專利名稱：轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)無(wú)級(jí)變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械傳動(dòng)中的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)無(wú)級(jí)變換器，特別是一種可 將輸入的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為擺動(dòng)輸出，且輸出的擺動(dòng)角度大小在線可調(diào)的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)無(wú)級(jí)變換器，可應(yīng)用于紡織、包裝、食品等輕工機(jī)械設(shè)備中，作為傳動(dòng) 部件使用。
技術(shù)背景目前，在紡織、包裝、食品等輕工機(jī)械設(shè)備中，將輸入的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換 為擺動(dòng)輸出的傳動(dòng)部件采用了四連桿機(jī)構(gòu)或凸輪機(jī)構(gòu)，上述機(jī)構(gòu)均為一級(jí)傳 動(dòng)，其從動(dòng)桿(又稱輸出搖桿)輸出擺角的變化范圍較小。而且當(dāng)機(jī)構(gòu)需要 改變從動(dòng)桿的輸出擺動(dòng)角度時(shí)，必須在停車狀態(tài)下對(duì)桿件的長(zhǎng)度和位置進(jìn)行調(diào)整，或更換凸輪，不僅操作繁瑣，而且費(fèi)工費(fèi)時(shí)，效率十分低下；另外，經(jīng)停車調(diào)整后的機(jī)構(gòu)也只能以另一種固定的擺動(dòng)角度進(jìn)行擺動(dòng)。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服已有技術(shù)的不足而提供一種轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)無(wú)級(jí) 變換器，它不僅結(jié)構(gòu)緊湊、擺角范圍大，而且通過(guò)控制裝置的在線實(shí)時(shí)控制， 能使輸出的擺角大小和擺動(dòng)規(guī)律根據(jù)實(shí)際需要而變化，同時(shí)操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn) 效率高。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案是 一種轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)無(wú)級(jí) 變換器，它包括聯(lián)軸器l、曲柄2、 一級(jí)連桿3、 二級(jí)連桿4、控制裝置5、絲 桿6、移動(dòng)螺母7、并聯(lián)搖桿8、三級(jí)連桿9、輸出搖桿IO、 一級(jí)搖桿ll、機(jī) 架12,聯(lián)軸器1安裝在機(jī)架12上；曲柄2的一端通過(guò)軸A與聯(lián)軸器1固定， 另一端通過(guò)軸E與一級(jí)連桿3的一端鉸接， 一級(jí)連桿3的另一端通過(guò)軸F與一級(jí)搖桿11的中部鉸接； 一級(jí)搖桿11 一端的擺動(dòng)中心通過(guò)軸B與機(jī)架12鉸 接,另一端通過(guò)軸G與二級(jí)連桿4的一端鉸接；二級(jí)連桿4的另一端通過(guò)軸H 與并聯(lián)搖桿8的中部鉸接;并聯(lián)搖桿8 —端的擺動(dòng)中心通過(guò)軸C與移動(dòng)螺母7 鉸接，另一端通過(guò)軸M與三級(jí)連桿9的一端鉸接；三級(jí)連桿9的另一端通過(guò)軸 N與輸出搖桿10的一端鉸接，輸出搖桿10另一端的擺動(dòng)中心通過(guò)軸B'與機(jī) 架12鉸接；絲桿6安裝在機(jī)架12上并與移動(dòng)螺母7通過(guò)螺紋連接；控制裝 置5連接在絲桿6上；其中由四邊形AEFB構(gòu)成第一級(jí)四連桿機(jī)構(gòu)，由四邊形 BGHC構(gòu)成第二級(jí)四連桿機(jī)構(gòu)，由四邊形CMNB'構(gòu)成第三級(jí)四連桿機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型所述的控制裝置5可以是由步進(jìn)電機(jī)和可編程控制器PLC構(gòu) 成的自動(dòng)控制器，也可以是用于手動(dòng)操作的手輪。