Механизм регулируемого эксцентрикового узла

 

Изобретение относится к машиностроению , а именно к механизмам с эксцентриковыми узлами, эксцентриситет которых необходимо изменять во время работы. Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей и повышение долговечности. На валу (В) 1 закреплены эксцентрик (Э) 2 и звездочка (3)3. На этом же валу с возможностью вращения установлена звездочка 4 с водилом 5, связанным с эксцентриковой втулкой 7 Звездочка 4 50 143 W «47 СО с VI о о го о Јь

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (siis F 16 С 3/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 4754330/27 (22) 30,10.89 (46) 23.12.91, Бюл, ¹ 47 (71) Днепропетровский сельскохозяйственный институт . (72) Б.А, Валик, А.Ф. Валик и Г.В. Хотюн (53) 621.837,7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1594298. (54) МЕХАНИЗМ РЕГУЛИРУЕМОГО ЭКСЦЕНТРИКОВОГО УЗЛА

Ы2 1700294 А1 (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к механизмам с эксцентриковыми узлами, эксцентриситет которых необходимо изменять во время работы.

Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей и повышениедолговечности. На валу (В) 1 закреплены эксцентрик (Э) 2 и звездочка (3) 3. На этом же валу с возможностью вращения установлена звездочка 4 с водилом 5, связанным с эксцентриковой втулкой 7, Звездочка 4

1700294

45 цепью 9 связана со звездочкой 10, соединенной с валом 11. Вал 11 связан с шестерней 12, находящейся в зацеплении с шестернями-сателлитами 13. Оси последних соединены с корпусом 14 дифференциала, соединенным со звездочкой 14 цепью 16.

Шестерня 20 связана с червячным колесом

21, а червяк — с валом 22 вариатора, При неподвижном вале 50 вал 1 с эксцентриком

Изобретение относится к машиностроению, а именно к механизмам с эксцентриковыми узлами, эксцентриситет которых необходимо изменять во время работы, Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей и повышение долговечности, На фиг. 1 показана кинематическая схема механизма; на фиг, 2 — положение деталей на ведущем и вспомогательном валах, вид со стороны эксцентрика.

Механизм регулируемого эксцентрикового узла включает ведущий вал 1 с жестко закрепленными на нем эксцентриком 2 и звездочкой 3. Звездочка 4 на валу 1 установлена с возможностью только вращательного движения вокруг его геометрической оси (фиксаторы от перемещения ее в осевом направлении вала на схеме не показаны) и оборудована жестко закрепленным на ней водилом 5, Конец водила 5 вставлен в отверстие в кронштейне 6.с возможностью движения с осевом направлении этого отверстия. Кронштейн 6 закреплен на эксцентриковой втулке 7, охватывающей подшипник 8, установленный на эксцентрике 2.

Звездочка 4 контуром цепи 9 связана со звездочкой 10,жестко закрепленной на промежуточном валу 11, на котором жестко закреплена также коническая солнечная шестерня 12 дифференциального механизма. Количество зубьев звездочки 4 равно количеству зубьев звездочки 10.

Оси 13 шестерен-сателлитов 14 жестко закреплены на корпусе I5 дифференциального механизма. На этом же корпусе жестко закреплена звездочка 16, которая контуром цепи 17 связана со звездочкой 3 на валу 1.

Количество зубьев звездочки 16 в два раза больше количества зубьев звездочки 3. Контуром цепей 9 и 17 натягиваются натяжными звездочками соответственно оси 18 и 19.

Солнечная шестерня 20 дифференциального механизма жестко соединена с зубчатым колесом 21 самотормозящейся

2 вращается с одинаковой скоростью с валом 11 и втулкой 7. В этом случае эксцентриситет системы эксцентрик 2 — втулка 7 постоянный, В зависимости от направления вращения шестерни 20 втулка 7 отстает от эксцентрика 2 или опережает его, что приводит к изменению эксцентриситета, при этом от частоты вращения шестерни 20 зависит длительность цикла, 2 э,п. ф-лы, 2 ил. червячной передачи, которое на валу 11 установлено с возможностью вращения вокруг его геометрической оси (на схеме подшипники зубчатого колеса 21 не показаныы).

На валу 22 закреплен червяк 23. Муфтой

24 сцепления вал 22 соединен с валом 25, на котором жестко закреплена звездочка 26, контуром цепи 27 соединенная со звездочкой 28, жестко закрепленной на валу 29, оборудованном рукояткой 30.

