MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Эллиптические зубчатые передачи и области их применения

Эллиптические зубчатые передачи и наиболее востребованы производителями автоматических станков, особенно в полиграфии и текстильной промышленности. Иногда скорость вращения вала, толкателя или резца должна меняться в рамках одного оборота. Эллиптические зубчатые колеса дают возможность преобразовывать вращательное движение с постоянной скоростью во вращательное движение с переменной скоростью внутри одного хода. Степень изменения скорости зависит от расстояния между фокусами эллипса.

Эллиптические зубчатые колеса используются во всех тех случаях, когда скорость ведомого вала необходимо изменять в течение одного оборота. Специально подобранные системы из трех или четырех зубчатых передач, позволяют получить различные переменные форматы изменения скоростей, которые будут идеально отвечать задачам определенных устройств автоматизации, работающих в самых разнообразных областях.

Эллиптические зубчатые колеса могут быть выполнены из различных материалов в соответствии с желанием Заказчика: из стали, бронзы, нейлона, текстолита. Надлежащий инструмент обеспечивает высококачественную прикатку пар зубчатых колес; зубчатые колеса также проверены после термообработки (если необходимы цементация и закалка зубчатых колес или индукционная закалка зубьев), чтобы исключить риск деформации.

Высокооборотные эллиптические передачи могут быть отбалансированы. Все зубчатые колеса имеют специальную маркировку для правильной сборки, так как их монтаж необходимо осуществлять в определенную фазу.

 

 

Патент №1

   
 
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ (19) RU (11) (13) C1  
(51) МПК F16H21/40 (2006.01)
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Статус: по данным на 17.10.2016 - прекратил действие, но может быть восстановлен

 

 

 
 
(21), (22) Заявка: 2012135365/11, 16.08.2012 (24) Дата начала отсчета срока действия патента: 16.08.2012 Приоритет(ы): (22) Дата подачи заявки: 16.08.2012 (45) Опубликовано: 10.12.2013 (56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2239739 C2, 10.11.2004. RU 96100166 A, 10.04.1998. JP H06280731 A, 04.10.1994. DE 20305036 U1, 28.08.2003. Адрес для переписки: 350072, г.Краснодар, ул. Московская, 2, ФГБОУ ВПО "КубГТУ", отдел интеллектуальной и промышленной собственности, нач. отдела Л.В. Разведской (72) Автор(ы): Смелягин Анатолий Игоревич (RU), Юхневич Илья Владимирович (RU) (73) Патентообладатель(и): Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") (RU)

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ В ВОЗВРАТНО-ВРАЩАТЕЛЬНОЕ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к механизмам преобразования вращательного движения в возвратно-вращательное и наоборот. Преобразователь движения содержит корпус, в котором соосно установлены входной и выходной валы, центральное зубчатое колесо, неподвижно закрепленное на корпусе соосно входному валу. На выходном валу установлены два одинаковых эллиптических зубчатых колеса одного размера, повернутых относительно друг друга на 180°, и два идентичных сателлита, разнесенных на 180°. Каждый сателлит состоит из цилиндрической шестерни и эллиптической шестерни, соединенных между собой валом, а также водила, закрепленного на входном валу. Центральное неподвижное зубчатое колесо состоит во внешнем зацеплении с цилиндрическими шестернями обоих сателлитов. Каждое эллиптическое зубчатое колесо выходного вала состоит в зацеплении с одной из эллиптических шестерней сателлитов. Эллиптические шестерни сателлитов и эллиптические зубчатые колеса выходного вала установлены на своих валах таким образом, что ось вращения вала проходит через точку, называемую фокусом делительного эллипса эллиптического зубчатого колеса выходного вала или эллиптической шестерни сателлита, которая расположена на большой полуоси делительного эллипса на расстоянии с от центра делительного эллипса. Технический результат - повышение ресурса работы и компактность механизма. 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к механизмам преобразования вращательного движения в возвратно-вращательное и наоборот.