本實(shí)用新型所述的軸B、 B'在水平方向位于同一軸心線上。本實(shí)用新型所述的絲桿6與軸B、 B'之間的連線成正交，移動(dòng)螺母7可 以移動(dòng)到軸B、 B'之間。在本實(shí)用新型所述的第一級(jí)四連桿機(jī)構(gòu)AEFB中， 一級(jí)搖桿11上的桿長(zhǎng) i7大于曲柄2的桿長(zhǎng)IL在本實(shí)用新型所述的第二級(jí)四連桿機(jī)構(gòu)BGHC中， 一級(jí)搖桿11上的桿長(zhǎng) 7c"大于并聯(lián)搖桿8上的桿長(zhǎng)^f。在本實(shí)用新型所述的第三級(jí)四連桿機(jī)構(gòu)C麗B'中，并聯(lián)搖桿8上的桿長(zhǎng) ^大于輸出搖桿10上的桿"^S「。本實(shí)用新型由于采用上述結(jié)構(gòu)后，具有的優(yōu)點(diǎn)之一、由三級(jí)四連桿機(jī)構(gòu)通 過(guò)串聯(lián)的方式連接在一起,將輸入的動(dòng)力由聯(lián)軸器1傳遞給曲柄2，通過(guò)曲柄2 的整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為一級(jí)搖桿11的往復(fù)擺動(dòng)，再經(jīng)第二、第三級(jí)四連桿機(jī) 構(gòu)變速后由輸出搖桿10輸出，同時(shí)，由于并聯(lián)搖桿8的擺動(dòng)中心通過(guò)銷軸C與 移動(dòng)螺母7鉸接，通過(guò)控制裝置5轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿6，使移動(dòng)螺母7在絲桿6上移動(dòng)，從而可自動(dòng)調(diào)節(jié)軸C的位置,使CB、 CB'的距離發(fā)生改變，甚至為零，這樣同 時(shí)改變了第二、第三級(jí)四連桿機(jī)構(gòu)的機(jī)架長(zhǎng)度和位置，使整個(gè)機(jī)構(gòu)的總體結(jié)構(gòu) 緊湊、擺角范圍大；之二、通過(guò)控制裝置5的在線實(shí)時(shí)控制，能使輸出的擺 角大小和擺動(dòng)規(guī)律根據(jù)實(shí)際需要而變化，不僅能適應(yīng)工作中輸出擺動(dòng)角度變 化的需要，而且提高了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能；之三、操作簡(jiǎn)單,既省工又省時(shí)，極 大地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率；之四、輸出擺動(dòng)角可調(diào)范圍約為30° 120° 。

附圖為本實(shí)用新型的一實(shí)施例參考圖。圖中l(wèi).聯(lián)軸器、2.曲柄、3.—級(jí)連桿、4.二級(jí)連桿、5.控制裝置、6. 絲桿、7.移動(dòng)螺母、8.并聯(lián)搖桿、9.三級(jí)連桿、IO.輸出搖桿、ll.一級(jí)搖桿、 12.機(jī)架。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述請(qǐng)參閱附圖，本實(shí)用新型所述的聯(lián)軸器1安裝在機(jī)架12上，用于與動(dòng)力 源連接，曲柄2的一端通過(guò)軸A與聯(lián)軸器1實(shí)現(xiàn)固定連接，另一端通過(guò)軸E與 一級(jí)連桿3的一端鉸接， 一級(jí)連桿3的另一端通過(guò)軸F與一級(jí)搖桿11的中部 鉸接； 一級(jí)搖桿11 一端的擺動(dòng)中心通過(guò)軸B與機(jī)架12鉸接，另一端通過(guò)軸G 與二級(jí)連桿4的一端鉸接；二級(jí)連桿4的另一端通過(guò)軸H與并聯(lián)搖桿8的中 部鉸接；并聯(lián)搖桿8 —端的擺動(dòng)中心通過(guò)軸C與移動(dòng)螺母7鉸接，另一端通過(guò) 軸M與三級(jí)連桿9的一端鉸接；三級(jí)連桿9的另一端通過(guò)軸N與輸出搖桿10 的一端鉸接，輸出搖桿10另一端的擺動(dòng)中心通過(guò)軸B'與機(jī)架12鉸接；絲桿 6的兩端安裝在機(jī)架12上，其中間通過(guò)螺紋與移動(dòng)螺母7中間的螺孔旋配； 控制裝置5連接在絲桿6的一端端部。