Гидродинамическая передача б.ф.кочеткова

 

Использование: в транспортном машиностроении и станкостроении. Сущность изобретения: на осевой линии размещены входной и выходной валы Кольцевая камера (К) заполнена рабочей жидкостью и выполнена в виде тора В К размещено соосное ей лопастное кольцо. Несущие лопасти имеют минимальные зазоры с внутренними стенками К Кольцевая К соединена с входным валом Осевые линии К и вала пересекаются в общем центре массы К и колеса На валу лопастного колеса установлено ведущее зубчатоэ колесо, находящееся в зацеплении с ведомым колесом, установленным на выходном валу. К жестко соединена с валом. Объемный элемент охватывает К и жестко закреплен на входном валу. Подшипники на полуосях К установлены на элементе. К может быть подвижно соединена с валом с возможностью свободного вращения относительно вала лопастного колеса 2 зяф-лы, 4 иа

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарнъни знакам

1 (21) 501 4243/29 (22) 0212.91 (48) 30.11.93 Бюп Иа 43-И (76) Кочетков Борис Федорович (54) ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА

6.Ф.КОЧЕТКОВА (57) Использование: в транспортном машиностроении и станкостроении. Сущность изобретения: на осевой линии размещены входной и выходной валы

Кольцевая камера (К) заполнена рабочей жидкостью и выполнена в виде тора 8 К размещено. соосное ей лопастное кольцо. Несущие лопасти имеют минимальные зазоры с внутренними стенка(ю) ÈRÖ (1ц 2ОО39о1 Cl (Я)5 Г16Н41 00 ми К Концевая К соединена с входным валом

Осевые линии К и вала пересекаются в общем центре массы К и колеса. На валу лопастного колеса установлено ведущее зубчатоэ колесо, находящееся в зацеплении с ведомым колесом, установленным на выходном валу. К жестко соединена с валом. Объемный элемент охватывает K и жестко закреплен на входном валу. Подшипники на полуосях К установлены на элементе. К может быть подвижна соединена с валом с возможностью свободного вращения относительно вала лопастного колеса 2 з.п.ф-og 4 «л.

2003901

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспор- тном машиностроении и станкостроении.

Известна гидродинамическая передача, состоящая из соосно расположенных ло- 5 паточных насосного и турбинного колес, образующих торообраэную полость, заполненную рабочей жидкостью (см. Политехнический словарь, M.: Советская энциклопедия, 1980, с. 116), 10

Известным гидродинамическим передачам присущи общие недостатки, заключающиеся в применении большого числа лопаток на рабочих колесах, что усложняет устройство, приводит к гидравлическим по- 15 терлм, резкие изменения направления движения рабочей жидкости при взаимодействии с лопатками вызывают кавитацию и потерю энергии.

Известна также гидродинамическая пе- 20 редача, содержащая входной и выходной валы, установленные на входном валу лопаточное колесо и соединенный с выходным валом ведомый элемент, выполненный в виде тора, установленного на шарнире с воз- 25 мажностыо поворота относительно него и кинематически связанного с задающим устройством возвратно-поступательного движения, ведущее лопастное колесо установлено на шарнире с двумя степенями 30 свободы с возможностью поворота совместно с ведомым элементом (см. авт. св. СССР

% 1355815, кл. F. t 6 Н 41/00, 1985).

Недостатком этой гидродинамической передачи является сложность устройства, 35 большие габаритные размеры и масса, ненадежность конструкции в связи с применением большого числа относительно крупных и массивных элементов, связанных между собой несколькими шарнирами, примене- 40 ние сложного дополнительного задающего устройства, осевое возвратно-поступательное движение массивных узлов, что вызывает большие динамические нагрузки, не связанные с непосредственной передачей "5 вращающего момента, небольшая амплиту- . да отклонения вращающегося потока жидкости от плоскости, перпендикулярной оси вращения, что снижает нагрузочную crioсобность передачи. 50

Целью изобретения является упрощение устройства, уменьшение размеров и массы, повышение надежности конструкции и нагруэочной способности, устранение каэитации при одновременном снижении 55 гидравлических потерь.