Существует достаточно большое количество механизмов преобразования вращательного движения в возвратно-вращательное, однако механизмы с эллиптическими зубчатыми колесами еще не нашли среди них широкого применения. Поэтому к аналогам можно отнести следующие механизмы.

Широко известный шарнирный четырехзвенник состоящий из кривошипа соединенного вращательной кинематической парой с шатуном, который, в свою очередь, с помощью вращательной кинематической пары соединяется с коромыслом. (Смелягин А.И. Структура механизмов и машин: Учебное пособие. - М.: Высшая школа, 2006. - 304 с., стр.89, рис.2.31).

Основными недостатками шарнирного четырехзвенника, при его относительной простоте, являются сравнительно большие габариты и невысокий коэффициент использования объема.

Широко известный кулисный механизм, состоящий из кривошипа, с закрепленным на нем во вращательной кинематической паре камне (ползуне) и кулисы соединяющейся через вращательную кинематическую пару с корпусом и через поступательную кинематическую пару с камнем. (Смелягин А.И. Структура механизмов и машин: Учебное пособие. - М.: Высшая школа, 2006. - 304 с., стр.89, рис.2.32).

Данная конструкция также имеет ряд недостатков, она отличается сравнительны большими габаритами и невысоким коэффициентом использования объема, а также наличием поступательной кинематической пары, передающей значительную нагрузку, которая имеет тенденцию быстро изнашиваться, что резко снижает ресурс механизма.

Известен механизм передачи движения, включающий в себя корпус, входной вал на упорных подшипниках, преобразователь качательного движения входного вала во вращательное движение выходного вала, выходной вал на упорных подшипниках и снабженный маховиком, отличающийся тем, что механизм передачи движения выполнен двухступенчатым, причем первая ступень включает в себя шестерню входного вала и находящиеся с ней в зацеплении две одинаковые шестерни, снабженные кривошипными пальцами и расположенные симметрично относительно вертикальной оси вращения входного вала, а вторая ступень включает в себя шестерню выходного вала и находящиеся с ней в зацеплении две одинаковые шестерни, снабженные кривошипными пальцами и расположенные симметрично относительно вертикальной оси вращения выходного вала, причем кривошипные пальцы первой и второй ступеней попарно соединены коромыслами. (Патент РФ 2239739, F16H 21/40, F01C 9/00).

Конструкция данного механизма передачи движения позволяет использовать его также и для преобразования вращательного движения в возвратно-вращательное. Однако исследование его структуры показывает, что он основан на двух параллельно установленных шарнирных четырехзвенниках (меньшие шестерни с пальцами - кривошипы, коромысла - шатуны, большие шестерни с пальцами - коромысла) к которым присоединены дополнительные звенья, при этом возвратно-вращательное движение в данном механизме обеспечивается именно за счет шарнирного четырехзвенника, недостатки которого уже были показаны выше. Также важной особенностью данного механизма является наличие значительной радиальной нагрузки и изгибающих моментов в большинстве вращательных кинематических пар из-за того, что практически все звенья закреплены консольно, что приводит к увеличению размеров и сложности подшипниковых узлов и как следствие - увеличению стоимости всего механизма.

Известен кулисно-рычажный механизм, включающий ведущее звено, содержащее кривошип, выполненный в форме диска, установленного с возможностью вращения вокруг оси с эксцентрично установленным пальцем, ведомое звено, включающее две параллельные направляющие, образующие кулису, установленную между двумя опорами с возможностью взаимодействия с пальцем, отличающийся тем, что направляющие кулисы выполнены цилиндрическими, одинакового диаметра и связаны с опорами соединительным элементом, ось которого параллельна осям направляющих, кулиса установлена с возможностью поворота вокруг оси соединительного элемента, а контур поперечного сечения пальца задан уравнениями

Hsin max=L,

где max - максимальный угол поворота кулисы вокруг соединительного элемента;

l - расстояние между осями направляющих кулисы;

r - радиус направляющей кулисы;

H - радиус качания кулисы;

L - радиус вращения пальца;

х - ось абсцисс для функции, определяющей контур поперечного сечения пальца;

у - ось ординат для функции, определяющей контур поперечного сечения пальца;

p - параметр функции, причем p у'(x),

a - ширина паза кулисы равна максимальному диаметру пальца(патент РФ 2091641, F16H 21 /40).

