RU2059130C1

RU2059130C1 - Hydromechanical transmission

Info

Publication number: RU2059130C1
Application number: RU93001428A
Authority: RU
Inventors: В.В. Гаврилов; В.Ю. Круглов
Original assignee: Ковровский технологический институт
Priority date: 1993-01-11
Filing date: 1993-01-11
Publication date: 1996-04-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: transmission has hollow shaft, flexible and rigid wheels, and wave generator made up as a hydraulic motor with a rotor. The supports of the shaft are mounted on two fixed journals. Disk and control device are mounted inside one of them. The other journal is provided with passageways for supplying working liquid to the rotor face. The rotor is set in bearings mounted in the journals and has openings. Plungers are received in the rotor openings and interact with the disk. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех отраслях машиностроения, где используются передачи с большими силовыми возможностями и высокой кинематической точностью. The invention relates to mechanical engineering and can be used in all branches of mechanical engineering, where gears are used with great power capabilities and high kinematic accuracy.

Известна передача, включающая волновой редуктор, содержащий корпус, гибкое и жесткое колеса, генератор волн, входной и выходной валы и аксиально-поршневой гидромотор, выходной вал которого соединен с быстроходным валом редуктора при помощи муфты [1]
Такая передача имеет большие осевые габариты и сравнительно низкий КПД.A known transmission comprising a wave gearbox comprising a housing, flexible and rigid wheels, a wave generator, input and output shafts and an axial piston hydraulic motor, the output shaft of which is connected to the high-speed shaft of the gearbox using a coupling [1]
Such a transmission has large axial dimensions and a relatively low efficiency.

Известна также волновая передача, содержащая корпус, гибкое и жесткое колеса, генератор волн, включающий лопастной гидромотор с основным и дополнительным роторами, выполненными в виде кулачка и установленными на оси, жестко закрепленной в корпусе. Ось имеет эксцентричные шейки, эксцентриситет которых направлен в противоположные стороны от геометpической оси, в оси выполнены каналы, служащие для подвода и отвода рабочей жидкости [2]
Однако такая передача обладает низкой удельной мощностью, обусловленной тем, что лопастные гидромоторы работают при давлении до 14 МПа, сравнительно низким КПД, у лопастных гидромоторов он составляет 0,85, а также невозможностью регулирования частоты вращения, направления вращения и создания переменного максимального крутящего момента с помощью самой гидромеханической передачи.A wave transmission is also known, comprising a housing, a flexible and rigid wheel, a wave generator including a blade hydraulic motor with a primary and secondary rotors made in the form of a cam and mounted on an axis rigidly fixed in the housing. The axis has eccentric necks, the eccentricity of which is directed in opposite directions from the geometric axis, channels are made in the axis, which serve for supplying and discharging the working fluid [2]
However, such a transmission has a low specific power, due to the fact that the blade motors operate at a pressure of up to 14 MPa, a relatively low efficiency, for blade motors it is 0.85, as well as the inability to control the speed, direction of rotation and the creation of a variable maximum torque with using the hydromechanical transmission itself.

Задачей изобретения является повышение удельной мощности, КПД и обеспечение возможности регулирования частоты вращения, направления вращения и создания переменного максимального момента с помощью самой гидромеханической передачи. The objective of the invention is to increase the specific power, efficiency and the ability to control the speed, direction of rotation and create an alternating maximum torque using the hydromechanical transmission.

