SU1754986A1 - Способ генерировани перемещающихс волн деформации гибкого колеса и волнова зубчата передача - Google Patents

Abstract

Использование1 в машиностроении, в приводах устройств, содержащих волновые зубчатые передачи Сущность изобретени  способ генерировани  перемещающихс  во,;н заключаетс  в обеспечении одновре менного нагрева и охлаждени  гибкого колеса на равномерно распределенных, чередующихс  по характеру воздействи  участках. За счет выполнени  гибкого колеса биметаллическим и образовани  в нем зон, имеющих различную температуру, происходит деформаци  гибкого колеса. 2 с п ф-лы, 4 ил

Description

Изобретение относитс  к машиностроительным област м и может найти применение в транспортном машиностроении, например в приводах устройств, содержащих волновые зубчатые передачи с гибким колесом-кольцом, размещенных на транспортных средствах с двигател ми внутреннего сгорани  и использующих в качестве источника энергии выхлопные газы.

Известен способ генерировани  перемещающихс  волн деформации гибкого элемента волновой передачи, заключающийс  в воздействии на этот элемент вращающимс  магнитным полем, которое усиливаетс  подмагничиванием. Этот способ осуществлен в известной волновой передаче, содержащей жесткое и гибкое колеса и равномерно распределенные источники вращающегос  магнитного пол .

Известен способ генерировани  перемещающихс  волн деформации гибкого колеса в волновой передаче, заключающийс  в силовом воздействии на гибкое колесо на

нескольких участках Этот способ осуществлен в волновой зубчатой передаче, содержащей жесткое и гибкое колеса и установленный с возможностью вращени  планетарный генератор волн. В указанной волновой передаче диаметр гибкого колеса меньше диаметра окружности, описывающей наиболее удаленные от оси вращени  точки на наружной поверхности сателлитов генератора.

Недостатком известных способов и устройств  вл етс  невозможность использовани  тепловой энергии.

Целью изобретени   вл етс  расширение эксплуатационных возможностей путем использовани  тепловой энергии.

Положительный эффект достигаетс  при использовании остаточной тепловой энергии отработанных теплоносителей.

Расширение эксплуатационных возможностей обеспечиваетс  тем, что в способе генерировани  перемещающихс  волн деформации гибкого колеса в волновой пе

(Л

С

j ел

N

Ч) 00

о

оедачё, заключающемс  о воздействии на гибкое колесо на нескольких участках, это воздействие осуществл етс  путем нагрева и охлаждени . Гибкое колесо одновременно нагревают и охлаждают на равномерно чередующихс  по характеру воздействи  участках . Общее число участков воздействи  равно удвоенной разности чисел зубьев жесткого и гибкого колес

В волновой зубчатой передаче, содержащей жесткое и гибкое колеса и установленный с возможностью вращени  планетарный генератор волн, гибкое колесо выполнено биметаллическим, а его внутренний диаметр равен диаметру окружности, описывающей наиболее удаленные от оси вращени  точки на- наружной поверхности сателлитов генератора. Водило генератора имеет чередующиес  между собой равномерно распределенные источники тепла и холода, расположенные между сателлитами генератора, а количество последних равно количеству одноименных источников воздействи .

На фиг 1 изображена диаграмма перемещени  волн деформации и вращени  источников тепла и холода.

Предлагаемый способ заключаетс  в тЪм, что обеспечивают одновременный на- фев и охлаждение гибкого колеса на равно- ерно чередующихс  по характеру воздействи  участках: Тепло, Холод (см. фиг. 1). Нагрев и охлаждение гибкого колеса осуществл ют при помощи вращающихс  источников тепла и холода. Вращение указанных источников осуществл етс  при помощи какого-либо кинематического (малой мощности) механизма поворота. За счет вы- полнэни  гибкого колеса.биметаллическим со сло ми из металлов с различными коэффициентами линейного расширени  и образовани  в нем зон, имеющих различную температуру, происходит деформаци  указанного колеса. Одновременный нагрев и охлаждение гибкого колеса на равномерно чередующихс  по характеру воздействи  участках обеспечивает придание этому колесу правильной волновой формы. Если, например , меньший коэффициент линейного расширени  имеет металл наружного сло , гребни волн деформации г ибкого колеса образуютс  наегоохлажденныхучастках. Число гребней волн деформации равно половине общего числа участков воздействи  (нагревани  и охлаждени ) на гибкое колесо.