В кулисно-рычажном механизме присутствует высшая кинематическая пара с точечным касанием между пальцем и направляющими, которое делает невозможным применение данного механизма для передачи средних и значительных усилий из-за чрезвычайно высоких контактных напряжений и как следствие быстрого износа такой кинематической пары.

В кулисно-рычажном механизме присутствует высшая кинематическая пара с точечным касанием между пальцем и направляющими, которое делает невозможным применение данного механизма для передачи средних и значительных усилий из-за чрезвычайно высоких контактных напряжений и как следствие быстрого износа такой кинематической пары.

Таким образом, задачей является создание преобразователя вращательного движения в возвратно-вращательное на принципиально ином принципе получения возвратно-вращательного движения.

Техническим результатом является механизм, отличающийся компактностью и при этом возможностью передачи значительных усилий и значительным ожидаемым ресурсом работы, а также возможностью простой динамической балансировки и практически полным отсутствием радиальных нагрузок и изгибающих моментов на входном и выходном валах.

Техническим результат решается устройством, содержащим корпус, в котором соосно установлены входной и выходной валы, центральное неподвижное зубчатое колесо, неподвижно закрепленное на корпусе соосно входному валу, на выходном валу установлены два одинаковых эллиптических зубчатых колеса одного размера и повернутых относительно друг друга на 180°, два идентичных сателлита, разнесенных на 180°, каждый сателлит состоит из цилиндрической шестерни и эллиптической шестерни, соединенных между собой валом, водила, закрепленного на входном валу, причем на концах водила во вращательных кинематических парах закреплены валы обоих сателлитов, центральное неподвижное зубчатое колесо состоит во внешнем зацеплении с цилиндрическими шестернями обоих сателлитов, а каждое эллиптическое зубчатое колесо выходного вала состоит в зацеплении с одной из эллиптических шестерней сателлитов, кроме того, цилиндрические шестерни сателлитов и центральное неподвижное зубчатое колесо выполнены с одинаковыми диаметрами, а оба эллиптических зубчатых колеса выполнены одного размера с эллиптическими шестернями сателлитов, помимо этого эллиптические шестерни сателлитов и эллиптические зубчатые колеса выходного вала установлены на своих валах таким образом, что ось вращения вала проходит через точку, называемую фокусом делительного эллипса эллиптического зубчатого колесавыходного вала или эллиптической шестерни сателлита, которая расположена на большой полуоси делительного эллипса на расстоянии с от центра делительного эллипса

где a и b - большая и малая полуось делительного эллипса соответственно,

таким образом достигается непрерывность их зацепления.

Технический результат достигается за счет того, что в механизме используется только зубчатое зацепление и вращательные кинематические пары, отличающиеся большим ресурсом работы, широким диапазоном передаваемых усилий и высокой компактностью, также тем, что в данном механизме все звенья кроме выходного вращаются с постоянной скоростью, в результате чего они могут быть легко сбалансированы, помимо этого применение двух сателлитов вместо одного хотя и усложняет конструкцию, но снижает габариты за счет разделения нагрузки между сателлитами и позволяет практически полностью ликвидировать радиальные нагрузки и изгибающие моменты на входном и выходном валах, что также упрощает конструкцию и снижает габариты соответствующих элементов.

Сущность изобретения показана на чертежах.

Фиг.1 - структурная схема преобразователя вращательного движения в возвратно-вращательное.

Фиг.2 - вид А без корпуса.

Фиг.3 - вид Б без корпуса.

