Инерционная бесступенчатая передача
г
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскмк
Социалистические
Респубпик
F 16 Н 33/14 Гесударстееиный комитет по делам изобретений и открытий Опубликовано 25.06.80. Бюллетень ¹ 23 Дага опубликования описания 25 06 80 (53) УДК 621.833, .6 (088.8) (72) Авторы изобретения F,. А. Печерский, В. В. Зарщиков и А. А. Палей (71) Заявитель (54) ИНЕРЦИОННАЯ БЕССТУПЕНЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве бесступенчатой передачи с автоматическим изменением частоты и вращающего момента на ведомом валу в зависимости от нагрузки. Известна инерционная бесступенчатая передача, содержащая корпус, размещенные в нем ведущий и ведомый валы, водило с осями, свободно установленные на ннх сателлиты, взаимодействуютцие с ними центральные колеса, одно 10 из которых скреплено с ведомым валом, а другое — связано с корпусом, инерционные грузы, расположенные эксцентрично осям, и подпружиненные рьгчаги, шарнирно соединенные с сателлитами (1). Однако инерционные грузы периодически взаимодействуют с подпружиненными рычагами, которые кинематически не связаны с сателлитами. Поэтому при контакте грузов с рычагами неизбежны динамические нагрузки (удары), снижающие цолговечность передачи в целом. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является инерционная бесступенчатая передача, содержащая корпус, размещенные в нем ведущий и ведомый валы, водило с осями, свободно установленные на осях сателлиты, взаимодействующие с ними центральные колеса, одно из которых закреплено на ведомом валу, а другое— связано с корпусом, и инерционные грузы, расположенные эксцентрично осям сателлитов, и муфты свободного хода (2). Однако инерционные грузы периодически взаимодействуют с сателлитами через муфты свободного хода, которые в условиях циклического нагружения имеют низкую долговечность, что обусловливает и низкую долговечность передачи в целом. Кроме того, в этой передаче частота вращения водила, несущего инерционные грузы, меньше частоты вращения ведущего вала, в результате чего величина передаваемого вращающего момента снижается. Целью изобретения является повышение долговечности. Для этого передача снабжена размещенным на ведущем валу дополнительным центральным колесом и контактирующими с ним дополнительными сателлитами, жестко установленными 3 74265 на осях. Инерционные грузы выполнены в виде обеспечиванпцих самоторможение в противоположные стороны зубчатых колес, каждое из которых взаимодействует .с одним из основных сателлитов. Для повышения передаваемого вращающего момента передача снабжена вторым дополнительным центральным колесом, размещенным на ведущем валу, и вторыми дополнительными сателлитами, жестко связанными с основными са- 10 теллитами и взаимодействующими со вторым дополнительным центральным колесом, На фиг. 1 изображена кинематическая схема инерционной бесступенчатой передачи; на фиг. 2— передача, снабженная дополнительным централь,ным колесом, закрепленным на ведущем валу. Инерционная бесступенчатая передача содержит корпус 1 с размещенными в нем в опорах ведущим 2 и ведомым 3 валами. Водило 4 несет оси 5, где свободно установ- 20 лены сателлиты 6 и 7, с которыми взаимодействуют центральные колеса 8 и 9. Колесо 8 закреплено на ведомом валу 3, а колесо 9 соединено с барабаном 10, с которым взаимодействует тормоз 11, связанный с корпусом 1. Тормоз снабжен соответствующим механизмом управления (на чертеже пе показан). Дополнительное центральное колесо 12 установлено свободно и взаимодействует с дополнительными сателлитами 13, жестко установленными на осях 5. Инерциоипяе грузы размещены эксцентрично осям 5 и выполнены в виде самотормозящихся в противоположные стороны зубчатых колес 14 и 15, опоры 16 которых соединены с осями 5. С инерционными грузами взаимодействуют щестерни 17 и 18, закрепленные на сателлитах 6 и 7. Второе дополнительное центральное колесо 19 (см. фиг. 2) соединено с ведущим валом 2 и взаимодействует со вторыми дополнительными сателлитами 20, закрепленными на сателлитах 6. Передача имеет несколько инерционных грузов, причем суммарнь|й центр масс каждого комплекта эксцентричен оси 5. Инерционная бесстученчатая передача работает . следующим образом. При вращении ведущего вала 2 с частотой со вал 3, преодолевая момент внешнего сопротивления, вращается с частотой ш, причем 4 > сс и тормоз 11 включен. Сателлиты 6 и 20 обкатываются по центральным колесам 8 и 19, в результате чего водило 4 (см. фиг. 2) вращается с частотой Ш4 причем 4 >О2 Зубчатые колеса 14 и 15 вращаются относительно осей 5 и вместе с водилом 4 и под действием центробежной силы переносного (с водилом 4) движения стремятся занять 4 4 наиболее удаленное положение от оси передачи, когда центр масс комплекта находится на линии центров сателлитов 6 и колеса 8. При отклонении центра масс комплекта or указанного положения на оси 5 появляется знакопеременный инерционный вращающий момент. Положительный инерционный момент обусловлен поворотом центра масс комплекта грузов на угол от 0 до 180 и отрицательный— поворотом от 180 до 