Устройство, изменяющее передаточное отношение
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в различных разделах данной области там, где требуется изменять передаточное отношение при передаче вращающего момента от одного вала к другому. Устройство содержит корпус, ведущий (1) и ведомый (6) валы. На ведущем валу (1) находится несколько шестерен (2), каждая из которых не имеет возможности совершать угловые перемещения относительно ведущего вала. Каждая шестерня, находящаяся на ведущем валу, находится в постоянном зацеплении с другой шестерней (3), которая не находится на ведущем валу. Отношение радиусов шестерен различно для всех пар шестерен, находящихся в зацеплении. Каждая шестерня (3), не находящаяся на ведущем валу, находится на своем валу (4). Оси вращений этих валов (4), ось вращения ведомого вала (6) и ось вращения ведущего вала (1) лежат в одной плоскости. Оси вращений валов (4), на которых находятся шестерни (3), не находящиеся на ведущем валу, и ось вращения ведомого вала (6) перпендикулярны оси вращения ведущего вала (1). Все шестерни являются коническими. Имеется возможность прерывания связи между ведомым валом и валом, на котором находится шестерня, не находящаяся на ведущем валу, а также возможность перемещения корпуса устройства вдоль оси ведущего вала. Изобретение позволяет исключить ударные нагрузки при изменении передаточного отношения. 1 ил.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено в различных разделах данной области.
В современном машиностроении широко используются устройства для передачи вращающего момента от одного вала к другому, позволяющие в процессе их эксплуатации изменять передаточное отношение.
Известно устройство, являющееся аналогом предлагаемого технического решения, которое содержит два вала ведущий и ведомый, на каждом из валов находится несколько жестко связанных с данным валом шкивов разного диаметра. Передача вращающего момента осуществляется посредством ремня. Перемещая ремень в разные положения, осуществляют передачу вращающего момента с различными передаточными отношениями.
Указанное устройство обладает следующими недостатками:
отсутствует жесткая кинематическая связь между ведущим и ведомым валами, неудобно производить переключение скоростей, что необходимо осуществлять в процессе эксплуатации устройства /Машиностроение, Энциклопедический справочник, т. 9, М., 1949, с.44/.
Существуют устройства, в которых для передачи вращающего момента применяют шестерни. В таких устройствах отсутствует проскальзывание, что обеспечивает постоянство передаточного отношения, мощность передачи значительно больше по сравнению с ременной передачей.
Прототипом заявляемого устройства является коробка передач со скользящей шпонкой /И.И. Артоболевский. Механизмы в современной технике, т. 3, "Наука", 1973, с.456/. Указанная коробка передач устроена следующим образом. Оно содержит корпус и два вала. На одном валу (ведущем) находится несколько шестерен, жестко с ним связанных. На другом валу находится такое же количество шестерен, каждая из которых может свободно вращаться относительно этого вала. Оси вращений валов параллельны.
Каждая из шестерен, имеющая возможность свободно вращаться относительно вала, на котором она находится, находится в постоянном зацеплении с одной шестерней, находящейся на ведущем валу. Сумма радиусов всех пар шестерен, находящихся в зацеплении, является постоянной величиной. Все шестерни лишены возможности осуществлять поступательные перемещения относительно корпуса устройства.
На валу, на котором находятся шестерни, имеющие возможность свободно вращаться относительно него, находится скользящая шпонка, которая имеет возможность перемещаться вдоль оси этого вала, жестко связывая с ним одну из шестерен. Отношение радиусов шестерен, находящихся в зацеплении, различно для всех пар шестерен, находящихся в зацеплении, перемещая шпонку, можно изменять передаточное отношение.
Описанное устройство обладает следующими недостатками. Во-первых, чтобы изменить передаточное отношение, необходимо прекратить вращение валов, иначе возникнут ударные нагрузки, во-вторых, при перемещении шпонки, а это необходимо осуществлять при эксплуатации коробки передач, положение шлица шестерни может не совпадать с положением шпонки, что затрудняет эксплуатацию указанной коробки передач.
