RU2058502C1

RU2058502C1 - Inertia clutch

Info

Publication number: RU2058502C1
Application number: RU93011865A
Authority: RU
Inventors: Борис Федорович Кочетков
Original assignee: Борис Федорович Кочетков
Priority date: 1993-03-04
Filing date: 1993-03-04
Publication date: 1996-04-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: clutch has axially alined driving and driven clutch parts. The driving clutch part consists of driving shaft and carrier. The driven clutch part comprises driven shaft, central conical gear wheel kinematically interconnected via gear conical satellites mounted on the carrier for permitting free rotation, and inertia weights rigidly connected to them. The inertia weights are made up as flywheels. The rims of the flywheels are provided with spaces which define a common space. The satellites and central wheel are mounted inside the common space. The driven and driving shafts are interposed between the rims of the flywheels with a minimum spaced relation to them in the radial direction with respect to the clutch axis for permitting rotation of the shafts and flywheels without any contacts with each other. EFFECT: enhanced reliability. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортном машиностроении и станкостроении, в частности в автоматических передачах. The invention relates to mechanical engineering and can be used in transport engineering and machine tools, in particular in automatic transmissions.

Известна инерционная муфта, содержащая два соосно установленных вала, на первом из которых закреплено центральное зубчатое колесо, второй вал выполнен в виде водила, на котором установлено планетарное зубчатое колесо, входящее в зацепление с центральным зубчатым колесом, и инерционный груз, закрепленный на планетарном зубчатом колесе, снабженная установленным на водиле вторым планетарным зубчатым колесом, входящим в зацепление с центральным зубчатым колесом, и дополнительными инерционными грузами, зубчатые колеса выполнены коническими, а инерционные грузы расположены на каждом планетарном зубчатом колесе диаметрально противоположно друг другу [1]
Недостатком указанной инерционной муфты являются большие габариты, определяемые объемом пространства, сметаемого широко разнесенными инерционными грузами при их вращении относительно своих осей, и обусловленная этим значительная масса, пульсирующий характер передачи вращающего момента и связанные с этим большие динамические нагрузки, малая нагрузочная способность в связи с незначительной массой применяемых грузов и общей массой муфты. Устройство муфты не предусматривает возможность применения ее в некоторых известных компактных автоматических передачах, требующих коаксиальной установки ведомого и ведущего валов.An inertial clutch is known, comprising two coaxially mounted shafts, on the first of which a central gear is fixed, the second shaft is made in the form of a carrier, on which a planetary gear is engaged, which engages with the central gear, and an inertial load fixed on the planet gear equipped with a second planetary gear mounted on the carrier, meshed with the central gear, and additional inertial loads, the gears are made conically mi, and inertial loads are located on each planetary gear wheel diametrically opposite to each other [1]
The disadvantage of this inertial clutch is its large dimensions, determined by the volume of space swept away by widely spaced inertial weights when they rotate relative to their axes, and the resulting significant mass, the pulsating nature of the transmission of torque and the associated large dynamic loads, low load capacity due to insignificant the mass of the applied loads and the total mass of the coupling. The device of the coupling does not provide for the possibility of using it in some well-known compact automatic transmissions requiring the coaxial installation of the driven and drive shafts.

Цель изобретения повышение компактности и уменьшение массы при одновременном увеличении нагрузочной способности, обеспечении плавности в передаче вращающего момента и уменьшении при этом динамических нагрузок, а также расширение области применения. The purpose of the invention is to increase compactness and reduce weight while increasing load capacity, ensuring smoothness in transmitting torque and reducing dynamic loads, as well as expanding the scope.

На фиг. 1 показан разрез А-А на фиг.2; на фиг.2 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.3 приведен частный случай выполнения муфты с коаксиальной установкой валов, в разрезе. In FIG. 1 shows a section aa in figure 2; figure 2 section BB in figure 1; figure 3 shows a special case of the coupling with the coaxial installation of the shafts, in the context.

Инерционная муфта (фиг.1 и 2) содержит размещенные на одной оси О-О ведущую полумуфту, состоящую из ведущего вала 1 с закрепленным на нем водилом 2 в виде радиальных выступов, и ведомую полумуфту, содержащую ведомый вал 3 с закрепленным на нем зубчатым коническим центральном колесом 4. На каждом радиальном выступе водила 2 установлен с возможностью свободного вращения зубчатый конический сателлит 5, находящийся в зацеплении с центральным колесом 4 и жестко соединенный с соосным с ним маховиком 6, имеющим внутреннюю полость 7. Полости обоих маховиков образуют единую полость, в которой размещены сателлиты 5 и центральное колесо 4. На конце каждого радиального выступа водила 2 установлен стопор 8, обеспечивающий удержание маховика 6 на этом выступе. Оси О-О муфты и сателлитов с маховиками О₁-О₁ перпендикулярны и пересекаются в центральной точке О¹. Ободы маховиков 6 максимально приближены к оси О-О муфты. Центральное колесо 4 имеет дополнительную опору на ведущий вал 1 при помощи подшипника 9 (фиг. 3).The inertial clutch (Figs. 1 and 2) contains a leading coupling half, located on the O-O axis, consisting of a drive shaft 1 with a carrier 2 mounted on it in the form of radial protrusions, and a driven coupling coupling containing a driven shaft 3 with a conical gear attached to it the central wheel 4. On each radial protrusion of the carrier 2, a gear conical satellite 5 is mounted for free rotation, meshed with the central wheel 4 and rigidly connected to the flywheel 6 coaxial with it and having an internal cavity 7. Cavities of both wings Cove form a single cavity in which are arranged the satellites 5 and the central wheel 4. At the end of each radial protrusion of the carrier 2 is a stop 8, which provides retention of the flywheel 6 on this ledge. The axis O-O of the coupling and the satellites with the flywheels O ₁ -O _{1 are} perpendicular and intersect at the central point O ¹ . The rims of the flywheels 6 are as close as possible to the axis O-O of the coupling. The Central wheel 4 has additional support on the drive shaft 1 with the help of the bearing 9 (Fig. 3).

