Устройство для сообщения вращательного движения с периодически изменяющимся передаточным числом

 

Использование: машиностроение, в частности механические передачи, используемые для сообщения вращательного движения с периодически изменяющимся передаточным числом в приводах различных машин. Сущность изобретения: с вилкой входного звена шзрнирно связано водило , в котором установлен вал сателлитов с качающейся шайбой. С ее шипами шарнирно связана вилка выходного звена. Центральное колесо установдено в корпусе с возможностью поворота перпендикулярно оси входного звена и подпружинено..Оси входного и выходного звеньев центрального колеса, вала сателлита, шипов качающейся шайбы и шипов водила пересекаются в общем центре. Результирующее вращение выходного звена является суммой равномерного вращения с частотой входного звена и колебания шипов качающейся шайбы с частотой, равной передаточному числу планетарной передачи. Изменением наклона центрального колеса к оси входного звена изменяется амплитуда колебаний передаточного числа выходного звена. 1 з. п. ф-лы, 4 ил. Nw е

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 16 Н 35/02, 1/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPC КОМУ С В ИДЕТЕЛ Ь СТВУ (21) 4814402/28 (22) 20.02.90 (46) 15.06.92. Бюл. М 22 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт винограда и продуктов его переработки "Магарач" (72) М.М. Матюшкин (53) 621.833.6(088.8) (56) Кожевников С,Н. Теория механизмов и машин, М. 1969, с, 269, 276.

Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам, М, 1987, с. 291, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СООБЩЕНИЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ С ПЕРИОДИЧЕСКИ ИЗМЕНЯЮЩИМСЯ ПЕРЕДАТОЧНЫМ ЧИСЛОМ (57) Использование: машиностроение, в частности механические передачи, используемые для сообщения вращательного движения с периодически изменяющимся передаточным числом в приводах различИзобретение относится к машиностроению, в частности к механическим передачам, используемым для сообщения вращательного движения с периодически изменяющимся передаточным числом в приводах различных машин, Известно устройство для сообщения вращательного движения с периодически изменяющимся передаточным числом, содержащее корпус, входное и выходное звенья, соединенные с этими звеньями, и находящиеся в зацеплении друг с другом некруглые зубчатые колеса с замкнутой начальной кривой (эллиптические или производные от них — овальные).

Недостатками такого устройства явля- . ются необходимость в больших габаритах,, SU„„1740832 А1 ных машин. Сущность изобретения; с вилкой входного звена шарнирно связано водило, в котором установлен вал сателлитов с качающейся шайбой. С ее.шипами шарнирно связана вилка выходного звена. Центральное колесо установлено в корпусе с возможностью поворота перпендикулярно оси входного звена и подпружинено. Оси входного и выходного звеньев центрального колеса. вала сателлита, шипов качающейся шайбы и шипов водила пересекаются в общем центре, Результирующее вращение выходного звена является суммой равномерного вращения с частотой входного звена и колебания шипов качающейся шайбы с частотой, равной передаточному числу планетарной передачи. Изменением наклона центрального колеса к оси входного звена изменяется амплитуда колебаний передаточного числа выходного звена. 1 з. и. ф-лы, 4 ил, зубчатых колес при повышении частоты ко- фЪ. лебаний передаточного числа, сложность (" профилирования и изготовления некруглых Q() зубчатых колес, а также отсутствие возможности регулировки амплитуды колебаний передаточного числа.

Известно устройство для сообщения вращательного движения с периодически д изменяющимся передаточным числом, содержащее корпус, входное и выходное звенья, планетарную передачу, включающую центральное колесо и водило с сателлитом, вал которого установлен в водиле с возможностью вращения. Планетарная передача содержит две пары зубчатых некруглых колес: ведущее центральное колесо-сателлит и ведомое центральное ко1740832 лесо-сателлит. Оси валов сателлитов параллельны осям входного и выходного звеньев.

