Механизмы прямолинейных движений. Преобразование вращательного движения Преобразование поступательного движения в круговое

Рабочий орган машины

Рис. 1

Причины применения передач:

необходимость изменения величины скорости и направления движения.

Необходимость увеличить в несколько раз вращающий момент на ведущих колесах (при трогании с места, на подъемах).

Назначение передач:

выбор оптимальной скорости движения;

регулирование скорости движения (повышение, понижение);

изменение вращающихся моментов и сил движения;

передача мощности на расстояние.

Передача – это механизм, служащий для передачи механической энергии на расстояние с преобразованием скоростей и моментов.

Для передачи вращательного движения используют: фрикционные, решетные, зубчатые, червячные, цепные передачи.

По принципу действия передачи делят на 2 группы:

Передачи, основанные на использовании сил трения между элементами передачи (фрикционные, решетные).

Передачи зацеплением, работающие в результате возникновения давления между зубьями или кулачками на взаимодействующих деталях (зубчатые, червячные, цепные).

Классификация передач:

По характеру изменения скорости передачи бывают понижающие и повышающие.

По конструктивному оформлению передачи бывают открытые (без закрывающего корпуса) и закрытые (общий корпус с герметизацией и смазкой).

По числу ступеней – одноступенчатые и многоступенчатые.

Раздел 3. Механизмы передач и преобразование движения. Разновидности, устройство, назначение.

Тема: «Передачи преобразующие движение».

Существует два вида преобразования движения:

преобразование вращательного движения в поступательное,

преобразование поступательного движения во вращательное.

Для преобразования вращательного движения в поступательное применяют реечную зубчатую передачу и передачу винт-гайка.

Для преобразования поступательного движения во вращательное применяют только реечную зубчатую передачу.

Реечная зубчатая передача

Передача и преобразование вращательного движения в поступательное и наоборот осуществляется цилиндрическим колесом 1 и рейкой 2 (рис. 1).

Рис. 1. Реечная зубчатая передача

Достоинства реечной зубчатой передачи: надежность, компактность, долговечность, небольшие нагрузки на валы и подшипники, постоянство передаточного отношения из-за отсутствия проскальзывания.

Недостатки : высокие требования к точности изготовления, шум при больших скоростях, жесткость. Применяют в широком диапазоне областей и условий работы – от часов и приборов до самых тяжелых машин.

Передачи винт – гайка

Это винтовой механизм, служащий для преобразования вращательного движения в поступательное.

Эти передачи обеспечивают большой выигрыш в силе, возможность получения медленного движения, большую несущую способность при малых габаритах, возможность достижения высокой точности перемещений, простоту конструкции и изготовления – это их достоинства .

Эти передачи нашли широкое применение в различных механизмах: домкратах, винтовых прессах, механизмах перемещения столов, испытательных машинах, измерительных приборах.

Ведущим звеном, совершающим вращательное движение, может быть как винт 1 , так и гайка 2 .

К недостаткам этих механизмов относят: большие потери на трение и малых КПД, повышенная интенсивность и изнашивание резьбы из-за большого трения.

Передачи винт – гайка делятся на передачи скольжения и качения.

Передачи скольжения требуют наличия смазки между винтом и гайкой или гайка может быть выполнена из бронзы.

В передачах качения на винте и гайке выполняют винтовые канавки, которые служат дорожками качения для шариков (рис. 3).

Рис. 2 Передача винт – гайка Рис. 3 Шариковинтовая передача

В металлорежущих станках для осуществления прямолинейных движений преимущественно используют следующие механизмы : зубчатое колесо-рейка, червяк-рейка, ходовой винт-гайка, кулачковые механизмы, гидравлические устройства, а также электромагнитные устройства типа соленоидов.

Механизм зубчатое колесо-рейка применяют в приводе главного движения и движения подачи, а также в приводе различных вспомогательных перемещений.

Механизм червяк-рейка . Применяют два типа этих механизмов: с расположением червяка под углом к рейке, что позволяет (для большей плавности хода передачи) увеличить диаметр колеса, ведущего червяк, и с параллельным расположением в одной плоскости осей червяка и рейки, когда рейка служит как бы длинной гайкой с неполным углом охвата винта-червяка. Условия работы этой передачи благоприятнее условий работы передачи зубчатое колесо-рейка.

Механизм ходовой винт-гайка бывает в виде пар скольжения и качения. Применяют его для осуществления прямолинейного движения. Винтовые пары скольжения из-за больших потерь при скольжении в резьбе и связанного с ним изнашивания заменяют винтовыми парами качения. Они имеют малые потери на трение, высокий КПД, кроме того, в них могут быть полностью устранены зазоры в резьбе в результате создания предварительного натяга.

Замена трения скольжения трением качения в винтовой паре возможна либо при использовании вместо гайки роликов, свободно вращающихся на своих осях, либо при применении тел качения (шариков, а иногда роликов). На рис. 2.21 показана шариковая пара, у которой в резьбу между винтом 1 и гайкой 4 помещены шарики 2. Шарики катятся по канавкам ходового винта и гайки. При вращении винта шарики, перекатываясь по канавке, попадают в отверстие гайки и, проходя по желобу 3, через второе отверстие снова возвращаются в винтовую канавку. Таким образом шарики постоянно циркулируют в процессе работы передачи. Как правило, в шариковых парах применяют устройства для выборки зазоров и создания предварительного натяга.

Гидростатическая передача винт-гайка (рис. 2.22) работает в условиях трения со смазочным материалом. Изнашивание винта и гайки при этом практически отсутствует. Передача фактически беззазорная, обеспечивает повышенную точность; КПД передачи равен 0,99. Но по сравнению с передачей винт-гайка трения качения рассматриваемая передача, содержащая винт 7 и гайку 6, имеет меньшую жесткость и несущую способность вследствие масляного слоя. Смазочное масло, нагнетаемое насосом 1, через фильтр 3, дроссели 4 и 5 постоянного давления, поддерживаемого переливным гидроклапаном 2, отверстий α и г, попадает в карманы б и в и сливается через зазоры в резьбе и отверстие д. Разность давлений в карманах б ив обеспечивает восприятие осевой нагрузки слоями масла.

Кулачковые механизмы , преобразующие вращательное движение в прямолинейное поступательное, применяют главным образом на автоматах. Различают кулачковые механизмы с плоскими и цилиндрическими кулачками (рис. 2.23). При вращении кулачка 1 (рис. 2.23, α) через ролик 2, рычажную передачу, зубчатый сектор и рейку движение передается суппорту, который совершает возвратно-поступательное движение в соответствии с профилем кулачка. На рис. 2.23, б показан принцип работы цилиндрических кулачков.

Устройства для малых перемещений. В тех случаях, когда жесткость обычных механизмов типа реечной или винтовой пары не обеспечивает точных перемещений (т. е. когда медленное движение подвижной части станка переходит в скачкообразное с периодическими остановками), применяют специальные устройства, работающие без зазоров и обеспечивающие высокую жесткость привода. К таким устройствам относятся термодинамический, магнитострикционный приводы и привод с упругим звеном.

Термодинамический привод (рис, 2.24, а) представляет собой полый стержень, один конец которого крепят к неподвижной части станка (станине), а другой соединяют с подвижной частью станка. При нагревании стержня спиралью, навитой на него, или при пропускании электрического тока малого напряжения и большой силы непосредственно через него стержень удлиняется на величину ∆l t , перемещая подвижную часть станка. Для возврата подвижной части в начальное положение необходимо стержень охладить.

Магнитострикционный привод (рис. 2.24, б) работает следующим образом. Стержень, изготовленный из магнитострикционного материала, помещают в магнитное поле, напряженность которого можно менять, изменяя тем самым длину стержня на величину ∆t м. Различают положительную (с увеличением напряженности магнитного поля размеры стержня увеличиваются) и отрицательную (с увеличением напряженности магнитного поля размеры стержня уменьшаются) магнитострикции. В качестве магнитострикционного материала применяют железо, никель, кобальт и их сплавы, т. е. материалы, которые изменяют свою длину под действием электрического или магнитного поля, а при снятии поля восстанавливают первоначальные размеры.

Привод с упругим звеном (рис. 2.24, в) позволяет получать малые перемещения за счет упругого звена типа рессоры или плоской пружины. Если рессора предварительно нагружается при подаче жидкости из гидросистемы, то по мере свободного истечения масла из цилиндра через выпускное отверстие малого сечения рессора выпрямляется и свободным концом перемещает шлифовальную бабку.

Рассмотренные приводы применяют в прецизионных станках, где необходимо обеспечить высокую равномерность малых подач и точность малых периодических перемещений .

Изобретение относится к механизмам преобразования вращательного движения в поступательное движение. Механизм содержит кольцевой вал, солнечный вал, расположенный внутри кольцевого вала и множество планетарных валов. Кольцевой вал имеет внутренний резьбовой участок и первую и вторую кольцевую шестерни, которые являются зубчатыми колесами внутреннего зацепления. Солнечный вал включает в себя наружный резьбовой участок и первую и вторую солнечные шестерни, причем солнечные шестерни являются зубчатыми колесами внешнего зацепления. Планетарные валы расположены вокруг солнечного вала, причем каждый из валов включает в себя наружный резьбовой участок и первую и вторую планетарную шестерни, которые являются зубчатыми колесами внешнего зацепления. Наружный резьбовой участок каждого планетарного вала зацепляется с внутренним резьбовым участком кольцевого вала и с наружным резьбовым участком солнечного вала. Каждая первая и вторая планетарные шестерни зацепляются соответственно с первыми и вторыми кольцевыми шестернями и солнечными шестернями. При этом планетарные валы выполнены с возможностью обеспечения относительного вращения между первой планетарной шестерней и второй планетарной шестерней. Решение направлено на уменьшение износа механизма и повышение эффективности преобразования вращательного движения в поступательное движение. 14 з.п. ф-лы, 9 ил.

Рисунки к патенту РФ 2386067

Область техники

Настоящее изобретение относится к механизму преобразования вращательного/поступательного движения для преобразования вращательного движения в поступательное движение.

Уровень техники

В качестве механизма преобразования вращательного движения в поступательное движение, например, был предложен механизм преобразования, раскрытый в публикации WO 2004/094870 (далее - Документ 1). Механизм преобразования включает в себя кольцевой вал, который имеет пространство, проходящее в нем в осевом направлении, солнечный вал, который расположен внутри кольцевого вала, и планетарные валы, которые расположены вокруг солнечного вала. Кроме того, наружные резьбовые участки, сформированные на внешней окружности планетарных валов, зацепляются с внутренними резьбовыми участками, сформированными на внутренней окружности кольцевого вала, и наружными резьбовыми участками, сформированными на внешней окружности солнечного вала. Таким образом, усилие передается между этими компонентами. Планетарное движение планетарных валов, которое получается, когда вращается кольцевой вал, заставляет солнечный вал поступательно двигаться вдоль осевого направления кольцевого вала. То есть механизм преобразования преобразует вращательное движение, подаваемое на кольцевой вал, в поступательное движение солнечного вала.

В вышеупомянутом механизме преобразования предусмотрены две зубчатые передачи, из условия чтобы усилие передавалось зацеплением зубчатых передач в дополнение к зацеплению резьбовых участков между кольцевым валом и планетарными валами. То есть упомянутый механизм преобразования включает в себя зубчатую передачу, которая образована первой кольцевой шестерней, предусмотренной на одном конце кольцевого вала, и первой планетарной шестерней, предусмотренной на одном конце планетарного вала, с тем чтобы зацепляться с первой кольцевой шестерней, и зубчатую передачу, которая образована второй кольцевой шестерней, предусмотренной на другом конце кольцевого вала, и второй планетарной шестерней, предусмотренной на другом конце планетарного вала, с тем чтобы зацепляться со второй кольцевой шестерней.

В механизме преобразования согласно Документу 1, когда фаза вращения первой кольцевой шестерни отличается от фазы вращения второго кольцевого вала-шестерни, планетарные валы расположены между кольцевым валом и солнечным валом в наклонном состоянии относительно исходного положения (положения, в котором центральные линии планетарных валов параллельны центральной линии солнечного вала). Таким образом, зацепление резьбовых участков между кольцевым валом, планетарными валами и солнечным валом становится неравномерным. Это повышает локальный износ, соответственно уменьшая эффективность преобразования вращательного движения в поступательное движение. Такая проблема происходит не только в вышеприведенном механизме преобразования, а в любом механизме преобразования, включающем в себя зубчатые передачи, образованные шестернями планетарных валов и шестерней, по меньшей мере, одного из кольцевого вала и солнечного вала.

Краткое описание изобретения

Соответственно цель настоящего изобретения заключается в создании механизма преобразования вращательного/поступательного движения, который подавляет наклон планетарных валов, вызванный зацеплением планетарных валов и шестерни, по меньшей мере, одного из кольцевого вала и солнечного вала.

Для достижения указанной цели первый аспект настоящего изобретения предлагает механизм преобразования вращательного/поступательного движения, который включает в себя кольцевой вал, солнечный вал, планетарный вал, а также первую зубчатую передачу и вторую зубчатую передачу. Кольцевой вал снабжен пространством, проходящим в нем в осевом направлении. Солнечный вал расположен внутри кольцевого вала. Планетарный вал расположен вокруг солнечного вала. Первая зубчатая передача и вторая зубчатая передача передают усилие между кольцевым валом и планетарным валом. Механизм преобразования преобразует вращательное движение одного из кольцевого вала и солнечного вала в поступательное движение и вдоль осевого направления другого одного из кольцевого вала и солнечного вала благодаря планетарному движению планетарного вала. Планетарный вал включает в себя первую планетарную шестерню, которая конфигурирует часть первой зубчатой передачи, и вторую шестерню, которая конфигурирует часть второй зубчатой передачи. Планетарный вал образован, чтобы давать возможность относительного вращения между первой планетарной шестерней и второй планетарной шестерней.

