close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 16677

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.12.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
F 16H 29/06
(2006.01)
РЕДУКТОР СИЛОВОЙ РЕГУЛИРУЕМЫЙ
(21) Номер заявки: a 20110937
(22) 2011.07.05
(71) Заявитель: Общество с ограниченной ответственностью "Отраслевой
центр коммерциализации и трансфера технологий промышленной
политики Украины" (UA)
(72) Авторы: Юхименко Сергей Васильевич; Плискановский Александр Станиславович; Трегубенко Павел Анатольевич; Хливняк Алексей Геннадиевич; Шевелев Александр Николаевич (UA)
BY 16677 C1 2012.12.30
BY (11) 16677
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Общество с ограниченной ответственностью "Отраслевой центр коммерциализации и трансфера технологий промышленной политики Украины" (UA)
(56) МАЛЬЦЕВ В.Ф. Импульсивные вариаторы. - М.: Машгиз, 1963. - С. 28-34.
BY a20080203, 2009.
RU 2008128086 A, 2010.
RU 2020336 C1, 1994.
SU 1070358 A, 1984.
UA 91481 C2, 2010.
UA 87231 C2, 2009.
US 5392664 A, 1995.
(57)
Редуктор силовой регулируемый, включающий неподвижный корпус, в котором установлены с возможностью вращения ведущий и ведомый валы, установленный на ведущем
валу эксцентриковый механизм с валом и механизмом управления, установленное на валу
эксцентрикового механизма с возможностью вращения промежуточное звено, механизмы
свободного хода с выходными и входными звеньями, центральную шестерню и сателлиты, установленные с возможностью зацепления с центральной шестерней, отличающийся тем, что содержит дугообразные ползуны, каждый сателлит установлен в корпусе,
соединенном с двумя дугообразными ползунами, на промежуточном звене расположены
Фиг. 1
BY 16677 C1 2012.12.30
кольцевидные пазы, выполненные с возможностью взаимодействия с дугообразными ползунами, каждый сателлит соединен с входным звеном одного из механизмов свободного
хода, выходное звено каждого из которых соединено с корпусом сателлита, на каждом
корпусе сателлита расположен шарнир, соединенный шарнирной тягой с одним из расположенных на неподвижном корпусе корпусных шарниров, центральная шестерня, жестко
соединенная с промежуточным звеном, кинематически соединена с ведомым валом с возможностью передачи вращательного движения, при этом расстояние RП между осью вращения промежуточного звена и центром каждого из корпусных шарниров и радиус RС
делительной окружности центральной шестерни связаны соотношением
0,2RС < RП < RС.
Изобретение относится к области машиностроения и касается механизмов передачи
вращательного движения (редукторов), способных изменять передаточное соотношение.
Известны устройства передачи вращательного движения [1] (редукторы многоступенчатые регулируемые), выполненные в виде ступенчатых механических коробок перемены
передач (КПП), где изменение передаточного соотношения происходит с разрывом потока
мощности путем перераспределения усилий между разными парами шестерен за счет осевого передвижения кулачковых или шлицевых муфт.
Недостатками таких устройств являются низкие надежность и долговечность, обусловленные небольшим ресурсом работы этих муфт, а также недостаточно большая мощность, которую способно передать устройство, что обусловлено недостаточной
прочностью муфт, и этот недостаток в особенности сказывается именно в процессе изменения передаточного соотношения (процессе переключения передач).
Наиболее близким к предполагаемому изобретению является устройство, известное
как импульсивный вариатор [2]. Здесь вращательное движение на жестко соединенную с
ведомым валом центральную шестерню передается через сателлиты и через механизмы
свободного хода, которые работают в режиме принудительных колебаний кручения, при
этом изменение амплитуды таких колебаний позволяет изменять передаточное соотношение.
Недостатки прототипа следующие.
Импульсивный вариатор имеет небольшую надежность и долговечность, поскольку в
процессе передачи усилий в режиме принудительных колебаний постоянно возникают
импульсные перегрузки в механизмах свободного хода и шестернях, что ограничивает ресурс их работы. Кроме того, мощность, передаваемая таким вариатором, является ограниченной, поскольку для увеличения мощности необходимо увеличивать обороты ведомого
вала путем увеличения амплитуды колебаний, из-за чего импульсные перегрузки только
увеличиваются, вследствие чего ускоряется разрушение механизмов свободного хода и
зубьев шестерен в местах контакта, при этом неизбежно возрастают энергозатраты, приводящие к уменьшению КПД импульсивного вариатора.
Задача изобретения - повышение надежности и долговечности редуктора, увеличение
КПД редуктора, увеличение максимально допустимой мощности, которая передается редуктором.
