SU771390A1

SU771390A1 - Mechanical power intensifier

Info

Publication number: SU771390A1
Application number: SU762370624A
Authority: SU
Inventors: Борис Абрамович Лабковский
Original assignee: Ижевский сельскохозяйственный институт
Priority date: 1976-06-10
Filing date: 1976-06-10
Publication date: 1980-10-15

Description

(54) МЕХАНИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ(54) MECHANICAL POWER AMPLIFIER

II

Изобретение относитс к машиностроению , а именно к механическим усилител м мощности, и может быть использовано во всех отрасл х народного хоз йства в качестве элемента, позвол ющего отрабатывать заданное перемещение ведомого звена при нерегулируемом мощном силовом двигателе.The invention relates to mechanical engineering, namely to mechanical power amplifiers, and can be used in all sectors of the national economy as an element that allows the specified displacement of the driven link to be worked out with an unregulated powerful power motor.

Известен механический усилитель мощности , содержащий корпус, установленные в нем силовой двигатель, кинематическую передачу с входным и выходным звеном и механизм управлени 1.A mechanical power amplifier is known, comprising a housing, a power engine installed in it, a kinematic transmission with an input and output link and a control mechanism 1.

Усилитель содержит также управл емую муфту, серводвигатель, упругий элемент, соединенный с выходным звеном передачи, устройством дл односторонней передачи крут щего момента, соединенным с упругим элементом , управл емую муфту, а механизм управлени выполнен в виде датчика деформаций , соединенного с упругим элементом и управл емой муфтой дл включени и выключени последней при достижении заданных деформаций упругого элемента.The amplifier also includes a controlled clutch, a servomotor, an elastic element connected to the output transmission link, a device for one-sided transmission of torque connected to the elastic element, a controlled clutch, and the control mechanism is made in the form of a strain gauge connected to the elastic element and controlled coupling to enable and disable the latter when the specified deformations of the elastic element.

Недостатком известного устройства вл етс то, что механические усилители мощности этого типа обладают малым КПД, так как в момент включени управл емой муфтыA disadvantage of the known device is that mechanical power amplifiers of this type have low efficiency, since at the moment of switching on the controlled clutch

ведома полумуфта имеет скорость, равную нулю, а ведуща полумуфта - скорость двигател . Вследствие того, что в момент включени муфты имеетс скольжение, происходит рассеивание энергии в муфте. Так как известные упругие элементы обладают незначительными аккумулирующими способност ми , то управл ема муфта будет беспрерывно включатьс и выключатьс , то есть работать посто нно со скольжением. Величина рассе нной мощности таким образом может быть определена в виде разности мощности knowing the half-coupling has a speed equal to zero, and the leading half-coupling has an engine speed. Due to the fact that there is a slip at the moment the clutch is engaged, energy is dissipated in the clutch. Since the known elastic elements have insignificant accumulating abilities, the controlled coupling will be continuously switched on and off, i.e., to operate continuously with sliding. The magnitude of the dissipated power can thus be determined as the power difference.

10 двигател и полезной мощности на ведомом валу.10 engine and net power on the driven shaft.

Целью насто щего изобретени вл етс повышение КПД механического усилител мощности.The purpose of the present invention is to increase the efficiency of a mechanical power amplifier.

