Механическая передача б.ф.кочеткова

 

Изобретение относится к машиностроению и обеспечивает упрощение устройства, уменьшение массы и размеров, снижение потерь энергии. Передача работает в режиме автоматического вариатора На входном валу 1 последовательно размещены инерционные муфты 2 (ИМ), ведущие валы которых совмещены с входным валом 1. а ведомые валы 3 выполнены полыми с проходящими через них соосно входным валом Входной вал и выходной вал 5 передачи кинематически связаны силовыми потоками, каждый из которых включает ИМ с ведущим и ведомым валами, зубчатую пару 4,6 и механизм свободного хода 7 (МСХ). Зубчатые пары разных силовых потоков выполнены с разными передаточными отношениями, а силовой поток, содержащий пару зубчатых колес с наименьшим передаточным отношением, связан постоянно с выходным валом. У частного случая выполнения передачи силовой поток с наибольшим передаточным отношением включает только пару зубчатых колес и МСХ Работа передачи обеспечивается автоматическим последовательным и/или параллельным включением или выключением силовь Х потоков в зависимости от нагрузки на выходном валу, регулирующими элементами при этом являются ИМ. 4 ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4492787/08 (22) 13Л0.88 (46) 30.1293 Бюл. Na 47-48 (76) Кочетков Борис Федорович

{54) МЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА Б.Ф.КОЧЕТ КОВА (57) Изобретение относится к машиностроению и обеспечивает упрощение устройства, уменьшение массы и размеров, снижение потерь энергии Передача работает в режиме автоматического вариатора На входном валу 1 последовательно размещены инерционные муфты 2 (ИМ), ведущие валы которых совмещены с входным валом 1, а ведомые валы 3 выполнены полыми с проходящими через них соосно входным валом. Входной вал и выходной вал 5 передачи кинематически связаны силовы(19) RU (и) 2ОО523О С (51) 5 Р16Н3 1О ми потоками, каждый из которых включает ИМ с ведущим и ведомым валами, зубчатую пару 4, 6 и механизм свободного хода 7 (МСХ). Зубчатые пары разных силовых потоков выполнены с разными передаточными отношениями, а силовой поток содержащий пару зубчатых колес с наименьшим передаточным отношением, связан постоянно с выходным валом. У частного случая выполнения передачи силовой поток с наибольшим гередаточным отношением включает только пару зубчатых колес и

МСХ Работа передачи обеспечивается автомати- . ческим последовательным и/ипи параллельным включением или выключением силовых потоков в зависимости от нагрузки на выходном валу, регулирующими элементами при этом являются ИМ. 4 ил.

2005230

Изобретение относится к машинос роению и может Ьыть использовано в транспортном машиностроении и станкостроении.

Известна коробка перемены передач, содержащая ведущий, ведомый и промежуточный валы, установленные на них и образующие кинематическую цепь с несколькими параллельными являющимися ступенями передач ветвями в виде постоянно зацепляющихся зубчатых колес, установленнйе по крайней мере в части ветвей, в тоМ числе и в ветви с высшей ступенью передач, инерционные муфты с ведущими и ведомыми элементами, кинеметически связанными с соответствующими ведущим и ведомым валами,.и установленные в ветвях цепи механизмы свободного хода (см. авторское свидетельство СССР N 1161743, кл.

F 16 Н 3/20, 1983).

К недостаткам этой коробки перемены передач относится ненадежность действия и ступенчатый характер переключения ступеней передач.

Известна также автоматическая коробка передач, в которой помимо указанных признаков механизмы свободного хода установлены во всех ветвях, кроме ветви с высшей ступенью, а ведущие и ведомые элементы инерционных муфт постоянно соединены кинематически, Дополнительным признаком является то, .что на ведущем и ведомом валах установлено flo одному зубчатому колесу, а механизмы свободного хода в соответствующей части ветвей установлены соосно инерционным муфтам (см. авторское свидетельство СССР N

1504423, кл. F 16 Н 5/46, 1989), Недостатком этой автоматической передачи является то, что при количестве ступеней. передач свыше двух на каждую ступень приходится более двух зубчатых колес, что усложняет устройство, увеличивает размеры, массу и потери энергии на трение между деталями передачи.

Изобретение обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в упрощении устройства, уменьшении массы и размеров, снижении потерь энергии на трение. Механическая передача имеет свойства автоматического варианта.

