Инерционный трансформатор вращающего момента
Использование: в передачах с бесступенчатым регулированием скорости «рашения и вращающего момента выходного звена. Сущнгч.гь изобретения: инерционный трансформатор содержит механизмы свободного хода, основной и дополнительный одинаковые планетарные импульсаторы с неуравновешенными сателлитамиf на которых установлены подвижные грузы, связанные с механизмом регулирования., С ЦРЛЬЮ повышения равномерности вращения выходного звена неуравновешенные грузы сателлитов дополнительного планетарного импульсатора смещены по фазе ка 180° по отношению к неуравновешенным грузам сателлитов основного планетарного импульсатора., 5 ил.
С%О:1 (.;!3RE:1((;ИХ
ГОЦИАЛИСТИЧГСКИХ
РГСПУБЛИК (с(1 г 16 Н 33/14
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Ю
О
О (Л
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТ НОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4S 2746 7/28 (72) 21. 05.90 (46) 07,06,,93. Бюл. М" 21 (75) А„С„Иашкин и С„А,шашкин (56) 1,, Леонов А, И, Инерционные автоматические трансФорматоры вращающего момента. — М.: Машиностроение, 1978, с. 11, Фиг. 2,, 2, Авторское свидетельство СССР (" 643692, кл. 16 Н 33/14, 1977. (54) ИНЕРНИОННЫИ ТРАНСФОРМАТОР РРАП(А(ОЩЕГО МОМЕНТА (57) Использование: в передачах с бесступенчатым регулированием скорости вращения и вращающего момента выходИзобретение относится к механизмам, .изменяющим плавно, бесступенчатО, величины момента и угловой скорости выхорного звена при неизменных значениях момента и угловой скорости . входного звена.
Известен инерционный импульсный .автоматический трансформатор вращающего момента грузовых автомобилей, в котором ведущий вал передачи изготовлен за одно целое с передней крышкой ведущего маховика, выполненного разборным и несущего подшипники качения, в которых установлены оси сателлитов с закрепленными на них неуравновешенными грузами, причем сателлиты нахорятся в зацеплении с центральной шестерней, закрепленной на одном конце карданного вала автомобиля, жестко связанного с внутренней обоймой механизма свободного хода, 5Ц 1820105 А1 ного звена. Сущнлг.гь изобретения: инерционный трансформатор содержиг механизмы свободного хода, основной и дополнительный оринаковьн-. планетарные импульсаторы с неуравновешенными сателлитами, на которых уста явлены подвижные грузы, связанные с механизмом регулирования„ С целью повышния равномерности вращения выходного звена неуравновешенные грузы сате ллитов дополнительного планетарного импульо сатора смещены по фазе на 180 по отношению к неуравновешенным грузам сателлитов основного планетарно:-о импульсатора.. 5 ил. у которого наружная обойма связана с корпусом передачи, при этом второй конец карданного вала несет маховик fl).
ТрансФорматор имеет следующие недостатки.
1. Передаточное отношение в нем изменяется только при изменении Момента сопротивления, его нельзя изменять чисто кинематически, т„е. при отсутствии момента сопротивления в нем невозможно управление его выходной характеристикой « величиной выходного момента и величиной угловой скорости выхорного вала.
2. За орну половину периода одного колебания импульсатора положительный импульс вращаюв(его момента передается на выходной вал, изменяясь плавно от нуля ро максимума и опять до нуля, а на протяжении второй поло1820105 вины периода отрицательный импульс момента не перерается на этот вал и вращательное движение На рабочую маш .ну передается только с помощью маховика, что увеличивает неравномерность движения.
Близким техническим решением к изобретению является инерционный трансформатор вращающего момента (2), 1р который сорержит вхорной, промежуточный и выхорной валы, рва одинаковых планетарных ряда с четырьмя центральными колесами и двумя сателлитами с неуравнов шенными t póçàìè, двв 15 механизма сяоборного хора, регулирующее устройство, выполненное в вире реверсивного гирромотора, статор и ротор которого связаны с рвумя цент" ральными колесами, и управляемую 20 фрикционную муфту, фиксирующую статор и р тор регулирующего устройства.