其中由四邊形AEFB構(gòu)成第一級(jí)四連 桿機(jī)構(gòu)，由四邊形BGHC構(gòu)成第二級(jí)四連桿機(jī)構(gòu)，由四邊形CMNB'構(gòu)成第三級(jí)四連桿機(jī)構(gòu),三級(jí)四連桿間為串聯(lián)連接。
請(qǐng)繼續(xù)參閱附圖，本實(shí)用新型所述的軸B、B'的連線與絲桿6之間為正交, 且軸B、B'在水平面方向位于同一軸心線上。在所述的第一級(jí)四連桿機(jī)構(gòu)AEFB 中， 一級(jí)搖桿11上的桿長(zhǎng)I7大于曲柄2的桿長(zhǎng)XS;在所述的第二級(jí)四連桿 機(jī)構(gòu)BGHC中， 一級(jí)搖桿11上的桿長(zhǎng)7c^大于并聯(lián)搖桿8上的桿長(zhǎng)^i;在所述 的第三級(jí)四連桿機(jī)構(gòu)C麗B'中，并聯(lián)搖桿8上的桿長(zhǎng)H大于輸出搖桿10上 的桿^S「。其作用是使并聯(lián)搖桿8的擺角大于一級(jí)搖桿11的擺角，輸出搖 桿10的擺角大于并聯(lián)搖桿8的擺角，使輸出搖桿10的輸出擺角的最大放大倍 數(shù)可以達(dá)到一級(jí)搖桿ll的擺角的四倍。在這里需要說(shuō)明的是當(dāng)控制裝置5 帶動(dòng)絲桿6轉(zhuǎn)動(dòng)，造成移動(dòng)螺母7向軸B、 B'方向移動(dòng)時(shí)，輸出搖桿10的輸 出擺角范圍將逐漸變小，當(dāng)移動(dòng)螺母7移動(dòng)到極限位置(即軸B、 B'連線的 中間位置)時(shí)，輸出擺角的擺角范圍即為一級(jí)搖桿ll的擺角，此為最小值， 約為30° 。
以下結(jié)合附圖敘述本實(shí)用新型的工作過(guò)程:首先，由動(dòng)力源將動(dòng)力傳遞給聯(lián) 軸器1，由聯(lián)軸器1帶動(dòng)曲柄2作圓周運(yùn)動(dòng)，曲柄2的圓周運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)一級(jí)連桿3， 再由一級(jí)連桿3帶動(dòng)一級(jí)搖桿11,使一級(jí)搖桿11繞擺動(dòng)中心軸B作往復(fù)擺動(dòng)， 一級(jí)搖桿ll的往復(fù)擺動(dòng)又依次帶動(dòng)第二級(jí)四連桿機(jī)構(gòu)中的二級(jí)連桿4、并聯(lián)搖 桿8，使并聯(lián)搖桿8繞擺動(dòng)中心軸C作往復(fù)擺動(dòng)，在此過(guò)程中，由于一級(jí)搖桿11 上的桿長(zhǎng)i7大于曲柄2的桿長(zhǎng)，而一級(jí)搖桿11上的桿長(zhǎng)ii大于并聯(lián)搖桿8 上的桿長(zhǎng)^i，使得并聯(lián)搖桿8繞擺動(dòng)中心軸C擺動(dòng)的擺角大于一級(jí)搖桿11 繞擺動(dòng)中心軸B擺動(dòng)的擺角，因此第二級(jí)四連桿機(jī)構(gòu)是一個(gè)擺角放大機(jī)構(gòu)。同 理，并聯(lián)搖桿8的往復(fù)擺動(dòng)，又依次帶動(dòng)三級(jí)連桿9、輸出搖桿10,使輸出搖桿 10繞擺動(dòng)中心軸B'作往復(fù)擺動(dòng)，在此過(guò)程中，由于并聯(lián)搖桿8上的桿長(zhǎng)H大于 輸出搖桿10上的桿"^S^，使得輸出搖桿10繞擺動(dòng)中心軸B'擺動(dòng)的擺角大于并聯(lián)搖桿8繞擺動(dòng)中心軸C擺動(dòng)的擺角，因此第三級(jí)四連桿機(jī)構(gòu)也是第二級(jí)四 連桿機(jī)構(gòu)的一個(gè)擺角放大機(jī)構(gòu)，這樣使輸出搖桿10的擺角得到進(jìn)一步的放大。 