Второй аспект настоящего изобретения предлагает механизм преобразования вращательного/поступательного движения, который включает в себя кольцевой вал, солнечный вал, планетарный вал, а также первую зубчатую передачу и вторую зубчатую передачу. Кольцевой вал снабжен пространством, проходящим в нем в осевом направлении. Солнечный вал расположен внутри кольцевого вала. Планетарный вал расположен вокруг солнечного вала. Первая зубчатая передача и вторая зубчатая передача передают усилие между планетарным валом и солнечным валом. Механизм преобразования преобразует вращательное движение одного из планетарного вала и солнечного вала в поступательное движение и, вдоль осевого направления, другого одного из планетарного вала и солнечного вала благодаря планетарному движению планетарного вала. Планетарный вал включает в себя первую планетарную шестерню, которая образует часть первой зубчатой передачи, и вторую шестерню, которая образует часть второй зубчатой передачи. Планетарный вал образован, чтобы обеспечивать возможность относительного вращения между первой планетарной шестерней и второй планетарной шестерней.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - вид в перспективе, иллюстрирующий механизм преобразования в механизме для преобразования вращательного движения в поступательное движение согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 - вид в перспективе, иллюстрирующий внутреннее строение механизма преобразования по фиг.1;

фиг.3(A) - вид в разрезе, иллюстрирующий коронный вал механизма преобразования по фиг.1;

фиг.3(B) - вид в разрезе, иллюстрирующий состояние, в котором часть коронного вала по фиг.1 разобрана;

фиг.4(A) - вид спереди, иллюстрирующий солнечный вал механизма преобразования по фиг.1;

фиг.4(B) - вид спереди, иллюстрирующий состояние, в котором часть солнечного вала по фиг.4(A) разобрана;

фиг.5(A) - вид спереди, иллюстрирующий планетарный вал механизма преобразования по фиг.1;

фиг.5(B) - вид спереди, иллюстрирующий состояние, в котором часть по фиг.5(A) разобрана;

фиг.5(C) - вид в разрезе, взятый вдоль центральной линии задней планетарной шестерни по фиг.5(A);

фиг.6 - вид в разрезе, взятый вдоль центральной линии механизма преобразования по фиг.1;

фиг.7 - вид в разрезе по линии 7-7 с фиг.6, иллюстрирующий механизм преобразования по фиг.1;

фиг.8 - вид в разрезе по линии 8-8 с фиг.6, иллюстрирующий механизм преобразования по фиг.1; и

фиг.9 - вид в разрезе по линии 9-9 с фиг.6, иллюстрирующий механизм преобразования по фиг.1.

Наилучший способ осуществления изобретения

Далее будет описан первый вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг.1-9. В дальнейшем конфигурация механизма 1 преобразования вращательного/поступательного движения согласно первому варианту осуществления, способ работы механизма 1 преобразования и принцип работы механизма 1 преобразования будут описаны в этом порядке.

Механизм 1 преобразования образован комбинацией коронного вала 2, который имеет пространство, тянущееся в нем в осевом направлении, солнечного вала, который расположен внутри коронного вала 2, и планетарных валов 4, которые расположены вокруг солнечного вала 3. Коронный вал 2 и солнечный вал 3 расположены в состоянии, в котором центральные линии совмещены или по существу совмещены друг с другом. Солнечный вал 3 и планетарные валы 4 расположены в состоянии, в котором центральные линии параллельны или по существу параллельны друг другу. Кроме того, планетарные валы 4 расположены вокруг солнечного вала 3 на равных интервалах.

В первом варианте осуществления положение, в котором центральные линии компонентов механизма 1 преобразования совмещены или по существу совмещены с центральной линией солнечного вала 2, будет указываться как сцентрированное положение. Кроме того, положение, в котором центральные линии компонентов параллельны или по существу параллельны центральной линии солнечного вала 3, будет указываться как параллельное положение. То есть коронный вал 2 удерживается в сцентрированном положении. Кроме того, планетарные валы 4 удерживаются в параллельном положении.

В механизме 1 преобразования резьбовые участки и шестерня, предусмотренные на коронном валу 2, зацепляются с резьбовым участком и шестерней, предусмотренными на каждом из планетарных валов 4, так что усилие передается с одного компонента на другой между коронным валом 2 и планетарными валами 4. Кроме того, резьбовой участок и шестерня, предусмотренные на солнечном валу 3, зацепляются с резьбовым участком и шестерней, предусмотренными на каждом из планетарных валов 4, так что усилие передается с одного компонента на другой между солнечным валом 3 и планетарными валами 4.

Механизм 1 преобразования действует, как описано ниже, на основании комбинации таких компонентов. Когда один из компонентов, включающих в себя коронный вал 2 и солнечный вал 3, вращается с использованием центральной линией коронного вала 2 (солнечного вала 3) в качестве оси вращения, планетарные валы 4 выполняют планетарное движение вокруг солнечного вала 3 благодаря усилию, передаваемому с одного из компонентов. Соответственно благодаря усилию, передаваемому с планетарных валов на коронный вал 2 и солнечный вал 3, коронный вал 2 и солнечный вал 3 движутся относительно планетарных валов 4 параллельно центральной линии коронного вала 2 (солнечного вала 3).

Таким образом, механизм 1 преобразования преобразует вращательное движение одного из коронного вала и солнечного вала 3 в поступательного движение другого одного из коронного вала 2 и солнечного вала 3. В первом варианте осуществления направление, в котором солнечный вал 3 выталкивается из коронного вала 2 вдоль осевого направления солнечного вала 3, указывается как переднее направление FR, а направление, в котором солнечный вал 3 проходит в коронный вал 2, указывается как заднее направление RR. Кроме того, когда заданное положение механизма 1 преобразования взято за исходную точку, область в переднем направлении FR от исходного положения указывается как передняя сторона, а область в заднем направлении RR от исходного положения указывается как задняя сторона.

Передняя обойма 51 и задняя обойма 52, которые поддерживают солнечный вал 3, прикреплены к коронному валу 2. Коронный вал 2, передняя обойма 51 и задняя обойма 52 двигаются как целая часть. У коронного вала 2 открытый участок передней стороны закрыт передней обоймой 51. Кроме того, открытый участок задней стороны закрыт задней обоймой 52.

Солнечный вал 3 поддерживается подшипником 51A передней обоймы 51 и подшипником 52A задней обоймы 52. Планетарные валы 4 не поддерживаются ни передней обоймой 51, ни задней обоймой 52. То есть в механизме 1 преобразования, в то время как радиальное положение солнечного вала 3 ограничено зацеплением резьбовых участков и шестерен, передней обоймой 51 и задней обоймой 52, радиальное положение планетарных валов 4 ограничено только зацеплением резьбовых участков и шестерен.

Механизм 1 преобразования применяет следующую конфигурацию для смазывания внутренности коронного вала 2 (местоположений, в которых резьбовые участки и шестерни коронного вала 2, солнечного вала 3 и планетарных валов 4 зацепляются друг с другом) надлежащим образом. Смазочные отверстия 51H для подачи смазки в коронный вал 2 сформированы в передней обойме 51. Кроме того, уплотнительное кольцо 53 для герметизации внутренности коронного вала 2 установлено на каждой из передней обоймы 51 и задней обоймы 52. Передняя обойма 51 и задняя обойма 52 соответствуют подшипниковым элементам.

Конфигурация коронного вала 2 будет описана со ссылкой на фиг.3. Коронный вал 2 образован комбинацией основного корпуса 21 коронного вала (основного корпуса кольцевого вала), передней коронной шестерни 22 (первой кольцевой шестерни) и задней коронной шестерни 23 (второй кольцевой шестерни). У коронного вала 2 центральная линия (ось) основного корпуса 21 коронного вала соответствует центральной линии (оси) коронного вала 2. Поэтому, когда центральная линия основного корпуса 21 коронного вала совмещена или по существу совмещена с центральной линией солнечного вала 3, коронный вал 2 находится в сцентрированном положении. Передняя коронная шестерня 22 и задняя коронная шестерня каждая соответствует кольцевой шестерне с зубьями внутреннего зацепления.

Основной корпус 21 коронного вала включает в себя резьбовой участок 21A основного корпуса, который снабжен внутренним резьбовым участком 24, сформированным на внутренней круговой поверхности, участок 21B шестерни основного корпуса, на который установлена передняя коронная шестерня, и участок 21C шестерни основного корпуса, на который установлена задняя коронная шестерня 23.

Передняя коронная шестерня 22 сформирована в качестве зубчатого колеса внутреннего зацепления с косым зубом отдельно от основного корпуса 21 коронного вала. Кроме того, передняя коронная шестерня 22 образована, из условия чтобы ее центральная линия была совмещена с центральной линией основного корпуса 21 коронного вала, когда установлена на основном корпусе 21 коронного вала. Что касается способа установки передней коронной шестерни 22 в основной корпус 21 коронного вала, передняя коронная шестерня 22 прикреплена к основному корпусу 21 коронного вала прессовой посадкой в первом варианте осуществления. Передняя коронная шестерня 22 может быть прикреплена к основному корпусу 21 коронного вала способом, иным, чем прессовая посадка.

Задняя коронная шестерня 23 сформирована в качестве зубчатого колеса внутреннего зацепления с косым зубом отдельно от основного корпуса 21 коронного вала. Кроме того, задняя коронная шестерня 23 образована из условия, чтобы ее центральная линия была совмещена с центральной линией основного корпуса 21 коронного вала, когда установлена на основном корпусе 21 коронного вала. Что касается способа установки задней коронной шестерни 23 в основной корпус 21 коронного вала, задняя коронная шестерня 23 прикреплена к основному корпусу 21 коронного вала прессовой посадкой в первом варианте осуществления. Задняя коронная шестерня 23 может быть прикреплена к основному корпусу 21 коронного вала способом, иным, чем прессовая посадка.

В коронном валу 2 передняя коронная шестерня 22 и задняя коронная шестерня 23 образованы в качестве шестерен, имеющих одинаковые формы. То есть технические условия (такие как опорный делительный диаметр и количество зубьев) передней коронной шестерни 22 и задней коронной шестерни 23 установлены в одинаковые значения.

Солнечный вал 3 образован комбинацией основного корпуса 31 солнечного вала (основного корпуса солнечного вала) и задней солнечной шестерни 33. У солнечного вала 3 центральная линия (ось) основного корпуса 31 солнечного вала соответствует центральной линии (оси) солнечного вала 3.

Основной корпус 31 солнечного вала образован резьбовым участком 31A основного корпуса, который имеет наружный резьбовой участок 34, сформированный на его внешней круговой поверхности, участком 31B шестерни основного корпуса, на котором сформирована передняя солнечная шестерня 32 (первая солнечная шестерня), служащая в качестве зубчатого колеса внешнего зацепления с косым зубом, и участком 31C шестерни основного корпуса, на котором установлена задняя солнечная шестерня (вторая солнечная шестерня). Передняя солнечная шестерня 32 и задняя солнечная шестерня каждая соответствует солнечной шестерне с зубьями внешнего зацепления.

Задняя солнечная шестерня 33 сформирована в качестве зубчатого колеса внешнего зацепления с косым зубом отдельно от основного корпуса 31 солнечного вала. Кроме того, задняя солнечная шестерня 33 образована из условия, чтобы ее центральная линия была совмещена с центральной линией основного корпуса 31 солнечного вала, когда установлена на основном корпусе 31 солнечного вала. Что касается способа установки задней солнечной шестерни 33 на основной корпус 31 солнечного вала, задняя солнечная шестерня 33 прикреплена к основному корпусу 31 солнечного вала прессовой посадкой в первом варианте осуществления. Задняя солнечная шестерня 33 может быть прикреплена к основному корпусу 31 солнечного вала способом, иным, чем прессовая посадка.

На солнечном валу 3 передняя солнечная шестерня 32 и задняя солнечная шестерня 33 образованы в качестве шестерен, имеющих одинаковую форму. То есть технические условия (такие как опорный делительный диаметр и количество зубьев) передней солнечной шестерни 32 и задней солнечной шестерни 33 установлены в одинаковые значения.

Конфигурация планетарных валов 4 будет описана со ссылкой на фиг.5. Каждый планетарный вал 4 образован комбинацией основного корпуса 41 планетарного вала (основного корпуса планетарного вала) и задней планетарной шестерни 43. У планетарного вала 4 центральная линия (ось) основного корпуса 41 планетарного вала соответствует центральной линии (оси) планетарного вала 4. Поэтому, когда центральная линия основного корпуса 41 планетарного вала параллельна или по существу параллельна центральной линии солнечного вала 3, планетарный вал 4 находится в параллельном положении.

Основной корпус 41 планетарного вала образован резьбовым участком 41A основного корпуса, который снабжен наружным резьбовым участком 44, сформированным на его внешней круговой поверхности, участком 41B шестерни основного корпуса, на котором сформирована передняя планетарная шестерня 42 (первая планетарная шестерня), служащая в качестве зубчатого колеса внешнего зацепления с косым зубом, задним валом 41R, на котором установлена задняя планетарная шестерня 43 (вторая планетарная шестерня) и передним валом 41F, который вставляется в оправку во время последовательности операций сборки механизма 1 преобразования. Кроме того, передняя планетарная шестерня 42 и задняя планетарная шестерня 43 каждая соответствует планетарной шестерне с зубьями внешнего зацепления.

Задняя планетарная шестерня 43 сформирована в качестве зубчатого колеса внешнего зацепления с косым зубом отдельно от основного корпуса 41 планетарного вала. Кроме того, посредством вставки заднего вала 41R основного корпуса 41 планетарного вала в отверстие 43H подшипника задняя планетарная шестерня 43 устанавливается на основном корпусе 41 планетарного вала. Кроме того, задняя планетарная шестерня 43 образована из условия, чтобы ее центральная линия совмещалась с центральной линией основного корпуса 41 планетарного вала, когда устанавливается на основном корпусе 41 планетарного вала.

Что касается способа установки задней планетарной шестерни 43 на основной корпус 41 планетарного вала, свободная посадка применяется в первом варианте осуществления, так что задняя планетарная шестерня является вращаемой относительно основного корпуса 41 планетарного вала. Что касается способа установки для позволения основному корпусу 41 планетарного вала и задней планетарной шестерне 43 вращаться относительно друг друга, может применяться способ установки, иной, чем свободная посадка.

На планетарном валу 4 передняя планетарная шестерня 42 и задняя планетарная шестерня 43 образованы в качестве шестерен, имеющих одинаковую форму. То есть технические условия (такие как опорный делительный диаметр и количество зубьев) передней планетарной шестерни 42 и задней планетарной шестерни 43 установлены в одинаковые значения.

Со ссылкой на фиг.6-9 будет описано соотношение между компонентами механизма 1 преобразования. В этом описании изобретения в качестве примера приведен механизм 1 преобразования, оснащенный девятью планетарными валами 4, хотя количество планетарных валов 4 может быть изменено по требованию.

В механизме 1 преобразования, действие компонентов допускается или ограничивается, как упомянуто ниже в (a)-(c).