1515

Указанна цель достигаетс тем, что механизм управлени выполнен в виде толкател , установленного в корпусе с возможностью перемещени параллельно продольной оси входного звена, входное звено выполнено в виде ведущего вала, двух полых цилинд20 ров, жестко св занных с валом, втулки, установленной неподвижно на ведущем валу между полыми цилиндрами и имеющей на своей наружной поверхности продольные направл ющие , и полого кулачка, имеющего на наружной поверхности кольцевой паз и конус, угол наклона образующей которого к продольной оси ведущего вала меньше угла трени , и состо щего из расположенных по окружности секторообразных в сечении частей , выполненных в виде ползунов, взаимодействующих с направл ющими втулки, а конец толкател расположен в кольцевом пазу полого кулачка, при этом концы ползунов расположены между наружной поверхностью втулки и внутренней поверхностью полых цилиндров, а выходное звено выполнено в виде ведомого вала, установленного в корпусе с возможностью поворота, ось которого параллельна образующей конуса кулачка , и рычага, жестко св занного с ведомым валом и взаимодействующего с конусом кулачка, при этом точки контакта рычага выходного звена и толкател механизма управлени с конусом кулачка расположены по окружности на рассто нии, тревыш.ающем максимальную ширину ползуна.This goal is achieved by the fact that the control mechanism is made in the form of a pusher mounted in the housing with the possibility of moving parallel to the longitudinal axis of the input link, the input link is made in the form of a drive shaft, two hollow cylinders, rigidly connected to the shaft, and bushings fixed on the drive shaft. the shaft between the hollow cylinders and having longitudinal guides on its outer surface, and a hollow cam having an annular groove and a cone on the outer surface, the angle of inclination of which forming to the longitudinal axis the drive shaft is smaller than the friction angle, and parts of the circumferentially shaped section are made in the form of sliders that interact with the sleeve guides, and the end of the pusher is located in the annular groove of the hollow cam, while the ends of the sliders are located between the outer surface of the sleeve and the inner the surface of the hollow cylinders, and the output link is made in the form of a driven shaft mounted in the housing with the possibility of rotation, whose axis is parallel to the cam cone, and the lever is rigidly connected a driven shaft and cooperating with a cone cam, the contact point of the output link lever and the pusher actuating mechanism with a cone cam disposed circumferentially spaced, trevysh.ayuschem maximum width of the slider.

Кроме того, кольцевой паз кулачка выполнен ступенчатым, состо щим из одинаковых на каждом ползуне участков, имеющих переменную ширину, при этом ширина участка паза на входе в него конца толкател больше ширины этого участка паза на выходе на величину хода толкател .In addition, the annular groove of the cam is made stepped, consisting of sections of the same width on each slider that have a variable width, and the width of the section of the groove at the entrance of the end of the pusher is greater than the width of this section of the groove at the output of the stroke of the pusher.

При этом рычаг выполнен в виде последовательно прикрепленных к его поверхности контактируюпгей с кулачком, пластины из материала с малым модулем упругости, например резины, и пластины из антифрикционного материала.In this case, the lever is made in the form of a contact with a cam, successively attached to its surface, plates of a material with a small modulus of elasticity, for example rubber, and a plate of antifriction material.

Кроме того, усилитель снабжен установленным на конце толкатеч роликом, диаметр которого меньше минимальной ширины паза на каждом ползуне.In addition, the amplifier is equipped with a pusher-mounted roller, the diameter of which is less than the minimum groove width on each slide.

Целесообразным вл етс то, что усилитель снабжен магнитамина боковых поверхност х паза каждого ползуна, направленными один к другому разноименными полюсами , и установленным на конце толкател дополнительным магнитом, обращенным одноименными полюсами к полюсам основных маг}1итов.It is advisable that the amplifier is provided with magnetamine side surfaces of the groove of each slider, opposite poles of each other, and an additional magnet mounted at the end of the pusher, with poles of the same name facing the main poles of the main magnets.

Кроме того, кулачок выполнен с вторым конусом, аналогичным первому и расположенном иг кулачке симметрично плоскости, перпендикул рной продольной оси кулачка, усилитель снабжен вторым ведомым валом, на котором жестко установлен второй рычаг , взаимодействуюц ий с вторым конусом кулачка, дифференциальным механизмом и двум кинематическими цеп ми, перва из которых выполнена в виде муфты свободного хода (МСХ), звездочка которой установлена на первом ведомом валу, и самотормоз щей , например, черв чной передачи, ведуniee звено которой жестко св зано с обоймой МСХ, а ведомое звено - с одним из центральных колес дифференциального механизма , втора кинематическа цепь выполнена в виде второй МСХ, звездочка которой установлена на втором ведомом валу несамотормоз щей передачи, ведущее звено которой св зано с обоймой второй МСХ, и второй самотормоз щей передачи, например,In addition, the cam is made with a second cone, similar to the first and located cam cam symmetrical to the plane perpendicular to the longitudinal axis of the cam, the amplifier is equipped with a second driven shaft, on which the second arm is rigidly mounted, interacting with the second cam cone, differential mechanism and two kinematic chains the first of which is made in the form of a one-way clutch (MSH), whose sprocket is mounted on the first driven shaft, and a self-braking, for example, worm gear, which has a rigid link It is associated with the MXX clip, and the slave link is with one of the central wheels of the differential mechanism, the second kinematic chain is made as a second MCH, the sprocket is mounted on the second non-brake transmission driven shaft, the leading link of which is associated with the second MAX clip, and second self-braking transmission, for example

