установочном элементе регулировочного устройства, которое своим опорным элементом закреплено на одном из концов вала сателлита, обе же части водила жестко связаны между собой по меньшей мере через один компенсатор, расположенный между ними и обеспечивающий необходимые рабочие зазоры в основных подшипниковых узлах и балансировку масс механизма. В частном случае выполнения части водила выполнены дискообразной формы с плоскими поверхностями, расположенными с зазорами напротив торцев центрального зубчатого колеса, причем на одной из части водила выполнен ведущий и/или ведомый цилиндрический выступ, соосный оси вращения водила. В частном случае выполнения центральное зубчатое колесо выполнено за одно целое в виде единой детали с корпусом, а сателлит выполнен заодно целое в виде единой детали со своим валом. В частном случае выполнения на частях водила выполнены дорожки качения основных и дополнительных подшипниковых узлов качения. В частном случае выполнения на свободном конце вала сателлита установлена опорная втулка с дорожкой качения одного из дополнительных подшипниковых узлов качения, а на опорном элементе регулировочного устройства выполнена дорожка качения другого из дополнительных подшипниковых узлов качения. В частном случае выполнения на корпусе выполнены дорожки качения основных подшипниковых узлов качения. В частном случае выполнения диаметры выполненных на частях водила и корпуса дорожек качения основных подшипниковых узлов качения больше диаметра делительной окружности центрального зубчатого колеса. В частном случае выполнения основные и дополнительные подшипниковые узлы качения выполнены в виде радиально-упорных шариковых подшипников. В частном случае выполнения в установочном и опорном элементах регулировочного устройства выполнены соответствующие по форме и размерам взаимодействующие между собой выступ и паз соответственно, которые расположены поперечно к валу сателлита, причем установочный элемент регулировочного устройства зафиксирован относительно его опорного элемента посредством фиксирующего болта. В частном случае выполнения планетарный механизм выполнен с одним компенсатором, выполненным в виде массивной детали, занимающей свободное пространство между частями водила, которые жестко связаны между собой посредством по меньшей мере одного стяжного болта, проходящего сквозь компенсатор. Сравнение заявляемого технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета показывает, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна". Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предлагаемое решение имеет признаки, отсутствующие в известных решениях, а их использование в заявляемой совокупности признаков дает возможность получить новый технический эффект, следовательно, предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники. Предложенное техническое решение промышленно применимо, так как может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость". Сущность изобретения поясняется на чертежах:фиг.1 - планетарный механизм преобразования движения, продольный разрез;
фиг.2 - планетарный механизм преобразования движения, поперечный разрез;
фиг.3 - схема поступательного движения кривошипа;
фиг.4 - схема сложного движения кривошипа;
Планетарный механизм преобразования движения содержит корпус 1, в частном случае выполненный за одно целое в виде единой детали с центральным зубчатым колесом 2, имеющим внутреннее зубчатое зацепление с сателлитом 3, диаметр d делительной окружности которого равен половине диаметра D делительной окружности центрального зубчатого колеса 2, вал 4 сателлита 3, установленный во взаимодействующем с корпусом 1 водиле 5, ось вращения L которого совпадает с продольной осью симметрии центрального зубчатого колеса 2, кривошип 6, связанный с сателлитом 3 с параллельным расположением их осей вращения М и N соответственно. Водило 5 образовано двумя частями 7 и 8, расположенными напротив торцевых плоскостей
![планетарный механизм преобразования движения, патент № 2219398](/images/patents/249/2219006/945.gif)
![планетарный механизм преобразования движения, патент № 2219398](/images/patents/249/2219041/946.gif)
- преобразовать вращательное движение в возвратно-поступательное;
- преобразовать вращательное движение в иное сложное по определенной заданной траектории (в зависимости от Р);
- преобразование вращательного движения в возвратно-поступательное движение с переходом в иное (сложное) движение без остановки механизма (когда Р может изменяться в процессе работы механизма);
- преобразование возвратно-поступательного движения или иного(сложного) движения кривошипа 6 во вращательное движения водила 5. Механизм преобразования движения, например, может быть использован в движителях транспортных средств с высокой проходимостью, где при вращении колеса ось его перемещается возвратно-поступательно, или может быть использован как дискретно подающий механизм для листового материала и других узлах машин и станков.
Класс F16H37/16 с ведущим или ведомым элементом, который вращается или качается на своей оси, а также совершает возвратно-поступательное движение