Инерционный трансформатор

 

Использование: машиностроение. Сущность изобретения: инерционный трансформатор содержит два планетарных механизма с общим води л ом, неуравновешенные грузы, кинематически или посредством тормозного устройства связанные с сателлитами. При вращении установленного на входном валу 2 водила 4 каждый неуравновешенный груз 11 совершает планетарное движение и посредством винтового механизма и тормозного устройства поочередно соединяется с основными сателлитами 9 и 10, передавая на них импульсы момента, формирующие на центральных колесах 5 и 6 соответственно положительный и отрицательный вращающие моменты, которые , суммируясь на зубчатых колесах 23, 25, 26, 27 и 28 выпрямителя импульсов, передаются через двухпозиционную муфту 31 на выходной вал 3 и приводят последний в движение в сторону, совпадающую с направлением вращения входного вала 2 или в противоположную сторону в зависимости от включенной позиции муфты 31. 6 э.п. флы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s F 16 Н 33!14

ГОСУДАРСТВЕЙ.ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4919936/28 (22) 18,03;91 (46) 07.07.93. Бюл. hk 25 (75) И.M.Äàíèëü÷åíêî (56) Авторское свидетельство СССР

М 302539, кл. F 16 Н 31/00. 1969.

Авторское свидетельство СССР

М 1477970, кл. F 16 Н 33/14, 1987. (54) ИНЕРЦИОННЫЙ ТРАНСФОРМАТОР (57) Использование: машиностроение, Сущность изобретения: инерционный трансформатор содержит два планетарных механизма с общим водилом, неуравновешенные грузы, кинематически или посредством тормозного устройства связанные с сателлитами. При вращении установленного на входном валу 2 водила 4 каждый неуj Ф

„„5U, 7825927 А7 равновешенный груз 11 совершает планетарное движение и посредством винтового механизма и тормозного устройства поочередно соединяется с основными сателлитами 9 и 10, передавая на них импульсы момента, формирующие на центральных колесах 5 и 6 соответственно положительный и отрицательный вращающие моменты, которые, суммируясь на зубчатых колесах 23, 25, 26, 27 и 28 выпрямителя импульсов, передаются через двухпозиционную муфту 31 на выходной вал 3 в приводят последний в движение в сторону. совпадающую с направлением вращения входного вала 2 или в противоположную сторону в зависимости от включенной позиции муфты 31. 6 э.п. флы,4 ил, 1825927

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах различных машин в качестве трансформатора вращающего момента.

Цель изобретения — повышение долговечности инерционного трансформатора путем снижения удельных нагрузок на заклинивающих элементах и повышения плавности хода трансформатора, увеличение экономичности и коэффициента транс- 10 формации путем использования энергии обратного импульса и расширение функционал ьных возможностей трансформатора путем обеспечения разностороннего вращения выходного вала. 15

На фиг. 1 схематично изображен инерционный трансформатор; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 — схемы . соответственно первого и второго планетарных механизмов и расположение грузов 20 по их планетарным рядам в стоповом режиме.

Инерционный трансформатор содержит корпус 1, размещенные в нем входной

2 и выходной 3 валы и два планетарных 25 механизма с установленным на входном валу 2 общим для них водилом 4. Каждый IIna- нетарный механизм .включает соответственно центральное колесо 5 и 6, сцепленные с ними промежуточные сател- 30 литы 7 и 8, взаимодействующие с последними основнйе сателлиты 9 и 10, установленные на водиле 4 соосно парами, принадлежащими в каждой паре разным планетарным механизмам, и установлен- 35 ные на осях основных сателлитов неуравновешенные грузы 11, каждый иэ которых кинематически связан с соответствующим сателлитом 9 nepaoro планетарного механизма и посредством тормозного устройст- 40 ва с соответствующим сателлитом 10 второго планетарного механизма.

Кинематическая связь неуравновешенного груза 11 с сателлитом 9 первого планетарного механизма выполнена посредством 45 винтового механизма, включающего установленный на сателлите полый винт 12, а на грузе закрепленную посредством упругих элементов 13 гайку 14. Причем сателлит 9 установлен с возможностью осевых переме- 50 щений между гайкой 14 и упором 15, закрепленным на водиле.