Указанный технический результат достигается тем, что механическая передача, предназначенная для реализации автоматического плавного изменения вращающеr0 момента на выходном валу. включающая кинематически соединенные с входным валом силовые потоки, каждый иэ которых предназначен для последовательного и/или параллельного включения и содержащий по меньшей мере зубчатую пару, инерционную муфту с ведомым и ведущим валами и механизм свободного хода, размещенный на выходном валу передачи, причем зубчатые пары разных силовых потоков выполнены с разным передаточным отношением. Все элементы передачи размещены на двух параллельных осевых линиях, ведомые валы каждой инерционной муфты выполнены полыми, при этом инерционная муфта каждого силового потока размещена на входном валу передачи. а ведущий вал муфты совмещен с входным валом передачи, причем силовой поток, "5 содержащий пару зубчатых колес с наименьшим передаточным отношением, связан постоянно с выходным валом передачи.

На фиг.1 изображен общий вид механической передачи; на фиг.2 показан частный

20 случай выполнения передачи; на фиг.3 и 4 приведен пример устройства инерционной муфты в двух проекциях соответственно.

Механическая передача содержит входной вал 1, с которым смещены ведущие валы последовательно размещенных нэ входном валу инерционных муфт 2, ведомые валы 3 которых выполнены полыми с проходящим через них входным валом 1, На ведомых валах 3 инерционных муфт 2 установлены

30 ведущие зубчатые колеса 4, а на выходном валу 5 передачи — ведомые зубчатые колеса

6, образующие зубчатые пары 4, 6. Ведомые колеса 6 зубчатых пар связаны с выходным валом 5 с помощью механизмов свободного

35 хода 7, ведущая обойма каждого иэ которых установлена нэ соответствующем ведомом колесе 6, а ведомые обоймы — на выходном . валу 5, Каждая зубчатая пара 4, 6, связанная с ней инерционная муфта 2 с ведомым 3 и ведущим 1 валами и относящийся к ним механизм свободного хода 7 образуют силовой поток, каждый из которых предназначен для кинематической связи входного вала 1 с выходным валом 5, в том числе путем после45 довэтельного и/или параллельного включения этих потоков при помощи относящегося к каждому из них механизма свободного хода 7. Зубчатые пары 4, 6 разных силовых потоков выполнены с разными передаточ50 ными отношениями, при этом силовой поток, содержащий пару зубчатых колес с наименьшим передаточным отношением не имеет механизма свободного хода и связан постоянно с выходным валом передачи.

В механической передаче могут применяться любые инерционные муфты, допускающие вращение ведущего и ведомого валов с разными частотами и передающими момент, величина которого определяется разностью частот вращения ведущего и ве2005230

4Q

55 домого валов этих муфт, которые flocTOAriHG соединены кинематически.

Инерционная муфта состоит из ведущей полумуфты, выполненной в виде коромысла 8, шарнирно соединенного с ведущим валом 1 с возможностью поворота в плоскости, проходящей через ось муфты.

Шарнир состоит из прикрепленных перпендикулярно к ведущему валу двух шипов 9, служащих осями поворота рамки 10 коромысла 8, через которую свободно проходит ведущий вал 1. На концах коромысла с возможностью вращения установлены инерционные грузы 11 в виде тел вращения.

Ведомая полумуфта выполнена в виде наклонного к оси диска 12, взаимодействующего с грузами 11. K тыльной стороны диска прикреплен полый ведомый вал 3, внутри которою соосно расположен ведущий вал 1, В центре диска имеется отверстие 13 для свободного прохода входного(ведущего) вала 1. Шипы 9 шарнира коромысла расположены на пересечении плоскости, проходящей через диск 12, с осевой линией

0-0 муфты. С этой целью рамка 10 коромь.сла выполнена с изгибом 14, а диск — с выемкой 15. С целью устранения пульсирующего характера в передаче вращающего момента применяются вторичные коромысла 16 (на фиг.3 они не показаны), установленные с возможностью свободного поворота на стержнях основного коромысла 8, на которых указанным порядком размещаются дополнительные инерционные грузы 17, линия осей которых проходит через осевую линию 0-0 муфты.

В частном случае выполнения передачи (см. фиг.2) силовой поток, содержащий пару зубчатых колес 18, 6 с наибольшим передаточным отношением, состоит только из указанной пары колес и механизма свободного хода 7. У инерционной муфты, размещенной на оконечности входного вала 1 у выхода из передачи, ведомый вал 3 выполнен в виде стержня.

Механическая передача работает следующим образом, Принцип действия возможных к применению в передаче инерционных муфт одинаков и не зависит от их устройства.

Передача вращающего момента производится за счет изменения момента количества движения инерционных грузов в связи с изменением их скорости и радиуса расположения грузов относительно оси 0-0 муфты.

В приведенной на фиг.З и 4 муфте это достигается путем перемещения грузов 11 по наклонной поверхности диска 12 при их вращении вокруг оси муфты, при этом грузы перекатываются по поверхности диска, что сводит к минимуму потери энергии на трение. Поскольку при постоянно, ; угловой скорости скорость движения грузов находится в прямой зависимости от их расстояния от оси вращения. при изменении этого рассто-. .яния соответс-.венно одновременно изме.няются две составляющих момента количества движения — радиус и скорость.