360 . Направление самоторможения зубчатых колес 14 и 15 и шестерен 17 и 18 выбрано так, что под действием положительного момента самотормозятся зубчатые колеса 14 и шестерни ,17, а под действием отрицательного момента— колеса 15 и шестерни 18. При повороте центра масс комплекта на угол от 0 до 180 блокируются зубчатые колеса 14 и шестерни 17. Грузы движутся к оси передачи и вращающий момент от них через сателлиты 6 и центральное колесо 8 передается на ведомый вал 3; при этом зубчатые колеса 15 и шестерни 18 расторможены и вращаются вхолостую. При повороте грузов инерционный момент на оси 5, достигнув максимума, начинает, уменьшаться и становится равным нулю, когда суммарный центр масс комплекта грузов максимально приближается к оси перЪдачи и выходит на линию центров сателлитов 6 и колеса 8. Пройдя укаэанное положение, колеса 14 и 15 начинают удаляться от оси передачи, инерционный момента на оси 5 меняет свой знак (становится отрицательным), в результате чего зубчатые колеса 14 и шестерни 17 растормаживаются, а зубчатые колеса 15 и шестерни 18 затормаживаются (блокируются) . Вращающий момент от грузов через сателлиты 7, центральное колесо 9, барабан 10 и тормоз 11 передается на корпус 1, создавая на последнем реактивный момент опоры. При движении грузов вращающий момент на оси 5, достигнув максимума, начинает падать и становится равным нулю, когда суммарный центр масс комйлекта максимально удаляется от оси передачи и, совершив поворот на угол от 180 до 360, выходит на линию центров сателлитов 8 и центрального колеса 8. Затем инерционный момент на оси 5 меняет знак, зубчатые колеса 15 и шестерни 18 растормаживаются, а колеса 14 и шестерни 17 затормаживаются,и цикл работы передачи повторяется, При этом синхронное движение каждого комплекта зубчатых колес 14 и 15 в течение цикла обеспечивается соединением опор 16 с дополнительными сателлитами 13, взаимодействующими с дополнительным центральным колесом 12. 5 7426 Перевод инерционной бесступенчатой передачи в режим динамической муфты осуществляется выключением тормоза 11. При этом передача превращается в соосную механическую систему без внешней опоры момента, для которой вращающие моменты на ведущем 2 и ведомом 3 валу равны по величине при любом i соотйошении частот вращения указанных валов. Зубчатые колеса 14 и 15 и шестерни 17 и 18 выполнены самотормозящимися в противо- 1î положных направлениях. Самоторможение достигается специальным профилированием при углах зацепления порядка 70-80, поэтому зубья таких колес имеют. высокую контактную прочность и долговечность. Затормаживание и растор- 5 маживание колес 14, 15 и. шестерен .17, 18 происходит безударно, так как они постоянно кинематически связаны, а инерционный момент на оси 5 меняет знак только при полной остановке грузов в относительном движении, когда 20 величина момента равна нулю, при этом каждое из колес 14 и 15 работает под нагрузкой лишь часть цикла и отсутствует взаимное перемещение зубчатых колес 14, 15 и шестерен 17, 18 под нагрузкой. Это обеспечивает повышение долговечности передачи. Рабочий процесс инерционной бесступенчатой передачи по фиг. 2 полностью аналогичен. При работе этой передачи частота вращения водила 4, несущего инерционные грузы, превышает частоту вращения ведущего вала 2. Вращающий момент, передаваемый инерционной передачей, пропорционален квадрату частоты вращения водила, поэтому передача по фиг. 2 З5 при заданной частоте вращения ведущего вала 2 передает соответственно больший вращающий момент. Формула изобретения 1. Инерционная бесступенчатая передача, содержащая корпус, размещенные в нем ведущий и ведомый валы, подило с осями, свободно установленные на осях сателлиты, взаимодействующие с ними центральные колеса, одно из которых закреплено на ведомом валу, другое— связано с корпусом, и инерционные грузы, расположенные эксцентрично осям сателлитов, отличающаяся тем, что, с целью повышения долговечности, она снабжена размещенным на ведущем валу дополнииельным центральным колесом и контактирующими с ним дополнительными сателлитами, жестко установленными на осях, инерционные грузы выполнены в виде обеспечивающих самоторможение в противоположные стороны двух зубчатых колес, каждое из которых взаимодействует с одним из основных сателлитов. 2. Передача по п. 1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения передаваемого вращающего момента, она снабжена вторым дополнительным центральным колесом, размещенным на ведущем валу, и вторыми дополнительными сателлитами, жестко связанными с основными сателлитами и взаимодействующими со вторым дополнительным центральным колесом. Приоритет по п. 2, исчисляется от 13.12.76. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР И 302539, кл. F 16 Н 31/00, 1969. 2. Авторское свидетельство СССР Р 102194, кл. F 16 Н 33/08, 1954. Составитель Г. Кузнецова Техред Я.Бирчак Корректор Ю. Макаренко Редактор Л, Народная Тираж 1095 ЦНИИПИ I îñóéàðñòâåííîão,êoìèòåòà СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Заказ 3436/33 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