Недостатками такого устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как оно не обеспечивает возможности регулировки частоты и амплитуды колебаний передаточного числа, Кроме того, некруглые зубчатые колеса трудно профилировать и изготовлять, а также обеспечить совместную работу таких колес в процессе эксплуатации.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет регулирования передаточного числа, Предлагаемое изобретение повышает универсальность устройства и упрощает его изготовление.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве центральное колесо планетарной передачи установлено в корпусе, на выходном звене устройства выполнена вилка, на валу сателлита планетарного механизма установлена качающаяся шайба с двумя противонаправленными шипами, шарнирно связанными с вилкой выходного звена, а водило связано с входным звеном, при этом оси входного и выходного звеньев, цент- рального колеса, вала сателлита и шипов качающейся шайбы пересекаются в общем центре, Центральное колесо установлено с возможностью поворота перпендикулярно оси входного звена и подпружинено относительно корпуса, на входном звене выполнена вилка, а водило имеет два противонаправленных шипа, шарнирно связанных с вилкой входного звена, при этом ось шипов водила проходит через общий центр.

На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг, 1; на фиг. 3 — разрез Б — Б на фиг. 1; на фиг. 4 — зависимость угла поворота выходного звена устройства от угла поворота входного звена и кинематическая схема устройства, Устройство для сообщения вращательного движения с периодически изменяющимся передаточным числом содержит разъемный корпус 1, в котором установлены входной 2 и выходной 3 валы, установленные в подшипниках 4 и 5 соответственно и снабженные вилками 6 и 7 с соосными отверстиями в проушинах. В отверстия вилки

6 входного вала 2 вставлены два радиальных противонаправленных шипа 8 водила 9, снабженных подшипниками 10. В отверстиях 11 водила, ось которых перпендикулярна оси шипов 8, в подшипниках 12 установлен шлицевый вал 13, нгэ одном конце которого на шлицэх установлен конический. сателлит

14, а на другом его конце на подшипнике 15 — конический сателлит 16, Сателлиты 14 и 16 находятся в зацеплении с коническим центральным колесом 17, 5 . жестко закрепленным на торцовой стенке

55 стакана 18, снабженного двумя радиальными противонаправленными полыми шипами

19, вставленными во втулки 20 корпуса 1.

Втулки 2g жестко соединены с корпусом, снабжены внутренними шлицами и закрыты колпачками 21. Каждый полый шип 19 также снабжен внутренними шлицами, в которые вставлен шлицевый конец торсиона 22. Второй его конец (также шлицевый), вставлен во внутренние шлицы соответствующей втулки 20.

Центральное колесо 17, сателлиты 14 и

16, вал 13 и водило 9. образуют планетарный механизм, На шлицы средней части вала 13 надета качающаяся шайба, содержащая внутреннюю втулку 23 с внутренними шлицами и соединенную с ней посредством двух подшипников 24 наружную втулку 25, снабженную двумя радиальными противонаправленными шипами 26. На валу 13 между втулкой 23 и подшипниками 12 водила установлены распорные втулки 27.

Втулка 25 зафиксирована на подшипниках

24 стопорными кольцами 28, Шипы 26 вставлены в отверстия проушин вилки 7 выходного вала 3 и снабжены установленными в этих отверстиях и зафиксированными стопорными кольцами подшипниками 29, Оси входного и выходного (3) валов, вала 13 сателлитов, шипов 26 качающейся шайбы, шипов 8 водила, шипов 19 стакана

18 и центрального колеса 17 пересекаются в общем центре, Ось шипов 19 перпендикулярна оси входного вала 2

Устройство работает следующим образом.

Входной вал 2 равномерно вращается от привода и вилкой 6 вращает водило 9 которое приводит во вращение вал 13, а с ним и сателлиты 14 и 16, а также втулку 25 качающейся шайбы. Сателлит 14, обкатываясь по центральному колесу 17, вращает вал

13, а с ним и внутреннюю втулку 23 качающейся шайбы, которая при вращении заставляет наружную втулку 25 описывать коническую поверхность (прецессировать).