Вращение источников тепла и холода обеспечивает перемещение участков гибкого колеса, имеющих различную температуру и. следовательно, обеспечивает перемещение волн деформации

Таким образом происходит процесс генерировани  перемещающихс  волн де- формации гибкого колеса.

При генерировании перемещающихс 

волн деформации гибкого колеса в составе волновой зубчатой передачи целесообразно, чтобы число гребней волн деформации било равно разности чисел зубьев жесткого и гибкого колес. Этим обеспечиваетс  минимальный уровень напр жений, возникающих при деформации гибкого колеса. Следовательно , общее число участков воздействи  на гибкое колесо целесообразно принимать равным удвоенной разности чисел зубьев

жесткого и гибкого колес.

При перемещении волн деформации гребни этих волн наход тс  не на ос х источников холода, а отклонены на угол «(на фиг. 1 оси источников показаны прерывистыми лини ми со стрелками, указывающими направление тепловых потоков). Величина угла а зависит от момента сопротивлени  вращению жесткого колеса волновой передачи, т. е. от нагрузки на

последнюю.

Дл  термочувствительных элементов с наиболее распространенными комбинаци ми марок металла температурный режим работы применительно к области

положительных температур характеризуетс  температурой нагрева до (120...400)° С и температурой охлаждени  до 20° С.

Дл  нагрева биметаллического колеса до указанных температур могут быть применены вторичные (с низким температурным потенциалом) источники тепловой энергии, например выхлопные газы двигател  внутреннего сгорани . Поскольку обычно не используема  остаточна  теплова  энерги  не

представл ет собой ценности, ее использование вместо других видов энергии способствует сокращению эксплуатационных расходов.

В качестве примера конкре1ного выполнечи  устройства дл  реализации предлагаемого способа на фиг. 2 и 3 схематично изображена волнова  зубчата  передача в нерабочем (фиг. 2) и в рабочем (фиг. 3) положени х; на фиг. 4 схематично изображен

узел подвода теплоносител  и охладител .

Волнова  зубчата  передача содержит

жесткое колесо 1 с числом зубьев Zi и гибкое

колесо 2 с числом зубьев 2г. Разность чисел

зубьев Zi - 2а этих колес равна, напримерг2.

Гибкое колесо 2 выполнено биметалличе- .ским. В качестве материалов слоев исполь- . зованы металлы с различными значени ми коэффициента линейного расширени . Металл наружного сло  3 имеет, например,

меньшее значение коэффициента линейного расширени , а металл внутреннего слой 4 - большее.

Кроме того, волнова  передача содержит планетарный генератор волн 5, уста- новленный с возможностью вращени . Водило б планетарного генератора Б имеет равномерно рэспредетенние чередующиес  между собой радиальные отверсти  7 и 8, количество которых равно N (Zi - Za) 4, Отверсти  7 соединены посредством осевого канала 9 с источником теплоносител  (не показан), а отверсти  8 соединены посредством каналов 10 с источником охладител  (не показан) и  вл ютс  соответственно че- редующимис  между собой источниками тепла п источниками холода,

Подача теплоносител  и охладител  соответственно в каналы 9 и 10 обеспечиваетс  через неподвижную муфту 11, установленную на конце этого водила так, что не преп тствует вращению последнего, Дл  уменьшени  потерь тепловой энергии водило б и муфта 11 выполнены из материала с низкой теплопроводностью.

Отверсти  7 и 8 расположены между сателлитами 12 планетарного генератора 5. Количество же сателлитов 12 равно количеству пар отверстий 7 п 8, т. е. количеству одноименных источников воздействи , а именно 2. Диаметр окружности D, описывающей наиболее удаленные от оси вращени  точки на наружной поверхности сателлитов 12, равен внутреннему диаметру DI гибкого колеса 2,

Работа устройства осуществл етс  следующим образом.