Преобразователь вращательного движения в возвратно-вращательное содержит корпус 1, в котором соосно установлены входной 2 и выходной 3 валы, центральное неподвижное зубчатое колесо 4, неподвижно закрепленное на корпусе 1 соосно входному валу 2. На выходном валу 3 установлены два одинаковых эллиптических зубчатых колеса 5 и 6 одного размера, повернутых относительно друг друга на 180°, два идентичных сателлита, разнесенных на 180°, каждый сателлит состоит из цилиндрической шестерни 7 и 8 и эллиптической шестерни 9 и 10, соединенных между собой валом 11 и 12, водила 13, закрепленного на входном валу, причем на концах водила во вращательных кинематических парах закреплены валы 11 и 12 обоих сателлитов, центральное неподвижное зубчатое колесо 4 состоит во внешнем зацеплении с цилиндрическими шестернями 7 и 8 сателлитов, а каждое эллиптическое зубчатое колесо 5 и 6 выходного вала состоит в зацеплении с одной из эллиптических шестерней сателлитов 9 и 10. Кроме того, цилиндрические шестерни 7 и 8 сателлитов и центральное неподвижное зубчатое колесо 4 выполнены с одинаковыми диаметрами, а оба эллиптических зубчатых колеса выходного вала 5 и 6 выполнены одного размера с эллиптическими шестернями 9 и 10 сателлитов. Помимо этого эллиптические шестерни сателлитов 9 и 10 и эллиптические зубчатые колеса 5 и 7 выходного вала установлены на своих валах таким образом, что ось вращения вала проходит через точку, называемую фокусом делительного эллипса эллиптического зубчатого колеса выходного вала или эллиптической шестерни сателлита, которая расположена на большой полуоси делительного эллипса на расстоянии с от центра делительного эллипса

где a и b - большая и малая полуось делительного эллипса соответственно. Таким образом, достигается непрерывность их зацепления.

Механизм работает следующим образом.

Входному валу 2 сообщается вращательное движение, которое передается водилу 13, благодаря этому цилиндрические шестерни 7 и 8 сателлитов обкатываются по неподвижному центральному зубчатому колесу 2, вращательное движение цилиндрических шестерней 7 и 8 сателлитов через валы 11 и 12 сателлитов передается эллиптическом шестерням 9 и 10 сателлитов, далее эллиптическим зубчатым колесам 5 и 6 выходного вала, а затем и самому выходному валу 3, при заданном отношении размеров выходной вал 3 через полный оборот входного вала 2 оказывается в том же положении, однако благодаря переменному передаточному отношению эллиптических шестерней 9 и 10 сателлитов и эллиптических зубчатых колес 5 и 6 выходного вала совершает возвратно-вращательные движения.

Заявляемый механизм преобразования движения может быть использован в различных устройствах, где требуется преобразование вращательного движения в возвратно-вращательное, в частности, в возвратно-вращательных перемешивающих устройствах.


Формула изобретения

Преобразователь вращательного движения в возвратно-вращательное, содержащий корпус, в котором соосно установлены входной и выходной валы, центральное неподвижное зубчатое колесо, неподвижно закрепленное на корпусе соосно входному валу, на выходном валу установлены два одинаковых эллиптических зубчатых колеса одного размера, повернутых относительно друг друга на 180°, два идентичных сателлита, разнесенных на 180°, каждый сателлит состоит из цилиндрической шестерни и эллиптической шестерни, соединенных между собой валом, водила, закрепленного на входном валу, причем на концах водила во вращательных кинематических парах закреплены валы обоих сателлитов, центральное неподвижное зубчатое колесо состоит во внешнем зацеплении с цилиндрическими шестернями обоих сателлитов, а каждое эллиптическое зубчатое колесо выходного вала состоит в зацеплении с одной из эллиптических шестерней сателлитов, кроме того, цилиндрические шестерни сателлитов и центральное неподвижное зубчатое колесо выполнены с одинаковыми диаметрами, а оба эллиптических зубчатых колеса выполнены одного размера с эллиптическими шестернями сателлитов, помимо этого эллиптические шестерни сателлитов и эллиптические зубчатые колеса выходного вала установлены на своих валах таким образом, что ось вращения вала проходит через точку, называемую фокусом делительного эллипса эллиптического зубчатого колеса выходного вала или эллиптической шестерни сателлита, которая расположена на большой полуоси делительного эллипса на расстоянии с от центра делительного эллипса где a и b - большая и малая полуоси делительного эллипса соответственно, таким образом достигается непрерывность их зацепления.