Следовательно, в любой плоскости, проходящей через ось вала 13 сателлитов, ось втулки 25 совершает в течение одного оборота вала 13 колебание на угол, равный удвоенному углу между указанными осями, Вращение вала 13 сателлитов вокруг оси входного вала 2 полностью передается втул1740832 ке 25 качающейся шайбы, которая участвует, таким образом, в двух движениях одновременно — во вращении вокруг оси в>.одного вала 2 и в прбцессии вокруг оси вала 13 сателлитов. Выходному валу 3 передается результирующее вращение, состоящее иэ равномерного вращения входного вала 2 и колебания шипов 26 втулки 25 вокруг оси выходного вала 2, Оно описывается выражением

ДЪых — P + агс1я

con à где рных — угол поворота выходного вала; р — угол поворота входного вала; д> — угол между осью качающейся шайбы и осью вала сателлита;

i — передаточное отношение пары центральное колесо — сателлит; а — угол между осью центрального колеса и осью входного вала, На фиг. 4 приведена зависимость угла Ъых от угла р для различных сочетаний параметров до, i и а . Из сравнения кривых(= 2; д = 15, а =0 ) и (i =4;,д

=15; а= 0 ) видно, что количество периодов колебаний угла <Рвых поворота выходного вала 3 равно передаточному числу i Из сравнения кривых() = 4; до = 15О;а = 0 ) и (i =4; до = 15 ; а =30 ) видно влияние угла а наклона оси центрального колеса 17 к оси входного вала 2.

Сателлиты 14 и 16, обкатываясь по центральному колесу 17, обеспечивают автоматическую установку вала 13 и водила 9 под углом, зависящим от угла установки центрального колеса к оси входного вала 2 и от угла поворота этого вала, при этом водило,9 осуществляет колебание вокруг оси шипов

8. Требуемый наклон центрального колеса устанавливается путем перестановки шлицев торсионов 22 в шлицах втулок 20 или полых шипов 19. Наклонное положение центрального колеса показано штриховыми линиями на фиг, 2, При возникновении динамических перегрузок на выходном валу 3, связанных с его ускорением при колебаниях угловой скорости, торсионы 22 пружинят и центральное колесо 17 изменяет угол наклона, в результате чего снижаются динамические нагрузки на валу. Так же смягчается работа устройства и в моменты изменения знака углового ускорения выходного вала 3.

Устройство является обратимым. т, е. выходной вал может быть входным, соеди5 ненным с приводом, а выходной — входным, при этом все закономерности работы устройства сохраняются. Устройство может также работать в режиме преобразования неравномерного вращения в равномерное, 10 например, в поршневых двигателях внутреннего сгорания, в поршневых насосах и т. д.

Согласно изобретению возможны варианты выполнения отдельных элементов устройства. Например, планетарная передача

15 может быть выполнена фрикционной; сателлит 14 — заодно с валом 13; торсионы 22 могут быть заменены двусторонними пружинными амортизаторами; корпус устройства может быть выполнен заодно с

20 корпусом машины, с которой агрегатируется устройство;входное и выходное звеньяв виде шестерен,. звездочек цепных передач, шкивов ременных передач и др.

Формула изобретения

25 1. Устройство для сообщения вращательного движения с периодически изменяющимся передаточным числом, содержащее корпус, входное и выходное звенья и планетарную передачу, включаю30 щую центральное колесо и водило с сателлитом, вал которого установлен в водиле с возможностью вращения, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет регулирова35 ния передаточного числа, центральное колесо установлено в корпусе, на выходном звене выполнена вилка, на валу сателлита установлена качающаяся шайба с двумя противонаправленными шипами, шарнир40 но связанными с вилкой выходнЬго звена, водило связано с входным звеном, а оси входного и выходного звеньев, центрального колеса, вала сателлита и шипов качающейся шайбы пересекаются в общем

45 центре.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что центральное колесо установлено с возможностью поворота перпендикулярно оси входного звена и подпружинено от50 носительно, корпуса, на входном звене выполнена вилка, а водило имеетдва противонаправленных шипа, шарнирно связанных с вилкой входного звена, при этом ось шипов водила проходит через общий центр, 1740832

1740832

Фиг.2

1740832

180

270

Фиг. Ф

Составитель М.Матюшкин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О.Кравцова

Редактор M.Ïåòðîâà

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

Заказ 2071 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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