Кроме того, вал 22 муфтой 31 сцепления соединен с валом 32, на котором жестко закреплен диск 33 ведомого шкива клиноременного вариатора, На ступице 33 установлен с возможностью движения только в осевом ее направлении подвижный диск 34, оборудованный пальцами 35, которые вставлены в отверстия в диске 33 с возможностью перемещения в осевом направлении последних. Диск 34 прижимается в направлении диска 33 пружиной 36.

Диск 37 ведущего шкива вариатора жестко закреплен на валу 38. На ступице диска37 с возможностью движения только в осевом ее направлении установлен диск 39, на котором закреплены пальцы 40, вставленные в отверстия в диске 37. Ступица диска

39 оборудована дном и является поршнем цилиндра 41, жестко закрепленного на раме. Уплотнение ступицы — поршня диска 39 в цилиндре 41 осуществлено уплотнителем

42. Подача рабочей жидкости (масла) в цилиндр 41 осуществляется по трубопроводу

43.

Ведущий и ведомый шкивы вариатора связаны между собой клиновым ремнем 44.

На валу 38 установлены конические шестерни 45 и 46 с воэможностью вращения вокруг него, Эти шестерни находятся в постоянном зацеплении с конической шестерней 47 на диаметрально противоположных ее сторонах. Шестерня 47 жестко закреплена на валу 48 муфтой 49 сцепления. связан1700294 ной с валом 50 трансмиссии машины, вращающимся от источника энергии на ней.

На торцах ступиц шестерен 45 и 46, направленных один к другому, выполнены выступы — кулачки. Такие же кулачки выполнены на обоих торцах муфты 51, установленной на валу 38 с возможностью только осевого перемещения вдоль него. На цилиндрической поверхности муфты 51 выполнен кольцевой паз, в который входит конец одного из плеч двуплечего рычага 52. Длина муфты 51 меньше расстояния между кулачками на торцах ступиц шестерен 45 и 46.

Механизм регулируемого эксцентрикового узла может работать в двух режимах: с постоянным, заранее установленным желаемым суммарным эксцентриситетом системы эксцентрик — эксцентриковая втулка при возможности периодического изменения его величины на ходу; с непрерывно циклически изменяющимся суммарным эксцентриситетом системы эксцентрик-эксцентриковая втулка.

Первый режим работы. В этом случае выключают муфты 31 и 49 сцепления, муфту

24 сцепления включают. Благодаря этому и самоторможению червячной передачи зубчатые колеса 21 и солнечная шестерня 20 дифференциального механизма неподвижны. Вращение от источника энергии передается только на вал 1. Вместе с валом 1 вращаются жестко закрепленные на нем эксцентрик 2 и звездочка 3. От звездочки 3 цепью 17 вращение передается на звездочку 16,"а.следовательно, и на жестко соединенный с ней корпус 15 дифференциального механизма, Вместе с корпусом 15 вокруг геометрической оси вала11 вращаются оси 13 и установленные на",них шестерни-сателлиты 14. Частота их вращения вокруг геометрической оси,вала 11 в два раза меньше частоты вращения вала 1 (так как количество зубьев звездочки 16 в два раза больше количества зубьев звездочки 3).

Вместе с тем шестерни-сателлиты 14, перекатываясь по зубьям неподвижной шестерни 20, вращаются вокруг осей 13, за счет этого находящаяся в зацеплении с ними солнечная шестерня 12 дифференциального механизма вращается в два раза большей частотой, чем частота вращения осей 19. шестерен-сателлитов, а следовательно, и корпуса 15 вокруг геометрической оси вала 11. Таким образом, частота вращения шестерни 12, а следовательно, и вала

11, закрепленной на нем звездочки 10 и связанной с последней цепью 9 звездочки 4 равна частоте вращения вала 1. Поэтому эксцентриковая втулка 7 неподвижна отно5

55 сительно эксцентрика 2, суммарный эксцентриситет системы эксцентрик-эксцентриковая втулка не меняется.

Желаемую величину суммарного эксцентриситета системы эксцентрик эксцентриковая втулка устанавливают предварительно поворотом эксцентриковой втулки относительно эксцентрика путем вращения вала 29 рукояткой 30. В этом случае вращение от звездочки 28 цепью 27 передается на звездочку 26, а следовательно, и вал 25,муфтой 24 сцепления соединенный с валом 22, закрепленный на последнем червяк 23 передает вращение на зубчатое колесо 21, а следовательно, и на жестко связанную с ним шестерню 20. Последняя через шестерни-сателлиты 14 проворачивает на нужный угол шестерню 12, а следовательно, и вал 11 со звездочкой 10, Звездочка 10 цепью 9 проворачивает на такой же угол звездочку 4, а последняя водилам 5 — эксцентриковую втулку 7 относительно эксцентрика 2. 3а счет этого изменяется суммарный эксцентриситет системы до желаемой величины.