РИСУНКИ

 

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 17.08.2014

Дата публикации: 27.06.2015

 

 

Патент №2

     
 
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ, ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ (19) RU (11) (13) C1  
(51) МПК 5 B23B39/04, B23B47/04
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Статус: по данным на 17.10.2016 - прекратил действие

 

 

 
 
(21), (22) Заявка: 4899182/08, 03.01.1991 (45) Опубликовано: 15.05.1994 (71) Заявитель(и): Черпилло Анатолий Васильевич, Лакизо Александр Дмитриевич (72) Автор(ы): Черпилло Анатолий Васильевич, Лакизо Александр Дмитриевич (73) Патентообладатель(и): Черпилло Анатолий Васильевич, Лакизо Александр Дмитриевич

(54) СВЕРЛИЛЬНЫЙ СТАНОК

(57) Реферат:

Использование: станкостроение, а именно станки для обработки отверстий повышенной точности. Сущность изобретения: при передаче вращения от двигателя 19 на зубчатые колеса 3, 8 шпиндель 5 вращается равномерно. Электрические зубчатые колеса 4 сообщают эллиптическому зубчатому колесу 10 вращение с ускорением и замедлением. От разности угловых скоростей вращения в винтовой паре шпинделя 7-зубчатое колесо 10, шпиндель 5 получает осевое возвратно-поступательное /вибрационное/ движение. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для проведения сверлильных операций повышен- ной чистоты и точности в крупносерийном производстве.

Известен механизм для преобразования вращательного движения во вращательно-возвратно-поступательное, содержащий корпус, ведущий вал с жестко установленными на нем круглым и эллиптическим зубчатыми колесами, ведомый вал со шлицевым и резьбовым участками, на которых установлены, соответственно взаимодействующие с зубчатыми колесами ведущего вала, круглое зубчатое колесо с посадочным шлицевым отверстием и эллиптическое зубчатое колесо с посадочным резьбовым отверстием.

Передаточное число круглых зубчатых колес равно единице.

При работе ведомое эллиптическое колесо вращается с ускорением и замедлением, а ведомый вал с резьбовым участком вращается равномерно, вследствие чего резьбовая пара сообщает ведомому валу возвратно-поступательное движение.

Недостатком механизма является отсутствие поступательного движения ведомого вала в виде его расчетной подачи.

Целью изобретения является увеличение чистоты и точности сверлильных операций, путем технологического использования осевого возвратно-поступательного движения ведомого вала.

Для достижения цели ведомый вал выполнен в виде горизонтального двухстороннего шпинделя, выходные части которого имеют вращающиеся опоры-втулки, жестко установленные в подшипники, передаточное число круглых зубчатых колес отличается от единицы на величину, пропорцио- нальную расчетной величине подачи шпинделя, а при работе вместо холостого обратного хода осуществляется рабочая подача шпинделя в обратную сторону.

На чертеже показано устройство станка.

