專利名稱：轉動-擺動無級變換器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機械傳動中的轉動-擺動無級變換器，特別是一種可將輸 入的旋轉運動轉換為擺動輸出，且輸出的擺動角度大小在線可調(diào)的轉動-擺動 無級變換器，可應用于紡織、包裝、食品等輕工機械設備中，作為傳動部件 使用。
背景技術：
目前，在紡織、包裝、食品等輕工機械設備中，將輸入的旋轉運動轉換 為擺動輸出的傳動部件采用了四連桿機構或凸輪機構，上述機構均為一級傳 動，其從動桿(又稱輸出搖桿)輸出擺角的變化范圍較小。而且當機構需要 改變從動桿的輸出擺動角度時，必須在停車狀態(tài)下對桿件的長度和位置進行 調(diào)整，或更換凸輪，不僅操作繁瑣，而且費工費時，效率十分低下；另外， 經(jīng)停車調(diào)整后的機構也只能以另一種固定的擺動角度進行擺動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服已有技術的不足而提供一種轉動-擺動無級變換 器，它不僅結構緊湊、擺角范圍大，而且通過控制裝置的在線實時控制，能 使輸出的擺角大小和擺動規(guī)律根據(jù)實際需要而變化，同時操作簡單，生產(chǎn)效 率高。
為達到上述目的，本發(fā)明所提供的技術方案是 一種轉動-擺動無級變換
器，它包括聯(lián)軸器l、曲柄2、 一級連桿3、 二級連桿4、控制裝置5、絲桿6、 移動螺母7、并聯(lián)搖桿8、三級連桿9、輸出搖桿IO、 一級搖桿ll、機架12, 聯(lián)軸器1安裝在機架12上；曲柄2的一端通過軸A與聯(lián)軸器1固定,另一端 通過軸E與一級連桿3的一端鉸接， 一級連桿3的另一端通過軸F與一級搖
桿11的中部鉸接； 一級搖桿11 一端的擺動中心通過軸B與機架12鉸接，另 一端通過軸G與二級連桿4的一端鉸接；二級連桿4的另一端通過軸H與并 聯(lián)搖桿8的中部鉸接；并聯(lián)搖桿8 —端的擺動中心通過軸C與移動螺母7鉸 接，另一端通過軸M與三級連桿9的一端鉸接；三級連桿9的另一端通過軸N 與輸出搖桿10的一端鉸接，輸出搖桿10另一端的擺動中心通過軸B'與機架 12鉸接；絲桿6安裝在機架12上并與移動螺母7通過螺紋連接；控制裝置5 連接在絲桿6上;其中由四邊形AEFB構成第一級四連桿機構，由四邊形BGHC 構成第二級四連桿機構，由四邊形CMN B'構成第三級四連桿機構。
本發(fā)明所述的控制裝置5可以是由步進電機和可編程控制器PLC構成的 自動控制器，也可以是用于手動操作的手輪。
本發(fā)明所述的軸B、 B'在水平方向位于同一軸心線上。
本發(fā)明所述的絲桿6與軸B、 B'之間的連線成正交，移動螺母7可以移 動到軸B、 B'之間。
在本發(fā)明所述的第一級四連桿機構AEFB中， 一級搖桿11上的桿長i7大 于曲柄2的桿長IS。
在本發(fā)明所述的第二級四連桿機構BGHC中， 一級搖桿11上的桿長7c"大 于并聯(lián)搖桿8上的桿長^1 。
在本發(fā)明所述的第三級四連桿機構C麗B'中，并聯(lián)搖桿8上的桿長B大 于輸出搖桿10上的桿"^"。
本發(fā)明由于采用上述結構后，具有的優(yōu)點之一、由三級四連桿機構通過串 聯(lián)的方式連接在一起,將輸入的動力由聯(lián)軸器1傳遞給曲柄2，通過曲柄2的整 周回轉運動變換為一級搖桿11的往復擺動，再經(jīng)第二、第三級四連桿機構變 速后由輸出搖桿10輸出，同時，由于并聯(lián)搖桿8的擺動中心通過銷軸C與移動 螺母7鉸接,通過控制裝置5轉動絲桿6，使移動螺母7在絲桿6上移動，從而
可自動調(diào)節(jié)軸C的位置,使CB、 CB'的距離發(fā)生改變，甚至為零，這樣同時改 變了第二、第三級四連桿機構的機架長度和位置，使整個機構的總體結構緊 湊、擺角范圍大；之二、通過控制裝置5的在線實時控制，能使輸出的擺角 大小和擺動規(guī)律根據(jù)實際需要而變化，不僅能適應工作中輸出擺動角度變化 的需要，而且提高了機構的運動性能；之三、操作簡單，既省工又省時，極大 地提高了勞動生產(chǎn)效率；之四、輸出擺動角可調(diào)范圍約為30° 120° 。


附圖為本發(fā)明的一實施例參考圖。
