Зубчатый планетарный механизм с фигурной рейкой относится к зубчатым реечным механизмам с возвратно-поступательным движением рейки.A gear planetary gear with a figured rack refers to gear rack and pinion mechanisms with a reciprocating movement of the rack.
Известны аналогичные механизмы, например зубчато-рычажный механизм с фасонной рейкой №2277 (Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике том IV 1980 г.).Similar mechanisms are known, for example, a gear-lever mechanism with a shaped rail No. 2277 (Artobolevsky II Mechanisms in modern technology, volume IV of 1980).
Недостатками известных устройств являются невозможность использовать один приводной вал для нескольких устройств и сложное движение рейки в крайних положениях.The disadvantages of the known devices are the inability to use one drive shaft for several devices and the complex movement of the rail in extreme positions.
Технический результат применения зубчатого планетарного механизма с фигурной рейкой состоит в устранении недостатков известных устройств и упрощении конструкции. Этот результат достигается тем, что зубчатые участки фигурной зубчатой рейки 9: два прямых и две дуги по очереди зацепляются зубчатым колесом 4 поворотного рычага 5, опоры 3, 6 которого, двигаясь по прямым и профильным направляющим поверхностям 2, 7, 8 фигурной зубчатой рейки 9, обеспечивают непрерывное функционирование механизма.The technical result of the use of a gear planetary mechanism with a curved rack is to eliminate the disadvantages of the known devices and simplify the design. This result is achieved by the fact that the gear sections of the figured gear rack 9: two straight and two arcs are in turn engaged by the gear wheel 4 of the pivot arm 5, bearings 3, 6 of which, moving along the straight and profile guide surfaces 2, 7, 8 of the figured gear rack 9 , provide continuous functioning of the mechanism.
На фиг.1 показано конструктивное исполнение зубчатого планетарного механизма с фигурной рейкой и внешним зацеплением, а на фиг.2 - с внутренним зацеплением.Figure 1 shows the design of the planetary gear mechanism with a figured rack and external gearing, and figure 2 - with internal gearing.
Зубчатый планетарный механизм (фиг.1, 2) состоит из симметричной фигурной зубчатой рейки 9 с плоской направляющей поверхностью 7 и профильными (дуги) направляющими поверхностями 2, 8, ведущего зубчатого колеса 10 и поворотного рычага 5, ось вращения которого совпадает с осью вращения ведущего зубчатого колеса 10 (на фиг.2 рычаг полупрозрачный). На поворотном рычаге 5 имеется зубчатое колесо 4 и опоры 3, 6. Фигурная рейка 9 образована двумя линейными зубчатыми участками А и двумя зубчатыми дугами Б, имеет плоские 7 и профильные 2, 8 направляющие поверхности. Линейные участки А рейки 9 вместе с зубчатым колесом 4 и неподвижным на этих участках поворотным рычагом 5 образуют обычное зубчатое зацепление. Дуги Б рейки 9 вместе с зубчатым колесом 4 и поворачивающимся на этих участках рычагом 5 образуют планетарное зубчатое зацепление. Все детали механизма смонтированы на основания 1 с направляющими для продольного движения рейки 9. При исполнении механизма с внешним относительно рейки зацеплением (фиг.1) зубчатое колесо 4 рычага 5 имеет два зубчатых диаметра, при исполнении с внутренним зацеплением (фиг.2) - один. (Если при исполнении механизма по фиг.1 сделать колесо 4 рычага 5 с одним зубчатым диаметром, то по условиям зацепления диаметры ведущего зубчатого колеса 10 и зубчатой дуги Б рейки 9 должны быть равны, а передаточное отношение по формуле планетарного зацепления равно нулю и механизм работать не будет.)The planetary gear mechanism (Figs. 1, 2) consists of a symmetrical figured gear rack 9 with a flat guide surface 7 and profile (arcs) guide surfaces 2, 8, a drive gear 10 and a pivot arm 5, the axis of rotation of which coincides with the axis of rotation of the lead gear wheel 10 (in figure 2 the lever is translucent). On the pivot arm 5 there is a gear 4 and bearings 3, 6. The figured rack 9 is formed by two linear gear sections A and two gear arches B, has flat 7 and profile 2, 8 guide surfaces. The linear sections A of the rack 9 together with the gear wheel 4 and the pivoting lever 5 fixed in these sections form a normal gear engagement. The arcs B of the rack 9 together with the gear wheel 4 and the lever 5 that rotates in these areas form a planetary gearing. All details of the mechanism are mounted on the base 1 with guides for the longitudinal movement of the rack 9. When the mechanism is executed with an external gearing relative to the rack (Fig. 1), the gear wheel 4 of the lever 5 has two gear diameters, and when executed with the internal gearing (Fig. 2), one . (If, when performing the mechanism of FIG. 1, make the wheel 4 of the lever 5 with one gear diameter, then, according to the engagement conditions, the diameters of the drive gear 10 and the gear arc B of the rack 9 should be equal, and the gear ratio according to the planetary gearing formula is zero and the mechanism should work will not.)