Так как муфта 31 сцепления выключена, при вращении вала 29 вариатор и шестерни

45, 46 и 47 остаются неподвижными. За счет этого уменьшается усилие, которое необходимо приложить к рукоятке 30 для изменения суммарного эксцентриситета системы эксцентрик-эксцентриковая втулка.

Для изменения суммарного эксцентриситета системы эксцентрик-эксцентриковая втулка при работе механизма с большой нагрузкой выключают муфту 24 сцепления, включают муфту 49 сцепления, вариатор частоты вращения настраивают на минимальную частоту вращения вала 32 путем снятия давления в цилиндре 41, Затем включают муфту 31 сцепления. В этом случае вращение на червяк 23 передается от вала 50 муфтой 49 сцепления на вал 48. От закрепленной на последнем шестерни 47 вращение передается на шестерню 46 или

45 (в зависимости от того, с кулачками на ступице какой из них находятся в зацеплении кулачки муфты 51), вал 38. Затем вращение вариатором передается на вал 32, муфтой 31 сцепления на вал 22 с червяком

23. От него вращение передается на колесо

21 и жестко связанную с ним шестерню 20 дифференциального механизма. От шестерни 20 шестернями-сателлитами 14 вращение передается на шестерню 12, а следовательно, и на связанную с ней валом

11 звездочку 10, от которой — на звездочку

4. Последняя своим водилом 5 поворачивает эксцентриковую втулку 7 относительно эксцентрика 2. При этом вал 29 не вращается, 1700294 что предотвращает возможность травмирования оператора рукояткой ЗО, После того, как суммарный зксцентриситет системы эксцентрик-эксцентриковая втулка достигает нужной величины, выключают муфты 31 и 49 сцепления, При работе по второму режиму вращение от вала 50 на эксцентриковую втулку 7 передается в последовательности, описанной ранее, Возможны два варианта работы по второму режиму, Вариант 1, Предполагаем, что червячная передача выполнена так, что при зацеплении кулачков муфты 50 с кулачками шестерни 46 колесо 21, а следовательно, и шестерня 20 вращаются в направлении вращения корпуса 15 дифференциального механизма. Вариатор настраивают описанным ранее путем на минимальную частоту вращения вала 31, а следовательно, и шестерни 20, В этом случае за счет вращения шестер, ни 20 в направлении вращения корпуса 15 уменьшается частота вращения вала 11, а следовательно, и связанной кинематически с ним эксцентриковой втулки 7, Последняя отстает от эксцентрика 2, в результате чего суммарный эксцентриситет системы эксцентрик — эксцентриковая втулка увеличивается от нуля до максимума, после чего снова уменьшается до нуля. В дальнейшем процесс изменения суммарного эксцентри, ситета циклически повторяется. При подаче

, в цилиндр 41 масладиски37 и 39сближают1 ся. В результате увеличивается натяжение ремня 44. Последний, преодолевая сопро, тивление пружины 36, раздвигает диски 33 ! и 34. При этом ремень 44 на ведущем шкиве выходит на больший рабочий диаметр, на ведомом шкиве — на меньший рабочий диаметр. В результате частота вращения вала

32 и кинематически связанной с ним шес.терни 20 увеличивается. Последнее приводит к дальнейшему уменьшению частоты вращения вала 11 и кинематически связанной с ней эксцентриковой втулки 7, а следовательно, к более интенсивному отставанию ее от эксцентрика. В результате происходит уменьшение времени цикла, При дальнейшем увеличении подачи масла в цилиндр 41 наступает равенство частоты вращения шестерни 20 и корпуса 15 дифференциального механизма. В этом случае вращение шестерен-сателлитов 14 прекращается и частота вращения вала 11 становится равной частоте вращения корпуса 15 дифференциального механизма, т.е. в два раза меньшей частоты вращения ведущего вала 1. Время цикла в этом случае может быть определено исходя из следующих соображений. Эксцентриковая втулка 7 в этом случае делает один полный оборот относительно эксцентрика 2 за два оборо а последнего. Поэтому время цикла в секун5 6 0 120 дах равно tg = 2 — = — =, где n — частота п вращения ведущего вала 1 в 1 мин.

В случае дальнейшего увеличения подачи масла в цилиндр 41 происходит даль10 нейшее увеличение частоты вращения вала

32, а следовательно, и кинематически соединенной с ним шестерни 20 дифференциального механизма. Последняя начинает опережать корпус этого механизма. В ре15 зультэте шестерни-сателлиты 14 начинают вращаться вокруг осей 13 в направлении, противоположном направлению своего вращения в начальный период работы механизма.