черв чной, ведущее звено которой св зано с ведомым звеном несамотормоз щей передачи , а ведомое звено - со вторым центральным колесом дифференциального механизма .a worm gear, the leading link of which is connected with the driven link of the non-braking transmission, and the driven link - with the second central wheel of the differential mechanism.

На фиг. I схематически представлен общий вид механического усилител мощности; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - вид В на фиг. 3; на фиг. 5 - продольный - разрез рычага ведомого вала; на фиг. 6 - вариант выполнени механического усилител мощности с магнитами; на фиг. 7 - вид Г на фиг. 6; на фиг. 8 - вариант выполнени механического усилител мощности .FIG. I schematically shows a general view of a mechanical power amplifier; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 shows a section BB in FIG. 2; in fig. 4 is a view of B in FIG. 3; in fig. 5 - longitudinal section of the output shaft lever; in fig. 6 shows an embodiment of a mechanical power amplifier with magnets; in fig. 7 is a view of FIG. 6; in fig. 8 is an embodiment of a mechanical power amplifier.

Механический усилитель мощности содерp жит корпус 1, установленные в нем силовой двигатель (на фигурах не показан), кинематическую передачу с входным звеном, выполненным в виде ведущего вала 2, двух полых цилиндров 3 и 4, жестко св занных валом 2, втулки 5, установленной неподвижно на ведущем валу между полыми цилиндра .ми 3 и 4 и и.меющей на ее наружной поверхности продольные направл ющие 6, и полого кулачка 7, имеющего на наружной поверхности кольцевой паз 8 и конус 9, угол « наклона образующей которого к продольной оси ведущего вала 2 меньще угла трени . Кулачок 7 состоит из расположенных по окружности секторообразных в сечении частей, выполненных в виде ползунов О, взаимодействующих с направл ющими 6The mechanical power amplifier contains a housing 1, a power motor installed in it (not shown), a kinematic transmission with an input link made in the form of a drive shaft 2, two hollow cylinders 3 and 4 rigidly connected by a shaft 2, sleeve 5 installed motionless on the drive shaft between the hollow cylinders 3 and 4 and the longitudinal guides 6, which are mounted on its outer surface, and the hollow cam 7 having an annular groove 8 and a cone 9 on the outer surface, the angle of inclination of which is to the longitudinal axis of the drive shaft shaft 2 is smaller than the angle friction. The cam 7 consists of circumferentially shaped sectional parts made in the form of sliders O and interacting with the guides 6

5 втулки 5.5 bushings 5.

При этом концы ползунов 10 расположены между наружной поверхностью втулки 5 и внутренней поверхностью полых цилиндров 3 и 4.While the ends of the sliders 10 are located between the outer surface of the sleeve 5 and the inner surface of the hollow cylinders 3 and 4.

Механический усилитель мощности. содержит также выходное звено, выполненное в виде ведомого вала 11, установленного в корпусе 1 с возможностью поворота, ось которого параллельна образующей конуса 9 кулачка 7 и рычага 12, жестко св занногоMechanical power amplifier. also contains an output link made in the form of a driven shaft 11 mounted in the housing 1 with the possibility of rotation, the axis of which is parallel to the generatrix of the cone 9 of the cam 7 and the lever 12, rigidly connected

с ведомым валом Пи взаи.модействующего с конусом 9 кулачка 7.with driven shaft PI engaging with taper 9, cam 7.

Механизм управлени выполнен в виде толкател 13, установленного в корпусе 1 с возможностью перемещени параллельно продольной оси входного звена, конец толкател 13 установлен в кольцевом пазу 8 полого кулачка 7, а точки контакта рычага 12 выходного звена и толкател 13, взаимодействующие с конусом 9 кулачка 7, расположены по окружности на рассто нии, превышающем максимальную ширину ползуна. Кольцевой паз 8 кулачка 7 выполнен ступенчатым , состо щим из одинаковых на каждом ползуне участков 14, имеющих переменную ширину, при этом ширина «а участка 14 кольцевого паза 8 на входе в него конца толкател 13 больше ширины «0 этого участка паза на выходе на величину хода толкател 13.The control mechanism is made in the form of a pusher 13 mounted in the housing 1 with the ability to move parallel to the longitudinal axis of the input link, the end of the pusher 13 is installed in the annular groove 8 of the hollow cam 7, and the points of contact of the output link lever 12 and the pusher 13 interacting with the cone 9 of the cam 7 , are located circumferentially at a distance greater than the maximum width of the slider. The annular groove 8 of the cam 7 is made stepped, consisting of sections 14 having a variable width, identical on each slider, while the width "of the section 14 of the annular groove 8 at the entrance of the end of the pusher 13 is greater than the width" 0 of this section of the groove at the output of travel pushes 13.

Рычаг 12 выполнен в виде последовательно прикрепленных к его поверхности, контактирующей с кулачком, пластины 15 из материала с малым модулем упругости, например резины, и пластины 16 из антифрикционного материала.The lever 12 is made in the form of successively attached to its surface in contact with the cam, a plate 15 of a material with a small modulus of elasticity, such as rubber, and a plate 16 of antifriction material.

Усилитель может быть снабжен установленны А на конце толкател 13 роликом 17, диаметр которого меньше минимальной ширины «а паза на каждом ползуне 10.The amplifier can be fitted with an And at the end of the pusher 13 roller 17, the diameter of which is less than the minimum width "and the groove on each slide 10.

Усилитель может быть снабжен магнитами 18 на боковых поверхност х паза каждого ползуна 10.The amplifier may be provided with magnets 18 on the side surfaces of the groove of each slider 10.

Магниты 18 направлены один к другому разноименными полюсами, на конце толкател 13 устанавливаетс в этом случае дополнительный магнит 19, обращенный одноименными полюсами к полюсам основных магнитов 18.The magnets 18 are directed one to the other by opposite poles; in this case, an additional magnet 19 is installed at the end of the pusher 13, the poles of the same magnet facing the poles of the main magnets 18.

Усилитель может быть выполнен с вторым конусом 20, аналогичным первому конусу 9. Конус 20 в этом случае расположен на кулачке 7 симметрично плоскости, перпендикул рной продольной оси кулачка 7. Усилитель снабжен вторым ведомым валом 21, на котором жестко установлен второй рычаг 22, взаимодействующий с вторым конусом 20 кулачка 7, дифференциальным механизмом и двум кинематическими цеп ми. Перва цепь выполнена в виде МСХ, звез дочка 23 которой установлена на первом ведомом валу 11, и самотормоз щей, например , черв чной передачей, ведущее звено 24 которой жестко св зано с обоймой 25 МСХ, а ведомое звено 26 - с одним из центральных колес 27 дифференциального механизма .The amplifier can be made with the second cone 20, similar to the first cone 9. In this case, the cone 20 is located on the cam 7 symmetrically to the plane perpendicular to the longitudinal axis of the cam 7. The amplifier is equipped with a second driven shaft 21, on which the second lever 22, which interacts with the second cone 20 of the cam 7, a differential mechanism and two kinematic chains. The first chain is made in the form of an MCX, the star daughter of which is mounted on the first driven shaft 11, and a self-braking device, for example, a worm gear, the driving link 24 of which is rigidly connected to the clip 25 of the agricultural machinery, and the driven link 26 to one of the central wheels 27 differential mechanism.

