Передача с автоматическим изменением передаточного отношения
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 47983
Автор: Ахилл
Текст
НТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ ИОАН передачи с вгоматическим измене отношения. Ахилла Даена Демоирати е, Англия, заявленному 2(заяв. свид.34800 аче патента опубликовано 31 и та распространяется иа 15 летием передаточного (АсЬ 1 Пе Лойп Реаоега ноября 1928 года патенту ин-ца в г. Ландо О выдействие пате ля 1936 года.т 31 июля 193 б года. Изобретение относится к передачам с автоматическим и непрерывным изменением передаточного отношения, в ко. торых для преобразования вращающего момента и передачи его от ведущего органа ведомому применены планетарные системы вращающихся масс эксцентрически расположенных и неуравновешенных грузов.Согласно изобретению результирующая центробежных сил грузов прилагается к ведомому органу либо в точке, расстояние которой от оси вращения последнего меняется, либо в неподвижной точке на этом ведомом органе, в направлении, изменяющемся так, что получаются два последовательно и одинаково действующих на ведомый орган вращающих момента за время каждого полного цикла изменения указанной силы.Для пояснения изобретения ниже приводятся теоретические соображения, на которых оно основано и которые иллюстрируются схематическими черте. жами и диаграммами, изображенными на фиг. 1 - 7.Обращаясь к фиг, 1, предположим, что ведомый орган состоит из диска А, укрепленного на валу.А и снабженного диаметральным прорезом Аа, в котором помещается ползун Аа с цапфой, служа щей осью вращения для неуравнове. щенного груза В. Если приводить во вращение груз В каким. либо подходящим приспособлением вокруг цапфы ползуна в плоскости, параллельной диску А, и удерживать ползун Аа, несущий эту цапфу, у конца Аф прореза Ая, то сила, действующая на ползун А, вследствие вращения массы В, даст составляю. щую вдоль линии Х - Х, перпендику. лярной к прорезу Аа, причем величина этой составляющей изменяется гармонически. В виду этого она будет переходить через два максимальных значения, из коих одно положительное, а другое отрицательное, причем одно из них достигается, когда ось груза или массы В направлена по линии АаХ, а другое - когда эта ось направлена по линии АаХ. Далее эта составляющая будет переходить также через два минимальных значения, каждое из которых равно нулю, когда ось груза В направлена вдоль прореза Р. Очевидно, что средний вращающий момент, передаваемый валу А 1 вследствие вращения груза В, будет равен нулю, так как отрицательные и положительные значения направленной вдоль линии Х - Х составляющей силы взаимно уничтожаются,Различные особенности характеризующие предлагаемый механизм для пе. редачи вращающего момента, уже были указаны при теоретическом исследовании его и не требуют здесь дальнейших пояснений.Очевидно, что в некоторых случаях можно применить только одну пару грузов и что можно предусмотреть другие средства для передачи приводной силы от продолжения главного вала двигателя вращающимся грузам, например, цилин. дрическое зубчатое колесо на указанном продолжении.Предмет изобретения.1. Передача с автоматическим изменением передаточного отношения, с применением планетарной системы вращающихся эксцентрично расположенных неуравновешенных грузов, отличающаяся тем, что цапфы вращения грузов в такт с частотой этого вращения совершают возвратно-поступательное или качательное движение по отношению к ведомому органу и притом таким образом, что центробежная сила вращающихся масс неуравновешенных грузов воздействует на ведомый орган только в одном направлении вращения последнего,2. форма выполнения передачи по п. 1, отличающаяся тем, что путь движения цапф вращения грузов располо. жен симметрично по отношению к оси вращения ведомого органа и проходит через эту ось (фиг. 1, 2, 5, б, 8 и 9),3. Форма выполнения передачи по и. 1, отличающаяся тем, что цапфы вращения грузов расположены на плечах, которые качаются вокруг пальцев, неподвижно укрепленных на ведомом органе на некотором расстоянии от оси вращения последнего (фиг. 3, 9 - 14).4. Форма выполнения передачи по пп, 1 - 3, отличающаяся тем, что перемещение цапф грузов относительно ве; домого органа осуществляется под действием центробежной силы, развиваю. щейся при вращении этих грузов.5. Форма выполнения передачи по пп,1 - 4, отличающаяся тем, что цапфы грузов притягиваются при посредстве пружин к центру оси вращения ведомого органа;б, Форма выполнения передачи по пп. 1 - 3, отличающаяся тем, что вращающийся около