圖中l(wèi).聯(lián)軸器、2.曲柄、3.—級連桿、4.二級連桿、5.控制裝置、6. 絲桿、7.移動螺母、8.并聯(lián)搖桿、9.三級連桿、IO.輸出搖桿、ll.一級搖桿、 12.機架。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述
請參閱附圖，本發(fā)明所述的聯(lián)軸器1安裝在機架12上，用于與動力源連 接，曲柄2的一端通過軸A與聯(lián)軸器1實現(xiàn)固定連接，另一端通過軸E與一級 連桿3的一端鉸接， 一級連桿3的另一端通過軸F與一級搖桿11的中部鉸接; 一級搖桿11 一端的擺動中心通過軸B與機架12鉸接，另一端通過軸G與二級 連桿4的一端鉸接；二級連桿4的另一端通過軸H與并聯(lián)搖桿8的中部鉸接; 并聯(lián)搖桿8 —端的擺動中心通過軸C與移動螺母7鉸接，另一端通過軸M與三 級連桿9的一端鉸接；三級連桿9的另一端通過軸N與輸出搖桿10的一端鉸 接，輸出搖桿10另一端的擺動中心通過軸B'與機架12鉸接；絲桿6的兩端 安裝在機架12上，其中間通過螺紋與移動螺母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構成第一級四連桿機構，由 四邊形BGHC構成第二級四連桿機構，由四邊形CMNB'構成第三級四連桿機
構，三級四連桿間為串聯(lián)連接。
請繼續(xù)參閱附圖，本發(fā)明所述的軸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。在所述的第一級四連桿機構AEFB 中， 一級搖桿11上的桿長B7大于曲柄2的桿長I^;在所述的第二級四連桿 機構BGHC中， 一級搖桿11上的桿長B7大于并聯(lián)搖桿8上的桿長^H;在所述 的第三級四連桿機構C麗B'中，并聯(lián)搖桿8上的桿長^i大于輸出搖桿10上 的桿^"。其作用是使并聯(lián)搖桿8的擺角大于一級搖桿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)可以達到一級搖桿ll的擺角的四倍。在這里需要說明的是當控制裝置5 帶動絲桿6轉動，造成移動螺母7向軸B、 B'方向移動時，輸出搖桿10的輸 出擺角范圍將逐漸變小，當移動螺母7移動到極限位置(即軸B、 B'連線的 中間位置)時，輸出擺角的擺角范圍即為一級搖桿ll的擺角，此為最小值， 約為30° 。
下面結合附圖敘述本發(fā)明的工作過程:首先，由動力源將動力傳遞給聯(lián)軸器 1，由聯(lián)軸器1帶動曲柄2作圓周運動，曲柄2的圓周運動帶動一級連桿3,再由 一級連桿3帶動一級搖桿11，使一級搖桿11繞擺動中心軸B作往復擺動， 一級 搖桿11的往復擺動又依次帶動第二級四連桿機構中的二級連桿4、并聯(lián)搖桿8， 使并聯(lián)搖桿8繞擺動中心軸C作往復擺動，在此過程中，由于一級搖桿11上的桿 長大于曲柄2的桿長，而一級搖桿11上的桿長B7大于并聯(lián)搖桿8上的桿長 ^S，使得并聯(lián)搖桿8繞擺動中心軸C擺動的擺角大于一級搖桿11繞擺動中 心軸B擺動的擺角，因此第二級四連桿機構是一個擺角放大機構。同理，并聯(lián)搖 桿8的往復擺動，又依次帶動三級連桿9、輸出搖桿10，使輸出搖桿10繞擺動中 心軸B'作往復擺動，在此過程中，由于并聯(lián)搖桿8上的桿長H大于輸出搖桿10 上的桿^一，使得輸出搖桿10繞擺動中心軸B'擺動的擺角大于并聯(lián)搖桿8
繞擺動中心軸c擺動的擺角，因此第三級四連桿機構也是第二級四連桿機構的一個擺角放大機構，這樣使輸出搖桿10的擺角得到進一步的放大。在實際工作中，當輸出搖桿10的擺角大小和擺動規(guī)律根據(jù)實際要求變化 時，可通過控制裝置5來實現(xiàn)，控制裝置5既可以采用手動,也可以采用自動控 制，當采用手動操作時，控制裝置5 —般選用手輪，手輪安裝在絲桿6的一端 端部，當操作者旋轉手輪時，即可帶動絲桿6 —起作旋轉運動，絲桿6的旋轉運 動又帶動移動螺母7在絲桿6上移動，并使并聯(lián)搖桿8的擺動中心軸C的位置 發(fā)生變化，從而同時改變了第二、第三級四連桿機構的機架長度和位置，使輸 出搖桿10的擺角大小發(fā)生改變；當采用自動操作時，控制裝置5 —般選用由 步進電機和可編程控制器PLC構成的自動控制器，由步進電機帶動絲桿6作 旋轉運動，可編程控制器PLC可根據(jù)工作要求預先編制好控制程序，可自動地 實現(xiàn)在線實時變速。