RU28217U1 - Автоматическая инерционная импульсная передача - Google Patents

Description

АВТОМАТИЧЕСКАЯ ИНЕРЦИОННАЯ ИМПУЛЬСНАЯ ПЕРЕДАЧА

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к механическим инерционным имнульсным передачам с неуравновешенными сателлитами, которые находят применение в приводах различных машин для автоматического изменения передаточного отношения, в зависимости от внешней нагрузки.

Известные инерционные импульсные передачи планетарного типа состоят из импульсатора, одного или двух преобразуюш,их механизмов свободного хода (МСХ) см. книги Леонов А.И. «Инерционные автоматические трансформаторы враш;аюш;егося момента, М., Машиностроение, 1978, и Мальцев В.Ф. «Механические импульсные передачи, издание 3-е переработанное и дополненное, М., Машиностроение, 1978. Импульсатор включает в себя центральное колесо (солнечное или корончатое), водило и неуравновешенные сателлиты, которые развивают знакопеременный движуидий момент. Положительный импульс этого момента, совпадающий с направлением вращения ведущего звена, посредством выходного МСХ или напрямую через упругий элемент, передается ведомому валу передачи, а отрицательный, с помощью корпусного МСХ, замыкается на неподвижный корпус.

Наличие этого МСХ требует установки всех неуравновешенных сателлитов в строго одинаковом положении, поэтому импульсы движущего момента от каждого неуравновещенного груза суммируются в одном цикле работы передачи. Это является серьезным недостатком существующих инерционных передач, так как обуславливает значительную неравномерность движения ведомой системы привода и повыщенную циклическую наjy, 90 lJri4S

МПК F 16 H 33/14

груженность его элементов, особенно МСХ.

Увеличение количества ноложительных импульсов движущего момента на ведомый вал до числа неуравновешенных сателлитов за цикл работы передачи возможно при исключении действия отрицательных импульсов на ведомом звене, а также за счет смещения сателлитов по фазе, как это выполняется в импульсных зубчато-рычажных вариаторах скорости.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой полезной модели является инерционная импульсная передача, по авторскому свидетельству СССР № 757801, «Импульсная передача, МПК F 16 Н 33/14; В 60 В 1/16, от 20.02.78г., где с целью получения знакопостоянного поличастотного вращающегося момента неуравновещенные грузы установлены на неподвижных направляющих и подпружинены. Грузы выполнены в виде катков и размещены в кольцах, эксцентрично закрепленных на ведомом водиле. Направляющие снабжены противовесом, который уравновещивает грузовое звено относительно оси вращения сателлита в определенном его положении, так как при вращении расстояние от оси до центра тяжести неуравновешенного груза изменяется. Однако получить знакопостоянный движущий момент в цикле работа передачи невозможно.

Данная конструкция принята за ближайщий аналог (прототип).

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое рещение, является создание инерционной импульсной передачи, в которой исключается действие отрицательных импульсов динамического момента на ведомое звено, что позволяет осуществить смещение неуравновешенных грузов на сателлитах по фазе и повысить количество положительных импульсов с их взаимным перекрытием в цикле работы передачи и, следовательно, избавиться от корпусного и выходного механизмов свободного хода, снизить неравномерность движения ведомого вала и циклическую нагруженность элементов передачи, повысить ее надежность.

Известная автоматическая инерционная импульсная передача состоит из ведущего и ведомого валов, планетарного зубчатого механизма с неуравновешенными сателлитами и опорными устройствами.

Отличительными признаками заявляемого технического решения является то, что опорное устройство для каждого сателлита выполнено в виде шарнирно закрепленного со смеп ;ением на диске ведомого водила и опирающегося посредством ролика на поверхность обоймы корпуса передачи кольца, в котором размещен установленный вместе с пружиной на квадратной части оси сателлита неуравновешенный груз.

Автоматическая инерционная импульсная передача отличается тем, что неуравновешенные грузы равномерно смещены по фазе.

Анализ совокупности существенных признаков заявляемого рещения, обеспечивающих его отличие от известных решений, указывает на соответствие этого решения критерию «НОВИЗНА.