(a) Что касается коронного вала 2, основной корпус 21 коронного вала, передняя коронная шестерня 22 и задняя коронная шестерня 23 предохранены от вращения относительно друг друга. Кроме того, основной корпус 21 коронного вала, передняя обойма 51 и задняя обойма 52 предохранены от вращения относительно друг друга.

(b) Что касается солнечного вала 3, основной корпус 31 солнечного вала и задняя солнечная шестерня 33 предохранены от вращения относительно друг друга.

(c) Что касается планетарного вала 4, основному корпусу 41 планетарного вала и задней планетарной шестерне 43 позволено вращаться относительно друг друга.

В механизме 1 преобразования, солнечном валу 3 и планетарных валах 4 усилие передается между компонентами, как описано ниже, благодаря зацеплению резьбовых участков и шестерен коронного вала 2.

Что касается коронного вала 2 и планетарных валов 4 внутренний резьбовой участок 24 основного корпуса 21 коронного вала и наружный резьбовой участок 44 каждого основного корпуса 41 планетарного вала зацепляются друг с другом. Кроме того, передняя коронная шестерня 22 основного корпуса 21 коронного вала и передняя планетарная шестерня 42 каждого основного корпуса 41 планетарного вала зацеплены друг с другом. Кроме того, задняя коронная шестерня 23 основного корпуса 21 коронного вала и задняя планетарная шестерня 43 каждого основного корпуса 41 планетарного вала зацеплены друг с другом.

Таким образом, когда вращательное движение подается на коронный вал 2 или планетарные валы 4, усилие передается на другой один из коронного вала 2 и планетарных валов 4 через зацепление внутреннего резьбового участка 24 и наружных резьбовых участков 44, зацепление передней коронной шестерни 22 и передних планетарных шестерен 42, зацепление задней коронной шестерни 23 и задних планетарных шестерен 43.

У солнечного вала 3 и планетарных валов 4 наружный резьбовой участок 34 основного корпуса 31 солнечного вала и наружный резьбовой участок 44 каждого основного корпуса 41 планетарного вала зацепляются друг с другом. Кроме того, передняя солнечная шестерня 32 основного корпуса 31 солнечного вала и передняя планетарная шестерня 42 каждого основного корпуса 41 планетарного вала зацеплены друг с другом. Кроме того, задняя солнечная шестерня 33 основного корпуса 31 солнечного вала и задняя планетарная шестерня 43 каждого основного корпуса 41 планетарного вала зацеплены друг с другом.

Таким образом, когда вращательное движение подается на солнечный вал 3 или планетарные валы 4, усилие передается на другой один из солнечного вала 3 и планетарных валов 4 через зацепление наружного резьбового участка 34 и наружных резьбовых участков 44, зацепление передней солнечной шестерни 32 и передних планетарных шестерен 42, зацепление задней солнечной шестерни 33 и задних планетарных шестерен 43.

Как описано выше, механизм 1 преобразования включает в себя механизм замедления, образованный внутренним резьбовым участком 24 коронного вала 2, наружным резьбовым участком 24 коронного вала 2, наружным резьбовым участком 34 солнечного вала 3 и наружными резьбовыми участками 44 планетарных валов 4, механизм замедления (первую зубчатую передачу), образованный передней коронной шестерней 22, передней солнечной шестерней 32 и передними планетарными шестернями 42, и механизм замедления (вторую зубчатую передачу), образованный задней коронной шестерней 23, задней солнечной шестерней 33 и задними планетарными шестернями 43.

В механизме 1 преобразования, по резьбам каждого резьбового участка, режим работы (режим преобразования движения) для преобразования вращательного движения в поступательное движение определяется на основании количества и способа установки количества зубьев каждой шестерни. То есть в качестве режима преобразования движения выбирается либо режим перемещения солнечного вала, в котором солнечный вал 3 поступательно двигается благодаря вращательному движению коронного вала, либо режим перемещения кольцевого вала, в котором коронный вал 2 поступательно двигается благодаря вращательному движению солнечного вала 3. В дальнейшем будет описан способ работы механизма 1 преобразования в каждом режиме преобразования движения.

(A) Когда режим перемещения солнечного вала применяется в качестве режима преобразования движения, вращательное движение преобразуется в поступательное движение, как описано ниже. Когда вращательное движение подается на коронный вал 2, усилие передается с коронного вала 2 на планетарные валы 4 через зацепление передней коронной шестерни 22 и передних планетарных шестерен 42, зацепление задней коронной шестерни 23 и задних планетарных шестерен 43, зацепление внутреннего резьбового участка 24 и наружных резьбовых участков 44. Таким образом, планетарные валы 4 вращаются, со своими центральными осями, служащими в качестве центров вращения, вокруг солнечного вала 3 и оборачиваются вокруг солнечного вала 3, с центральной осью солнечного вала 3, служащей в качестве центра вращения. Сопутствуя планетарному движению планетарных валов 4, усилие передается с планетарных валов 4 на солнечный вал 3 через зацепление передних планетарных шестерен 42 и передней солнечной шестерни 32, зацепление задних планетарных шестерен 43 и задней солнечной шестерни 33, зацепление наружных резьбовых участков 44 и наружного резьбового участка 34. Соответственно солнечный вал 3 смещается в осевом направлении.

(B) Когда режим перемещения кольцевого вала применяется в качестве режима преобразования движения, вращательное движение преобразуется в поступательное движение, как описано ниже. Когда вращательное движение подается на солнечный вал 3, усилие передается с солнечного вала 3 на планетарные валы 4 через зацепление передней солнечной шестерни 32 и передних планетарных шестерен 42, зацепление задней солнечной шестерни 33 и задних планетарных шестерен 43, зацепление наружного резьбового участка 34 и наружных резьбовых участков 44. Таким образом, планетарные валы 4 вращаются, со своими центральными осями, служащими в качестве центров вращения, вокруг солнечного вала 3 и оборачиваются вокруг солнечного вала 3, с центральной осью солнечного вала 3, служащей в качестве центра вращения. Сопутствуя планетарному движению планетарных валов 4, усилие передается с планетарных валов 4 на коронный вал 2 через зацепление передних планетарных шестерен 42 и передней коронной шестерни 22, зацепление задних планетарных шестерен 43 и задней коронной шестерни 23, зацепление наружных резьбовых участков 44 и внутреннего резьбового участка 24. Соответственно коронный вал 2 смещается в осевом направлении.

Теперь будет описан принцип работы механизма 1 преобразования. В дальнейшем опорный делительный диаметр и количество зубьев шестерен коронного вала 2, солнечного вала 3 и планетарных валов 4 выражаются, как показано в последующем с (A) по (F). Кроме того, опорный делительный диаметр и число витков резьбы резьбовых участков коронного вала 2, солнечного вала 3 и планетарных валов 4 выражаются, как показано в последующем с (a) по (f).

«Опорный делительный диаметр и количество зубьев шестерен»

(A) Эффективный диаметр кольцевой шестерни, DGr: опорный делительный диаметр коронных шестерен 22, 23.

(B) Эффективный диаметр солнечной шестерни, DGs: опорный делительный диаметр солнечных шестерен 32, 33.

(C) Эффективный диаметр планетарной шестерни, DGp: опорный делительный диаметр планетарных шестерен 42, 43.

(D) Количество зубьев кольцевой шестерни, ZGr: количество зубьев коронных шестерен 22, 23.

(E) Количество зубьев солнечной шестерни, ZGs: количество зубьев солнечных шестерен 32, 33.

(F) Количество зубьев планетарной шестерни, ZGp: количество зубьев планетарных шестерен 42, 43.

«Опорный делительный диаметр и число витков резьбы резьбовых участков»

(a) Эффективный диаметр кольцевого резьбового участка, DSr: опорный делительный диаметр внутреннего резьбового участка 24 коронного вала 2.

(b) Эффективный диаметр солнечного резьбового участка, DSs: опорный делительный диаметр наружного резьбового участка 34 солнечного вала 3.

(c) Эффективный диаметр планетарного резьбового участка DSp: опорный делительный диаметр наружных резьбовых участков 44 планетарных валов 4.

(d) Число витков резьбы кольцевого резьбового участка, ZSr: число витков резьбы внутреннего резьбового участка 24 коронного вала 2.

(e) Число витков резьбы солнечного резьбового участка, ZSs: число витков резьбы наружного резьбового участка 34 солнечного вала 3.

(f) Число витков резьбы планетарного резьбового участка, ZSp: число витков резьбы наружных резьбовых участков 44 планетарных валов 4.

В механизме 1 преобразования, когда солнечный вал 3 смещается относительно планетарных валов 4 в осевом направлении, отношение числа витков резьбы солнечного резьбового участка ZSs к числу витков резьбы планетарного резьбового участка ZSp (отношение ZSA чисел витков резьбы солнечных к планетарным) отличается от отношения количества зубьев солнечной шестерни ZGs к количеству зубьев планетарной шестерни ZGp (отношения ZGA количеств зубьев солнечных к планетарным). Отношение числа витков резьбы кольцевого резьбового участка ZSr к числу витков резьбы планетарного резьбового участка ZSp (отношение ZSB чисел витков резьбы кольцевых к планетарным) равно отношению количества зубьев кольцевой шестерни ZGr к количеству зубьев планетарной шестерни ZGp (отношению ZGB количеств зубьев кольцевых к планетарным). То есть удовлетворены следующие [выражение 11] и [выражение 12].

В механизме 1 преобразования, когда коронный вал 2 смещается относительно планетарных валов 4 в осевом направлении, отношение числа витков резьбы кольцевого резьбового участка ZSr к числу витков резьбы планетарного резьбового участка ZSp (отношение ZSB чисел витков резьбы солнечных к планетарным) отличается от отношения количества зубьев кольцевой шестерни ZGr к количеству зубьев планетарной шестерни ZGp (отношения ZGB количеств зубьев кольцевых к планетарным). Отношение числа витков резьбы солнечного резьбового участка ZSs к числу витков резьбы планетарного резьбового участка ZSp (отношение ZSA чисел витков резьбы солнечных к планетарным) равно отношению количества зубьев солнечной шестерни ZGs к количеству зубьев планетарной шестерни ZGp (отношению ZGA количеств зубьев солнечных к планетарным). То есть удовлетворены следующие [выражение 21] и [выражение 22].

Здесь механизм замедления, образованный внутренним резьбовым участком 24, наружным резьбовым участком 34 и наружными резьбовыми участками 44, будет указываться ссылкой как первый планетарный механизм замедления, а механизм замедления, образованный коронными шестернями 22, 23, солнечными шестернями 32, 33 и планетарными шестернями 42, 43, будет указываться как второй планетарный механизм замедления.

Когда солнечный вал 3 смещается относительно планетарных валов 4 в осевом направлении, отношение ZSA чисел витков резьбы солнечных к планетарным первого планетарного механизма замедления отличается от отношения ZGA количеств зубьев солнечных к планетарным второго планетарного механизма замедления, как показано [выражением 11] и [выражением 12]. Когда коронный вал 2 смещается относительно планетарных валов 4 в направлении вдоль осевого направления коронного вала 2, отношение ZSB чисел витков резьбы кольцевых к планетарным первого планетарного механизма замедления отличается от отношения ZGB количеств зубьев кольцевых к планетарным второго планетарного механизма замедления, как показано [выражением 21] и [выражением 22].

Как результат, в любом из вышеприведенных случаев, между первым планетарным механизмом замедления и вторым планетарным механизмом замедления действует сила для формирования разницы в угле поворота на величину, соответствующую разнице между отношением чисел витков резьбы и отношением количеств зубьев. Однако, поскольку резьбовые участки первого планетарного механизма замедления и шестерни второго планетарного механизма замедления образованы как целая часть, разница в угле поворота не может формироваться между первым планетарным механизмом замедления и вторым планетарным механизмом замедления. Таким образом, солнечный вал 3 или коронный вал 2 перемещается относительно планетарных валов 4 в осевом направлении, чтобы поглотить разницу в угле поворота. В это время компонент, который смещается в осевом направлении (солнечный вал 3 или коронный вал 2), определяется, как описано ниже.

(a) Когда отношение числа витков резьбы солнечного резьбового участка ZSs к числу витков резьбы планетарного резьбового участка ZSp отличается от отношения количества зубьев солнечной шестерни ZGs к количеству зубьев планетарной шестерни ZGp, солнечный вал 3 смещается относительно планетарных валов 4 в осевом направлении.

(b) Когда отношение числа витков резьбы кольцевого резьбового участка ZSr к числу витков резьбы планетарного резьбового участка ZSp отличается от отношения количества зубьев кольцевой шестерни ZGr к количеству зубьев планетарной шестерни ZGp, коронный вал 2 смещается относительно планетарных валов 4 в осевом направлении.

Таким образом, механизм 1 преобразования использует разницу в угле поворота, формируемую в соответствии с разницей отношения чисел витков резьбы и отношения количества зубьев солнечного вала или коронного вала относительно планетарных валов 4 между двумя видами планетарных механизмов замедления, и получает смещение в осевом направлении, соответствующее разнице в угле поворота, по резьбовым участкам, тем самым преобразуя вращательное движение в поступательное движение.

В механизме 1 преобразования посредством установки, по меньшей мере, одного из «количества действующих зубьев» и «числа действующих витков резьбы», описанных ниже, в значение, иное, чем «0», для коронного вала 2 либо солнечного вала 3, получается поступательное движение солнечного вала 3, основанное на соотношении между отношением ZSA чисел витков резьбы солнечных к планетарным и отношением ZGA количеств зубьев солнечных к планетарным, или поступательное движение коронного вала 2, основанное на соотношении между отношением ZSB чисел витков резьбы кольцевого к планетарным и отношением ZGB количеств зубьев кольцевых к планетарным.

«Установка количества действующих зубьев»

В типичном планетарном механизме замедления (механизме замедления типа с планетарной зубчатой передачей), образованном коронной шестерней, солнечной шестерней и планетарными шестернями, то есть в механизме замедления типа с планетарной зубчатой передачей, который замедляет вращение благодаря зацеплению шестерен, удовлетворяется соотношение, представленное следующими с [выражения 31] по [выражение 33]. [Выражение 31] представляет соотношение, установленное между опорными делительными диаметрами коронной шестерни, солнечной шестерни и планетарных шестерен. [Выражение 32] представляет соотношение, установленное между количествами зубьев коронной шестерни, солнечной шестерни и планетарных шестерен. [Выражение 33] представляет соотношение, установленное между опорными делительными диаметрами и количествами зубьев коронной шестерни, солнечной шестерни и планетарной шестерни.