Поставленная задача решается заявляемым редуктором силовым регулируемым,
включающим неподвижный корпус, в котором установлены с возможностью вращения
ведущий и ведомый валы, установленный на ведущем валу эксцентриковый механизм с
валом и механизмом управления, установленное на валу эксцентрикового механизма с
возможностью вращения промежуточное звено, механизмы свободного хода с входными
и выходными звеньями, центральную шестерню и сателлиты, установленные с возможностью зацепления с центральной шестерней. Поставленная задача решается за счет того,
что редуктор содержит дугообразные ползуны, каждый сателлит установлен в корпусе,
2
BY 16677 C1 2012.12.30
соединенном двумя дугообразными ползунами, на промежуточном звене расположены
кольцевидные пазы, выполненные с возможностью взаимодействия с дугообразными ползунами, каждый сателлит соединен со входным звеном одного из механизмов свободного
хода, выходное звено каждого из которых соединено с корпусом сателлита, на каждом
корпусе сателлита расположен шарнир, соединенный шарнирной тягой с одним из расположенных на неподвижном корпусе корпусных шарниров, центральная шестерня, жестко
соединенная с промежуточным звеном, кинематически соединена с ведомым валом с возможностью передачи вращательного движения, при этом расстояние RП между осью вращения промежуточного звена и центром каждого из корпусных шарниров и радиус RС
делительной окружности центральной шестерни связаны соотношением:
0,2⋅RС < RП < RС
Наличие в предлагаемом редукторе корпусов сателлитов, дугообразных ползунов, соединенных с корпусами сателлитов, в каждом из которых установлен с возможностью
проворачивания сателлит, соединенный с входным звеном механизма свободного хода,
выходное звено которого соединено с корпусом сателлита, позволяет передавать нагрузки
на центральную шестерню и на ведомый вал, загружая при этом не только шестерни сателлитов и механизмы свободного хода, но и корпуса сателлитов, что уменьшает удельную часть нагрузок, приходящуюся на наиболее уязвимые детали, такие как механизмы
свободного хода и шестерни, позволяя повысить надежность и долговечность редуктора.
Наличие на промежуточном звене кольцевидных пазов, выполненных с возможностью
взаимодействия с дугообразными ползунами, позволяет поддерживать постоянное межцентровое расстояние между осью вращения центральной шестерни и осями вращения
сателлитов независимо от пространственного расположения промежуточного звена, что
позволяет эксплуатировать каждую из кинематических пар "центральная шестернясателлит" в наиболее оптимальном режиме, избегая перегрузки контактирующих поверхностей зубьев шестерен, что позволяет повысить надежность и долговечность предлагаемого редуктора.
Наличие на каждом корпусе сателлита шарнира, выполненного с возможностью взаимодействия с помощью шарнирной тяги с расположенным на корпусе редуктора корпусным шарниром, позволяет уменьшить импульсные перегрузки, которые возникают в
процессе поочередного блокирования и разблокирования механизмов свободного хода,
поскольку такие перегрузки частично будут поглощаться за счет упругих деформаций
шарнирных тяг, имеющих достаточно большую длину, соизмеримую с диаметром корпуса
редуктора, а это позволяет повысить надежность и долговечность редуктора.
Наличие в предлагаемом редукторе кинематической связи с возможностью передачи
вращательного движения между центральной шестерней и ведомым валом позволяет путем уменьшения импульсных перегрузок, которые частично будут поглощаться за счет
взаимодействия между составными элементами этой кинематической связи, увеличить
надежность и долговечность редуктора.
Наличие в предлагаемом редукторе кольцевидного промежуточного звена, расстояние
между осью вращения которого и центром шарнира RП является меньшим, чем радиус делительной окружности центральной шестерни RС, а между величинами RП и RС должно
быть соблюдено следующее соотношение:
0,2⋅RС < RП < RС,
позволяет увеличить максимально допустимую мощность, которая передается редуктором, и повысить КПД редуктора, поскольку при соблюдении приведенного соотношения
между параметрами RП и RС передача усилий на ведомый вал будет происходить при полном отсутствии взаимного обкатывания зубьев центральной шестерни и задействованного
в процессе передачи усилий сателлита, а также при полном выравнивании взаимных угловых скоростей входных и выходных звеньев механизма свободного хода этого сателлита,
что минимизирует энергозатраты в зубчатом сцеплении и механизме свободного хода,
3
BY 16677 C1 2012.12.30
вследствие чего вырастает КПД редуктора. Кроме того, чем больше величина RС в сравнении с величиной RП, тем больше будет угловая скорость ведомого вала при одном и том
же крутящем моменте на ведомом валу, который, соответственно, обуславливает возрастание мощности, передаваемой предлагаемым редуктором на ведомый вал.
Предлагаемый редуктор силовой регулируемый изображен на фиг. 1 и 2.