каждой цапфы груз составлен из двух вращающихся в противоположные стороны эксцентричных неуравновешенных масс (фиг, 2, 3, 4, 5, 10 и 12).7, форма выполнения передачи по пп. 1 - 3 и б, отличающаяся тем, что результирующая центробежных сил вращающихся около каждой цапфы масс направлена перпендикулярно к пути перемещения этой цапфы относительно ведомого органа.8. Форма выполнения передачи по пп. 1 - б, отличающаяся тем, что цапфы грузов приводятся в возвратно-качательное движение при посредстве эксцентриков от ведущего органа (фиг. 10 и 12),9, Форма выполнения передачи по пп. 1 - 8, отличающаяся тем, что изменение направления вращения ведомого органа осуществляется путем углового смещения эксцентриков на 180 по атно. шению к ведомому органу,К латбнт.йн-ца Ахилла Джона Деиовратис ,41983Предлагаемое изобретение основанона приложении положительных .значений указанной составляющей к точке или ряду точек, расположенных относи. тельно ведомого вала таким образом, что последнему передается вращающий момент в том же направлении, как и вращающий момент, получаемый от приложения отрицательных значений этой составляющей к другому ряду точек, расположенных подходящим образом относительно упомянутого вала.Например, если при помощи какого- либо приспособления удерживать ползун Аз в точке А 4 прореза А- в течение того периода, когда значение этой составляющей положительно, а затем мгновенно переместить его без потери энергии в точку А прореза А и опять удер. живать его в этом месте в течение периода, когда значение указанной соста. вляющей отрицательно, то получатся два одинаковых вращающих момента, действующие на валу А в одном и том же направлении, Ясно, что получится постоянный по направлению вращающий момент, пульсирующий по величине, если ползун А перемещать возвратно- поступательно от одного конца прореза .Р до другого с такой скоростью, чтобы он перемещался по всей длине прореза и обратно за то время, в течение которого груз В совершает один оборот. При описанном устройстве центробежная сила, возникающая под влиянием вращения груза, прилагается к оси вращения последнего в направлении, меняющемся непрерывно с угловой скоростью, равной той, с которой вращается груз,Более целесообразное устройство изображено схематически на фиг. 2, где два груза В, В, имеющие одинаковые моменты инерции, врщаются с равными скоростями вокруг общей ца пфы на ползуне А в противоположные стороны, как показано стрелками. Если оба груза начинают свое движение с точки, при которой они совмещаются друг с другом и направлены перпендикулярно к прорезу А", то результирующая сила, воз. никающая при их вращении, направлена всегда вдоль линии Х - Х, Эта результирующая сила представляет собой сум. му проекций на линию Х - Х отдельных центробежных сил -от вращения грузов. Как указано при пояснении фиг. 1, величина этой результирующей силы меняется гармонически,Если ползун А удерживается в неизменном расстоянии от центра диска А, то при полном обороте грузов ведомому, валу А. передаются два равных и противоположных вращающих момента, так что средняя величина крутящего усилия равна нулю. При перемещении ползуна А во время вращения грузов, как это было указано применительно к фиг, 1, получается постоянный по направлению вращающий момент, пульсирующий по величине и стремящийся вращать диск А. Направление вращения диска А будет зависеть от того, каким образом происходит возвратнопоступа. тельное движение ползуна Ав по отношению к вращению грузов,Системы, изображенные на фиг. 1 и 2, представляют тот недостаток, что некоторое количество энергии затрачивается на преодоление трения между ползуном АР и стенками прореза А.Так как действие предлагаемого изобретения зависит от приложения положительных и отрицательных значений вышеупомянутой результирующей силы к точкам, расположенным соответственно по одну и другую сторону линии, образующей диаметр ведомого органа , (диска), то тот же результат может быть получен при помещении цапфы, поддерживающей вращающиеся грузы, на плече, способном качаться на неподвижной цапфе, укрепленной на ведомом органе,Такое устройство изображено схематически на фиг. 3, где А обозначает опять ведомый орган или диск, а Л - ведомый вал, В и В - грузы, вращаемые в противоположных направлениях вокруг общей цапфы С, расположенной на свободном конце рычага или плеча С, поворотно укрепленного в точке С к диску А. Грузы приводятся во вращение ведущим органом при помощи подходящего приспособления и расположены так, что они находятся в совмещенных положениях, когда лежат вдоль