Трансформатор имеет следующие неростатки.
1, Его невозможно использовать в 25 негидрофицированных машинах.
2, R нем имеет место малая чув" ствительность и неточность регулирования, 3, Передаточное отношение в нем gp изменяется только при изменении момента сопротивления жа BbfxopHoM аалу, егo нельзя изменять чисто кинематически, т,е„. при отсутствии моменTR сопротивления R нем невозможно 35 управление егA выхорной моментной характеристикой.
4. ?а одну поповину периода орного колебания импульсатора положительный импульс вращающего момента: 4О перерается на выходной вал, плавно изменяясь от нуля ро максимума и опять ро нуля, а на протяжении второй половины периода отрицательный импупьс момента не передается на 45 этот вал, так как гасится неподвиж" ной наружной обоймой механизма свободного хора и вращательное движение на рабочую машину передается только с помощью маховика, что увегичивает неравномерность движения.
Пелью настоящего изобретения является "".оздание инерционного трансформатора вращающего момента, в ког-,.ром уменьшена неравномерность вращения, пиквирирован период выстоя выхорногс вала, получены рва последова.ел ных, однонаправленных и регулиру.мы:-: ..-,рновременнг по величине импульсов вращающего момента с возм< жн 1стbю управления выходной моментной характеристикой. !
Поставленная цель ростигается тем, что в инерционном трансформаторе Вра» щающего момента, сорержащем корпус, входной и выхолной валы, механизмы своборного хора, планетарный импульсатор, включающий центральное колесо, водило и неуравновешенные сателлиты с грузами, и механизм регулирования амплитуд импульсов вращающего момента, включающий ведущее и ведомые звенья, механизм регулирования амплитуд импульсов вращающегo момента выполнен соосным по планетарно-переборной схеме с суммарным передаточным отношением, равным единице при остановленном водиле, которое устанавливается своборно на входном валу с возможностью фиксированного поворота, ведущее звено его соединено зубчатой передачей с вхорным валом, а ведомое звено - с основным центральным колесом планетарного импульсатора, последний имеет два дополнительных центральных колеса, идентичных основному, и рва дополнительных сателлита, грузы его выполнены подвижными, трансформатор снабжен рополнительными механизмами свободного хора и дополнительным планетарным импульсатором, включающим одинаковые основное и дополнительное центральные колеса, связанные с соответствующими дополнительными центральными колесами основного планетарного импульсатора, одно из которых также связано с входным валом, водило и установленные на нем основные и дополнительные сателлиты и подвижные грузы, каждый из подвижных грузов обоих планетарных импульсаторов выполнен в виде двойного эксцентрика, внутренняя обойма которого соеринена с основным сателлитом, наружная обойма имеет паз, а дополнительный сателлит имеет палец для взаимодействия с пазом, каждое из водил планетарных импульсаторов связано посредством соответствующегоо механизма свободного хода с корпусом и выхорным валом, а под" вижные грузы основного и рополнительного планетарных импульсаторов смещены по Фазе относительно друг друга на 180 rpapycnff.
18201
40! Ь
<.хема предлагаемого трансформатоt>;t, н-. <:,»<г,2-5 - соответственно се<><-ния Л!>, !(f„ CD и И> :, обозначенные на Фиг.1.