Станок содержит сборный корпус 1, ведущий вал 2 с жестко установленными на нем круглым зубчатым колесом 3 и эллиптическим зубчатым колесом 4. Двухсторонний шпиндель 5 имеет шлицевой 6 и резьбовой 7 участки. Круглое зубчатое колесо 8 со шлицевым отверстием 9 взаимодействует с колесом 3. Сборное эллиптическое зубчатое колесо 10 имеет осевое посадочное отверстие 11, выполненное в жестко закрепленной втулке 12. Зубчатые колеса 8 и 10 находятся в радиально-упорных подшипниках 13, 14, 15, 16 и не имеют осевых перемещений. Выходные части шпинделя находятся в подшипниках 17, в которых жестко установлены втулки-опоры 18. Ведущий вал 2 получает вращение от привода 19. Пульт управления 20 содержит тумблер переключения режимов работы на наладку или автомат. При каждом режиме направление подачи шпинделя осуществляется включением кнопок "влево" или "вправо". Время цикла сверления контролирует реле времени. Детали закрепляются в приспособлениях 21.

Станок работает следующим образом: От круглых зубчатых колес 3-8 шпиндель 5 с резьбовым участком 7 вращается равномерно. Эллиптические зубчатые колеса 4-10 сообщают втулке 12 с резьбовым отверстием 11 вращение с ускорением и замедлением. От разности угловых скоростей вращения в винтовой паре 7-11 шпиндель 5 получает осевое возвратно-поступательное, вибрационное движение.

За один оборот эллиптического зубчатого колеса 4 эллиптическое зубчатое колесо 10 с резьбовой втулкой 12 получают один оборот, а шпиндель 5 с резьбовым участком 7 вращаются от круглых зубчатых колес 3-8 на расчетную величину быстрее, поэтому осуществляется расчетная подача шпинделя.

П р и м е р. Шаг резьбы 1 мм, число зубьев колеса 3 42, число зубьев колеса 8 40, тогда передаточное число = = 1,05.

Совместно втулка 12 и резьбовой участок 7 произвели один оборот, разность составляет 0,05 оборота и эта разность, помноженная на величину шага резьбы, является расчетной величиной подачи шпинделя: 1 0,05 = 0,05 мм/об.

Таким образом, передаточное число круглых зубчатых колес отличается от единицы на величину, пропорциональную расчетной подаче шпинделя, а коэффициентом пропорциональности является шаг винтовой пары.

Цикл работы станка 1. Установка детали слева. 2. Включение автомата "влево". 3. Сверление по реле времени. 4. Автоматическая установка. 5. Установка детали справа. 6. Включение автомата "вправо". 7. Сверление по реле времени. 8. Автоматическая остановка. 9. Съем детали слева и установка и т. д.

На заводе "Могилевсельмаш" изготовлен опытный образец станка.

При 1200 об/мин шпинделя осуществляется 1200 осевых вибрационных колебаний инструмента, что значительно повышает прямолинейность отверстий, точность и чистоту, чем достигнута цель изобретения.


Формула изобретения

СВЕРЛИЛЬНЫЙ СТАНОК, содержащий корпус, в котором размещены приводной вал и связанный с ним посредством цилиндрической зубчатой передачи шпиндель, на концах которого установлены инструменты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, станок снабжен расположенным в корпусе механизмом вибрации, выполненным в виде двух размещенных с возможностью взаимодействия друг с другом эллептических зубчатых колес, одно из которых закреплено на приводном валу, а другое установлено в пазу, который выполнен в корпусе, и размещено на шпинделе, при этом на поверхности шпинделя образованы резьбовой и шлицевой участки, первый из которых предназначен для взаимодействия с ответным участком, выполненным на поверхности отверстия эллептического колеса, а второй участок - с ответным участком, выполненным на поверхности отверстия колеса цилиндрической зубчатой передачи, которое установлено в дополнительном пазу, выполненном в корпусе, причем шпиндель размещен во введенных в станок втулках, установленных в стенках корпуса с возможностью вращения, а величина L осевого хода шпинделя определяется из следующего соотношения:

L= -1 t n,

где Z1 - число зубьев зубчатого колеса, размещенного на приводом валу;

Z2 - число зубьев зубчатого колеса, размещенного на шпинделе;

t - шаг резьбы винтовой пары шпиндель - эллептическое зубчатое колесо;

n - число оборотов шпинделя.

РИСУНКИ

Рисунок 1