Создание и исследование планетарных механизмов прерывистого движения с эллиптическими зубчатыми колесами

Исполнительные механизмы, в которых вращательное движение входного вала преобразуется в прерывистое движение выходного, широко используются в машиностроении. Однако в большинстве применяемых приводов преобразование движения реализуется за счет разрыва кинематической цепи. Это приводит к высоким нагрузкам на звенья исполнительного механизма вследствие ударов, возникающих в начале или конце фазы движения. Актуальной задачей является разработка компактных и надежных механических преобразователей, в которых требуемое движение осуществляется плавно и без разрыва кинематической цепи. Приведены новые кинематические схемы механизмов прерывистого движения, основанные на базе планетарных передач с эллиптическими зубчатыми колесами. Для простоты уравновешивания предложено использовать эллиптические колеса с осью вращения в центре симметрии. Проведен кинематический анализ разработанных механизмов, определены угол поворота и аналог скорости выходного вала. Созданные механизмы могут найти широкое применение в металлообрабатывающих станках, робототехнике, машинах-автоматах, конвейерах

Литература

[1] Фролов К.В., ред. Теория механизмов и машин. М., Высшая школа, 1987.

[2] Popkonstantinovic B., Jeli Z., Miladinovic L. 3D modeling and motion analysis of the Maltese cross (Geneva) mechanisms. Proc. 14th IFToMM World Cong., 2015, pp. 165--170.

[3] Тимофеев Г.А., Барбашов Н.Н., Цибровский А.Н. Проектирование механизма прерывистого движения на базе волновой зубчатой передачи с генератором волн внутреннего деформирования. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2016, № 2, с. 113--124. DOI: 10.18698/0236-3941-2016-2-113-124

[4] Chang Z., Xu C., Pan T., et al. A general framework for geometry design of indexing cam mechanism. Mech. Mach. Theory, 2009, vol. 44, no. 11, pp. 2079--2084. DOI: 10.1016/j.mechmachtheory.2009.05.010

[5] Figliolini G., Angeles J. Synthesis of conjugate Geneva mechanisms with curved slots. Mech. Mach. Theory, 2002, vol. 37, no. 10, pp. 1043--1061. DOI: 10.1016/S0094-114X(02)00062-9

[6] Waldron K.J., Kinzel G.L. Kinematics, dynamics, and design of machinery. John Wiley & Sons, 1999.

[7] Zheng F., Hua L., Han X., et al. Linkage model and manufacturing process of shaping non-circular gears. Mech. Mach. Theory, 2016, vol. 96-1, pp. 192--212. DOI: 10.1016/j.mechmachtheory.2015.09.010

[8] Zheng F., Hua L., Han X., et al. Synthesis of indexing mechanisms with non-circular gears. Mech. Mach. Theory, 2016, vol. 105, pp. 108--128. DOI: 10.1016/j.mechmachtheory.2016.06.019

[9] Freudenstein F., Chen C.K. Variable-ratio chain drives with noncircular sprockets and minimum slack-theory and application. J. Mech. Des., 1991, vol. 113, no. 3, pp. 253--262. DOI: 10.1115/1.2912777

[10] Litvin F.L., Gonzalez-Perez I., Fuentes A., et al. Design and investigation of gear drives with non-circular gears applied for speed variation and generation of functions. CMAME, 2008, vol. 197, no. 45-48, pp. 3783--3802. DOI: 10.1016/j.cma.2008.03.001

[11] Mundo D. Geometric design of a planetary gear train with non-circular gears. Mech. Mach. Theory, 2006, vol. 41, no. 4, pp. 456--472. DOI: 10.1016/j.mechmachtheory.2005.06.003

[12] Ан И-Кан. Синтез, геометрические и прочностные расчеты планетарных механизмов с некруглыми зубчатыми колесами роторных гидромашин. Дис. … д-ра техн. наук. Томск, ТПУ, 2001.

[13] Приходько А.А., Смелягин А.И. Кинематический анализ планетарного зубчатого механизма преобразования вращательного движения в возвратно-вращательное. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2016, № 12, с. 21--27. DOI: 10.18698/0536-1044-2016-12-21-27

[14] Smelyagin A.I., Prikhod’ko A.A. Structure and kinematics of a planetary converter of the rotational motion into the reciprocating rotary motion. J. Mach. Manuf. Reliab., 2016, vol. 45, no. 6, pp. 500--505. DOI: 10.3103/S1052618816060108

[15] Приходько А.А., Смелягин А.И. Уравновешивание планетарного исполнительного механизма возвратно-вращательного перемешивающего устройства. Проблемы машиностроения и автоматизации, 2016, № 4, c. 62--67.

[16] Prikhodko A.A., Smelyagin A.I. Development and research of vibromixing reactor with rotationally reciprocating motion of impeller. VP, 2016, vol. 8, pp. 102--107.

[17] Prikhodko A.A., Smelyagin A.I., Tsybin A.D. Kinematics of planetary mechanisms with intermittent motion. Procedia Eng., 2017, vol. 206, pp. 380--385. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.10.489

[18] Litvin F.L., Fuentes A. Gear geometry and applied theory. Cambridge University Press, 2004.

[19] Coxeter H.S.M. Introduction to geometry. Wiley, 1989.