Цель достигается тем, что в гидродинамической передаче, содержащей размещенные на одной осевой линии входной и выходной валы, заполненную рабочей жидкостью кольцевую камеру, в которой размещается соосное ей лопастное колесо, несущее лопасти. имеющие минимальные зазоры с внутренними стенками этой камеры, кольцевая камера соединена с входным валом, осевые линии камеры и входного вала пересекаются в общем центре массы камеры и лопастного колеса, на валу лопастного колеса установлено ведущее зубчатое колесо, зацепляющееся с ведомым колесом, установленным на выходном валу.

Как вариант устройства, кольцевая камера жестко соединена с входным валом.

Как вариант устройства, кольцевая камера подвижно соединена с входным валом с возможностью свободного вращения относительно вала лопастного колеса с применением подшипников на полуосях камеры, установленных на объемном элементе, охватывающем кольцевую камеру и жестко закрепленном на входном валу, На фиг, 1 и 2 изображена в общем виде гидродинамическая передача в двух проекциях соответственно, на фиг, 2 показан разрез А-А на фиг, 1; на.фиг. 3 и 4 — варианты устройства гидродинамической передачи, Гидродинамическая передача (фиг. 1 и

2) содержит входной 1 и выходной 2 валы, размещенные на оси О-О передачи. Входной вал крепится к наружной боковой стенке кольцевой камеры 3, имеющей форму тора, при этом осевая линия 0-0 пересекается с осевой линией 0>-0 лопастного колеса 4, расположенного соосно с тором 3.

Осевые линии передачи 0-0 и тора 01-01 пересекаются в точке, совмещенной с общим центром масс кольцевой камеры 3 и лопастного колеса 4 (в данном случае на фиг.

1 и 2 угол между осями является прямым).

Лопастное колесо несет от двух и более лопастей 5, расположенных радиально внутри тора с минимальными зазорами с его внутренними стенками. К центру лопастного колеса прикреплен вал б, расположенный вдоль оси Ot-01, на конце коотрого установлена ведущая шестерня 7, находящаяся в зацеплении с ведомым колесом 8, размещенным соосно оси 0-0 передачи и соединенным при помощи рамки 9 с выходным валом 2. Для придания жесткости конструкции на осевой линии 0-0 тора с противоположной стороны от входного вала 1 прикреплен шип 10, имеющий подшипниковое соединение с рамкой 9.

Как вариант устройства передачи (фиг.

3), кольцевая камера подвижно соединена с входным валом 1 с возможностью свободного вращения вокруг осевой линии 01-01 лопастного колеса и тора. Для этого тор 3 с003901 под воздействием передаваемой мощности вокруг оси 0-0. Известно, что в гидродинамических передачах вращающий момент передается за счет изменения момента количества движения рабочей жидкости (см., например, Политехнический словарь. M.:

Советская энциклопедия, 1980, с. 116), который выражается формулой 1 = Rmv. При циркуляции жидкости с постоянной массой

m вокруг оси 01-01 каждый ее элементар50 имеет полуоси 11 и подшипники 12, установленные на объемном элементе 13 в виде ведущей рамки, которая охватывает кольцевую камеру и жестко закреплена на входном валу. 5

Как вариант устройства передачи (фиг, 4), может применяться компоновка, при которой ось-0-0 передачи и ось 0 -О> лопастного колеса 4 пересекаются не под прямым углом с соответствующим наклоном тора 3 10 и лопастного колеса относительно оси 0-0.

При этом изображенная на фиг. 2 рамка 9 может не применяться, а ведомое колесо 8 устанавливается непосредственно на выходном валу 2. 15

Гидродинамическая передача работает следующим образом.

При вращении входного вала 1 и неподвижном выходном вале 2 в связи с приложенной к нему нагрузкой или при начале 20 работы передачи тор 3 вместе с лопастным колесом 4 вращается вокруг оси 0-0 передачи и,при этом ведущая шестерня 7 обка- . тывается по ведомому колесу 8, приводя лопастное колесо 4 во вращение также и 25 вокруг оси 01-01. Следовательно, лопастное колесо вместе с лопастями 5 совершает двоякое вращение вокруг осей О-О и 0>-01.