當絲桿6轉動帶動移動螺母7移動時，并聯(lián)搖桿8的擺 動中心軸C向著軸B、 B'方向靠近，使第二和第三級連桿機構的角度放大功 能減弱，當擺動中心軸C (即移動螺母7)進入到軸B、 B'之間時，第二、 第三級四桿機構不起擺角放大作用，即輸出搖桿10的擺角大小與一級搖桿11 相同。因此，擺動中心軸C的位移量與擺角放大倍數(shù)有對應關系，且擺動中 心軸C的位移在瞬時不會改變輸出搖桿10的狀態(tài)。本發(fā)明在實際生產(chǎn)中，既可制作成單獨的類似傳統(tǒng)變速箱的變速器，也 可作為機械設備中的一個傳動模塊。
權利要求
1、一種轉動-擺動無級變換器，其特征在于它包括聯(lián)軸器(1)、曲柄(2)、一級連桿(3)、二級連桿(4)、控制裝置(5)、絲桿(6)、移動螺母(7)、并聯(lián)搖桿(8)、三級連桿(9)、輸出搖桿(10)、一級搖桿(11)、機架(12)，聯(lián)軸器(1)安裝在機架(12)上；曲柄(2)的一端通過軸A與聯(lián)軸器(1)固定，另一端通過軸E與一級連桿(3)的一端鉸接，一級連桿(3)的另一端通過軸F與一級搖桿(11)的中部鉸接；一級搖桿(11)一端的擺動中心通過軸B與機架(12)鉸接，另一端通過軸G與二級連桿(4)的一端鉸接；二級連桿(4)的另一端通過軸H與并聯(lián)搖桿(8)的中部鉸接；并聯(lián)搖桿(8)一端的擺動中心通過軸C與移動螺母(7)鉸接，另一端通過軸M與三級連桿(9)的一端鉸接；三級連桿(9)的另一端通過軸N與輸出搖桿(10)的一端鉸接，輸出搖桿(10)另一端的擺動中心通過軸B′與機架(12)鉸接；絲桿(6)安裝在機架(12)上并與移動螺母(7)通過螺紋連接；控制裝置(5)連接在絲桿(6)上；其中由四邊形AEFB構成第一級四連桿機構，由四邊形BGHC構成第二級四連桿機構，由四邊形CMN B′構成第三級四連桿機構。
2、 根據(jù)權利要求1所述的轉動-擺動無級變換器，其特征在于所述的控 制裝置(5)可以是由步進電機和可編程控制器PLC構成的自動控制器，也可 以是用于手動操作的手輪。
3、 根據(jù)權利要求l所述的轉動-擺動無級變換器，其特征在于所述的軸 B、 B'在水平方向位于同一軸心線上。
4、 根據(jù)權利要求1所述的轉動-擺動無級變換器，其特征在于所述的絲 桿(6)與軸B、 B'之間的連線成正交，移動螺母(7)可以移動到軸B、 B'之間。
5、 根據(jù)權利要求1所述的轉動-擺動無級變換器，其特征在于在所述的 第一級四連桿機構AEFB中， 一級搖桿(11)上的桿長；大于曲柄(2)的桿長 H。
6、 根據(jù)權利要求1所述的轉動-擺動無級變換器，其特征在于在所述的 第二級四連桿機構BGHC中， 一級搖桿(11)上的桿長B7大于并聯(lián)搖桿(8)上的 桿長^H。
7、 根據(jù)權利要求1所述的轉動-擺動無級變換器，其特征在于在所述的 第三級四連桿機構C麗B'中，并聯(lián)搖桿(8)上的桿長^I大于輸出搖桿(10) 上的桿^S「。
全文摘要
一種轉動-擺動無級變換器，屬于機械傳動部件。它包括聯(lián)軸器、曲柄、一級連桿、二級連桿、控制裝置、絲桿、移動螺母、并聯(lián)搖桿、三級連桿、輸出搖桿、一級搖桿、機架，聯(lián)軸器安裝在機架上；曲柄的一端與聯(lián)軸器固定，另端與一級連桿的一端鉸接，一級連桿的另端與一級搖桿的中部鉸接；一級搖桿的一端與機架鉸接，另端與二級連桿的一端鉸接；二級連桿的另端與并聯(lián)搖桿的中部鉸接；并聯(lián)搖桿的一端與移動螺母鉸接，另端與三級連桿的一端鉸接；三級連桿的另端與輸出搖桿的一端鉸接，輸出搖桿的另端與機架鉸接；絲桿安裝在機架上并與移動螺母連接；控制裝置連接在絲桿上。優(yōu)點結構緊湊、擺角范圍大；能使輸出的擺角大小和擺動規(guī)律在線可調(diào)；操作簡單，效率高。
文檔編號F16H21/42GK101149101SQ20071013496
公開日2008年3月26日 申請日期2007年10月31日 優(yōu)先權日2007年10月31日
發(fā)明者徐學忠, 沈世德 申請人:常熟理工學院