在實(shí)際工作中，當(dāng)輸出搖桿10的擺角大小和擺動(dòng)規(guī)律根據(jù)實(shí)際要求變化 時(shí),可通過(guò)控制裝置5來(lái)實(shí)現(xiàn)，控制裝置5既可以采用手動(dòng)，也可以采用自動(dòng)控 制,當(dāng)采用手動(dòng)操作時(shí)，控制裝置5 —般選用手輪，手輪安裝在絲桿6的一端 端部，當(dāng)操作者旋轉(zhuǎn)手輪時(shí)，即可帶動(dòng)絲桿6 —起作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，絲桿6的旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)又帶動(dòng)移動(dòng)螺母7在絲桿6上移動(dòng)，并使并聯(lián)搖桿8的擺動(dòng)中心軸C的位置 發(fā)生變化,從而同時(shí)改變了第二、第三級(jí)四連桿機(jī)構(gòu)的機(jī)架長(zhǎng)度和位置，使輸 出搖桿10的擺角大小發(fā)生改變；當(dāng)采用自動(dòng)操作時(shí)，控制裝置5 —般選用由 步進(jìn)電機(jī)和可編程控制器PLC構(gòu)成的自動(dòng)控制器，由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)絲桿6作 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可編程控制器PLC可根據(jù)工作要求預(yù)先編制好控制程序，可自動(dòng)地 實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)變速。當(dāng)絲桿6轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)移動(dòng)螺母7移動(dòng)時(shí)，并聯(lián)搖桿8的擺 動(dòng)中心軸C向著軸B、 B'方向靠近，使第二和第三級(jí)連桿機(jī)構(gòu)的角度放大功 能減弱，當(dāng)擺動(dòng)中心軸C (即移動(dòng)螺母7)進(jìn)入到軸B、 B'之間時(shí)，第二、 第三級(jí)四桿機(jī)構(gòu)不起擺角放大作用，即輸出搖桿10的擺角大小與一級(jí)搖桿11 相同。因此，擺動(dòng)中心軸C的位移量與擺角放大倍數(shù)有對(duì)應(yīng)關(guān)系，且擺動(dòng)中 心軸C的位移在瞬時(shí)不會(huì)改變輸出搖桿10的狀態(tài)。
本實(shí)用新型在實(shí)際生產(chǎn)中，既可制作成單獨(dú)的類似傳統(tǒng)變速箱的變速 器，也可作為機(jī)械設(shè)備中的一個(gè)傳動(dòng)模塊。
權(quán)利要求1. 一種轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)無(wú)級(jí)變換器，其特征在于它包括聯(lián)軸器(1)、曲柄(2)、一級(jí)連桿(3)、二級(jí)連桿(4)、控制裝置(5)、絲桿(6)、移動(dòng)螺母(7)、并聯(lián)搖桿(8)、三級(jí)連桿(9)、輸出搖桿(10)、一級(jí)搖桿(11)、機(jī)架(12)，聯(lián)軸器(1)安裝在機(jī)架(12)上；曲柄(2)的一端通過(guò)軸A與聯(lián)軸器(1)固定，另一端通過(guò)軸E與一級(jí)連桿(3)的一端鉸接，一級(jí)連桿(3)的另一端通過(guò)軸F與一級(jí)搖桿(11)的中部鉸接；一級(jí)搖桿(11)一端的擺動(dòng)中心通過(guò)軸B與機(jī)架(12)鉸接，另一端通過(guò)軸G與二級(jí)連桿(4)的一端鉸接；二級(jí)連桿(4)的另一端通過(guò)軸H與并聯(lián)搖桿(8)的中部鉸接；并聯(lián)搖桿(8)一端的擺動(dòng)中心通過(guò)軸C與移動(dòng)螺母(7)鉸接，另一端通過(guò)軸M與三級(jí)連桿(9)的一端鉸接；三級(jí)連桿(9)的另一端通過(guò)軸N與輸出搖桿(10)的一端鉸接，輸出搖桿(10)另一端的擺動(dòng)中心通過(guò)軸B′與機(jī)架(12)鉸接；絲桿(6)安裝在機(jī)架(12)上并與移動(dòng)螺母(7)通過(guò)螺紋連接；控制裝置(5)連接在絲桿(6)上；其中由四邊形AEFB構(gòu)成第一級(jí)四連桿機(jī)構(gòu)，由四邊形BGHC構(gòu)成第二級(jí)四連桿機(jī)構(gòu)，由四邊形CMN