DAr: опорный делительный диаметр коронной шестерни

DAs: опорный делительный диаметр солнечной шестерни

DAp: опорный делительный диаметр планетарной шестерни

ZAr: количество зубьев коронной шестерни

ZAs: количество зубьев солнечной шестерни

ZAp: количество зубьев планетарной шестерни

В механизме 1 преобразования по первому варианту осуществления, при условии, что второй планетарный механизм замедления, то есть механизм замедления, образованный коронными шестернями 22, 23, солнечными шестернями 32, 33 и планетарными шестернями 42, 43, имеет такую же конфигурацию, как вышеупомянутый механизм замедления типа с планетарной зубчатой передачей, соотношение, установленное между опорными делительными диаметрами шестерен, соотношение, установленное между количеством зубьев шестерен, и соотношение, установленное между опорным делительным диаметром и количеством зубьев шестерен, представлено следующими с [выражения 41] по [выражение 43].

В случае, когда количество зубьев коронных шестерен 22, 23, солнечных шестерен 32, 33 и планетарных шестерен 42, 43, когда удовлетворены соотношения, представленные с [выражения 41] по [выражение 43], указывается как опорное количество зубьев, «количество действующих зубьев» выражено в качестве разницы между количеством зубьев и опорным количеством зубьев каждой шестерни. В механизме 1 преобразования, посредством установки количества действующих зубьев одного из коронного вала 2 и солнечного вала 3 в значение, иное, чем «0», коронный вал 2 или солнечный вал 3 может поступательно двигаться. То есть, когда опорное количество зубьев коронных шестерен 22, 23 представлено опорным количеством кольцевых зубьев, ZGR, а опорное количество зубьев солнечных шестерен 32, 33 представлено опорным количеством солнечных зубьев, ZGS, посредством установки количества зубьев коронных шестерен 22, 23 или солнечных шестерен 32, 33, из условия, чтобы удовлетворялось одно из следующих [выражения 44] и [выражения 45], коронный вал 2 или солнечный вал 3 могут поступательно двигаться.

Когда удовлетворено [выражение 44], поступательно двигается коронный вал 2. Когда удовлетворено [выражение 45], поступательно двигается солнечный вал 3. Отдельный способ настройки показан в «Отдельном примере способа установки количества зубьев и числа витков резьбы».

«Установка числа действующих витков резьбы»

В планетарном механизме замедления (механизм замедления типа с планетарной резьбовой передачей), который идентичен вышеупомянутому механизму замедления типа с планетарной зубчатой передачей и образован кольцевым резьбовым участком, соответствующим коронной шестерне, солнечным резьбовым участком, соответствующим солнечной шестерне, и планетарными резьбовыми участками, соответствующими планетарным шестерням, то есть в механизме замедления типа с планетарной резьбовой передачей, который замедляет вращение, подобно вышеупомянутому механизму замедления типа с планетарной передачей, только благодаря зацеплению резьбовых участков, удовлетворены соотношения, представленные следующими с [выражения 51] по [выражение 53]. [Выражение 51] представляет соотношение, установленное между опорными делительными диаметрами кольцевого резьбового участка, солнечного резьбового участка и планетарных резьбовых участков. [Выражение 52] представляет соотношение, установленное между количеством зубьев кольцевого резьбового участка, солнечного резьбового участка и планетарных резьбовых участков. [Выражение 53] представляет соотношение, установленное между опорным делительным диаметром и количеством зубьев кольцевого резьбового участка, солнечного резьбового участка и планетарных резьбовых участков.

DBr: опорный делительный диаметр кольцевого резьбового участка

DBs: опорный делительный диаметр солнечного резьбового участка

DBp: опорный делительный диаметр планетарного резьбового участка

ZBr: число витков резьбы кольцевого резьбового участка

ZBs: число витков резьбы солнечного резьбового участка

ZBp: число витков резьбы планетарного резьбового участка

В механизме 1 преобразования согласно первому варианту осуществления, при условии, что первый планетарный механизм замедления имеет такую же конфигурацию, как вышеупомянутый механизм замедления типа с планетарной резьбовой передачей, соотношение, установленное между опорными делительными диаметрами резьбовых участков, соотношение, установленное между числом витков резьбы резьбовых участков, и соотношение, установленное между опорными делительными диаметрами и числами витков резьбы резьбовых участков, выражены следующими с [выражения 61] по [выражение 63].

В случае, когда число витков резьбы внутреннего резьбового участка 24 коронного вала 2, наружного резьбового участка 34 солнечного вала 3 и наружных резьбовых участков 44 планетарных валов 4, когда удовлетворены соотношения вышеприведенных с [выражения 61] по [выражение 63], указывается как опорное число витков резьбы, «число действующих витков резьбы» представлено в качестве разницы между числом витков резьбы каждого резьбового участка и опорным числом витков резьбы. В механизме 1 преобразования посредством установки числа действующих витков резьбы одного из коронного вала 2 и солнечного вала 3 в значение, иное, чем «0», коронный вал 2 или солнечный вал 3 поступательно двигаются. То есть, когда опорное число витков резьбы внутреннего резьбового участка 24 коронного вала 2 представлено опорным числом кольцевых витков резьбы ZSR, а опорное число витков резьбы наружного резьбового участка 34 солнечного вала 3 представлено опорным числом солнечных витков резьбы ZSS, коронный вал 2 или солнечный вал 3 поступательно двигается посредством установки числа витков резьбы из условия, чтобы было удовлетворено одно из следующих [выражения 64] и [выражения 65].

Когда удовлетворено [выражение 64], поступательно двигается коронный вал 2. Когда удовлетворено [выражение 65], поступательно двигается солнечный вал 3. Отдельный способ настройки показан в «Отдельном примере способа установки количества зубьев и числа витков резьбы».

В типичном механизме замедления типа с планетарной зубчатой передачей количество планетарных шестерен является делителем суммы количества зубьев солнечной шестерни и количества зубьев кольцевой шестерни. Таким образом, количество планетарных валов 4 (планетарное число Np) в механизме 1 преобразования является общим делителем у «делителей суммы числа витков резьбы солнечного резьбового участка ZSs и числа витков резьбы кольцевого резьбового участка ZSr» и «делителей суммы количества зубьев солнечной шестерни ZGs и количества зубьев кольцевой шестерни ZGr».

В механизме 1 преобразования резьбовые участки и шестерни одновременно зацепляются посредством установки количества зубьев кольцевой шестерни ZGr, количества зубьев солнечной шестерни ZGs и количества зубьев планетарной шестерни ZGp (полного отношения количества зубьев ZGT), равным отношению эффективного диаметра кольцевой шестерни DGr, эффективного диаметра солнечной шестерни DGs и эффективного диаметра планетарной шестерни DGp (полному отношению эффективных диаметров, ZST). То есть посредством установки количества зубьев шестерен и числа витков резьбы резьбовых участков из условия, чтобы удовлетворялось соотношение следующего [выражения 71], резьбовые участки и шестерни зацепляются одновременно.

Однако в этом случае, поскольку фазы вращения планетарных валов 4 одинаковы, начало и окончание зацепления планетарных шестерен 42, 43, коронных шестерен 22, 23 и солнечных шестерен 32, 33, сопровождающие вращение, совпадают. Это вызывает пульсации вращающего момента, обусловленные зацеплением шестерен, которые могут увеличивать рабочие шумы и снижать ресурс прочности шестерен.

Таким образом, в механизме 1 преобразования полное отношение количеств зубьев ZGT и полное отношение эффективных диаметров ZST установлены в разные значения в пределах диапазона, в котором удовлетворены следующие условия (A)-(C). Полное отношение количеств зубьев ZGT и полное отношение эффективных диаметров ZST могут быть установлены в разные значения в пределах диапазона, в котором удовлетворено, по меньшей мере, одно из условий (A)-(C).

(A) В случае, когда количество зубьев солнечной шестерни, ZGs, если удовлетворено соотношение по [выражению 71], указывается как опорное количество солнечных зубьев ZGSD, фактическое количество зубьев солнечной шестерни ZGs отличается от опорного количества солнечных зубьев ZGSD.

(B) В случае, когда количество зубьев кольцевой шестерни, ZGr, если удовлетворено соотношение по [выражению 71], указывается как опорное количество кольцевых зубьев ZGRD, фактическое количество зубьев кольцевой шестерни ZGr отличается от опорного количества кольцевых зубьев ZGRD.

(C) Планетарное число Np отличается от делителя количества зубьев планетарной шестерни ZGp, то есть планетарное число Np и количество зубьев планетарной шестерни ZGp не имеет делителя, отличного от «1».

Поскольку этим добивается способ работы, при котором резьбовые участки и шестерни зацепляются одновременно, и способ работы, при котором фазы вращения планетарных валов 4 отличаются друг от друга, пульсации вращающего момента, вызываемые зацеплением шестерен, подавляются.

Основные пункты, представляющие технические условия механизма 1 преобразования, приведены в последующих пунктах (A)-(I), заключающих в себе число действующих витков резьбы и количество действующих зубьев.

(B) Соотношение солнечного/планетарных резьбовых участков

(E) Отношение количеств зубьев шестерен

(F) Отношение эффективных диаметров резьбовых участков

(G) Отношение эффективных диаметров шестерен

(H) Число действующих витков резьбы

(I) Количество действующих зубьев

Подробности вышеприведенных пунктов будут описаны ниже.

«Режим преобразования движения» по (A) представляет режим работы для преобразования вращательного движения в поступательное движение. То есть при поступательном движении солнечного вала 3 посредством вращательного движения коронного вала 2 режим преобразования движения находится в «режиме перемещения солнечного вала». При поступательном движении коронного вала 2 посредством вращательного движения солнечного вала 3 режим преобразования движения находится в «режиме перемещения кольцевого вала».

«Отношение чисел витков резьбы резьбовых участков» по (D) представляет отношение числа витков резьбы солнечного резьбового участка ZSs, числа витков резьбы планетарного резьбового участка ZSp и числа витков резьбы кольцевого резьбового участка ZSr. То есть «отношением чисел витков резьбы резьбовых участков» является «ZSs:ZSp:ZSr».

«Отношение количеств зубьев шестерен» по (E) представляет отношение количества зубьев солнечной шестерни ZGs, количества зубьев планетарной шестерни ZGp и количества зубьев кольцевой шестерни ZGr. То есть отношением количеств зубьев шестерен является ZGs:ZGp:ZGr.

«Отношение эффективных диаметров резьбовых участков» по (F) представляет отношение эффективного диаметра солнечного резьбового участка DSs, эффективного диаметра планетарного резьбового участка DSp и эффективного диаметра кольцевого резьбового участка DSr. То есть отношением эффективных диаметров резьбовых участков является DSs:DSp:DSr.

«Отношение эффективных диаметров шестерен» по (G) представляет отношение эффективного диаметра солнечной шестерни DGs, эффективного диаметра планетарной шестерни DGp и эффективного диаметра кольцевой шестерни DGr. То есть, отношением эффективных диаметров шестерен является DGs:DGp:DGr.

«Число действующих витков резьбы» по (H) представляет разность между фактическим числом витков резьбы резьбового участка (числом витков резьбы по (D)) и опорным числом витков резьбы. То есть, когда режим преобразования движения находится в режиме перемещения солнечного вала, число действующих витков резьбы является значением, полученным вычитанием опорного числа солнечных витков резьбы ZSS из числа витков резьбы солнечного резьбового участка ZSs по (D). Когда режим преобразования движения находится в режиме перемещения кольцевого вала, число действующих витков резьбы является значением, полученным вычитанием опорного числа кольцевых витков резьбы ZSR из числа витков резьбы кольцевого резьбового участка ZSr по (D).

«Количество действующих зубьев» по (I) представляет разность между фактическим количеством зубьев шестерни (количеством зубьев по (E)) и опорным количеством зубьев. То есть, когда режим преобразования движения находится в режиме перемещения солнечного вала, количество действующих зубьев является значением, полученным вычитанием опорного количества солнечных зубьев ZGS из количества зубьев солнечной шестерни ZGs по (E). Кроме того, когда режим преобразования движения находится в режиме перемещения кольцевого вала, количество действующих зубьев является значением, полученным вычитанием опорного количества кольцевых зубьев ZGR из количества зубьев кольцевой шестерни ZGr по (E).

Теперь будет проиллюстрирован отдельный способ установки для вышеупомянутых пунктов.

Пример 1 установки

(C) Количество планетарных валов: «4»

(D) Отношение чисел витков резьбы резьбовых участков: «3:1:5»

(E) Отношение количеств зубьев шестерен: «31:9:45»

(G) Отношение эффективных диаметров шестерен: «3,44:1:5»

(H) Число действующих витков резьбы: «0»

(I) Количество действующих зубьев: «4»

Пример 2 установки

(A) Режим преобразования движения: «режим перемещения солнечного вала»

(B) Соотношение солнечных/планетарных резьбовых участков: «обратное направление»

(D) Отношение чисел витков резьбы резьбовых участков: «4:1:5»

(F) Отношение эффективных диаметров резьбовых участков: «3:1:5»

(G) Отношение эффективных диаметров шестерен: «3,1:1:5»

Пример 3 установки

(A) Режим преобразования движения: «режим перемещения солнечного вала»

(B) Соотношение солнечных/планетарных резьбовых участков: «прямое направление»

(C) Количество планетарных валов: «9»

(D) Отношение чисел витков резьбы резьбовых участков: «-5:1:5»

(E) Отношение количеств зубьев шестерен: «31:10:50»

(F) Отношение эффективных диаметров резьбовых участков: «3:1:5»

(G) Отношение эффективных диаметров шестерен: «3.1:1:5»

(H) Число действующих витков резьбы: «-8»

(I) Количество действующих зубьев: «1»

Пример 4 установки

(A) Режим преобразования движения: «режим перемещения солнечного вала»

(B) Соотношение солнечных/планетарных резьбовых участков: «обратное направление»

(C) Количество планетарных валов: «11»

(D) Отношение чисел витков резьбы резьбовых участков: «5:1:6»

(E) Отношение количеств зубьев шестерен: «39:10:60»

(F) Отношение эффективных диаметров резьбовых участков: «4:1:6»

(G) Отношение эффективных диаметров шестерен: «3,9:1:6»

(H) Число действующих витков резьбы: «1»

(I) Количество действующих зубьев: «-1»

Пример 5 установки

(A) Режим преобразования движения: «режим перемещения солнечного вала»

(B) Соотношение солнечных/планетарных резьбовых участков: «обратное направление»

(C) Количество планетарных валов: «7»

(D) Отношение чисел витков резьбы резьбовых участков: «2:1:5»

(E) Отношение количеств зубьев шестерен: «25:9:45»

(F) Отношение эффективных диаметров резьбовых участков: «3:1:5»

(G) Отношение эффективных диаметров шестерен: «2,78:1:5»

(H) Число действующих витков резьбы: «-1»

(I) Количество действующих зубьев: «-2»

Пример 6 установки

(A) Режим преобразования движения: «режим перемещения солнечного вала»

(B) Соотношение солнечных/планетарных резьбовых участков: «обратное направление»

(C) Количество планетарных валов: «5»

(D) Отношение чисел витков резьбы резьбовых участков: «11:2:14»

(E) Отношение количеств зубьев шестерен: «58:11:77»

(F) Отношение эффективных диаметров резьбовых участков: «6:1:8»

(G) Отношение эффективных диаметров шестерен: «5,8:1.1:7,7»

(H) Число действующих витков резьбы: «1»

(I) Количество действующих зубьев: «3»

Пример 7 установки

(B) Соотношение солнечных/планетарных резьбовых участков: «обратное направление»

(C) Количество планетарных валов: «9»

(E) Отношение количеств зубьев шестерен: «30:10:51»

(F) Отношение эффективных диаметров резьбовых участков: «3:1:5»

(G) Отношение эффективных диаметров шестерен: «3:1:5,1»

(H) Число действующих витков резьбы: «1»

(I) Количество действующих зубьев: «1»

Как описано выше, первый вариант осуществления обладает следующими преимуществами.