Возможность осуществления заявляемой полезной модели и применения ее в автоматических инерционных импульсных передачах, указывает на соответствие этого решения критерию «НРОМЫШ7ШННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, где изображено:

на фиг. 1 - конструктивная схема предлагаемой инерционной передачи в разрезе;

на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг.1;

на фиг. 3 - схема расположения трех неуравновешенных сателлитов, равномерно смещенных по фазе,

Автоматическая инерционная имнульсная нередача содержит ведущий вал 1, установленный на подшинниках качения в корнусе 2. Корончатая шестерня 3, находящаяся в зацеплении с сателлитами 4, оси 5 которых размещены на опорах качения в ведомом водиле, состоящем из левого 6 и правого 7 дисков, соединенных между собой стенкой 8 через распорную втулку 9. Правый диск водила закреплен на ведомом валу 10 передачи. Неуравновешенный груз 11, в прорези которого на пальце 12 посажен ролик 13, установлен с пружиной 14 на квадратной части оси сателлита 5 и размещен внутри опорного кольца 15, щарнирно закрепленного посредством пальца 16 на диске 7 водила. Кольцо 15 находится в обойме 17 корпуса 2 и прижимается к ее цилиндрической поверхности пружиной 18 через ролик 19, который свободно посажен на палец

Передача работает следующим образом. Сателлиты 4 и неуравновещенные грузы 11 получают вращение относительно оси от ведущей корончатой щестерни 3. Так как кольцо 15 щарнирно подвещено на водиле 7 с некоторым смещением «е, то при повороте груза на угол от О до 180°, как показано на верхнем кольце, ролик 13 не касается его внутренней поверхности. В этом положении силы инерции от движения неуравновешенного груза как в обычной передаче воздействуют на ось сателлита, создавая на водиле положительный импульс динамического движущего момента. При дальнейщем движении грузового звена оно будет отжиматься поверхностью кольца 15 и между его торцевой поверхностью и осью 5 сателлита появится зазор, равный величине смещения «е. Следовательно, при повороте на угол от 180° до 360° отрицательные по направлению силы инерции воспринимаются кольцом 15 и передаются через ролик 19 на поверхность обоймы 17, закрепленной в корпусе передачи, что исключает воздействие отрицательного импульса момента сил инерции на ведомое водило.

ДОМОМ валу в цикле работы передачи обеспечивается смещением пеуравповешенных грузов равиомерпо по фазе, как это показано для трех сателлитов на фиг. 3.

Первоначальное положение центров тяжести неуравновешенных грузов 11 устанавливается по отношению друг к другу через 120° с учетом наличия зоны опорного кольца 15, где отрицательный импульс замыкается на корпус. Из приведенной схемы (фиг.З) видно, что первый неуравновешенный сателлит развивает положительный импульс движущих сил и передает их через ось на водило, начиная с момента движения. Воздействие второго сателлита наступает после поворота на угол 120° (до этого грузовое звено находится в зоне передачи отрицательного импульса на корпус). Третий сателлит при повороте на угол 60° от первоначального положения создает положительный импульс динамического момента на водиле, после чего входит в зону отрицательного импульса и через 180° водило снова получает импульс момента.

Величина момента, развиваемого одним неуравновешенным сателлитом для стопового режима, когда ведомое водило неподвижно, определяется до формуле:

М Шь 1со28тф,(1)

где mi - масса неуравновешенного груза одного сателлита, г - расстояние от центра тяжести неуравновешенной массы до оси вращения сателлита, i и Г2 - радиусы делительных окружностей корончатой шестерни и сателлита, гз радиус водила, ooi - угловая скорость ведущей корончатой шестерни, ф угол поворота сателлита относительно оси его вращения.

Для пояснения на фиг. 4 приведены графики изменения единичных импульсов динамических моментов в зависимости от угла поворота трех неуравновешенных сателлитов за цикл работы передачи для следующих

исходных данных: mi 0,02915 , г - 0,028 м, TI 0,092 м, Г2 -0,023 м, гз 0,069 м, Ю1 - 200 рад/с, ф О - 360°.