Тормозное устройство, связывающее неуравновешенный груз 11 с сателлитом 10 второго планетарного механизма, включает 55 соединенный с сателлитом барабан 16, взаимодействующую с наружной поверхностью последнего тормозную колодку 17, жестко закрепленный на одном ее конце рычаг 18, связанный шарнирно посредством пальца 19 с неуравновешенным грузом

11 и поджимающий упругим элементом 20 к барабану 16 томозную колодку 17, установленный на другом конце колодки ролик 21 и закрепленный на водиле полукольцевой кулачок 22, предназначенный для разобщения рабочих поверхностей тормозной колодки и барабана, При этом неуравновешенный груз 11 в осевой плоскости имеет П-образную форму и установлен с возможностью охвата барабана 16 своими опорами с обеих сторон, образуя стенками герметичную камеру для тормозного устройства.

Винтовые механизмы установлены на разных планетарных рядах со смещением момента их заклинения через равные углы в окружном направлении и чередованием импульсов разных знаков на смежных планетарных рядах.

Передаточное число между основным сателлитом и центральным колесом в каждом планетарном механизме выбрано меньшим единицы, например, равным 0,5, а трансформатор снабжен выпрямителем импульсов, включающим ведущее зубчатое колесо 23, связанное с центральным колесом

6 второго планетарного механизма, промежуточный вал 24 с зубчатыми колесами 25 и

26, промежуточное зубчатое колесо 27 и ведомое зубчатое колесо 28, связанное с центральным колесом 5 первого планетарного механизма. Причем передаточное число выпрямителя импульсов выбрано с абсолютной величиной больше единицы.

8 трансформаторе применены дополнительная пара зубчатых колес 29 и 30, из которых ведущее колесо 29 закреплено на промежуточном валу 24, а ведомое установлено с возможностью вращения на выход ном валу 3 и двухпозиционная муфта 31, связывающая выходной 88JI 3 в одной позиции с ведомым зубчатым колесом 28 выпрямителя импульсов, а в другой — с ведомым зубчатым колесом 30 дополнительной пары.

Инерционный трансформатор работает следующим образом, При вращении установленного на входном.валу 2 водила 4 и наличии момента сопротивления на выходном валу 3, а также при включенной в одну из рабочих позиций муфте 31 промежуточные сателлиты 7 и 8, обкатывая соответственно центральные Колеса 5 и 6, приводят в движение основные сателлиты 9 и 10 с тормозным барабаном 16, а неуравновешенные грузы 11 под действием центробежных сил, стремясь занять верхнее наиболее удаленное от центра трансформатора положение, взаимодействуют поочередно с сателлитами 9 и 10 соот1825927 ветственно через посредство винтовых механизмов и тормозных устройств, передавая на сателлиты импульсы моментов, которыми формируются на центральных колесах 5 и 6 соответственно положительный и отрицательныМ вращающие моменты.

Когда двухпозиционная муфта 31 находится в первой рабочей позиции, как показано на фиг. 1, тогда положительный . вращающий момент, формируемый на центральном колесе 5, передается от него через зубчатое колесо 28 и муфту 31 на выходной вал 3 напрямую, а отрицательный вращающий момент, формируемый на центральном колесе 6, передается от него на выходной вал 3 через зубчатые колеса 23, 25, 26, 27 и

28 и муфту 31, преобразуясь на них в положительный вращающий момент и суммируясь с моментом. передаваемым от центрального колеса 5. Под действием суммарного положительного момента выходной вал 3 приобретает движение в сторону, .совпадающую с направлением вращения входного вала 2.

Когда муфта 31 находится во второй рабочей позиции, тогда отрицательный вращающий момент от центрального колеса 6 передается через зубчатые колеса 23, 25 и

29, 30 и муфту 31 на выходной вал 3 беэ изменения своего знака, а положительный вращающий момент от центрального колеса

5 передается через зубчатые колеса 28, 27, 26 и 29, 30, преобразуясь на них в отрицательный вращающий момент и суммируясь с моментом, передаваемым от центрального колеса 6. Под действием суммарного отрицательного вращательного момента выходной вал 3 приобретает движение в противоположную сторону относительно направления вращения входного вала 2.

При этом включение и выключение винтовых механизмов и тормозных устройств в определенные моменты времени происходит автоматически следующим образом.