Тра «.ф«рматор содержит корпус г к«торь>м ша!>нирно связано водило, яын«гз>енное в виде диска 2, соединониг» n <. таким же диском 3 четырьмя 1р шеl, к-..ми lt г. которыми связаны шарнирн« ступицы 5 четырех двойных эксцент-. риков на внутренней обойме 6 которых сидят св«б«рно четыре наружных обоймы 7 с пазами 8. В эти пазы входят 15 пальць> 9 четырех дополнительных сатег>л>;тов !0, сидящих свободно на ступицах > г>б«йм 6 и входящих в зацепление с дополнительным центральным к«песом 11, жестко закрепленном на 20 центральн«м валу 12. !!а другом конце этого вала закреплена шестерня 13, вх«дя >ая в зацепление с колесом !4, жестко закрепленном на промежуточном валу 15, несущем шестерню 16, входящую в зацепление с ведущим звеь>«м 17, нахорящимся в зацеплении с колесом 18, к«т«рое жестко закреплено на валу 19. Этот вал образует шарнир с я«дидом 20, сидящим свободно 30 на центральн«м еппу 12 и несет жестко на нем закрепленную шестерню 21, вхорящую в зацепление с колесом 22„
Звенья 17-22 образуют планетарный механизм, в котором звенья 17 и ?2 являюгся центральными колесами, звенья 18, 19 и 2! - сдвоенным сателлитом, а 3Aettn ?0 — в«дилом, Колесо
?2 имеет жесткую связь с попым валом основного центрального колеса 23, входящего в зацегление с четырьмя основными сателлитами 24, сидящими жестко на ступицах 5 эксцентриков 6„
Входной и выходной диски с четырьмя шейками 4 образуют единый барабан, 45 н» ступице 25 которого жестко закреплена обойма 26 муфты свободного
xopa„ R гнездах наружной поверхности этой обоймы расположены ролики 27, взаим«рействующие с неподвижной на- 50 ружной обоймой 28„ Внутренняя поверхность об ймы 26 взаим«действует с р«ликами 29 внутренней подвижной обоймы 30, жестко соединенной с выходным валом 31 несущим маховик 32, 55 огибаемый тормозной лентой 33. На втором конце ступицы 5 закреплены четыре доп«лнительных сателлита 34, входящих в зацепление с доп«лнитель05 6
Ht>lM це>
Лнерционнь><< трансформ.-,т . р;»цаettet-n момента работает следу -...:.;им образом.
Ar двигателя приводится в« вращение центральный вал 12, «т которого приводится во вращение шестерни
11, 13 и 47. Шестерня 11 вращает дополнительный сателлит 10 с пальцем, который с помощью паза 8 приводит во вращательное движение наружную обойму 7, которая имеет кольцевой выступ, входящий в кольцевой паз внутренней обоймы 6. От дополнительного колеса 47 приводится во вращение сателлит 46 с пальцем 45, кото.рый с помощью паза 44 приводит во вращательное движение обойму 43, которая имеет кольцевой выступ, входящий в кольцевой паз обоймы 42 °
Из сечений KI, и NN на фиг.3 и фиг.5 видно, что четыре обоймы 7 основного импульсатора направлены по радиусу от центра, а четыре обоймы 43 дополнительного импульсатора направлены по радиусу к центру устройс>ва.
7 1820105 8
Между направлениями обойм основного и дополнительного импульсатора образуются углы 180, а направления вращения обойм 7 и 43 одинаковы., От шестерни 13 вала 12 приводится в движение ряд 14-24 зубчатых колес, причем сателлит 24, тесно связанный со ступицей 5 обоймы 6, вращает эту обойму. Передаточное отношение ряда 1р колес 13-23 при неподвижном водиле
20 должно быть равно Б з = 1. На ступице 5 сателлита 24 жестко сидит дополнительный сателлит 34, который вращает дополнительное колесо 35 пЬ-: 15 лого вала 36, от которого вращается основное центральное колесо 37, а затем основной сателлит 38 ступицы
39 внутренней обоймы.42. Передаточное отношение ряда колес 34-38 при неподвижном водиле 20 должно быть равноц 3е, 1. Следовательнообразует-; ся единая кинематическая цепь зубчатых колес 13-38 с U,z в = 1, для враще " ния одновременно внутренних обойм 25
6 и 42. и то же время пары колес
11-10 и 47-46 вращают наружные обоймы 7 и 43 от одного центрального вала 12, При неподвижном водиле 20 колеса gp
11 и 23 имеют одну и ту же угловую скорость и не имеют относительного движения. Тогда в основном импульсаторе сателлиты 24 и 1О не имеют относительного движения и обоймы 6 и 7 вращаются как одно целое. Rce сказанное относится и к работе звеньев
37, 38, 47, 46, 42 и 43 дополнительного импульсатора. На фиг.3 и фиг.5 показано, что центры масс грузов 7 . и 43 располагаются на наибольшем радиусе р от оси вращения 4 и 40 обойм