При указанных параметрах передачи получаем максимальное значение амплитуды динамического момента 36,0434 . Единичный положительный импульс момента действует в течение половины цикла, равного полному повороту сателлита относительно оси его вращения. Так как неуравновешенные массы смещены по фазе на 120°, то графики изменения соседних импульсов моментов перекрываются, пересекаясь в точках ai, а2, аз,... при величине моментов Maj Мп,ах/2 18,0217 . За счет перекрытия единичных импульсов между пиковыми их значениями появляются дополнительно моменты, которые изменяются по кривым d3kibi, dik2b2, d2k3b3,..., а минимальное значение 31,2145 .

Среднее значение движущего момента от одного импульса М,

1 т.ГГ.Гз 2о- J1 И11гЛз 2г о- л1 т1ГГ1 Гз 2

- 81пфаф JSlnфdф -Ш-0)ГСо8ф

ZTl Q 2о 2

- cof 11,47293 . В предлагаемой передаче вместо единичноГО положительного импульса момента за полный поворот сателлита относительно оси его вращения ф О - 360° (от О до 271 рад, где тг 3,1416 рад) ведомая часть передачи получает три одинаковых по величине импульса. Следовательно, среднее значение движущего момента от трех импульсов:

Мер 3Mj.p ,47293 34.4188 .

При данном характере изменения знакопостоянного момента на ведомом звене предлагаемой передачи, что обеспечивается конструкцией, отпадает необходимость применения выходного МСХ или упругого торсиона и корпусного МСХ, что недопустимо во всех инерционных импульсных передачах со знакопеременным изменением момента.

Снижение циклической нагруженности деталей передачи и нривода подтверждается следующими данными.

В известной инерционной передаче с ведущей коронной щестерней, где три неуравновещенных груза будут без смещения по фазе, для указанных выше параметров величина вращающего момента, развиваемого тремя неуравновещенными сателлитами для стопового режима, когда ведомое водило неподвижно, определяется также по формуле (1), в которой масса неуравновешенного груза равна 3т. В этом случае максимальную амплитуду импульса движущего момента, равную 108,1302 , получим при Ф 90°. Импульс момента положительный при изменении угла поворота от нудя до 71 рад, а среднее значение момента за полный поворот сателлита относительно оси его вращения от О до 2т1 рад вычисляется по формуле:

Мер - М ю 8тфдф 34,4188 .

2710 Г2

Следовательно, в последней инерционной передаче максимальная величина амплитуды вращающегося момента в три раза больше (108,1302 ), а среднее значение момента, равное 34,4188 , такое же как и в предлагаемой инерционной импульсной передаче, обеспечивающей перекрытие знакопостоянных импульсов движущего момента.

На основе проведенного анализа можно сделать выводы.

1.Предлагаемая автоматическая инерционная импульсная передача исключает воздействие отрицательных импульсов сил инерции на ведомое звено передачи, что позволяет избавиться от корпусного МСХ и устанавливать неуравновешенные сателлиты со смещением по фазе.

2.Перекрытие импульсов движущего момента за счет их фазового смещения увеличивает их количество в цикле работы передачи. В результате этого значительно снижается циклическая нагруженность деталей передачи в приводе машины.

(

3. При изменении знакопостоянного движущего момента с незначительными колебаниями отпадает необходимость в применении выходного мех или заменяющего его торсиона, что упрощает конструкцию передачи, повышает ее надежность.

Claims (2)

1. Автоматическая инерционная импульсная передача, состоящая из ведущего и ведомого валов, планетарного зубчатого механизма с неуравновешенными сателлитами и опорными устройствами, отличающаяся тем, что опорное устройство для каждого сателлита выполнено в виде шарнирно закрепленного со смещением на диске ведомого водила и опирающегося посредством ролика на поверхность обоймы корпуса передачи кольца, в котором размещен установленный вместе с пружиной на квадратной части оси сателлита неуравновешенный груз.

2. Автоматическая инерционная импульсная передача по п.1, отличающаяся тем, что неуравновешенные грузы равномерно смещены по фазе.