(1) Действия и преимущества механизма 1 преобразования согласно первому варианту осуществления далее будут описаны на основании сравнения с механизмом преобразования вращательного/поступательного движения (базовым механизмом преобразования движения), оснащенным планетарными валами, в которых передняя планетарная шестерня и задняя планетарная шестерня сформированы как целая часть с основным корпусом вала.

В вышеупомянутом базовом механизме преобразования движения, если есть смещение фазы вращения между передней коронной шестерней и задней коронной шестерней, планетарные валы компонуются между коронным валом и солнечным валом в наклонном состоянии относительно центральной оси солнечного вала (коронного вала) в соответствии со смещением фаз. Таким образом, зацепление резьбовых участков между коронным валом, солнечным валом и планетарными валами 4 становится неравномерным, каковое локально увеличивает давление между резьбовыми участками и шестернями. Как результат, вызывается локальный износ, соответственно снижая срок службы механизма преобразования и уменьшая эффективность преобразования из вращательного движения в поступательное движение вследствие увеличения износа.

В противоположность, в механизме 1 преобразования согласно первому варианту осуществления планетарные валы 4 образованы, чтобы позволять передней планетарной шестерне 42 и задней планетарной шестерне 43 вращаться относительно друг друга. Таким образом, поглощается смещение фазы вращения между передней коронной шестерней 22 и задней коронной шестерней 23. То есть, когда вызывается смещение фаз вращения между передней коронной шестерней 22 и задней коронной шестерней 23, смещение фаз вращения поглощается благодаря повороту каждой задней планетарной шестерни 43 относительно ассоциативно связанного основного корпуса 41 вала (относительному вращению передней планетарной шестерни 42 и задней планетарной шестерни 43). Это подавляет наклон планетарных валов 4, вызванный смещением между фазой вращения передней коронной шестерни 22 и фазой вращения задней коронной шестерни 23. Таким образом, достигается равномерное зацепление резьбовых участков и равномерное зацепление шестерен между коронным валом 2, солнечным валом 3 и планетарными валами 4. Как результат, срок службы механизма 1 преобразования и эффективность преобразования движения улучшаются.

(2) Для подавления наклона планетарных валов 4, например, механизм 1 преобразования изготавливается, как описано ниже. То есть в процессе производства механизма 1 преобразования смещение между фазой вращения передней коронной шестерни 22 и фазой вращения задней коронной шестерни 23 снижается комбинированием компонентов наряду с регулировкой фаз вращения передней кольцевой шестерни и задней кольцевой шестерни 23. Однако в этом случае, поскольку фазы вращения шестерен должны строго регулироваться, производительность снижается. Более того, смещение фаз не могло бы достаточно снижаться несмотря на то, что регулируются фазы вращения шестерен. Поэтому эта мера противодействия не является предпочтительной.

В противоположность, механизм 1 преобразования по первому варианту осуществления использует конфигурацию, в которой смещение фаз вращения поглощается благодаря относительному движению передней планетарной шестерни 42 и задней планетарной шестерни 43, как описано выше. Поэтому производительность улучшается, а наклон планетарных валов 4 подавляется более подходящим образом.

(3) В каждом из планетарных валов 4 механизма преобразования по первому варианту осуществления передняя планетарная шестерня 42 и наружный резьбовой участок 44 сформированы как целая часть с основным корпусом 41 вала. Как результат, во время производства планетарных валов 4, передняя планетарная шестерня 42 и наружный резьбовой участок 44 могут прокатываться одновременно, что улучшает производительность.

(4) В механизме 1 преобразования по первому варианту осуществления радиальное положение солнечного вала 3 ограничено зацеплением резьбовых участков и зацеплением шестерен, передней обоймой 51 и задней обоймой 52. Радиальное положение планетарных валов 4 ограничивается зацеплением резьбовых участков и зацеплением шестерен. Как результат, поскольку механизм 1 преобразования образован минимальным количеством компонентов для ограничения планетарных валов 4, планетарные валы 4 сдерживаются от наклона относительно осевого направления солнечного вала 3 надлежащим образом.

(5) В механизме 1 преобразования по первому варианту осуществления передняя обойма 51 снабжена смазочными отверстиями 51H. Таким образом, поскольку смазка может подаваться на участок зацепления резьбовых участков и шестерен через смазочные отверстия 51H, срок службы резьбовых участков и шестерен улучшается. Кроме того, поскольку инородные объекты в механизме 1 преобразования выбрасываются наружу по мере того, как смазка подается через смазочные отверстия 51H, подавляется снижение эффективности преобразования и неисправность, обусловленные инородными объектами.

(6) В механизме 1 преобразования по первому варианту осуществления полное отношение количества зубьев ZGT и полное отношение эффективных диаметров ZST установлены в разные значения в пределах диапазона, в котором удовлетворены условия (A)-(C). Этим достигается способ работы, при котором зацепление резьбовых участков и зацепление шестерен получается одновременно, и способ работы, при котором фазы вращения планетарных валов 4 отличаются друг от друга. Таким образом, подавляются пульсации вращающего момента, вызванные зацеплением шестерен. Кроме того, снижаются рабочие шумы, и соответственно улучшается ресурс прочности.

Первый вариант осуществления может быть модифицирован следующим образом.

В качестве конфигурации для обеспечения возможности передней планетарной шестерне 42 и задней планетарной шестерне 43 вращаться относительно друг друга, первый вариант осуществления применяет конфигурацию, в которой основной корпус 41 вала и задняя планетарная шестерня 43 сформированы отдельно. Однако это может быть модифицировано, как описано ниже. Основной корпус 41 вала, передняя планетарная шестерня 42 и задняя планетарная шестерня 43 формируются отдельно и соединяются так, что эти компоненты вращаются относительно друг друга. Это дает передней планетарной шестерне 42 и задней планетарной шестерне 43 возможность вращаться относительно друг друга.

Механизм 1 преобразования по первому варианту осуществления является механизмом преобразования, который работает на основании следующих принципов работы. То есть вращательное движение преобразуется в поступательное движение благодаря разнице между углами поворота, сформированными в соответствии с разницей между отношением количеств зубьев и отношением чисел витков резьбы солнечного вала 3 или коронного вала 2 к планетарным валам 4 в двух типах планетарных механизмов замедления. В противоположность, механизм преобразования по варианту осуществления, описанному ниже, является механизмом преобразования, который работает на основании следующих принципов работы. Механизм преобразования по второму варианту осуществления отличается от механизма 1 преобразования по первому варианту осуществления по той причине, что применяется конфигурация, описанная ниже, но прочая конфигурация является такой же, как у механизма 1 преобразования по первому варианту осуществления.

Когда механизм замедления типа с планетарной зубчатой передачей образован солнечными шестернями, вследствие соотношения направления вращения шестерен, линия наклона зуба солнечной шестерни и линия наклона зуба планетарной шестерни установлены в противоположные направления друг от друга, и углы скручивания шестерен установлены в одну и ту же величину. Кроме того, в качестве коронной шестерни применяется шестерня, имеющая угол скручивания, который находится в таком же направлении, как планетарная шестерня.

Поэтому, чтобы сконфигурировать механизм замедления (механизм замедления типа с планетарной резьбовой передачей), который является таким же, как механизм замедления типа с планетарной зубчатой передачей, зацеплением резьбовых участков, начальный угол подъема линии витка солнечного резьбового участка, соответствующего солнечной шестерне, планетарного резьбового участка, соответствующего планетарной шестерне, и кольцевого резьбового участка, соответствующего коронной шестерне, устанавливаются в одну и ту же величину, и солнечный резьбовой участок имеет резьбовой участок в противоположном направлении. В таком механизме замедления планетарной резьбовой передачи ни один из компонентов не смещается в осевом направлении относительно другого компонента. Однако при условии, что такое состояние, где относительное перемещение в осевом направлении не происходит, указывается ссылкой как опорное состояние, солнечный резьбовой участок или кольцевой резьбовой участок могут смещаться в осевом направлении посредством изменения угла опережения солнечного резьбового участка или кольцевого резьбового участка из опорного состояния наряду с выполнением зацепления резьбовых участков.

Вообще, для полного зацепления двух резьбовых участков шагам резьб необходимо быть установленными в одинаковый размер. Кроме того, в механизме замедления типа с планетарной резьбовой передачей, чтобы выровнять все углы опережения солнечного резьбового участка, планетарных резьбовых участков и кольцевого резьбового участка, отношение опорного делительного диаметра солнечного резьбового участка, планетарных резьбовых участков и кольцевого резьбового участка необходимо приводить в соответствие с отношением чисел витков резьбы солнечного резьбового участка, планетарных резьбовых участков и кольцевого резьбового участка.

Поэтому в механизме замедления типа планетарной резьбовой передачи условиями, в которых ни один из компонентов не перемещается в осевом направлении, являются следующие условия (1)-(3):

(1) Соотношение, в котором только солнечный резьбовой участок является обратной резьбой среди солнечного резьбового участка, планетарных резьбовых участков и кольцевого резьбового участка.

(2) Шаги резьб солнечного резьбового участка, планетарных резьбовых участков и кольцевого резьбового участка являются одним и тем же размером.

(3) Отношение опорного делительного диаметра солнечного резьбового участка, планетарных резьбовых участков и кольцевого резьбового участка является такой же величиной, как отношение числа витков резьбы солнечного резьбового участка, планетарных резьбовых участков и кольцевого резьбового участка.

В противоположность, когда число витков резьбы солнечного резьбового участка или кольцевого резьбового участка увеличивается от числа витков резьбы вышеприведенного (2) на целое число витков резьбы, солнечный резьбовой участок или кольцевой резьбовой участок перемещаются в осевом направлении относительно других резьбовых участков. Таким образом, второй вариант осуществления отражает вышеприведенную идею в конфигурации механизма 1 преобразования. Это позволяет механизму 1 преобразования преобразовывать вращательное движение в поступательное движение.

Когда применяется режим перемещения солнечного вала, механизм 1 преобразования конфигурируется, чтобы удовлетворять следующим условиям (A)-(D). Когда применяется режим перемещения кольцевого вала, механизм 1 преобразования конфигурируется, чтобы удовлетворять следующим условиям (A)-(C) и (E):

(A) Направление скручивания наружного резьбового участка 34 солнечного вала 3 противоположно направлению скручивания наружных резьбовых участков 44 планетарных валов 4.

(B) Направление скручивания внутреннего резьбового участка 24 коронного вала 2 является таким же, как направление скручивания наружных резьбовых участков 44 планетарных валов 4.

(C) Шаги резьбы коронного вала 2, солнечного вала 3 и планетарных валов 4 идентичны.

(D) Что касается соотношения между опорным делительным диаметром и числом витков резьбы резьбовых участков коронного вала 2, солнечного вала 3 и планетарных валов 4, при условии, что соотношение, когда ни один из коронного вала 2, солнечного вала 3 и планетарных валов 4 не подвергается относительному смещению в осевом направлении, указывается как опорное соотношение, число витков резьбы наружного резьбового участка 34 солнечного вала 3 является большим или меньшим, чем число витков резьбы в опорном соотношении на целое число.

(E) Что касается соотношения между опорным делительным диаметром и числом витков резьбы резьбовых участков коронного вала 2, солнечного вала 3 и планетарных валов 4, при условии, что соотношение, когда ни один из коронного вала 2, солнечного вала 3 и планетарных валов 4 не подвергается относительному смещению в осевом направлении, указывается как опорное соотношение, число витков резьбы внутреннего резьбового участка 24 коронного вала 2 является большим или меньшим, чем число витков резьбы в опорном соотношении на целое число.

В механизме 1 преобразования, при условии, что нет никакого относительного смещения в осевом направлении между кольцевым валом 2, солнечным валом 3 и планетарными валами 4, соотношение, представленное [выражением 81], установлено между опорным делительным диаметром и числом витков резьбы резьбовых участков.

В случае, где число витков резьбы внутреннего резьбового участка 24 коронного вала 2, наружного резьбового участка 34 солнечного вала 3 и наружных резьбовых участков 44 планетарных валов 4, когда удовлетворено соотношение по [выражению 81], предполагается «опорным числом витков резьбы», а разница между числом витков резьбы резьбовых участков и опорным числом витков резьбы предполагается «числом действующих витков резьбы», коронный вал 2 или солнечный вал 3 могут поступательно двигаться в механизме 1 преобразования посредством установки «числа действующих витков резьбы» одного из коронного вала 2 и солнечного вала 3 в значение, отличное от «0». То есть, когда опорное число витков резьбы внутреннего резьбового участка 24 коронного вала 2 указывается, как опорное число кольцевых витков резьбы ZSR, а опорное число витков резьбы наружного резьбового участка 34 солнечного вала 3 указывается как опорное число солнечных витков резьбы ZSS, коронный вал 2 или солнечный вал 3 поступательно двигается посредством установки числа витков резьбы из условия, чтобы было удовлетворено одно из следующих [выражения 82] и [выражения 83].