плеча С 1. Благодаря этому, результирующая центробежных сил грузов направлена всегда вдоль оси этого плеча. При возвратно- поступательных движениях цапфы С вдоль проходящей через центр диска Лдуги окружности, производимых качанием плеча С на цапфе СЯ согласованно во времени с вращением грузов В- и В, можно получить, как и в предыдущих случаях, непрерывное крутящее усилие, стремящееся вращать диск А. Очевидно, что не представляется существенным, чтобы дуга, по которой происходит качание цапфы С, проходила точно через центр диска А, лишь бы только она пересекала диаметр диска А проходящий через цапфу С; очевидно также, что вращающиеся грузы могут применяться в числе, превышающем одну пару.Обращаясь к фиг. 4, предположим, что оба неуравновешенных груза гэ и ю, обладающие одинаковыми моментами инерции, вращаются свободно вокруг общей неподвижной точки А с равными скоростями, но и в противоположных направлениях, как показано стрел. ками. Обозначим через Я массу каждого груза, предполагая ее сосредоточенной в центре тяжести последнего в расстоянии г от центра вращения А, и через и - угловую скорость груза,Тогда центробежная сила Р, произ. водимая вращением груза е, равнаР 1 = Лгии деиствует в направлении, показанном на чертеже для данного положения грузов.Подобным же образом центробежнаясила Р-, производимая вращением гру. за я", равняетсяР- = Лгте- фтак как грузы тождественны и враща. ются с одинаковыми скоростями.Существует только одна система взаимно перпендикулярных осей ХХ и УУ 1, пересекающихся в точке А, обладающая тем свойством, что оба груза в каждый момент образуют одинаковые углы с каждой из осей, Эти оси имеют постоянное направление для любой скорости грузов ы и ю, поскольку ХХ определяется положением, при котором и и ю располонены симметрично по отношению к их центру вращения. Отсюда ясно, что центробежные силы Р 1 и Р- направлены всегда под одинаковыми углами к Осям ХХ и УУ 1, каковы, например, углы, показанные на фиг, 4,где а=а 1 и р= р 1,Так как центробежные силы равны, то их результирующая Й направлена по УУ и определяется выражениемЙ=2 Рсоз р, где Р=Р 1=Р.Отсюда следует, что во время вращения грузов 7 г и и- цапфа А подвергается действию гармонически меняющейся силы Р = 2 Р сов р. В направлении ХХ на цапфу 4. никакая сила не действует, так как проекции Р и Р взаимно уравновешиваются.Сила Я получает положительное максимальное значение, когда р равна нулю, и отрицательное максимальное значение, когда 3=180; при р =90 и р =270 сила Р равна нулю.Таккак Р = Ягеля, тс Й = 2 Мгтоя соз 3 и, следовательно, при возрастании угловой скорости грузов, величина К возрастает пропорционально квадрату этой скорости.Предположим теперь, что цапфа перемещается вдоль нейтральной оси ХХ 1, При этом результирующая Р направлена всегда под прямым углом к этой оси, а точ ка приложения этой силы перемещается такнсе вдоль оси ХХ, Работа, совершаемая результирующей во время . такого перемещения, равна нулю, так как перемещение происходит в напра. влении. перпендикулярном к направлению силы; в виду этого потери энергии на пути перемещения силы не происходит. Нет также потери энергии от жироскопического эффекта, так как перемещение ползуна А происходит в плоскости вращения грузов, а потому процессионное движение не имеет места.Рассмотрим теперь фиг, 5, которая представляет собой систему по фиг. 4 в применении к ведомому органу АЛ, Возвратно поступательное движение ползуна А происходит следующим образом, Ползун перемещается из точки О, расположенной на оси ведомого органа, в каковой точке грузы направлены вдоль прореза в противоположные стороны, к одному концу С прореза в течение времени, в которое каждый из грузов поворачивается на 90, затем возвращается в точку О, мекду тем как ее грузы прворачиваются дальше еще на 90, переходит к другому концу 0 прореза при вращении грузов опять на 90, и, нако. нец, возвращается в точку О во время вращения грузов еще на 90", Таким образом, каждый груз выполняет один оборот вокруг А за период времени, в течение которого А совершает полный цикл своего движения в прорезе. Очевидно, что цикл, выполняемый ползуном А, может происходить и в обратном направлении, вследствие чего, при тех же направлениях вращения грузов, диск А будет вращаться в направлении, противоположном тому, в котором он вращался при описанном выше цикле.Действие приспособления по фиг. 5 поясняется ниже при помощи фиг, б и 7.