От источников теплоносител  и охладител  через муфту 11 в каналы 9 и 10 водила 6 подают соответственно теплоноситель, например, гор чий газ и охладитель, например , холодный воздух, Исход щие из радиальных отверстий 7 и 8 водила 8 соответственно гор чий газ и холодный воздух воздействуют на биметаллическое коле- со 2. Вследствие того, что коэффициенты линейного расширени  металлов слозв 3 и 4 различны, а отверсти  7 ч 8 чередуютс  между собой и распределены равномерно, гибкое колесэ 2 деформируетс  и приобре- тает прав льную волнистую форму. Поскольку из металла с меньшим коэффициентом линейного расширени  выполнен наружный слой 3, гребни волк деформации образуютс  на охлаждаемых участках колеса 2. Равенство диаметров D и DI обеспечивает мгновенную реакцию водила С, выражающуюс  в изменении его углового положени , при уменьшении рассто ни  отточек контакта сателлитов 12

с внутренней поверхностью колеса 2 до оси вращени , Прг деформации колеса 2 его внутренн   поверхность с радиусом кривизны R -д-даеит на сателлиты 12, стрем сь

вы-олкнуть их в зону, ограниченную внутренней поверхностью с радиусом кривизны

, т, о. в зону гребней. Количество стеллитов 12 равное количеству пар радиальных отверстий 7 и 8 обеспечивает минимальное искажение правильной волнистой формы (ибкого колеса 2.

Таким образом, давление на сателлиты 12 со стороны внутренней поверхности гибкого колеса 2 вызывает поворот водила 6 с радиальными отверсти ми 7 и 8, что обеспечивает смещение участков нагрева и охлаждени  этого колеса. Смещение участков воздействи  из колесо 2, в свою очередь, вызывает смещение гребней волн его деформации Смещение гребней волн деформации колеса 2 снова вызывает поворот водила б. Смещени  гребней волн деформации колеса 2 и повороты водила 6 сливаютс  в единый непрерывный процесс. Расположение отверстий 7 и 8 между сателлитами 12 позвол ет исключить как возможность выхода этих сателлитов из контакта с внутренней поверхностью колеса 2, так и образование при вращении водила 6 мертзых точек,

Зубь  13 гибкого колеса 2 на гребн х волн деформации вход т в зацепление с зубь ми 14 жесткости колеса 1. Перемещение волн деформации гибкого колеса 2 вызывает пращемие жесткого колеса 1. При наличии момента сопротивлени  вращени  жесткого колеса 1 будет иметь место, завис щее от величины этого момента, некото- рос смещение положени  гребней волн деформации гибкого колеса 2 и отверстий 8 относительно друг друга (на фиг. 3 не показано ). Предлагаема  волнова  зубчата  передача позвол ет использовать не только тепловую энергию. В зависимости от взаимного расположени  слово биметаллического колеса, выполненных из металлов с различными значеки микоэффициентов линейного расширени , возможно использование динамического давлени  струй теплоносител  или охладител . Давление истекающих из рчдиальных отверстий водила струй (только теплоносител  или только охладител ) также способствует и может быть k,c- пользовапо дл  образовани  в зоне

действи  этих струй гребней волн деформации гибкого колеса.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Способ генерировани  перемещающихс  волн деформации гибкого колеса в волновой передаче, заключающийс  в воздействии на гибкое колесо на нескольких участках, отличающийс  тем, что, с целью расширени  эксплуатационных возможностей путем использовани  тепловой энергии, гибкое колесо одновременно нагревают и охлаждают на равномерно чередующихс  по характеру воздействи  участках, а-общее число последних равно удвоенной разности чисел зубьев жесткого и гибкого колес.
2. 2. Волнова  зубчата  передача, содержаща  жесткое и гибкое колеса и планетарный генератор волн, установленной с возможностью вращени , отличающа 

   с   тем, что, с целью расширени  эксплуатационных возможностей, гибкое колесо выполнено биметаллическим, а внутренний диаметр последнего равен диаметру окружности , описывающей наиболее удаленные

   от оси вращени  точки на наружной поверхности сателлитов генератора, водило генератора имеет чередующиес  между собой, равномерно распределенные источники тепла и холода, расположенные между сателлитами генератора, а количество послед- них равно количеству одноименных источников воздействи .

   /г/$мае нелеса

   Холо9

   Te/f/fO

   фиг

   Риг. 2

   лг

   фие.З

   3 fO

   Риг4