При движении рейки 9 вдоль направляющей поверхности основания 1 зубчатое колесо 4 рычага 5 зацеплено с ведущим зубчатым колесом 10 и линейным зубчатым участком А рейки 9. Рычаг 5 неподвижен, так как опоры 3, 6 перемещаются по плоской направляющей поверхности 7 рейки 9. Когда ось ведущего зубчатого колеса 10 совпадает с осью дуги Б опоры 3, 6 рычага 5 переходят на профильные направляющие 2, 8 рейки 9. Рейки 9 останавливаются, рычаг 5 начинает поворачиваться. Его опоры 3, 6 обеспечивают зацепление зубчатого колеса 4 поворотного рычага 5 с ведущим зубчатым колесом 10 и зубчатой дугой Б рейки 9. Рычаг 5 становится водилом, смещая зубчатое колесо 4 эксцентрично относительно дуги Б рейки 9. При повороте рычага 5 каждая из его опор 3, 6 перемещается по своей профильной направляющей поверхности 2 или 8 фигурной рейки 9, не позволяя рейке 9 смещаться относительно оси ведущего зубчатого колеса 10. После поворота рычага 5 на 180 градусов зубчатое колесо 4 рычага 5 достигает линейного участка А на противоположной стороне рейки 9. Опоры 3, 6 рычага 5 переходят на плоский участок 7. Рейка 9 начнет двигаться в противоположном направлении. Плоская направляющая поверхность 7 обеспечивает продольное движение фигурной рейки 9 в направляющих основания 1.When the rack 9 moves along the guide surface of the base 1, the gear 4 of the lever 5 is engaged with the drive gear 10 and the linear gear portion A of the rack 9. The lever 5 is stationary, since the supports 3, 6 move along the flat guide surface 7 of the rack 9. When the axis of the lead the gear wheel 10 coincides with the axis of the arc B of the support 3, 6 of the lever 5 go to the profile guides 2, 8 of the rack 9. The rack 9 stops, the lever 5 begins to turn. Its supports 3, 6 provide engagement of the gear 4 of the pivot arm 5 with the drive gear 10 and the gear arch B of the rack 9. The lever 5 becomes a carrier, shifting the gear 4 eccentrically relative to the arc B of the rack 9. When turning the lever 5, each of its supports 3 , 6 moves along its profile guide surface 2 or 8 of the figured rack 9, not allowing the rack 9 to move relative to the axis of the driving gear 10. After the lever 5 is turned 180 degrees, the gear wheel 4 of the lever 5 reaches a linear section A on the opposite side not rails 9. Supports 3, 6 of the lever 5 go to a flat section 7. Rail 9 will begin to move in the opposite direction. A flat guide surface 7 provides longitudinal movement of the figured rail 9 in the guides of the base 1.