Как частный случай выполнения (фиг.3), в целях расширения возможностей применения инерционной муфты ведомый вал 3 выполнен полым и сквозь него проходит ведущий вал 1 с расположением по обе стороны муфты. As a special case of execution (Fig. 3), in order to expand the possibilities of using the inertial coupling, the driven shaft 3 is hollow and the drive shaft 1 passes through it with the arrangement on both sides of the coupling.

Инерционная муфта работает следующим образом. The inertia clutch operates as follows.

При вращении ведущей полумуфты 1, 2 вместе с сателлитами 5 и маховиками 6 вокруг оси О-О муфты и неподвижном ведомом вале 3 при частоте его вращения, меньшей частоты вращения ведущего вала 1, сателлиты 5 обкатываются по центральному колесу 4, приводя маховики 6 во вращение вокруг оси О₁-О₁. При этом маховики один относительно другого вращаются в противоположные стороны, что взаимно уравновешивает гироскопические силы и устраняет соответствующие нагрузки на подшипники валов. Вращение маховиков одновременно вокруг двух пересекающихся осей О-О и О₁-О₁ является их вращением вокруг центральной точки О¹ пересечения этих осей. Вращающиеся маховики имеют определенный момент количества движения. Известно, что момент количества движения тела относительно точки является векторной величиной и при этом он проявляется с соблюдением фундаментального физического закона сохранения. В данном случае в связи с вращением маховика одновременно вокруг двух указанных выше осей направление их векторов момента количества движения постоянно принудительно изменяется, что является следствием воздействия на маховики моментов внешних сил со стороны центрального колеса 4 и ведомого вала 3. Согласно закону классической механики о равенстве и противоположной направленности действия и противодействия тел, при этом центральное колесо 4 воспринимает моменты сил со стороны маховиков 6 и передает их на ведомый вал 3. Величина передаваемого вращающего момента зависит от интенсивности изменения направления векторов моментов количества движения, т.е. от разности частот вращения ведущего 1 и ведомого 3 валов.When the drive coupling half 1, 2 rotates together with the satellites 5 and the flywheels 6 around the axis O-O of the coupling and the stationary driven shaft 3 with a rotation frequency lower than the speed of the drive shaft 1, the satellites 5 roll around the central wheel 4, bringing the flywheels 6 into rotation around the axis O ₁ -O ₁ . In this case, the flywheels rotate in opposite directions relative to one another, which mutually balances the gyroscopic forces and eliminates the corresponding loads on the shaft bearings. The rotation of the flywheels simultaneously around two intersecting axes O-O and O ₁ -O ₁ is their rotation around the central point O ^{1 of the} intersection of these axes. Rotating flywheels have a certain moment of momentum. It is known that the angular momentum of a body relative to a point is a vector quantity and at the same time it manifests itself in compliance with the fundamental physical conservation law. In this case, due to the rotation of the flywheel simultaneously around the two axes indicated above, the direction of their angular momentum vectors is constantly forcibly changing, which is a consequence of the action of external forces on the flywheels from the side of the central wheel 4 and the driven shaft 3. According to the law of classical mechanics on equality and in the opposite direction of the action and reaction of the bodies, while the central wheel 4 senses moments of forces from the side of the flywheels 6 and transfers them to the driven shaft 3. The gear ratio forward torque depends on the intensity change direction of the angular momentum vector, i.e., from the difference in rotational speeds of the leading 1 and driven 3 shafts.

Claims

1. Inertial clutch, containing coaxial drive and driven half couplings, the first of which consists of a drive shaft and carrier, and the second of the driven shaft and gear conical central wheel, kinematically connected by means of gear conical satellites placed on the carrier with the possibility of free rotation and rigidly connected with them inertial loads, characterized in that the inertial loads are made in the form of flywheels having cavities inside the rims forming a common cavity, while the satellites and the central wheel installed in said common cavity.

2. The coupling according to claim 1, characterized in that the driving and driven shafts are located between the rims of the flywheels with minimum distances to them in radial directions relative to the axis of the coupling with the possibility of rotation of the shafts and flywheels without mutual contact with each other.

3. The coupling according to claim 1, characterized in that the central wheel has additional support on the drive shaft in the form of a bearing.

4. The coupling according to claim 1, characterized in that the driven shaft is hollow and installed coaxially with the drive shaft, the ends of which protrude diametrically opposite on both sides of the rims of the flywheels.