Согласно закону сохранения, момент количества движения может быть изменен только в результате внешнего воздействия. В данном случае увеличение момента количества движения грузов происходит за счет потока мощности по входному (ведущему) валу 1, а уменьшение — в связи с взаимодействием грузов с ведомой полумуфтой, что определяет передачу на ведомый вал 3 постоянного по направлению вращающего момента, величина KoTop0f зависит от скорости вращения входного (ведущего) вала 1 относительно ведомого вала 3. При этом максимальный по величине вращающий момент передается при условии, когда ведомый вал 3 неподвижен в связи с приложенной к нему нагрузкой, При большой нагрузке выходной вал 5 неподвижен или вращается с малой частотой. Входной вал 1 при этом может вращаться, поскольку он кинематически связан с выходным валом через инерционные муфты

2, которые при этих условиях передают максимальный по величине вращающий момент. В связи с неподвижностью или малой частотой вращения выходного вала все механизмы свободного хода замкнуты и обеспечивают передачу вращающегося момента и вращения через все силовые потоки. Величина момента на выходном валу 5 по сравнению с вращающим моментом, передаваемым входным валом 1, зависит от передаточных отношений применяемых пар зубчатых колес 4, 6, При уменьшении нагрузки или увеличении частоты вращения входного вала 1 частота вращения выходного вала возрастает и, когда она сравняется с частотой вращения ведомого колеса б, входящега в силовой поток, содержащий. пару зубчатых колес с наибольшим передаточным отношением (в данном случае на фиг.1 силовой поток у зхода в передачу в левой части схемы), произойдет размыкание механизма свободного хода, входящего в этот силовой поток, что приведет к его отключению. При дальнейшем увеличении частоты вращения выходного вала так же отключаются другие силовые потоки (на фиг.1— второй от входа в передачу) в последовательности уменьшения передаточного бтношения применяемых пар зубчатых колес, Силовой поток, содержащий пару зубчатых

2005230 колес с наименьшим передаточным отношением, не имеет механизма свободного хода и обеспечивает постоянную кинематическую связь входного вала 1 с выходным валом 5, в том числе при наибольшей частоте его вращения. При увеличении нагрузки или уменьшении частоты вращения входного вала 1 происходит обратный процесс включения в работу ранее отключенных силовых потоков за счет замыкания соответствующих механизмов свободного хода при выравнивании частот вращения выходного вала и связанных с этими механизмами свободного хода ведомых колес 6, Применение инерционных муфт во всех силовых потоках и пар зубчатых колес с разными передаточными отношениями обеспечивает работу передачи в режиме автоматического вариатора, в том числе с возможностью увеличения передаваемого вращающего момента.

Частный случай выполнения передачи на фиг.2 не имеет инерционной муфты в составе силового потока, содержащего пару

I /.

Формула изобретения

Механическая передача. предназначенная для реализации автоматического изменения вращающего момента на выходном валу, включающая кинематически соединенные с входным валом силовые потоки, каждый из которых предназначен для последовательного и/или параллельного включения и содержит по меньшей мере зубчатую пару, инерционную муфту с ведомым и ведущим валами и механизм свободного хода. размещенный на выходном валу передачи, причем зубчатые пары раэзубчатых колес 18, 6 с наибольшим передаточным отношением, что определяет фиксированную по значению зависимость частоты вращения выходного вала 5 от час5 таты вращения входного вала 1 при передаче максимального по величине вращающего момента и наименьшей частоте вращения выходного вала. При этом отсутствует возможность передачи вращающего момента

10 на неподвижный, заторможенный нагрузкой выходной вал 5. Однако одновременно упрощается устройство передачи и повышается коэффициент полезного действия в связи с отсутствием инерционной муфты в

15 силовом потоке, обеспечивающем передачу мощности в режиме наибольшей нагрузки.

При увеличении частоты вращения выходного вала происходит отключение этого силового потока и передача переходит на

20 режим работы приведенного основного варианта устройства механической передачи. (56) Авторское свидетельство СССР

N 1504423, кл. F 16 Н 5/46, 1989.

25 ных силовых потоков выполнены с разными передаточными отношениями, отличающаяся тем, что ведомые валы каж38 дой инерционной муфты выполнены полыми, при этом инерционная муфта каждого силового потока размещена на входном валу передачи, а ведущий . вал муфты со35 вмещен с входным валом передачи, причем силовой поток, содержащий пару зубчатых колес с наименьшим передаточным отношением, постоянно связан с выходным валом передачи. пп

2005230

36 б

Составитель Б.Кочетков техред М Моргентал Корректор В.петраш

Редактор А,Бер

Заказ 3428

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

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