20 В противоположном направлении начинает вращаться и шестерня 12, э следовательно, и кинематически связанная с ней эксцентриковая втулка 7. Происходит переход с первого варианта второго режима ра25 боты во второй вариант. При этом частота вращения втулки 7 относительно эксцентрика вначале мала и увеличивается по мере увеличения частоты вращения вала 32 за счет дальнейшего изменения величины пеЗО редаточного отношения вариатора путем увеличения количества масла, подаваемого в цилиндр 41.

Таким образом, после равенства частот вращения и корпуса 15 и шестерни 20 даль35 нейшее увеличение частоты вращения последней приводит вначале к увеличению времени цикла с дальнейшим уменьшением его по мере увеличения частоты вращения этой шестерни.

40 Следует отметить, что уменьшение времени цикла путем увеличения частоты вращения шестерни 20 свыше частоты вращения корпуса 15 позволяет уменьшить это время теоретически до бесконечно ма45 лой величины. Однако такой путь неприемлем, Объясняется это тем, что необходимо иметь вариатор больших габаритов (с целью обеспечения изменения его передаточного отношения в нужных пределах). Увеличива50 ется частота вращения червяка 23, колеса 21 и шестерни 20, что приводит к ускоренному их износу.

Вариант 2. Включены те же элементы схемы. что и при работе по варианту 1. От55 личием является то, что кулачковую муфту 51 рычагом 52 перемещают до зацепления ее кулачков с кулачками на ступице шестерни

45, В этом случае вал 38 меняет направление caoего вращения. В противоположном направлении вращается и шестерня 20 диф1700294

10 ференциального механизма, В результате в противоположном направлении вращается вал 11 и кинематически связанная с ним эксцентриковая втулка 7. Происходит опережение эксцентрика 2 эксцентриковой 5 втулкой 7, увеличивающееся по мере увеличения частоты вращения шестерни 20, кинематически связанной с вариатором. 3а счет этого происходит уменьшение времени цикла. 10

Таким образом, изменение суммарного эксцентриситета системы осуществляется автоматически по программе с требуемым циклом при возможности корректировки времени последнего без остановки агрега- 15 та.

Формула изобретения

1, Механизм регулируемого эксцентрикового узла, содержащий жестко закрепленный на ведущем валу эксцентрик. 20 охватываемый эксцентриковой втулкой, промежуточный вал, кинематически связанный посредством звездочек и цепи с ведущим валом и установленной на последнем с возможностью относительного перемеще- 25 ния в окружном направлении звездочкой, снабженной водилом, один конец которого размещен в направляющих, установленных на эксцентриковой втулке при равенстве единице общего передаточного числа систе- 30 мы передач на упомянутую звездочку от звездочки, жестко закрепленной на ведущем валу, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей и повышения долговечности, он 35 снабжен дифференциальным механизмом, состоящим из двух солнечных и двух конических шестерен, заключенных в корпус, самотормозящейся червячной передачи, состоящей из червяка и зубчатого колеса, расположенного на промежуточном валу, клиноременным вариа;ором частоты вращения, состоящим из ведущего и ведомого шкивов, установленных на соответствующих валах, механизмом изменения направления вращения, состоящим из ведомого вала, ведущей шестерни, двух ведомых конических шестерен, находящихся в постоянном зацеплении с ведущей конической шестерней на диаметрально противопог.ожных ее сторонах, при этом на торцах ступиц ведомых конических шестерен, обращенных одна к другой, расположены кулачки, муфтой, снабженной кулачками для взаимодействия с кулачками ведомых шестерен механизма изменения направления вращения, ведомая звездочка кинематической связи ведущего вала с промежуточным жестко соединена с корпусом дифференциала. одна из конических солнечных шестерен дифференциала жестко соединена с промежуточным валом, вторая солнечная шестерня — с зубчатым колесом червячной передачи, червяк которой связан с ведомым валом клиноременного вариатора частоты вращения, ведущий шкив вариатора жестко соединен с ведомым валом механизма изменения направления вращения, а муфта расположена между ведомыми коническими шестернями механизма изменения направления вращения с возможностью ее осевого перемещения, 2. Механизм по и. 1, отл и ч а ю щ ийс я тем, что он снабжен механизмом привода червяка.

3. Механизм по и. 1, о тл и ч а ю щ и йс я тем, что он снабжен механизмом дистанционного управления вариатором.

1700294 17 /9

Фиг.2

Составитель В,Терехов

Редактор С.Патрушева Техред М, Моргентал Корректор С,Черни

Заказ 4455 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно. издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101