Задача достигается тем, что гидромеханическая передача, содержащая выходной вал, установленный на опорах, гибкое и жесткое колеса, генератор волн, включающий гидромотор с ротором, внешняя поверхность которого выполнена в виде кулачка, каналы, подводящие рабочую жидкость к ротору, имеет выходной вал, выполненный полым, внутри которого установлены генератор волн, гибкое и жесткое колеса, при этом опоры вала расположены на двух неподвижных цапфах, в одной из которых размещены диск, установленный с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси ротора, и регулирующее устройство, взаимодействующее с диском, в другой цапфе выполнены каналы, подводящие рабочую жидкость к торцу ротора. Ротор установлен в опорах, расположенных в цапфах, соосно с ними. В роторе выполнены осевые отверстия, в которых плунжеры установлены с возможностью взаимодействия с диском. The objective is achieved in that the hydromechanical transmission, comprising an output shaft mounted on bearings, a flexible and rigid wheel, a wave generator, including a hydraulic motor with a rotor, the outer surface of which is made in the form of a cam, the channels supplying the working fluid to the rotor, has an output shaft made hollow, inside which a wave generator, a flexible and a rigid wheel are installed, while the shaft supports are located on two fixed axles, in one of which there is a disk mounted with the possibility of rotation around an axis, perpendicular lar to the rotor axis, and a regulating device associated with the disc, the other pin has channels, lead-working fluid to the rotor end face. The rotor is installed in the supports located in the pins, coaxially with them. Axial holes are made in the rotor, in which the plungers are installed with the possibility of interaction with the disk.

Введение диска, расположенного в неподвижной цапфе, с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси ротора, и размещения в этой же цапфе регулирующего устройства, взаимодействующего с диском, обеспечивает возможность регулирования частоты вращения, направления вращения и создания переменного максимального крутящего момента с помощью самой гидромеханической передачи. The introduction of a disk located in a fixed axle, with the possibility of rotation around an axis perpendicular to the axis of the rotor, and placement of a control device interacting with the disk in the same axle, makes it possible to control the rotation frequency, direction of rotation and create an alternating maximum torque using the hydromechanical transmission itself .

При поступлении жидкости с расходом Q к ротору под плунжеры в соответствии с соотношением n

где F_п площадь плунжера; D диаметр, на котором расположены осевые отверстия в роторе; Z количество плунжеров, i передаточное отношение гидромеханической передачи; η_v объемный КПД, вращается выходной вал передачи, а крутящий момент на нем определяется в соответствии с M

iη_гм где Δ P перепад давления в подводе и отводе рабочей жидкости, η_гм гидромеханический КПД.When fluid flows with flow rate Q to the rotor under the plungers in accordance with the ratio n

where F _{p the} area of the plunger; D is the diameter on which the axial holes in the rotor are located; Z number of plungers, i gear ratio of hydromechanical transmission; η _{v is the} volumetric efficiency, the output shaft of the transmission rotates, and the torque on it is determined in accordance with M

iη _gm where Δ P is the pressure drop in the inlet and outlet of the working fluid, η _{gm is} hydromechanical efficiency.

При изменении угла наклона диска γ под действием регулирующего органа регулируется бесступенчато частота вращения n, момент М на выходном валу передачи, а также меняется направление вращения ее выходного вала. When changing the angle of inclination of the disk γ under the action of the regulatory body, the rotation speed n, the moment M on the output transmission shaft are continuously regulated, and the direction of rotation of its output shaft also changes.

Расположение наклонного диска в неподвижной цапфе и расположение ротора в опорах, размещенных в неподвижных цапфах, соосно с ними позволяет увеличить силовой поток, не нагружая опрокидывающим моментом торец ротора, так как нагрузки замыкаются на неподвижные цапфы, что позволяет повысить мощность передачи. The location of the inclined disk in the fixed axle and the location of the rotor in the supports located in the fixed axles, coaxially with them, allows to increase the power flow without tilting the rotor end face with tipping moment, since the loads are closed on the fixed axles, which allows to increase the transmission power.

Размещение гибкого, жесткого колес, генератора волн внутри полого вала, установка наклонного диска внутри неподвижной цапфы, а ротора в опорах, расположенных в цапфах, позволяет существенно сократить осевые габариты передачи и ее массу, что в совокупности с повышением мощности передачи повышает удельную мощность. Placing a flexible, hard wheel, wave generator inside a hollow shaft, installing an inclined disk inside a fixed axle, and a rotor in bearings located in the axles can significantly reduce the axial dimensions of the transmission and its mass, which together with an increase in the transmission power increases the specific power.