6 и 42, и следовательно, при этом, развивается максимальная силе инерции подвижными грузами обоих импуль-. саторов. Эта сила создает момент на радиусе, ллина которого R равна расстоянию от оси вращения вала 12 до оси вращения 4 на.основном импульсаторе и до оси вращения 40 на дополнительном импульсаторе,. Эта длина остается постоянной. Грузы 7 и 43 располагаются попарно на вертикальной и горизонтальной осях устройстBR, Вращающий момент создается каждой парой грузов и изменяется по зна- 55 ку. Если считать позицию грузов 7 и
43 на Фиг„ 3 и фиг. 5 как начальную, то можно считать, что в зтой пози.ции моменты, развиваемые грузами, равны нулю, При повороте грузов 7 на 90 вокруг оси шейки 4 (фиг.3, сечение KT.) моменты двух грузов, расположенных на вертикальной оси, и моменты двух грузов, лежащих на горизонтальной оси, направлены оба против часовой стрелки и суммируются (положительный момент). При повороте грузов 43 на 90 вокруг оси шейки 40 (фиг. 5, сечение ММ) моменты двух грузов, расположенных на вертикаль ной оси, и моменты двух грузов, лежац их на горизонтально оси, направлены оба по часовой стрелке (отрицательный момент). При повороте грузов 7 и 43 на 180 от начального положения, они направлены по радиусам к центру вращения и моменты, развиваемые грузами, равны нулю. При повороте грузов 7 на 270 от начального положения моменты грузов, расположенных на вертикальной оси и моменты грузов, расположенных на горизонтальной оси, направлены оба по часовой стрелке, и суммируются (отрицательный момент). При повороте гру" а зов 43 на 270 от начального положения моменты грузов, расположенных на .вертикальной оси, и моменты грузов, расположенных на горизонтальной оси, направлены оба против часо-. вой стрелки и суммируются (положительный момент), Рассмотрим последовательность воздействия моментов на маховик через механизмы свободного хода основного и дополнительного импульсаторов.
Пусть средняя подвижная обойма 26 (фиг. 2) вращается по часовой стрелке под действием импульса отрицательного момента основного импульсатора. При этом ролики 27 расклиниваются на неподвижной наружной обойме
28, а ролики 29 заклиниваются на внутренней подвижной обойме 30, которая приводит в движение маховик
32 по часовой стрелке. На рассматриваемом участке поворота грузы 43 создают положительный момент. Средняя обойма 48 вращается против часовой стрелки и ролики 49 заклиниваются на наружной неподвижной обойме 50. Положительный момент нейтрализуется.
Маховик 32 при движении его по часовой стрелке расклинивает ролики 51 с помощью внутренней подвижной обоймы 52 и МСХ дополнительного импуль1820105 сатора не препятствует вращению маховика. 32. Пусть средняя подвижная обойма 26 вращается против часовой стрелки под действием импульса положительного момента. При этом ролики
27 заклиниваются на неподвижной на" ружной обойме 28, обойма 26 останавливается и действие импульса положительного .момента нейтрализуется, На, щ этом участке грузы 43 создают отри-. цательный момент. Средняя обойма 48 вращается по часовой стрелке. При этом ролики 49 расклиниваются на не-. подвижной наружной обойме 50, а ролик 51 заклиниваются на внутренней подвижной обойме 52, которая передает импульс отрицательного момента на маховик 32. Таким образом, за одну половину оборота грузов 7 и 43 им- рО пульс отрицательного момента (вращение по часовой стрелке) передается маховику 32 от основного импульсатора,. а за вторую половину оборота этих грузов, импульс отрицательного момента (вращение по часовой стрел ке) передается маховику 32.от допол- нительного импульсатора. Таким образом, за один оборот грузов 7 и 43 маховик не имеет участков, когда он не 30 находится под воздействием положительных импульсов. Неравномерность движения маховика значительно умень-" шается и появляется возможность работы без маховика. 35
При движении водила 20 появляется относительная угловая скорость у сателлитов 24, и 10. В этом случае наружная обойма 7 вращается относительно внутренней обоймы 6, и изменяется ра диус вращения р подвижного груза вокруг шейки 4. При повороте обоймы 7 относительно обоймы 6 на угол 180 радиус вращения подвижного rpysa ao- 45 круг оси шейки 4 равен нулю. В этом случае сила инерции равна нулю и вращающий момент относительно оси вала
12 равен нулю. В то же время в дополнительном импульсаторе появляется относительная угловая скорость у сателлитов 38 и 46. В этом случае обойма 43 вращается. относительно обоймы
42 и изменяется радиус вращения р подвижного груза вокруг оси шейки 40.