Поскольку лопасти движутся во внутрен ем пространстве тора 3 с минимальными зазо- 30 рами с его стенками, они приводят в такое же двоякое вращение рабочую жидкость, заполняющую внутреннее пространство тора. Вращение рабочей жидкости вокруг оси

0-0 передачи происходит под воэдействи- 35 ем входного вала 1 и передаваемой им мощности, при этом жидкость приобретает момент количества движения относительно оси 0-0 передачи. Вращение жидкости вокруг оси 01-01 происходит B связи с взаимодействием шестерни 7 лопастного колеса с ведомым колесом 8 и через его посредство с выходным валом 2, Составляющие этого вращательного движения проходят вдоль плоскостей. совмещенных с осью 0-0 передачи, поэтому укаэанное вращатеьное движение жидкости является циркуляцией, обеспечивающей изменение момента количества движения жидкости, вращающейся ный объем циклически приближаетсч к о<.и

0-0 передачи и удаляется от нее. то привозит к изменению радиуса R относительно этой оси, а следовательно,,и соответс-вующему изменению скорости движения v. Таким образом, при работе описываемой передачи происходит синхронное изменение величины двух составляющих момента количества движения жидкости R и v, а следовательно, и самого момента количества движения, что определяет работоспособность предложенной передачи. Характер движения рабочей жидкости в предложенной гаредаче и изменения при этом ее момента количества движения происходит так же, как и у известных гидродинамических передач, имеющих раздельные лопастные насосное и турбинное колеса. При этом происходит передача вращающего мол1ента or входного вала 1 на выходной вал 2. С началом вращения выходного вала скорость циркуляции уменьшается с соответствующим уменьшснием величины передаваемого момента. Следовательно, величина передаваемого вращающего момента находится в прямой зависимости от величины разности в частотах вращения входного и выходного валов при равенстве моментов на этих валах, т.е, предлагаемая гидродинамическая передача работает в режиме гидромуфты. При этом жидкость относительно лопастей не перемещается, поскольку они вращаются с одинаковой скоростью, что приводит к снижению гидравлических потерь и устраняет возможност кавитации при любом составе рабочей жидкости, Указанное в цели изобретения упрощение устройства, уменьшзние размеров и массы, повышение надежности конструкции по сравнению с аналогом достигается за счет устранения из передачи задающего устройства, Повышение нагрузочной способности обеспечивается путем более интенсивной циркуляции жидкости, что достигается за счет соответствующего передаточного отношения между ведущей шестерней 7 и ведомым колесом 8, а также за счет более интенсивного изл1енения момеHта количества движения циркулирующей рабочей жидкости, Одновременно снижаются гидравлические потери по сравнению с известными гидромуфтами по указанным выше причинам, а также в связи с малым числом лопастей, отсутствием межлопаточных каналов и устранением ударов жидкости о лопасти (лопатки) рабочих колес. с (56) Авторское свидетельство СССР

R 1355815, кл. F 16 Н 41/00. 1985.

2003901

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я пастного колеса, а на валу лопастного р д а содер колеса установлено ведущее зубчатое ко3. Гидродинамическая передача, содерлесо, находящееся в зацеплении с ведожащая аэмещенные на осевой линии пе5 мым колесом установленным на выходном редачи входной и выходной валы, заполненную рабочей жидкостью кольце2. Передача по п.1, отличающаяся тем, вую камеру, выполненную в виде тора, в которой размещается соосно с ней лопаст- что кольцевая камера жестко соединена с входным валом. ное колесо, несущее лопасти, имеющие минимальные зазоры с внутренними стен- 3. Передача по пЛ, отличающаяся тем, ками этой камеры, отличающаяся тем, что, что она снабжена обьемным элементом, с целью упрощения передачи,.уменьшения охватывающим кольцевую камеру и жестко азмеров и массы, повышения надежности закрепленным на входном валу, и подшипконструкции и нагрузочной способности 36 никами на полуосях камеры которые устаустранения кавитации при малых гидрав- новлены на обьемном элементе, при этом лических потерях, кольцевая камера соеди- кольцевая камера подвижно соединена с нена с входным валом, при этом осевые входным валом с возможностью свободнолинии камеры и входного вала пересека-.. го вращения относительно вала лопастноются в общем центре массы камеры и ло- 20 го колеса.

2003901

Составитейь Б. Кочетков

Техред ММоргентап

Корректор Л. Ливринц

Редактор Т. Лошкарева

Подписное

Заказ 3319 Тираж г НПО "Поиск" Роспатента

1 Р н

13035, Москва, Ж 35, аушская аб.,4/6

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул;Гагарина, 101