Отдельный способ настройки будет приведен в «Отдельных примерах способа установки числа витков резьбы».

Основные пункты, представляющие технические условия механизма 1 преобразования по второму варианту осуществления, включают в себя следующие пункты (A)-(E), включающие в себя отношение опорного делительного диаметра и отношение количества зубьев.

(A) Режим преобразования движения

(B) Соотношение солнечных/планетарных резьбовых участков

(C) Количество планетарных валов

(D) Отношение чисел витков резьбы резьбовых участков

(E) Число действующих витков резьбы

Подробности вышеупомянутых пунктов будут описаны далее.

«Режим преобразования движения» по (A) представляет режим работы для преобразования вращательного движения в поступательное движение. То есть при поступательном движении солнечного вала 3 посредством вращательного движения коронного вала 2, режим преобразования движения находится в «режиме перемещения солнечного вала». Кроме того, при поступательном движении коронного вала 2 посредством вращательного движения солнечного вала 3 режим преобразования движения находится в «режиме перемещения кольцевого вала».

«Соотношение солнечного/планетарных резьбовых участков» по (B) представляет соотношение направления скручивания между наружным резьбовым участком 34 солнечного вала 3 и наружными резьбовыми участками 44 планетарных валов 4. То есть, когда направление скручивания наружного резьбового участка 34 солнечного вала 3 и направление скручивания наружных резьбовых участков 44 планетарных валов 4 противоположны друг другу, соотношением солнечного/планетарных резьбовых участков является «обратное направление». Кроме того, когда направление скручивания наружного резьбового участка 34 солнечного вала 3 и направление скручивания наружных резьбовых участков 44 планетарных валов 4 являются такими же, как каждое другое, соотношением солнечного/планетарных резьбовых участков является «прямое направление».

«Количество планетарных валов» по (C) представляет количество планетарных валов 4, расположенных вокруг солнечного вала 3.

«Отношение чисел витков резьбы резьбовых участков» по (D) представляет отношение числа витков резьбы солнечного резьбового участка ZSs, числа витков резьбы планетарного резьбового участка ZSp и числа витков резьбы кольцевого резьбового участка ZSr. То есть отношением чисел витков резьбы резьбовых участков является ZSs:ZSp:ZSr.

«Число действующих витков резьбы» по (E) представляет разность между фактическим числом витков резьбы резьбового участка (числа витков резьбы по (D)) и опорным числом витков резьбы. То есть, когда режим преобразования движения находится в режиме перемещения солнечного вала, число действующих витков резьбы является значением, полученным вычитанием опорного числа солнечных витков резьбы ZSS из числа витков резьбы солнечного резьбового участка ZSs по (D). Кроме того, когда режим преобразования движения находится в режиме перемещения кольцевого вала, число действующих витков резьбы является значением, полученным вычитанием опорного числа кольцевых витков резьбы, ZSR, из числа витков резьбы кольцевого резьбового участка, ZSr, по (D).

Пример 1 установки

(A) Режим преобразования движения: «режим перемещения солнечного вала»

(B) Соотношение солнечных/планетарных резьбовых участков: «обратное направление»

(C) Количество планетарных валов: «9»

(D) Отношение чисел витков резьбы резьбовых участков: "4:1:5"

(F) Число действующих витков резьбы: «1»

Пример 2 установки

(A) Режим преобразования движения: «режим перемещения кольцевого вала»

(B) Соотношение солнечных/планетарных резьбовых участков: «обратное направление»

(C) Количество планетарных валов: «9»

(D) Отношение чисел витков резьбы резьбовых участков: «3:1:6»

(E) Число действующих витков резьбы: «1»

Механизм 1 преобразования по второму варианту осуществления дополнительно использует следующий способ настройки для количества зубьев и опорного делительного диаметра шестерен и числа витков резьбы и опорного делительного диаметра резьбовых участков.

[A] Эффективный диаметр планетарного резьбового участка DSp и эффективный диаметр планетарной шестерни DGp устанавливаются в один и тот же размер. Кроме того, отношение количества зубьев планетарной шестерни ZGp и количества зубьев кольцевой шестерни ZGr устанавливаются в такой же размер, как отношение эффективного диаметра планетарного резьбового участка DSp и эффективного диаметра кольцевого резьбового участка DSr. Таким образом, отношение количества зубьев планетарной шестерни ZGp и количества зубьев кольцевой шестерни ZGr равно отношению числа витков резьбы планетарного резьбового участка ZSp и числа витков резьбы кольцевого резьбового участка ZSr. Таким образом, соотношение количества вращения коронного вала 2 и планетарных валов 4 точно ограничено отношением количества зубьев коронных шестерен 22, 23 и планетарных шестерен 42, 43. Кроме того, отношение эффективного диаметра планетарного резьбового участка DSp и эффективного диаметра кольцевого резьбового участка DSr поддерживается в отношении эффективного диаметра, которое должно устанавливаться изначально.

[B] Эффективный диаметр планетарного резьбового участка DSp и эффективный диаметр планетарной шестерни DGp устанавливаются в один и тот же размер. Кроме того, отношение количества зубьев планетарной шестерни ZGp и количества зубьев солнечной шестерни ZGs устанавливаются в такой же размер, как отношение эффективного диаметра планетарного резьбового участка DSp и эффективного диаметра солнечного резьбового участка DSs. Таким образом, отношение количества зубьев планетарной шестерни ZGp и количества зубьев солнечной шестерни ZGs равно отношению числа витков резьбы планетарного резьбового участка ZSp и числа витков резьбы солнечного резьбового участка ZSs. Таким образом, соотношение количества вращения солнечного вала 3 и планетарных валов 4 точно ограничено отношением количества зубьев солнечных шестерен 32, 33 и планетарных шестерен 42, 43. Кроме того, отношение эффективного диаметра планетарного резьбового участка DSp и эффективного диаметра солнечного резьбового участка DSs поддерживается на отношении эффективного диаметра, которое должно устанавливаться изначально.

Как описано выше, механизм 1 преобразования согласно второму варианту осуществления обладает преимуществами, которые являются такими же, как преимущества (1)-(4) и (5) первого варианта осуществления изобретения.

Второй вариант осуществления может быть модифицирован, как будет описано далее.

Во втором варианте осуществления можно не использовать переднюю короную шестерню 22 и/или заднюю коронную шестерню 23. То есть конфигурация может быть модифицирована из условия, чтобы передняя планетарная шестерня 42 и/или задняя планетарная шестерня 43 не зацеплялась с коронным валом 2.

Во втором варианте осуществления можно не использовать переднюю солнечную шестерню 32 и/или заднюю солнечную шестерню 33. То есть конфигурация может быть модифицирована из условия, чтобы передняя планетарная шестерня 42 и/или задняя планетарная шестерня 43 не зацеплялась с солнечным валом 3.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Механизм преобразования вращательного/поступательного движения, содержащий:

кольцевой вал, имеющий пространство, проходящее в нем в осевом направлении, причем кольцевой вал включает в себя внутренний резьбовой участок и первую и вторую кольцевую шестерни, причем кольцевые шестерни являются зубчатыми колесами внутреннего зацепления,

солнечный вал, расположенный внутри кольцевого вала и включающий в себя наружный резьбовой участок и первую и вторую солнечные шестерни, причем солнечные шестерни являются зубчатыми колесами внешнего зацепления, и

множество планетарных валов, расположенных вокруг солнечного вала, каждый из которых включает в себя наружный резьбовой участок и первую и вторую планетарную шестерни, причем планетарные шестерни являются зубчатыми колесами внешнего зацепления,

при этом наружный резьбовой участок каждого планетарного вала зацепляется с внутренним резьбовым участком кольцевого вала и с наружным резьбовым участком солнечного вала, каждая первая планетарная шестерня зацепляется с первой кольцевой шестерней и с первой солнечной шестерней, каждая вторая планетарная шестерня зацепляется со второй кольцевой шестерней и со второй солнечной шестерней, причем механизм преобразования преобразует вращательное движение одного из кольцевого вала и солнечного вала в поступательное движение другого одного из кольцевого вала и солнечного вала вдоль осевого направления благодаря планетарному движению планетарных валов,

при этом планетарные валы выполнены с возможностью обеспечения относительного вращения между первой планетарной шестерней и второй планетарной шестерней.

2. Механизм преобразования по п.1, в котором каждый планетарный вал образован комбинацией основного корпуса планетарного вала, выполненного за одно целое с наружным резьбовым участком и первой планетарной шестерней, и второй планетарной шестерни, сформированной отдельно от основного корпуса планетарного вала, при этом вторая планетарная шестерня выполнена с возможностью вращения относительно основного корпуса планетарного вала.

3. Механизм преобразования по п.1, в котором каждый планетарный вал образован комбинацией основного корпуса планетарного вала, выполненного за одно целое с наружным резьбовым участком, и первой планетарной шестерни и второй планетарной шестерни, которые сформированы отдельно от основного корпуса планетарного вала, при этом первая планетарная шестерня и вторая планетарная шестерня выполнены с возможностью вращения относительно основного корпуса планетарного вала.

4. Механизм преобразования по п.1, в котором каждый кольцевой вал образован комбинацией основного корпуса кольцевого вала, выполненного за одно целое с внутренним резьбовым участком, и первой кольцевой шестерни и второй кольцевой шестерни, которые сформированы отдельно от основного корпуса кольцевого вала, при этом первая кольцевая шестерня и вторая кольцевая шестерня выполнены с возможностью вращения относительно основного корпуса планетарного вала.

5. Механизм преобразования по п.1, в котором внутренний резьбовой участок, первая кольцевая шестерня и вторая кольцевая шестерня кольцевого вала выполнены с возможностью совместного перемещения.

6. Механизм преобразования по п.1, в котором солнечный вал образован комбинацией основного корпуса солнечного вала, выполненного за одно целое с наружным резьбовым участком и первой солнечной шестерней, и второй солнечной шестерни, сформированной отдельно от основного корпуса солнечного вала, при этом вторая солнечная шестерня выполнена с возможностью перемещения относительно основного корпуса солнечного вала.

7. Механизм преобразования по п.1, в котором наружный резьбовой участок, первая солнечная шестерня и вторая солнечная шестерня солнечного вала выполнены с возможностью совместного перемещения.

8. Механизм преобразования по п.1, в котором, когда отношение количества зубьев каждой кольцевой шестерни, количества зубьев каждой солнечной шестерни и количества зубьев каждой планетарной шестерни указывается как отношение количеств зубьев, а отношение опорного делительного диаметра каждой кольцевой шестерни, опорного делительного диаметра каждой солнечной шестерни и опорного делительного диаметра каждой планетарной шестерни указывается как отношение эффективных диаметров, отношение количеств зубьев и отношение эффективных диаметров установлены в разные значения.

9. Механизм преобразования по п.1, в котором радиальное положение солнечного вала ограничено подшипниковым элементом, прикрепленным к кольцевому валу, зацеплением резьбовых участков и зацеплением шестерен, при этом радиальное положение планетарного вала ограничено зацеплением резьбовых участков и зацеплением шестерен.

10. Механизм преобразования по п.9, в котором подшипниковый элемент является парой подшипников, прикрепленных к кольцевому валу для закрытия открытых участков на концах кольцевого вала, причем подшипниковый элемент снабжен отверстиями для подачи смазки на участок зацепления резьбовых участков и участок зацепления шестерен между кольцевым валом, солнечным валом и планетарным валом.

11. Механизм преобразования по п.1, в котором первая кольцевая шестерня и вторая кольцевая шестерня имеют одинаковую форму, первая солнечная шестерня и вторая солнечная шестерня имеют одинаковую форму, и первая планетарная шестерня и вторая планетарная шестерня имеют одинаковую форму.

12. Механизм преобразования по п.11, в котором, когда число витков резьбы наружного резьбового участка планетарного вала указывается как число витков резьбы планетарного резьбового участка, число витков резьбы наружной резьбовой части солнечного вала указывается как число витков резьбы солнечного резьбового участка, количество зубьев планетарной шестерни указывается как количество зубьев планетарной шестерни, и количество зубьев солнечной шестерни указывается как количество зубьев солнечной шестерни, отношение числа витков резьбы солнечной резьбовой части к числу витков резьбы планетарной резьбовой части отличается от отношения количества зубьев солнечной шестерни к количеству зубьев планетарной шестерни,

13. Механизм преобразования по п.11, в котором, когда число витков резьбы наружной резьбового участка планетарного вала указывается как число витков резьбы планетарного резьбового участка, число витков резьбы наружной резьбовой части кольцевого вала указывается как число витков резьбы кольцевого резьбового участка, количество зубьев планетарной шестерни указывается как количество зубьев планетарной шестерни, и количество зубьев кольцевой шестерни указывается как количество зубьев кольцевой шестерни, отношение числа витков резьбы кольцевой резьбовой части к числу витков резьбы планетарной резьбовой части отличается от отношения количества зубьев кольцевой шестерни к количеству зубьев планетарной шестерни,

при этом солнечный вал перемещается поступательно благодаря планетарному движению планетарных валов, сопровождающему вращательное движение кольцевого вала.

14. Механизм преобразования по любому из пп.1-10, в котором направление скручивания внутреннего резьбового участка кольцевого вала и направление скручивания наружных резьбовых участков планетарных валов находятся в таком же направлении, как каждое другое, направление скручивания наружного резьбового участка солнечного вала и направление скручивания наружных резьбовых участков планетарных валов находятся в противоположных направлениях друг другу, причем внутренний резьбовой участок кольцевого вала, наружный резьбовой участок солнечного вала и наружные резьбовые участки планетарных валов имеют такие же шаги резьбы, как любой другой,

при этом в случае, когда соотношение опорного делительного диаметра и числа витков резьбы резьбовых участков кольцевого вала, солнечного вала и планетарных валов, если относительное перемещение в осевом направлении не происходит между кольцевым валом, солнечным валом и планетарными валами, указывается как опорное соотношение, причем число витков резьбы наружного резьбового участка солнечного вала отличается от числа витков резьбы в опорном соотношении, и

при этом солнечный вал перемещается поступательно благодаря планетарному движению планетарных валов, сопровождаемому вращательным движением кольцевого вала.