Этот радиус принимает те же значения, что и радиус р в основном импульсаторе. Величина силы инерции также принимает те же значения, Таким образом, вращение подвижных грузов и регулирование величины силы инерции осуществляется одной и той же кинематической цепью. В первом случае, при неподвижном водиле
20, трансшорматор имеет одну степень свободы и движущий момент расходуется только на вращение подвижных грузов.
Ro втором случае, при перемещении водила 20, трансформатор имеет две степени свободы. Одна степень cioборы сохраняется прежней, т.е. рвижущий момент расходуется на вращение подвижных грузов. Вторая степень свободы появляется от перемещения водила 20 в одной и той же кинематической цепи, в результате чего появляется относительное вращательное движение обойм 6 и 7 и обойм 42 и
43. При такой конструкции угловая скорость подвижных грузов обоих им" пулъсаторов не изменяется при изме нении величины силы инерции, т.е. при перемещении водила 20.
Ф о р м у л а изобретения
Инерционный трансформатор вращающего момента, содержащий корг ус, входной и выходной валы, механизм свободного хода, планетарный импульсатор, включающий центральное колесо, водило и неуравновешенные сателлиты с грузами, и механизм peryлирования амплитуд импульсов вращающего момента, отличающийся тем,.что, с. целью. уменьшения неравномерности вращения, ликвидации периода выстоя выходного вала и получения двух последовательных однона правленных и регулируемых одновременно по величине импульсов вращающего момента с возможностью управления выходной моментной характеристикой, механизм регулирования амплитуд импульсов вращающего момента выполнен соосным по планетарно-переборной схеме с суммарным передаточным отношением, равным единице при остановленном водиле, которое устанавливается свободно на.входном валу с возможностьюфиксированного поворота, ведущее звено его соединено зубчатой передачей с входным валом, а ведомое звено - с основным цен ральным колесом планетарного импульсатора, последний имеет два дополнительных центральных колеса, идентичных основному, и два дополнительных сател1820) 0$
1? лита, грузы его выполнены подвижный, трансформатор снабжен дополнительными механизмами свободного хода и дополнительным планетарным импульсатоrом, включающим одинаковые основное и дополнительное центральные колеса, связанные с соответствующими дополнительными центральными колесами основного планетарного импульсатора, щ одно из которых также связано с входным валом, водило и установленные на нем основные и дополнительные сатеплиты и подвижные грузы, каждый иэ полвижных грузов обоих планетар"
íых импульсатаров гыпопнен R еидс. двойного эксцентрика, внутренн я обойма которого соединена с.основным сателлитом, наружная обойма имеет паз, а дополнительный сателлит имеет палец для взаимодействия с пазом, каждое из волил планетарных импульсаторов связано посредством соответствующего механизма свободного хода с корпусом и выхолным валом, а подвижные грузы основного и дополнительногA планетарных импульсаторов смещены по фазе относительно друг лругэ на 180о
18?Р105
Составитель А,йашкин
Редактор R.Tðóá÷åíêî Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор H.Êåøåëÿ
Заказ 2017 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5
Производственно-издательский KQMGMHGT "Патент", г. ужгород, ул, Гагарина, 101