Редуктор силовой регулируемый включает в себя неподвижный корпус 1, в котором
установлен с возможностью вращения ведущий вал 2, на котором расположен ползун 3
управления, соединенный шарнирной тягой 4 управления с ползуном 5 эксцентрикового
механизма, на котором расположен вал 6 эксцентрикового механизма, на котором установлено с возможностью вращения кольцевидное промежуточное звено 7, соединенное с
помощью карданного вала 8 с ведомым валом 9. На промежуточном звене 7 расположены
кольцевидные пазы 10, с которыми взаимодействуют дугообразные ползуны 11, соединенные с корпусами 12 сателлитов, при этом с каждым корпусом 12 сателлита соединены
два дугообразных ползуна 11. В каждом корпусе 12 сателлита установлен с возможностью
проворачивания сателлит 13, который находится в сцеплении с центральной шестерней
14, жестко соединенной с промежуточным звеном 7. С каждым сателлитом 13 соединено
входное звено 15 механизма свободного хода, при этом выходное звено 16 механизма
свободного хода соединено с корпусом 12 сателлита, на каждом корпусе 12 сателлита
расположен шарнир 17, соединенный с помощью шарнирной тяги 18 с одним из корпусных шарниров 19, каждый из которых жестко соединен с корпусом 1.
Механизм работает следующим образом.
Ведущий вал 2, оборачиваясь против часовой стрелки с угловой скоростью ω, передает вращательное движение на вал 6 эксцентрикового механизма, при этом расположенная
на оси этого вала точка M описывает круг радиуса e вокруг расположенной на оси ведущего вала 2 точки O. Величину e, которая является расстоянием между осями вращения
ведущего вала 2 и расположенного на валу 6 промежуточного звена 7, назовем эксцентриситетом редуктора. Величину e можно изменять путем осевого передвижения ползуна 3
управления. Расстояние между точкой M и корпусными шарнирами постоянно изменяется. Пусть в данный момент ближе всего к точке M расположился корпусной шарнир К1,
соединенный шарнирной тягой 18 с расположенным на корпусе 12 сателлита шарниром
17, центр которого находится в точке P. Поскольку промежуточное звено 7 пытается вместе с точкой M и центральной шестерней 14 продвинуться влево, оно тянет за собою корпус 12 сателлита, расположенный над точкой M, растягивая шарнирную тягу [РК1], при
этом вследствие взаимодействия расположенного в этом корпусе 12 сателлита с центральной шестерней 14 входное звено 15 механизма свободного хода, расположенного в этом
корпусе 12 сателлита, начинает взаимодействовать с выходным звеном 16 и блокируется,
из-за чего мгновенный центр скоростей промежуточного звена 7 оказывается в точке Р,
при этом взаимное движение сателлита 13, расположенного на луче [OM), и центральной
шестерни 14 полностью прекращается, взаимного обкатывания зубьев в этой паре шестерен не происходит. Также при этом дугообразные ползуны 11 корпуса 12 сателлитов, расположенного на луче [OM), не скользят вдоль соответствующих кольцевидных пазов 10
промежуточного звена 7. Остальные корпусы 12 сателлитов могут свободно оборачиваться относительно промежуточного звена 7 против часовой стрелки, не вызывая заблокирования соответствующих механизмов свободного хода, при этом соответствующие
шарнирные тяги будут работать на сжатие.
Как видно, вращательное движение промежуточного звена 7 вместе с центральной
шестерней 14 полностью соответствует вращательному движению круга радиуса RП с
центром в точке М, который обкатывается без скольжения в середине неподвижной
окружности радиуса (RП + e) с центром в точке O, при этом мгновенный центр скоростей
промежуточного звена 7 каждый раз будет располагаться в шарнире именно того корпуса
сателлита, который будет находиться на луче [OM). Вращательное движение с централь4
BY 16677 C1 2012.12.30
ной шестерни 14 через карданный вал 8 будет передаваться на ведомый вал 9. Если обозначить соотношение (RП/RС) как kp (то есть kp = RП/RС), где kp является коэффициентом
редукции, то передающее соотношение i предлагаемого редуктора будет таким:
i = (RС⋅kp + e)/e.
Таким образом, фактически полюс зацепления предлагаемого редуктора будет находиться не в полюсе зацепления центральной шестерни 14 с сателлитом 13, который расположен на расстоянии RС от точки O, а намного ближе к точке O, то есть в точке P, которая
находится на расстоянии RП от точки O.
Чем меньше будет коэффициент редукции kp, тем быстрее будет оборачиваться ведомый вал 9 при неизменных нагрузках на механизмы свободного хода и шестерни, то есть
при соблюдении соотношения RП < RС (что отвечает условию kp < l), мощность, которая
передается редуктором на ведомый вал 9, может быть увеличена путем увеличения оборотов этого вала при неизменном крутящем моменте. Как уже отмечалось, передача усилий
в предлагаемом редукторе происходит через полностью заблокированный механизм свободного хода и при полном отсутствии и повышается его надежность и долговечность.
Источники информации:
1. Харитонов С.А. Автоматические коробки передач. - Г.: Астрель - АСТ, 2003. - 479 с.
2. Мальцев В.Ф. Импульсивные вариаторы. - М.: Машгиз, 1963. - С. 28-34.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
105 Кб
Теги
патент, 16677
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа