UA46366A - Пристрій для передачі обертання виконавчому механізму - Google Patents

Abstract

Пристрій для передачі обертання виконавчому механізму, що містить зовнішню обойму, співвісні ведучий і ведений вали, внутрішню обойму, встановлену на веденому валу, пов'язаному з виконавчим механізмом, і проміжні елементи, розміщені між зовнішньою і внутрішньою обоймами. При цьому проміжні елементи виконані у вигляді куль, зовнішня обойма виконана у вигляді двох взаємно перпендикулярних кілець, на внутрішній поверхні кожного з яких виконана бігова доріжка, а внутрішня обойма забезпечена біговою доріжкою на зовнішній поверхні і зв'язана з веденим валом за допомогою діаметрально розташованої спиці, на якій опозитно розміщені конічні зубчаті колеса, що встановлені з можливістю зчеплення з конічними секторами, розміщеними на гільзі, яка жорстко зв'язана з виконавчим механізмом і аксіально охоплює ведений вал, виконаний у вигляді торсіонної пружини.

Description

Опис винаходу

Винахід відноситься до механічних передач і може бути використаний в різних механізмах для редукування 2 крутного моменту в залежності від зміни навантаження на виконавчому механізмі.

Відомий пристрій для передачі обертання виконавчому механізму, що містить співвісні ведучий і ведений вали, зовнішню і внутрішню обойми, пов'язані з валами, і проміжні елементи, розміщені між зовнішньою |і внутрішньою обоймами (див. а. с. СРСР Мо 1434197, М. кл. Е16Н1/32, опубл. 30.10.88р.). При обертанні ведучого валу тіла кочення, розміщені між внутрішньою і зовнішньою обоймами, заклинюють в клиновий простір, 710 утворений згаданими обоймами, і забезпечують передачу крутного моменту веденому валу доти, поки швидкість обертання зовнішньої і внутрішньої обойм однакові. Як тільки швидкість зовнішньої обойми перевищить швидкість внутрішньої, відбувається роз'єднання ведучого і веденого валів пристрою, чим забезпечується постійність частоти обертання веденого валу.

Недоліками відомого пристрою є низька експлуатаційна надійність і неможливість адаптивного управління 719 величиною кругного моменту на веденому валу в залежності від зміни навантаження на виконавчому механізмі, що, при використанні пристрою в трансмісії автомобіля, не дозволяє змінити частоту обертання ведучих коліс у разі їх пробуксовування.

Відомий також пристрій для передачі обертання виконавчому механізму, прийнятий в якості прототипу, що містить зовнішню обойму, співвісні ведучий і ведений вали, внутрішню обойму, встановлену на веденому валу, пов'язаному з виконавчим механізмом, і тіла кочення, розміщені між зовнішньою і внутрішньою обоймами (див. а. с. СРСР Мо 1763761, М. кл. Е16Н1/38, опубл. 23.09.92 р.).

Недоліком відомого пристрою, як і раніше приведеного аналогу, є неможливість адаптивного управління величиною крутного моменту на веденому валу в залежності від зміни навантаження на виконавчому механізмі, що не дозволяє зменшити величину крутного моменту на веденому валу та запобігти пробуксовуванню ведучих 29 коліс автомобіля в умовах падіння сили зчеплення коліс з доріжним покриттям. Задачею цього винаходу є « створення пристрою для передачі обертання виконавчому механізму, що забезпечує можливість адаптивного управління величиною крутного моменту на веденому валу в залежності від зміни навантаження на виконавчому механізмі, за рахунок введення елементів, що забезпечують зворотний зв'язок між виконавчим механізмом і ведучим валом. о

Для розв'язання поставленої задачі у відомому пристрої для передачі обертання виконавчому механізму, що Ге) містить зовнішню обойму, співвісні ведучий і ведений вали, внутрішню обойму, встановлену на веденому валу, пов'язаному з виконавчим механізмом, і проміжні елементи, що розміщені між зовнішньою і внутрішньою о обоймами, згідно з винаходом, проміжні елементи виконані у вигляді куль, зовнішня обойма виконана у вигляді Ге) двох взаємно перпендикулярних кілець, на внутрішній поверхні кожного з яких виконана бігова доріжка, а 3о внутрішня обойма забезпечена біговою доріжкою на зовнішній поверхні і зв'язана з веденим валом за допомогою З діаметрально розташованої спиці, на якій опозитно розміщені конічні зубчаті колеса, що встановлені з можливістю зчеплення з конічними секторами, розміщеними на гільзі, яка жорстко зв'язана з виконавчим механізмом і аксіально охоплює ведений вал, який виконаний у вигляді торсіонної пружини. «

Виконання веденого вала у вигляді торсіонної пружини забезпечує його скручування в процесі експлуатації З при зростанні навантаження на виконавчому механізмі, в якості якого можуть використовуватися ведучі колеса с автомобіля. Таким чином, при зміні величини навантаження змінюється кут закручення веденого вала відносно

Із» гільзи, жорстко зв'язаної з виконавчим механізмом, що призволить до дії конічних секторів, розміщених на гільзі, на відповідні конічні зубчаті колеса, що розташовані на спиці. Це призводить до повороту спиці на деякий кут ф, і відповідного розвороту внутрішньої обойми відносно веденого вала в положення, що відповідає 79 зменшенню величини крутного моменту на веденому валу. Таким чином, при пробуксовуванні ведучих коліс те автомобіля відбувається зменшення величини крутного моменту на веденому валу, що веде до зростання (Ге) зчеплення коліс з дорожнім полотном і перешкоджає їх пробуксовуванню.

На фіг.1 зображено пристрій, що заявляється (вигляд в аксонометрії); на фіг.2 схематично зображені о елементи пристрою в статичному стані (положення А) при відсутності крутного моменту на ведучому валі, а (Ге) 20 також при відсутності навантаження на ведучому колесі автомобіля; на фіг.3 схематично зображені елементи пристрою при максимальному крутному моменті ведучого валу (положення Б) і при максимальному навантаженні с на ведучому колесі автомобіля; на фіг.4 схематично зображені елементи пристрою при середніх значеннях крутного моменту на ведучому валі, які відповідають силі зчеплення колеса автомобіля з дорожнім полотном в процесі руху автомобіля (положення В, Г). Пристрій має зовнішню обойму, виконану у вигляді двох взаємно 99 перпендикулярних кілець 1, і встановлені співвісно ведучий вал 2, жорстко зв'язаний з зовнішньою обоймою, і в. ведений вал 3. На веденому валу З встановлена внутрішня обойма 4, яка зв'язана з валом З діаметрально розташованою спицею 5. Ведений вал З виконаний у вигляді торсіонної пружини і своїм вихідним торцем жорстко закріплений до виконавчого механізму 6, в якості якого в заявленому пристрої виступає ведуче колесо автомобіля, протилежним же торцем входить в отвір в ведучому валі 2 (з торця) з можливістю вільного 60 прокручування. На внутрішній поверхні кілець 1 і зовнішній поверхні обойми 4 виконані бігові доріжки 7,8, відповідно. Між кільцями 1 і внутрішньою обоймою 4, в бігових доріжках 7,8 розміщені проміжні елементи у вигляді куль 9. На спиці 5 опозитно розміщені конічні зубчаті колеса 10, з можливістю зчеплення з конічними секторами 11, розміщеними на гільзі 12. Гільза 12 жорстко зв'язана з виконавчим механізмом 6 і аксіально охоплює ведений вал 3. бо Пристрій працює слідуючим чином.

Коли автомобіль знаходиться у стані спокою, тобто при відсутності крутного моменту на ведучому валі 2, пристрій знаходиться в статичному стані, як показано на фіг.2 В цьому випадку кут р між площиною внутрішньої обойми 4 та віссю веденого валу З має максимальне значення і складає кут біля 80" (полож. А). При включенні приводу автомобіля крутний момент передається ведучому валу 2 і відповідно зовнішній обоймі, що складається з двох взаємно перпендикулярних кілець 1. При обертанні кілець 1 кулі 9 починають ковзання в бігових доріжках 7,8, що призводить до передачі крутного моменту на внутрішню обойму 4, який визначається силою : ЕЕ 4 -

Есов(фр), де Рі - сила крутного моменту, що передається на внутрішню обойму 4; Е - сила крутного моменту на ведучому валу 2; ф - кут між площиною внутрішньої обойми 4 і віссю веденого валу 3.

Внутрішня обойма 4 через спиці 5 передає крутний момент на ведений вал З і на виконавчий механізм 6, відповідно. Оскільки вихідний торець веденого валу З утримується силою зчеплення виконавчого механізму 6 з доріжним покриттям під дією крутного моменту, що передається через спицю 5, ведений вал З зазнає деформації скручування. В результаті того, що на гільзу 12, що жорстко з'єднана з нерухомим ведучим колесом автомобіля, крутний момент не передається, вона не зазнає деформації скручування, що призводить до дії 75 конічних секторів 11 на зубчаті колеса 10, що розташовані на спиці 5. Спиця 5, разом з внутрішньою обоймою 4, повергається, при цьому кут фр між площиною внутрішньої обойми 4 і віссю веденого валу З зменшується. Зі зменшенням кута ф сила дії на внутрішню обойму 4 збільшується, відповідно збільшується крупнім момент, що передається на ведений вал 3. При подальшому збільшенні деформації скручування проходить подальша дія конічних секторів 11 на зубчаті колеса 10 (фіг.5 ) і подальше збільшення крутного моменту, що передається веденому валу З і виконавчому механізму 6, відповідно. При збільшенні деформації скручування веденого ваду З і збільшується крутний момент, що передається на виконавчий механізм 6.

Коли крутний момент на колесі починає переважати силу зчеплення з дорогою, воно починає перевертатися разом з гільзою 12, що заважає дальнійшій дії конічних секторів 11 на зубчаті колеса 10 і подальшому збільшенню крутного моменту, що передається на виконавчий механізм 6. Цим запобігається буксування колеса та зберігається необхідне зчеплення з доріжним покриттям. Кулі 9 при цьому продовжують ковзання по біговим « доріжкам 7, 8, а ведучий вал 2 має можливість обертання з кутовою швидкістю, що відрізняється від швидкості обертання веденого валу 3.

Сила пружності деформованої торсіонної пружини (тобто веденого валу 3), що утримується колесом автомобіля, визначає силу тяги, що створюється цим колесом. При досягненні величини сили тяги, достатньої со для того, щоб автомобіль отримав прискорення, автомобіль починає рух, при цьому починають обертатися «со колеса і ведений вал З з кутовою швидкістю, що визначається швидкістю руху самого автомобіля. При максимальному значенні крутного моменту на ведучому валу 2 і при максимальному навантаженні на виконавчому механізмі 6 внутрішня обойма 4 займає положення, при якому кут р приймає мінімальне значення «со біля 107 (Положення Б), що відповідає передачі максимального крутного моменту на ведений вал З і виконавчий 3о механізм 6 (фіг.3). При цьому сила пружності деформованої торсіонної пружини і відповідно сила пружності, що - створюється колесом, досягають максимального значення, автомобіль отримує прискорення при розгоні до набору необхідної швидкості.

При досягненні заданої швидкості автомобілем величина крутного моменту на ведучому валі 2 знижується, « під дією пружної деформації ведений вал З розкручується, кут р між площиною внутрішньої обойми 4 та віссю 70 веденого валу З приймає проміжні значення, при яких значення крутного моменту відповідають силі зчеплення 8 с колеса з доріжним покриттям в процесі руху автомобіля (фіг.4, полож. В, Г). При рухові зворотнім ходом і при

Із» гальмуванні на зубчаті колеса 10, що розміщені на спиці 5, діють конічні сектори 11, що дозволяє змінювати напрямки руху спиці 5 відносно гільзи 12 і напрямки обертання спиці 5 навколо своєї осі.

Гальмування здійснюється аналогічно описаному вище процесу набору швидкості автомобілем з умовою передачі крутного моменту зі зворотнім знаком від ведучого валу 2 до виконавчого механізму 6. шк При пробуксовуванні (блокуванні при гальмуванні) ведучих коліс автомобіля відбувається зменшення сили

Ге») зчеплення між колесом і дорожнім покриттям (умовно до нуля). Під дією сили пружності деформованої торсіонної пружини виконавчий механізм 6 прокручується , при цьому ведений вал З повністю розкручується до положення, о що відповідає положенню пристрою в статиці. Це призводить до дії конічних секторів 11 на гільзу 12, яка б 20 провертається разом з колесом, та на зубчаті колеса 10. Зменшується кут Ф; що призводить до падіння крутного моменту, який передасться від ведучого валу 2 на ведуче колесо автомобіля і до відповідного збільшення сили

Фо зчеплення ведучих коліс з дорожнім покриттям та виходу колеса із стану пробуксовування (блокування).

Відбувається стабілізація частоти обертання веденого валу З при відповідній стабілізації величини крутого моменту на виконавчому механізмі 6. 59 Заявлений винахід дозволяє забезпечити можливість адаптивного управління величиною крутного момент), в. що передасться від ведучого валу 2 до виконавчого механізму 6, в залежності від величини сили зчеплення ведучих коліс автомобіля з дорожнім полотном.

Оскільки ведуче колесо автомобіля має можливість обертання з кутовою швидкістю, що відрізняється від швидкості обертання ведучого валу 2, крутний момент від приводу автомобіля подається па ведучий вал З 60 кожного з коліс без додаткового диференційного механізму в трансмісії автомобіля.

Claims (1)

1. Формула винаходу бо Пристрій для передачі обертання виконавчому механізму, що містить зовнішню обойму, співвісні ведучий і ведений вали, внутрішню обойму, встановлену на веденому валу, пов'язаному з виконавчим механізмом, і проміжні елементи, розміщені між зовнішньою і внутрішньою обоймами, який відрізняється тим, що проміжні елементи виконані у вигляді куль, зовнішня обойма виконана у вигляді двох взаємно перпендикулярних кілець, на внутрішній поверхні кожного з яких виконана бігова доріжка, а внутрішня обойма забезпечена біговою доріжкою на зовнішній поверхні і зв'язана з веденим валом за допомогою діаметрально розташованої спиці, на якій опозитно розміщені конічні зубчаті колеса, що встановлені з можливістю зчеплення з конічними секторами, розміщеними на гільзі, яка жорстко зв'язана з виконавчим механізмом і аксіаально охоплює ведений вал, виконаний у вигляді торсіонної пружини. « (Се) Зо Те) (зе) (Се) «

   - . и? щ» (о) (95) (о) 4) 60 б5