B′構(gòu)成第三級(jí)四連桿機(jī)構(gòu)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)無(wú)級(jí)變換器，其特征在于所述的控 制裝置(5)是由步進(jìn)電機(jī)和可編程控制器PLC構(gòu)成的自動(dòng)控制器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)無(wú)級(jí)變換器，其特征在于所述的控 制裝置(5)是用于手動(dòng)操作的手輪。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)無(wú)級(jí)變換器，其特征在于所述的軸 B、 B'在水平方向位于同一軸心線上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)無(wú)級(jí)變換器，其特征在于所述的絲桿(6)與軸B、 B'之間的連線成正交，移動(dòng)螺母(7)可以移動(dòng)到軸B、 B'之間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)無(wú)級(jí)變換器，其特征在于在所述的 第一級(jí)四連桿機(jī)構(gòu)AEFB中， 一級(jí)搖桿(ll)上的桿長(zhǎng)i7大于曲柄(2)的桿長(zhǎng) AE。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)無(wú)級(jí)變換器，其特征在于在所述的 第二級(jí)四連桿機(jī)構(gòu)BGHC中， 一級(jí)搖桿(ll)上的桿長(zhǎng)Ii大于并聯(lián)搖桿(8)上的桿長(zhǎng)"^H。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)無(wú)級(jí)變換器，其特征在于在所述的 第三級(jí)四連桿機(jī)構(gòu)C麗B'中，并聯(lián)搖桿(8)上的桿長(zhǎng)^i大于輸出搖桿(10) 上的桿"feSS「。
專利摘要一種轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)無(wú)級(jí)變換器，屬于機(jī)械傳動(dòng)部件。它包括聯(lián)軸器、曲柄、一級(jí)連桿、二級(jí)連桿、控制裝置、絲桿、移動(dòng)螺母、并聯(lián)搖桿、三級(jí)連桿、輸出搖桿、一級(jí)搖桿、機(jī)架，聯(lián)軸器安裝在機(jī)架上；曲柄的一端與聯(lián)軸器固定，另端與一級(jí)連桿的一端鉸接，一級(jí)連桿的另端與一級(jí)搖桿的中部鉸接；一級(jí)搖桿的一端與機(jī)架鉸接，另端與二級(jí)連桿的一端鉸接；二級(jí)連桿的另端與并聯(lián)搖桿的中部鉸接；并聯(lián)搖桿的一端與移動(dòng)螺母鉸接，另端與三級(jí)連桿的一端鉸接；三級(jí)連桿的另端與輸出搖桿的一端鉸接，輸出搖桿的另端與機(jī)架鉸接；絲桿安裝在機(jī)架上并與移動(dòng)螺母連接；控制裝置連接在絲桿上。優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊、擺角范圍大；能使輸出的擺角大小和擺動(dòng)規(guī)律在線可調(diào)；操作簡(jiǎn)單，效率高。
文檔編號(hào)F16H21/42GK201129419SQ20072004500
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2007年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月31日
發(fā)明者徐學(xué)忠, 沈世德 申請(qǐng)人:常熟理工學(xué)院