Втора кинематическа цепь выполнена в виде второй МСХ, звездочка 28 которой установлена на втором ведомом валу 21 несамотормоз щей передачи, ведущее звено 29 которой св зано с обоймой 30 МСХ, и второй самотормоз щей передачи, например, черв чной, ведущее звено 31 которой св зано с ведомым звеном 32 несамотормоз щей передачи, а ведомое звено 33 - с вторым центральным колесом 34 дифференциального механизма.The second kinematic chain is made in the form of a second MCX, an asterisk 28 of which is mounted on a second driven shaft 21 of a non-brake transmission, the drive link 29 of which is associated with the clip 30 of the MCX, and a second self-brake gear, of which the link 31 with the driven member 32 of the non-braking transmission, and the driven link 33 with the second central wheel 34 of the differential mechanism.

Усилитель-работает следующим образом.The amplifier works as follows.

Если толкатель 13 механизма управлени неподвижен, то ролик 17 «выстраивает все ползуны 10, вращающиес вместе с ведущим валом 2, без осевого смещени друг относительно друга. Следовательно, при неподвижном толкателе 13 механизма управлени ведомый вал 11, на котором сидит рычаг 12, будет тоже неподвижным. При перемещении толкател 13 ролик 17 «выстраивает ползуны 10 так, что образуетс определенный ступенчатый профиль кулачка. Мощность, затрачиваема на перемещение пластин, незначительна.If the control mechanism pusher 13 is stationary, the roller 17 "aligns all the slide blocks 10 rotating with the drive shaft 2 without axial displacement relative to each other. Consequently, with a fixed pusher 13 of the control mechanism, the driven shaft 11, on which the lever 12 sits, will also be fixed. When the pusher 13 is moved, the roller 17 "builds up the slide blocks 10 so that a certain stepped cam profile is formed. The power required to move the plates is negligible.

Однако, вступив в контакт с рычагом 12, ползуны 10 не имеют возможности перемещатьс в осевом направлении, так как размеры системы подобраны из услови самоторможени . При взаимодействии с ползунами 10 рычаг 12 отклон етс , повтор , таким образом, перемещение толкател 13.However, having come into contact with the lever 12, the sliders 10 are not able to move in the axial direction, since the dimensions of the system are selected from the condition of self-locking. When interacting with the sliders 10, the lever 12 is deflected, repeating, thus moving the pusher 13.

Так как рычагу 12 приходитс контактировать со ступенчатым кулачком, то дл уменьшени динамических усилий рычага выполнен трехслойным, к жесткому основанию рычага привулканизирован (приклеен) слой резины, к которой в свою очередь приклеен набор параллельных пластинок из антифрикционного материала.Since the lever 12 has to be in contact with the stepped cam, to reduce the dynamic forces of the lever it is made of three layers, a layer of rubber is glued to the rigid base of the lever, to which, in turn, a set of parallel plates of antifriction material is glued.

При необходимости уменьщить ударныеReduce the drums if necessary.

5 нагрузки при взаимодействии толкател 13 с ползунами 10 используют магниты (см. фиг. 6).5, when interacting the pusher 13 with the sliders 10, magnets are used (see FIG. 6).

В варианте выполнени усилител (см. фиг. 8) при контакте со смещенными ползунами 10, один из рычагов, например рычагIn an embodiment of the amplifier (see FIG. 8), in contact with the shifted sliders 10, one of the levers, for example the lever

12, начинает подниматьс , а рычаг 22 будет опускатьс , и наоборот . 12, begins to rise, and the lever 22 will lower, and vice versa.