Целью предлагаемого технического решения является устранение указанных недостатков.
Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство, позволяющее изменять передаточное отношение, содержит корпус, вал (ведущий), на котором находится несколько шестерен. Каждая из шестерен, находящаяся на указанном валу, не имеет возможности совершать угловые перемещения относительно этого вала. Также устройство содержит такое же количество шестерен, не находящихся на ведущем валу. Каждая из шестерен, находящаяся на ведущем валу, находится в постоянном зацеплении с одной шестерней, не находящейся на ведущем валу. Все шестерни не имеют возможности совершать поступательные перемещения относительно корпуса устройства.
Шестерни, находящиеся в зацеплении, являются коническими. Отношение радиусов шестерен, находящихся в зацеплении, различно для всех пар шестерен, находящихся в зацеплении. Каждая из шестерен, не находящаяся на ведущем валу, находится на своем валу, оси вращений данных валов, ось вращения ведомого вала и ось вращения ведущего вала лежат в одной плоскости, оси вращений валов, на которых находятся шестерни, не находящиеся на ведущем валу, и ось вращения ведомого вала перпендикулярны оси вращения ведущего вала. Корпус устройства имеет возможность совершать поступательное перемещение вдоль оси ведущего вала. Связь между валом одной из шестерен, не находящейся на ведущем валу и ведомым валом, осуществляется посредством сил трения. Имеется возможность прерывания связи между валом, на котором находятся шестерни, не находящиеся на ведущем валу, и ведомым валом.
Сущность конструкции и работы устройства поясняется чертежом, по которому можно также составить представление и о кинематической схеме устройства. Для упрощения рассмотрен случай, когда предлагаемое устройство позволяет осуществлять передачу вращающего момента с двумя передаточными отношениями.
Устройство содержит следующие элементы: ведущий вал - 1; шестерни, находящиеся на ведущем валу - 2; шестерни, не находящиеся на ведущем валу - 3; валы, на которых находятся шестерни, не находящиеся на ведущем валу - 4; корпус устройства - 5; ведомый вал - 6.
Особенности функционирования устройства состоят в следующем. Ведомый вал, связанный с одним из валов 4, приводится им во вращение. Чтобы изменить передаточное отношение, надо прервать связь между валом 4 и ведомым валом, передвинуть корпус устройства на расстояние, равное расстоянию между какими-либо валами 4, и возобновить прерванную связь.
Сопоставительный анализ с аналогом и прототипом показал, что заявляемое устройство соответствует критерию изобретения по новизне.
Сравнение заявляемого устройства с другими техническими решениями в данной области науки и техники и в смежных областях позволяет заключить, что совокупность признаков является новой, а также необходимой и достаточной для решения технической задачи в рамках поставленной цели.
Устройство, изменяющее передаточное отношение, содержащее корпус, ведущий и ведомый валы, на ведущем валу находится несколько шестерен, каждая из которых не имеет возможности совершать угловые перемещения относительно ведущего вала, каждая шестерня, находящаяся на ведущем валу, находится в постоянном зацеплении с другой шестерней, не находящейся на ведущем валу, отношение радиусов шестерен, находящихся в зацеплении, различно для всех пар шестерен, находящихся в зацеплении, отличающееся тем, что каждая шестерня, не находящаяся на ведущем валу, находится на своем валу, оси вращений этих валов, ось вращения ведомого вала и ось вращения ведущего вала лежат в одной плоскости, оси вращений валов, на которых находятся шестерни, не находящиеся на ведущем валу, и ось вращения ведомого вала перпендикулярны оси вращения ведущего вала, шестерни, находящиеся в зацеплении, являются коническими, имеется возможность прерывания связи между ведомым валом и каждым валом, на котором находится шестерня, не находящаяся на ведущем валу, а также возможность перемещения корпуса устройства вдоль оси ведущего вала.