Включение винтового механизма, связывающего неуравновешенный груз 11 ссателлитом 9 производится при нахождении груза в верхнем положении после наворачивания гайки 14 на винт 12 и перемещения сателлита 9 в осевом направлении до заклинения с гайкой 14, вследствие чего осуществляется передача положительного импульса момента от груза 11 на сателлит 9 и обеспечивается перемещение груза из верхнего в нижнее положение.

Груз, пройдя нижнее положение, под действием центробежной силы снижает скорость вращения, вследствие чего гайка

14 расклинивается с сателлитом 9. отсоединяя груз от сателлита.

Включение тормозного устройства. соединяющего груз 11 с сателлитом 10,происходи после прохода грузом чижнего положения в момент сбегания ролика 21 йз полукольцевого кулачка 22. Вначале тормозная колодка 17 прижимается к поверхности барабана центробежной силой и .усилием упругого элемента 20, создавая небольшой момент трения. Затем в связи со

"0 стремлением груза определить барабан 16 он через посредство рычага 18 блокирует колодку 17 на барабане 16 большим момечтом трения, обеспечивающим передачу отрицательного импульса момента от груза 11

15 на сателлит 10 с перемещением груза из нижнего в верхнее положение, С приходом груза 11 в верхнее положеwe он ускоряет вращение, вследствие чего тормозная колодка 17 разблокируется с ба20 рабаном 16, а ролик 21, набегая на полукольцевой кулачок 22, разобщает рабочие поверхности колодки и барабана.

Далее процесс повторяется.

Наличием больших площадей контакта

25 рабочих поверхностей в винтовых механизмах и тормозных устройствах значительно снижаются удельные нагрузки в заклинивающихся элементах и этим самым повышается надежность и срок службы звеньев, 3О работающих в жестком динамическом режиме

Последовательность включения винтовых механизмов и тормозных устройств по планетарным рядам и чередование дейст35 вия импульсов разных знаков на смежных планетарных рядах можно определить по схемам расположения грузов 11 на сателлитах разных планетарных рядов на первом и втором планетарных механизмах, показанных соответственно на фиг. 3 и фиг, 4.

Благодаря смещению начала действия одноименных импульсов момента на равные углы в окружном направлении на разных планетарных рядах и чередованию

45 разноименных импульсов на смежных планетарных рядах обеспечивается высокая плавность вращения выходного вала.

Выбор передаточного числа между основным сателлитом и центральным колесом—

50 i каждом планетарном механизме равным половине единицы обусловлен созданием условий для более полной передачи отрицательного импульса момента от груза 11 на сателлит fQ и обеспечением необходимых

@» параметров выходной моментной характеристики в диапазоне всех передаточных чисел трансформатора. При этом сателлиты 9 и 10 в стоповом режиме приобретают запас положительной угловой скорости, чтобы при наборе оборотов выходного вала она, сни7.1825927

10

50 жаясь на сателлитах 10, стремилась к нулю или становилась отрицательной допустимых значений, обеспечивающих условия для передачи отрицательных импульсов от грузов 11 на сателлиты 10.

Выбор передаточного числа выпрямителя импульсов - абсолютной величиной больш M единицы обуслОвлен повышением коэффициента трансформации вращающего момента, С переходом трансформатора в режим динамической муфты =àéêè 14 винтовых механизмов прекращают вращение относительнo винтов 12, вследствие чего полОжительный вращающий момВнт фОрмируется на центральном колесе 5 первого планетарного механизма импульсами момента.половины грузов 11, соединенными с

ocHoBHb!Ми сателлитами 9, а отрицательный вращающий момент не формируется на центральном колесе б второго планетарного механизма из-за нахождения другой половины грузов в верхнем положении, При этом сателлиты 10 второго планетарного механизма взаимодействуют с промежуточными сятеллитями Б вхолостую.

Со снижением момента сопротивления на выходном валу 3 в режиме муфты автоматически уменьшается количество грузов

11, передающих импульсы момВнта на .са теплить 9 M изменяется их поло>кение, плавноо ре Г,-!ли руя . вел ичи ну выходнОГО вращающего момента, Г1ри торможении выходного Belle 3 сНМжением частоты воащения входного вала 2 центральное колесо 5 будет стремиться опередить водило 4, вследствие чего винты 12 будут выворачиваться из ГЯВк 14 M npM>KMMBTb сателлиты 9 к упорам 1ь, ьлокируя зубчатые колеса первого планетарного механизма моментом трения, создаваемого сателлитами 9 и упорами 15 и обеспечивающего передачу тормозного момен а от входного вала на выходной вал.