Вращение ведомого вала 11 через МСХ и самотормоз щую передачу передаетс на центральное колесо 27 дифференциала. Другое центральное колесо 34 этого дифференциала в этот момент времени остаетс неподвижным , так как в цепи опускающегос рычага 22 МСХ разомкнуто. При необходимости реверса ведомого вала толкатель 13 перемещают в противоположном направле0 НИИ, что приводит к передаче мощности по другой кинематической цепи.The rotation of the output shaft 11 is transmitted through the MA and a self-braking transmission to the central wheel 27 of the differential. The other central wheel 34 of this differential remains stationary at this point in time, since the lower landing gear lever 22 is closed in the chain. If it is necessary to reverse the driven shaft, the pusher 13 is moved in the opposite direction of the scientific research institute, which leads to the transfer of power along another kinematic chain.

Скорость вращени ведомого вала усилител определ етс скоростью перемещени толкател 13 механизма управлени .The speed of rotation of the output shaft of the amplifier is determined by the speed of movement of the pusher 13 of the control mechanism.

Claims

1. A mechanical power amplifier comprising a housing, a power motor installed therein, a kinematic transmission with an input and output link, and a control mechanism, characterized in that, in order to improve efficiency, the control mechanism is designed as a pusher mounted 5 in the housing with the possibility of movement parallel to the longitudinal axis of the input link, the input link is made in the form of a drive shaft, two hollow cylinders rigidly connected to the shaft, a sleeve fixed on the drive shaft between the hollow cylinders and having longitudinal guides of the outer surface, and a hollow cam having an annular groove and a cone on the outer surface, the angle of inclination of which form to the longitudinal axis of the drive shaft is less than the friction angle, and consisting of circumferentially sectored parts in the cross section, made in the form sliders that interact with the bushings, and the end of the pushers

located in the annular groove of the hollow cam, while the ends of the sliders are located between the outer surface of the sleeve and the inner surface of the hollow cylinders, and the output link is made in the form of a driven shaft mounted in the housing can be rotated, the axis of which is parallel to the cam cone, and the lever associated with the driven shaft and interacting with the cam cone, while the points of contact of the output link lever and the pusher of the control mechanism with the cam cone are located circumferentially at a distance of the maximum slider width.

2. The amplifier according to claim 1, characterized in that the annular groove of the cam is made stepped, consisting of sections of the same width on each slide having a variable width, wherein the width of the groove portion at the entrance of the end of the pusher is greater than the width of this portion of the groove at the exit to pusher stroke value.

3. Amplifier on PP. 1 and 2, characterized in that the lever is made in the form of successively attached to its surface in contact with the cam, a plate of a material with a small modulus of elasticity, such as rubber, and a plate of antifriction material.

4. The amplifier according to claim 1, characterized in that it is provided with a roller mounted at the end of the pusher, the diameter of which is less than the minimum groove width on each slide.

5. The amplifier according to claim 1, characterized in that it is provided with magnets on the side surfaces of the groove of each slider, opposite poles facing one another, and an additional magnet mounted at the end of the pusher, facing like poles of the same magnet to the poles of the main magnets.

6. The amplifier according to claim 1, wherein

that the cam is made with a second cone, similar to the first one and located on the cam symmetrically to a plane perpendicular to the longitudinal axis of the cam, the amplifier is equipped with a second driven shaft,

0 which is rigidly mounted the second lever, which interacts with the second cam cone, the differential mechanism and two kinematic chains, the first of which is designed as a freewheel (MCX), whose sprocket is mounted on the first driven shaft, and self-braking, for example, worm gear the transfer, the leading link of which is rigidly connected with the clamps of the Ministry of Agriculture, and the slave link with one of the central wheels of the differential mechanism, the second kinematic chain is made as a second MCH, the asterisk is installed on home nesamotormoz boiling transmission shaft, wherein the driving member is associated with a holder of the second MAU and a second conductive samotormoz transmission,

for example, a worm gear, the leading link of which is connected with the driven link of the non-braking transmission, and the driven link to the second central wheel of the differential mechanism.

Sources of information taken into account during the examination 1. USSR Author's Certificate No. 419670, cl. F 16 M 33/02, 1971 (prototype).

//

12

B - b

5 Buff B

.N

15 g

srig.5