15. Механизм преобразования по любому из пп.1-10, в котором направление скручивания внутреннего резьбового участка кольцевого вала и направление скручивания наружных резьбовых участков планетарных валов находятся в таком же направлении, как каждое другое, направление скручивания наружного резьбового участка солнечного вала и направление скручивания наружных резьбовых участков планетарных валов находятся в противоположных направлениях друг другу, при этом внутренний резьбовой участок кольцевого вала, наружный резьбовой участок солнечного вала и наружные резьбовые участки планетарных валов имеют такие же шаги резьбы, как любой другой,

при этом в случае, когда соотношение опорного делительного диаметра и числа витков резьбы резьбовых участков кольцевого вала, солнечного вала и планетарных валов, если относительное перемещение в осевом направлении не происходит между кольцевым валом, солнечным валом и планетарным валом, указывается как опорное соотношение, причем число витков резьбы внутреннего резьбового участка кольцевого вала отличается от числа витков резьбы в опорном соотношении,

при этом кольцевой вал перемещается поступательно благодаря планетарному движению планетарных валов, сопровождаемому вращательным движением солнечного вала.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1. Механизмы для преобразования движения

Механическая энергия многих машин-двигателей обычно представляет собой энергию вращательного вала. Однако не во всех станках и механизмах рабочие органы также совершают вращательное движение. Зачастую им необходимо сообщить поступательное или возвратно-поступательное движения. Возможна и обратная картина. В подобных случаях применяют механизмы, преобразующие движение. К ним относятся: зубчато-реечный, винтовой, кривошипно-шатунный, кулисный и кулачковый механизмы.

1 .1 Зубчато-реечный механизм

Зубчато-реечный механизм состоит из зубчатого цилиндрического колеса и зубчатой рейки - планки с нарезанными на ней зубьями. Такой механизм можно использовать для различных целей: вращая зубчатое колесо на неподвижной оси, перемещать поступательно рейку (например, в реечном домкрате, в механизме подачи сверлильного станка); обкатывая колесо по неподвижной рейке, перемещать ось колеса относительно рейки (например, при осуществлении продольной подачи суппорта в токарном станке).

1 .2 Винтовой механизм

Для преобразования вращательного движения в поступательное очень часто применяется механизм, основными частями которого являются винт и гайка. Такой механизм применяют в различных конструкциях:

гайка (внутренняя резьба нарезана в корпусе) неподвижна, винт вращается и одновременно поступательно перемещается;

гайка неподвижна, винт вращается и одновременно поступательно перемещается с салазками. Салазки шарнирно соединены с винтом и могут совершать возвратно-поступательное движение в зависимости от направления движения винта по направляющим;

винт закреплен так, что может лишь вращаться, а гайка (в данном случае салазки) лишена возможности вращаться, так как ее нижняя (или другая) часть установлена между направляющими. В этом случае гайка (салазки) будет перемещаться поступательно.

В перечисленных винтовых механизмах применяются резьбы. различного профиля, чаще всего прямоугольная и трапецевидная (к примеру в слесарных тисках, домкратах и т. п.). Если угол подъема винтовой линии небольшой, то ведущим движением является вращательное. При очень большом угле подъема винтовой линии возможно преобразование поступательного движения во вращательное и тому примером может служить быстродействующая отвертка.

1 .3 Кривошипный механизм

Крипошип - звено кривошипного механизма, которое может совершать полный оборот вокруг неподвижной оси. Кривошип (I) имеет цилиндрический выступ - шип 1 , ось которого смещена относительно оси вращения кривошипа на расстояние г, которое может быть постоянным или регулируемым. Более сложным вращающимся звеном кривошипного механизма является коленчатый вал. Эксцентрик (III) - диск, насаженный на вал с эксцентриситетом, то есть со смещением оси диска относительно оси вала. Эксцентрик можно рассматривать как конструктивную разновидность кривошипа с малым радиусом.

Кривошипный механизм - механизм, преобразующий один вид движения в другой. Например, равномерно вращательное - в поступательное, качательное, неравномерное вращательное и т. д. Вращающееся звено кривошипного механизма, выполненное в виде кривошипа или коленчатого вала, связано со стойкой и другим звеном вращательными кинематическими парами (шарнирами). Принято различать подобные механизмы на кривошипно-шатунные, кривошипно-коромысловые, кривошипно-кулисные и др. в зависимости от характера движения и наименования того звена, в паре с которым работает кривошип.

Используются кривошипные механизмы в поршневых двигателях, насосах, компрессорах, прессах, в приводе движения металлорежущих станках и других машинах.

Кривошипно-шатунный механизм - один из самых распространенных механизмов преобразования движения. Его применяют как для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное (например, поршневые насосы), так и для преобразования возвратно-поступательного во вращательное (например, двигатели внутреннего сгорания).

Шатун - деталь кривошипно-шатунного (ползунного) механизма, передающая движение поршня или ползуна на кривошип коленчатого вала. Часть шатуна, служащая для присоединения к коленчатому валу, называется кривошипной головкой, а противоположная часть - поршневой (или ползунной) головкой.

Механизм состоит из стойки 1 ,кривошипа2, шатуна 3 и ползуна 4. Кривошип совершает непрерывное вращение, ползун - возвратно-поступательное движение, а: шатун - сложное, плоско-параллельное движение.

Полный ход ползуна получается равным удвоенной длине кривошипа. Рассматривая перемещения ползуна из одного положения в другое, нетрудно увидеть, что при повороте кривошипа на равные углы ползун проходит разное расстояние: при движении от крайнего положения к среднему участки пути ползуна увеличиваются, а при движении от среднего положения к крайнему - уменьшаются. Это свидетельствует о том, что при равномерном движении кривошипа ползун движется неравномерно. Так скорость движения ползуна меняется от нуля в начале его движения и достигает наибольшей величины, когда кривошип и шатун образуют между собой прямой угол, затем снова уменьшается до нуля при другом крайнем положении.

Неравномерность хода ползуна вызывает появление сил инерции, оказывающих отрицательное влияние на весь механизм. В этом главный недостаток кривошипно-ползунного механизма.

В некоторых кривошипно-шатунных механизмах возникает необходимость в обеспечении прямолинейности движения поршневого штока 4 . Для этого между кривошипом 1, шатуном 2 и ползуном 5 используют так называемый крейцкопф 3, воспринимающий на себя качательные движения шатуна (4 - шток промежуточный).

Эксцентриковый механизм. Подобно кривошипно-ползунному работает эксцентриковый механизм, в котором роль кривошипа выполняет эксцентрик, укрепленный на ведущем валу. Цилиндрическая поверхность экс - центрика 2 свободно охватывается хомутом 1 и бугелем 3, к которому прикреплен шатун 4, передающий во время вращения ведущего вала поступательное движение ползуну 5. В отличие от кривошипно-ползунного эксцентриковый механизм не может преобразовывать возвратно-поступательное движение ползуна во вращательное движение эксцентрика вследствие того, что между хомутом и эксцентриком, несмотря на наличие смазки, остается достаточное трение, чтобы препятствовать движению.

По этой причине эксцентриковый механизм применяют только в тех машинах, где необходимо вращательное движение преобразовывать в возвратно-поступательное движение и создавать небольшой ход исполнительному органу при значительных силах. К таким машинам относятся штампы, прессы и др.

Кривошипно-коромысловый механизм. Коромысло - звено рычажного механизма и представляет собой деталь в виде двуплечевого рычага, качающегося около средней неподвижной оси на стойке. Кривошип 1 может совершать вращательное движение. Кинематическая цепочка: криво шип 1, шатун 2 и коромысло 3, связанная шарнирными сочленениями, заставляет коромысло совершать качательные движения вокруг неподвижной оси на стойке.

Применяют кривошипно-коромысловый механизм в рессорных подвесках паровозов, вагонов, в конструкциях машин для испытания материалов, весов, буровых станков и др.

1 .4 Кулисный механизм

Кулиса 1 - звено (деталь) кулисного механизма, снабженное прямолинейной или дугообразной прорезью, в которой перемещается небольшой ползун - кулисный камень 2 . Кулисный механизм - рычажный механизм, преобразующий вращательное или карательное движения в возвратно-поступательное и наоборот. По виду движения различают кулисы: вращающиеся, качающиеся и прямолинейно движущиеся (3 - отверстие, через которое вставляется и удаляется кулисный камень).

Кривошипно-кулисный механизм. На рис. 38, I показано, что вокруг неподвижной оси вращается кривошип 3, шарнирно соединенный одним концом с ползуном (кулисным камнем) 2. При этом ползун начинает скользить (перемещаться) в продольном прямолинейном пазу, прорезанном в рычаге (кулисе) 1, и поворачивать его вокруг неподвижной оси. Длина кривошипа позволяет придать кулисе вращательное движение. Подобные механизмы служат для преобразования равномерного вращательного движения кривошипа в неравномерное вращательное движение кулисы, но если при этом длина кривошипа равна расстоянию между осями опор кривошипа и кулисы, то получается кривошипно-шатунный механизм с равномерно вращающейся кулисой.

Кривошипно-кулисный механизм с качающейся кулисой (рис. 38, II) служит для преобразования вращательного движения кривошипа 3 в качательное движение кулисы 1 и при этом происходит быстрый ход при движении ползуна в одну сторону и медленный - в другую. Механизм широко применяется в металлорежущих станках, например: в поперечно-строгальных, зубодолбежных и др.

Кривошипно-кулисный механизм с поступательно движущейся кулисой (рис. 38, III) служит для преобразования вращательного движения кривошипа 3 в прямолинейно-поступательное движение кулисы 1. В механизме кулиса может быть расположена вертикально или наклонно. Применяется такой механизм для малых длин хода и находит широкое применение в счетных машинах (синусный механизм)

1 .5 Кулачковый механизм

Кулачок - деталь кулачкового механизма с профилированной поверхностью скольжения, чтобы при своем вращательном движении передавать сопряженной детали (толкателю или штанге) движение с заданным законом изменения скорости. Геометрическая форма кулачков может быть различной: плоской, цилиндрической, конической, сферической и болеесложной.

Кулачковые механизмы - преобразующие механизмы, изменяющие характер движения, В машиностроении широко распространены кулачковые механизмы, преобразующие вращательное движение в возвратно-поступательное и возвратно-качательное. Кулачковые механизмы (рис. 39 и 40), как и другие виды механизмов, подразделяют на плоские и пространственные.

Кулачковые механизмы применяют для выполнения различных операций в системах управления рабочим циклом технологических машин, станков, двигателей и т. д. Основным элементом системы газораспределения двигателя внутреннего сгорания является простейший кулачковый механизм. Механизм состоит из кулачка 1, штанги 2, связанной с рабочим органом, и стойки, поддерживающей в пространстве звенья механизма и обеспечивающей каждому звену соответствующие степени свободы. Ролик 3, устанавливаемый в некоторых случаях на конце штанги, не влияет на закон движения звеньев механизма. Штанга, совершающая поступательное движение, называется толкателем 2, & вращательное - коромыслом 4 . При непрерывном движении кулачка толкатель совершает прерывное поступательное, а коромысло - прерывное вращательное движения.

Обязательным условием нормальной работы кулачкового механизма является постоянное касание штанги и кулачка (замыкание механизма). Замыкание механизма может быть силовым и геометрическим. В первом случае замыкание обычно обеспечивается пружиной 5 , прижимающей штангу к кулачку, во втором - конструктивным оформлением толкателя, особенно, его рабочей поверхности. К примеру, толкатель с плоской поверхностью касается кулачка разными точками, потому его применяют только в случае передачи малых усилий.

В машинах легкой промышленности для обеспечения весьма сложного взаимосвязанного движения деталей,

В машинах легкой промышленности для обеспечения весьма сложного взаимосвязанного движения деталей, наряду с простейшими плоскими, применяют пространственные кулачковые механизмы. В пространственном кулачковом механизме можно увидеть типичный пример геометрического замыкания - цилиндрический кулачок с профилем в виде паза, в который входит ролик толкателя.

При выборе типа кулачкового механизма стараются остановиться на применении плоских механизмов, имеющих значительно меньшую стоимость по сравнению с пространственными, и во всех случаях, когда это возможно, используют штангу качающейся конструкции, так как штангу (коромысло) удобно устанавливать на опоре с применением подшипников качения. Кроме того, в этом случае габаритные размеры кулачка и всего механизма в целом могут быть меньше.

Изготовление кулачковых механизмов с коническими и сферическими кулачками является сложным техническим и технологическим процессом, а потому и дорогим. Поэтому такие кулачки применяют в сложных и точных приборах.

Подобные документы

Основные характеристики, способ действия и виды механизмов преобразования вращательного движения в поступательное или наоборот: винтовой, зубчато-реечный, кулачковый, кривошипно-шатунный, кулисный, эксцентриковый, храповой, мальтийский и планетарный.

презентация , добавлен 28.12.2010


Конструкция винтового механизма, используемого для преобразования вращательного движения в поступательное. Кинематические закономерности в зубчато-реечном механизме. Принципы работы кулачкового, кривошипно-шатунного, кулисного и храпового механизмов.

презентация , добавлен 09.02.2012


Применение шарнирно-рычажных механизмов, классификация звеньев по виду движения. Кулачковые механизмы: принцип действия, наименование звеньев. Многозвенные механические передачи. Трение в винтовой паре, цапфах и пятах. Расчет подшипников качения.

контрольная работа , добавлен 25.02.2011


Виды движений, их основные характеристики и передаточные механизмы. Вращательное движение в машинах. Разновидности передач, особенности устройства, специфика работы и сфера применения в технике. Достоинства и недостатки механизмов, их назначение.

реферат , добавлен 10.11.2010


Шарнирно-рычажные механизмы применяются для преобразования вращательного или поступательного движения в любое движение с требуемыми параметрами. Фрикционные - для изменения скорости вращательного движения или преобразования вращательного в поступательное.

реферат , добавлен 15.12.2008


Назначение и классификация батанных механизмов: кривошипные и с кулачковым приводом. Технологические и технические требования к механизмам. Схема батанного механизма челночного ткацкого станка. График направления движения батана, ускорения и сил инерции.

контрольная работа , добавлен 20.08.2014


Изучение и анализ деятельности предприятия легкой промышленности - швейной фабрики "Бердчанка". Функции, состав и оборудование экспериментального цеха, особенности подготовительного производства. Организация работы раскройного и швейного цехов фабрики.

отчет по практике , добавлен 22.03.2011


Общие сведения о грузоподъемных и транспортирующих машинах, их классификация. Подъемные механизмы и домкраты, подъемники и грузоподъемные краны, манипуляторы, грузозахватные устройства, механизмы подъема и передвижения, ленточные и цепные конвейеры.

диссертация , добавлен 19.09.2010


Комплекс, производящий товары народного потребления. Общая характеристика легкой промышленности в России. Особенности планирования подготовки производства предприятий легкой промышленности. Сырьевая база, структура производственных мощностей и ресурсы.