Плунжеры, установленные в осевых отверстиях ротора с возможностью взаимодействия с наклонным диском, имеют по сравнению с лопастными гидромашинами меньший поток утечек и в совокупности с ненагруженной опрокидывающим моментом торцевой поверхностью ротора обеспечивают повышение объемного КПД гидромотора и, следовательно, общего КПД передачи. Plungers installed in the axial holes of the rotor with the possibility of interacting with an inclined disk have a lower leakage flow compared to vane hydraulic machines and, together with the rotor end face that is not loaded with a tilting moment, increase the volumetric efficiency of the hydraulic motor and, therefore, the overall transmission efficiency.

На фиг. 1 изображена гидромеханическая передача, продольный разрез; на фиг. 2 вид слева фиг. 1. In FIG. 1 shows a hydromechanical transmission, a longitudinal section; in FIG. 2 is a left view of FIG. 1.

Гидромеханическая передача содержит полый выходной вал 1, установленный на опорах 2 и 3, расположенных на цапфах 4 и 5. Внутри полого выходного вала 1 расположены гибкое 6 и жесткое 7 колеса, генератор волн, включающий гидромотор с ротором 8, внешняя поверхность которого выполнена в виде кулачка. Ротор установлен в опорах 9 и 10, размещенных в цапфах 4 и 5. В осевых отверстиях ротора 8 размещены плунжеры 11, взаимодействующие с наклонным диском 12. С последним взаимодействует регулирующее устройство 13, выполненное, например, в виде подпружиненных поршней управления. Каналы 14 и 15 служат для подвода и отвода рабочей жидкости. The hydromechanical transmission comprises a hollow output shaft 1 mounted on bearings 2 and 3 located on the trunnions 4 and 5. Inside the hollow output shaft 1 are flexible 6 and hard 7 wheels, a wave generator including a hydraulic motor with rotor 8, the outer surface of which is made in the form cam. The rotor is installed in supports 9 and 10, located in the pins 4 and 5. In the axial holes of the rotor 8 there are plungers 11 interacting with the inclined disk 12. The control device 13 interacts with the latter, made, for example, in the form of spring-loaded control pistons. Channels 14 and 15 serve for the supply and removal of working fluid.

Передача работает следующим образом. The transfer works as follows.

Рабочая жидкость через один из каналов 14 или 15 подводится к торцу ротора 8 и воздействует на плунжеры 11, взаимодействующие с наклонным диском 12, приводя ротор 8 во вращение. Угол наклона диска 12 определяется регулирующим устройством 13. Внешняя поверхность ротора 8 выполнена в виде кулачка и воздействует на гибкое колесо 6, которое, взаимодействуя с жестким колесом 7, приводит во вращение полый выходной вал 1. The working fluid through one of the channels 14 or 15 is supplied to the end of the rotor 8 and acts on the plungers 11, interacting with the inclined disk 12, bringing the rotor 8 into rotation. The angle of inclination of the disk 12 is determined by the adjusting device 13. The outer surface of the rotor 8 is made in the form of a cam and acts on a flexible wheel 6, which, interacting with the hard wheel 7, rotates the hollow output shaft 1.

Claims

HYDROMECHANICAL TRANSMISSION, comprising an output shaft mounted on bearings, a flexible and rigid wheel, a wave generator, including a hydraulic motor with a rotor, the outer surface of which is made in the form of a cam, channels supplying the working fluid to the rotor, characterized in that the input shaft is hollow, a generator waves, flexible and rigid wheels are installed inside the output shaft, the shaft supports are located on two fixed axles, in one of which there is a disk mounted with the possibility of rotation around an axis perpendicular to the axis of the rotor, and the regulating device interacting with the disk, the channels are made in the other, which supply the working fluid to the end of the rotor, the latter is mounted on the supports located in the pins and coaxially with them and has axial openings in which plungers are located with the possibility of interaction with the disk.