И нер цион ный трансформатор наиболее эффективно работает с. применением его в сочетании с двигателем (не показан), имеющим регулируему.о частоту вращения вала, например с двигателем BHYTpeHHef o cf op8"

HlMB, обеспечивая высокий коэффициент трансформации момента, равный 10 и больше, и не вызывая перегрузок двигателя при переходах трансформатора иэ одного режима работы в другой, Такое выполнение инерционноготрансформатора позволяет за счет уменьшения удельных динамических нагрузок на рабочих по ве рх н остях з я клин и вающих устроАсТВ, cо8диняющих неуравновешенные

Грузы с сателлитами, повысить ВГО ДОлГОвечность за счет использования энергии как прямого, так и обратного импульса момента на формирование выходного вращающего момента — повысить экономичность и коэффициент трансформации момента, а за счет обеспечения разностороннего вращения выходного вала — расширить функциональные возможности и область применения трансформатора, Формула изобретения

1. Инерционный трансформатор, содержащий корпус, входной и выходной валы, два планетарных механизма с установленным на входном валу общим водилом, каждый из которых включает центральное колесо, у первого планетарного механизма кинематически связанное с выходным валом, сцепленны" с центральным колесом промежуточные сателлиты и предназначенные для взаимодействия с последними основные сателлиты, установленные на водиле соосно парами, принадлежащими в каждой паре разным планетарныммеханиэмам, и установленные на оси основных сателлитов неуравновешенные грузы, каждый из которых кинематически связан с сателлитами первого планетарного механизма и посредством тормозного устоойства с сателлитами второго планетарного механизма, отличающийся тем,что основные сателлиты первого планетарного механизма установлены на водиле с воэможностью осевых перемещений, кинематическяя связь каждого неуравновешенного груза с сателлитом первого планетарного механизма выполнена посредством винтового механизма, гайка которого упруго закреплена на одном из последних, а полый винт на другом, а тормозное устройство представляетсобой соединенный с сателлитом барабан, взаимодействующую с наружной поверхностью последнего тормозную колодку, жестко закрепленный на одном ее конце рычаг, связанный шарнирно посредством пальца с неуравновешенным грузом и. поджимающий упругим элементом к барабанч тормозную колодку, установленный на другом ее конце ролик, закрепленный на водиле полукольцевой кулачок, предназначенный для разобщения рабочих поверхностей тормозной колодки и барабана.

2, Трансформатор по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что каждый неуравновешенный груз.в осевой плоскости имеет П-образную форму и установлен с возможностью охвата барабана своими опорами с обеих сторон, образуя стенками герметичную камеру для тормозного устройства.

182592У

10. 3. Трансформатор по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что винтовые механизмы установлены на разных планетарных рядах со смещением момента их эаклинения через равные углы в окружном направлении и чередованием импульсов разных знаков на смежных планетарных рядах.

4.Трансформатор по п,1, отл ич а юшийся тем, что передаточное число между основным сателлитом и центральным колесом в каждом планетарном механизме выбрано меньшим единицы.

5. Трансформатор по и. 1, отличающийся тем, что он снабжен выпрямителем импульсов, включающим ведущее зубчатое колесо, связанное с одним из центральных колес, промежуточный вал с зубчатыми колесами и ведомое зубчатое колесо, которое и одно из колес промежуточного вала связаны с другим центральным колесом.

6. Трансформатор по и. 5, о т л и ч а ю5 шийся тем, что передаточное число выпрямителя импульсов выбрано по абсолютной величине, большей единицы.

7, Трансформатор по пп. 1 и 5, о т л ич а ю шийся тем, что он снабжен допол10 нительной парой зубчатых колес, из кото, рых ведущее закреплено на промежуточном валу, а ведомое установлено с возможностью вращения на выходном валу, и двухпозиционной муфтой, связывающей

15 выходной вал в одной позиции с ведомым зубчатым колесом выпрямителя импульсов, а в другой — c ведомым зубчатым колесом дополнительной пары.

1825927

Составитель И,Данильченко

Редактор С.Кулакова Техред М.Моргентал Корректор M,Ïåòðîâà %

Заказ 2312 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