контрольная работа , добавлен 27.04.2009


Аналог ускорений толкателя. Зубчатый и кулачковый механизмы, механизм с роликовым толкателем. Проектирование профиля кулачка. Кинетостатическое исследование плоского механизма. Расчет маховика. Определение моментов сил сопротивления. Построение графиков.

Липецкий колледж транспорта и дорожного хозяйства

Исследовательская работа студентов группы К2-14

Тема: «Исследование работы механизмов для преобразования движения

Липецк

2015/2016 учебный год

Содержание

1.Введение (исторические основы вопроса преобразования движения)

2. Актуальность исследования (прикладной характер гипотезы),

3. Цель исследования

3. Способы и методы исследовательской работы

6. Выводы и предложения

7. Презентация проекта

1. Введение

Механизмы для преобразования движения

Краткий обзор истории развития простых механизмов

Согласно существующей в механике классификации ДПЭ относится к семейству простейших механизмов, веками верой и правдой служившим человеку, таким как колесо, блок, рычаг, ворот.

Все они изначально приводятся в действие мускульной силой человека и практическая их ценность состоит в многократном умножении (усилении) исходного мускульного воздействия. Каждый из этих механизмов прошел длительное испытание практикой и временем и по сути они стали своеобразными "кирпичиками " (элементарными звеньями) из которых построено великое множество разнообразных сложнейших механизмов. Особое место среди этих механизмов занимает, безусловно, колесо; потому что именно с его помощью было осуществлено непрерывное преобразование механической энергии, использующее в качестве источника силу тяжести.

Речь идет конечно же о преобразователе, известном как водяное колесо , впоследствие ставшим гидротурбиной (что увеличило эффективность механизма, оставив прежним принцип действия).

Широчайшее применение данного типа преобразователя объясняется очень просто: его идеальной сопрягаемостью (в простейшем случае - посредством одной общей оси вращения) с важнейшими мельничным жерновом , а позже - электрогенератором .

Интересно также применение водяного колеса в "инверсном (обратном) включении" для подъема воды, используя "входную" мускульную силу человека.

Однако не все же нагрузки имели вращательный характер (например, для мощных кузнечных мехов лучше бы подходил преобразователь возвратно-поступательного типа), и тогда приходилось прибегать к промежуточным преобразователям (типа кривошипно-шатунного механизма) , которые вносят свои потери в процесс преобразования и увеличивают сложность и стоимость системы. Многие примеры необходимости применения промежуточных преобразователей при переходе от вращательного движения к возвратно-поступательному мынаходим в древних рисунках и гравюрах.

На рисунке внизу, например, показано сопряжение вращающегося водяного колеса с поршневым насосом - механической нагрузкой, требующей возвратно-поступательного движения приводного механизма.

Таким образом становиться очевидной полезность и востребованность

для многих практических применений преобразователей энергии возвратно-поступательного типа, приводимых в движение той же силой тяжести.

Наиболее подходящим простым механизмом в этом случае является рычаг.

Рычаг, в полном смысле - усилитель силы. Поэтому он и нашел широчайшее применение при подъеме тяжестей, например, в строительстве (классический пример - строительство пирамид египтянами). Однако, в этом применении

"входным" воздействием служили те же мускульные усилия людей, а режим работы рычага был, конечно же, дискретным.

Есть еще один интересный практический пример применения рычага как преобразователя энергии: это древняя боевая метательная машина - требушет.

Требушет интересен новым принципиальным отличием от классического применения рычага: он приводится в действие уже силой тяжести (а не мускульной силой) падающей массы. Однако признать требушет преобразователем энергии, с возможностью подсоединения полезной нагрузки не представляется возможным. Во первых это механизм единичного (разового) действия, во вторых чтобы его зарядить (поднять груз) требуется все та же мускульная сила (хотя и усиленная с помощью блоков и воротов).

Тем не менее, творческая мысль ищет новые пути в попытках сопряжения рычага с полезной нагрузкой и использования при этом силы тяжести в качестве исходной движущей силы.

Механизмы, преобразующие движение: зубчато-реечный, винтовой, кривошипный, кулисный, кулачковый. Их детали, характеристики и особенности целевого использования в различных отраслях производства и легкой промышленности. Схемы их работы в различных машинах.

Для приведения в действие рабочих органов, а также для преобразования одного вида движения в другой применяют кривошипно-шатунные, кулачковые и другие механизмы.

Кривошипно-шатунный механизм. Такой механизм преобразует вращательное движение в поступательное. В неподвижных подшипниках станины вращается вал с кривошипом, связанный шарниром с одним концом шатуна. Другой конец шатуна при помощи шарнира соединен с ползуном, скользящим в неподвижных прямолинейных направляющих. Если кривошип вращается непрерывно, то ползун совершает возвратно-поступательное движение. В течение одного оборота кривошипа ползун совершает два хода - сначала в одном, а затем в обратном направлении.

Кривошипно-шатунный механизм применяют в паровых машинах, двигателях внутреннего сгорания, поршневых насосах и т. д. Положение кривошипа в верхней точке поступательного хода называют мертвой точкой. Для перехода кривошипом этого положения, когда он является ведущим звеном механизма, предназначен маховик - колесо с тяжелым ободом, насаженное на кривошипный вал. Кинетическая энергия маховика обеспечивает непрерывное движение кривошипно-шатунного механизма.

Кулачковый механизм. Такой механизм преобразует вращательное движение в поступательное в различного рода автоматах, металлорежущих станках и других машинах. Кулачек, вращаясь вокруг оси, сообщает толкателю возвратно-поступательное движение.

Движение толкателя зависит от профиля кулачка. Если профиль кулачка представляет дугу окружности, описанной из центра, то толкатель на этом участке будет неподвижным. Такой кулачковый механизм называют плоским.

Преобразование вращательного движения в прямолинейное

Кулисные механизмы

Кулачковые механизмы

Шарнирно-рычажные механизмы

Кривошипно-шатунные механизмы

Кривошипно-шатунные механизмы служат для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот. Основными деталями кривошипно-шатунного механизма являются: кривошипный вал, шатун и ползун, связанные между собой шарнирно (а). Длину хода ползуна можно получить любую, зависит она от длины кривошипа (радиуса). Если длину кривошипа мы обозначим через букву А, а ход ползуна через Б, то можем написать простую формулу: 2А = Б, или А = Б/2. По этой формуле легко найти и длину хода ползуна и длину кривошипа. Например: ход ползуна Б = 50 мм, требуется найти длину кривошипа А. Подставляя в формулу числовую величину, получим: А = 50/2 = 25 мм, то есть длина кривошипа равна 25 мм.

а - принцип действия кривошипно-шатунного механизма,

б - одно-коленчатый вал, в - много-коленчатый вал,

г - механизм с эксцентриком

В кривошипно-шатунном механизме вместо кривошипного вала часто применяют коленчатый вал. От этого сущность действия механизма не меняется. Коленчатый вал может быть как с одним коленом, так и с несколькими (б, в).

Видоизменением кривошипно-шатунного механизма может быть также эксцентриковый механизм (г). У эксцентрикового механизма нет ни кривошипа, ни колен. Вместо них на вал насажен диск. Насажен же он не по центру, а смещено, то есть эксцентрично, отсюда и название этого механизма - эксцентриковый.

В некоторых кривошипно-шатунных механизмах приходится менять и длину хода ползуна. У кривошипного вала это делается обычно так. Вместо цельного выгнутого кривошипа на конец вала насаживается диск (планшайба). Шип (поводок, на что надевается шатун) вставляется в прорез, сделанный по радиусу планшайбы. Перемещая шип по прорезу, то есть удаляя его от центра или приближая к нему, мы меняем размер хода ползуна.

Ход ползуна в кривошипно-шатунных механизмах совершается неравномерно. В местах "мертвого хода" он самый медленный.

Кривошипно-шатунные - механизмы применяются в двигателях, прессах, насосах, во многих сельскохозяйственных и других машинах.

Кулисные механизмы

Возвратно-поступательное движение в кривошипных механизмах можно передавать и без шатуна. В ползунке, которая в данном случае называется кулисой, делается прорез поперек движения кулисы. В этот прорез вставляется палец кривошипа. При вращении вала кривошип, двигаясь влево и вправо, водит за собой и кулису.

а - принудительная кулиса, б - эксцентрик с пружинным роликом,

в - качательная кулиса

Вместо кулисы можно применить стержень, заключенный в направляющую втулку. Для прилегания к диску эксцентрика стержень снабжается нажимной пружиной. Если стержень работает вертикально, его прилегание иногда осуществляется собственным весом.

Для лучшего движения по диску на конце стержня устанавливается ролик.

Кулачковые механизмы

Кулачковые механизмы служат для преобразования вращательного движения (кулачка) в возвратно-поступательное или другой заданный вид движения. Механизм состоит из кулачка - криволинейного диска, насаженного на вал, и стержня, который одним концом опирается на криволинейную поверхность диска. Стержень вставлен в направляющую втулку. Для лучшего прилегания к кулачку, стержень снабжается нажимной пружиной. Чтобы стержень легко скользил по кулачку, на его конце устанавливается ролик.

а - плоский кулачек, б - кулачек с пазом, в - кулачек барабанного типа,

г - серцевидный кулачек, д - простейший кулачек

Но бывают дисковые кулачки другой конструкции. Тогда ролик скользит не по контуру диска, а по криволинейному пазу, вынутому сбоку диска (б). В этом случае нажимной пружины не требуется. Движение ролика со стержнем в сторону осуществляется самим пазом.

Кроме рассмотренных нами плоских кулачков (а), можно встретить кулачки барабанного типа (в). Такие кулачки представляют собой цилиндр с криволинейным пазом по окружности. В пазу установлен ролик со стержнем. Кулачок, вращаясь, водит криволинейным пазом ролик и этим сообщает стержню нужное движение. Цилиндрические кулачки бывают не только с пазом, но и односторонние - с торцовым профилем. В этом случае нажим ролика к профилю кулачка производится пружиной.

В кулачковых механизмах вместо стержня очень часто применяются качающиеся рычаги (в). Такие рычаги позволяют менять длину хода и его направление.

Длину хода стержня или рычага кулачкового механизма можно легко рассчитать. Она будет равна разнице между малым радиусом кулачка и большим. Например, если большой радиус равен 30 мм, а малый 15, то ход будет 30-15 = 15 мм. В механизме с цилиндрическим кулачком длина хода равняется величине смещения паза вдоль оси цилиндра.

Благодаря тому, что кулачковые механизмы дают возможность получить разнообразнейшие движения, их часто применяют во многих машинах. Равномерное возвратно-поступательное движение в машинах достигается одним из характерных кулачков, который носит название сердцевидного. При помощи такого кулачка происходит равномерная намотка челночной катушки у швейной машины.

Шарнирно-рычажные механизмы

Часто в машинах требуется изменить направление движения какой-либо части. Допустим, движение происходит горизонтально, а его надо направить вертикально, вправо, влево или под каким-либо углом. Кроме того, иногда длину хода рабочего рычага нужно увеличить или уменьшить. Во всех этих случаях применяют шарнирно-рычажные механизмы.

На рисунке показан шарнирно-рычажный механизм, связанный с другими механизмами. Рычажный механизм получает качательное движение от кривошипно-шатунного и передает его ползуну. Длину хода при шарнирно-рычажном механизме можно увеличить за счет изменения длины плеча рычага. Чем длиннее плечо, тем больше будет его размах, а следовательно, и подача связанной с ним части, и наоборот, чем меньше плечо, тем короче ход.

2. Актуальность исследования (прикладной характер гипотезы)

Работа с различными механизмами стала сегодня неотъемлемой частью нашей жизни. Мы используем механизмы преобразования движения, не задумываясь, а как они выполнены, почему облегчают нашу жизнедеятельность.

Актуальность темы нашей работы определяется тем, что в настоящее время роль таких механизмов в современной жизни не оценена в полном объеме, в процессе обучения по нашей профессии такие механизмы имеют важное значение.

В современном мире изучение механизмов преобразования движения является важной частью всего курса обучения по профессии «Машинист крана», так как зная основные принципы работы исполнения действующих органов, подъемных механизмов, работы двигателя внутреннего сгорания, преобразования движения в ходовой части автомобиля. Поэтому гипотезой нашего исследования будет следующая версия. При активном изучении работы подобных механизмов активнее происходит выполнение практических работ на различных видах производственных практик. (учебное вождение на автомобиле, учебная практика на автокране)

Многие интересуются и увлекаются изучением, конструированием и моделированием различными механизмами, в том числе и механизмами преобразования движения

Наверное, каждый человек хотя бы один раз в жизни задумывался над тем каким способом облегчить свою жизнь и создать необходимые удобства в обработке материалов, управление транспортом, строительстве

Всегда вызывало у людей множество вопросов проблемы работы подобных механизмов. Исследуя историю вопроса мы пришли к выводу, что подобные механизмы совершенствуются с развитием техники

3. Цель исследования

Цель работы

Цель работы - изучить, какую роль механизмы преобразования движения играют в современной технике

Основная цель работы - ответить на вопрос почему важно подробно изучать механизмыпреобразования движения в процессе овладения профессии «Машинист крана», также хотим доказать, что активное изучение подобных машин и механизмов помогает успешно проходить различные практические работы.

4. Задачи исследовательской работы

Для достижения поставленной цели нам необходимо решить следующие задачи:

Задачи работы:

1.Изучить литературу по теме механизмов преобразования движения

2.Выяснить значение терминов кривошипно-шатунный механизм, кулачковый механизм, шарнирный механизм другие виды механизмов.

3. Найти примеры в технике, жизни бытовое применение, собрать материал для упорядочивания данных, изготовить модель механизмов

4.Провести наблюдение за работой подобных механизмов в практической работе

5.Сравнить полученные результаты

6.Сделать выводы о проделанной работе

5. Практические основы исследовательской работы (модели, проекты, наглядные примеры)

фото

6. Выводы и предложения

Исследование может быть полезно и интересно студентам профессиональных учреждений, которые изучают подобные механизмов,а также всем, кто интересуется техникой.

Своей работой мы хотели привлечь внимание студентов к проблеме изучения механизмов преобразования движения.

В процессе работы над исследованием мы приобрели опыт … Думаю, что полученные мной знания позволят мне избежать ошибок / помогут правильно …

Результаты исследования заставили меня задуматься …

Больше всего сложностей вызвало у меня …

Исследование в корне изменило мое мнение / представление о …