Подлежащий преодолению момент сопротивления удерживает ведомый орган Ах. Когда А находится в центре 0 диска Ах, результирующая Я=О, когда же А проходит, например, в точку х, Р приобретает значение Рх, действуя на рычажном плече ох. Следовательно, для такого положения вращающий момент равен Рх . ох. Подобным же образом, когда А находится в точке С, вращающий момент равен ЯС, ОС.Во время скольжения А от 0 к С и обратно к О возникает вращающий момент, ф непрерывно меняющийся от нуля до максимума и обратно до нуля, как это изображено частью ОСО синусоиды на фиг. 7. Тот же эффект получается, когда А, продолжая свое движение, происходит из 0 в В и обратно в О, так как в течение этого периода резуль. тирующая Р имеет отрицательное значение и, следовательно, получаемый вращающий момент сохраняет то же направление, которое соответствовало движению А от 0 к С и обратно к О, Это показано на фиг. 7 пунктирной кривой ОПО, которая соответствует вычерчен ной сплошной линией части 000 синусоиды.Каждая часть ОСО и 000 кривой соответствуег пово роту грузов, подвешенных к А на 180, в виду чего вращающий момент, передаваемый ведомому валу за полный оборот грузов, изменяется по синусоиде, частота которой зависит от числа оборотов грузов и, спе. доеателно, от числа оборотов ведущего вала в минуту. Этот вращающий момент равен К. г. сова, где г - максимальное смещение А относительно точки О, а а - угол, описываемый кривошипом, который сообщает возвратно-поступательное движение ползуну А. Этот синусоидальный вращающий момент эквивалентен среднему вращающему моменту постоянной величины, действующему на ведомый орган и стремящемуся приводить во вращение последний, Пока этот сред. ний вращающий момент меньше момента сопротивления, которое ему подлежит преодолеть, ведомый орган остается неподвижным; при возрастании же скорости ведущего вала скорость грузов также возрастает, вследствие чего возрастает и средний вращающий момент, действующий на ведомый орган, пока не будет достигнуто значение, при котором преодолевается сопротивление вращению, оказываемое ведомым органом, причем скорость вращения ведомого вала пропорциональна ускорению, производимому избытком среднего крутящего момента над моментом сопротивления. Когда ведомый вал вращается, угловая скорость грузов, вращающихся вокруг А, представляет собой относительную угловую скорость ведущего и ведомого валов. Отсюда следует, что если бы скорости ведущего и ведомого валов были одинаковы и вращение валов происходило бы в одном и том же направлении, то вращение грузов вокруг А не имело бы места, равно как не имела бы место и передача вращающего момента ведомому валу,В моторных повозках и других по. добных системах передачи необходимо иметь возможность непрерывно менять вращающий момент в пределах от начала вращения ведомого вала до совпадения скоростей ведомо;о и ведущего валов. Это достигается весьма легко при помощи предлагаемого изобретения, а именно следующим образом. Как только ведомый вал начинает вращаться, несомые им грузы подвергаются действию центробежной силы, возникающей при таком вращении и стремящейся переместить А радиально наружу, Величина этой силы пропорциональна квадрату угловой скорости. этого вала. Отсюда следует, что возератнО-поступательноЕдвижение ползуна А симметрично относительно оси вращения ведомого вала, как уже указано выше, не вызывает какой. либо потери энергии, так как энергия, теряющаяся при скольжении А от С до О (фиг, б), возращается системе во время скольжения А от О до В.Механизм, производящий возвратно- поступательное движение 4, должен давать определенный крутящий момент для приведения А из положения С в положение О,. Если имеется противодействующий вращению момент со стороны нагрузки на ведомом органе и если этот момент меньше крутящего момента, даваемого указанным механизмом, то, очевидно, возвратно. поступательное движение А не будет иметь места, и оба вала ведущий и ведомый будут действовать так, как будто они образуют одно целое, т. е. будут вращаться совместно с одинаковой скоростью. С другой стороны если противодействующий момент больше или равен крутящему моменту, производимому двигателем, то происходит возвратно-поступательное движение А, совершающееся без потери энергии, как указано выше.Описанный передаточный механизм позволяет получать бесконечное число передаточных отношений, причем эти отношения могут меняться с соответствующим возрастанием крутящего момента ведомого вала от 1: 1 до 1: 5 и выше, в зависимости от постоянных параметров механизма, притом автоматически и непрерывно.Для движения в обратном направлении (реверсирования) возможно применение той же передачи, как и при движении вперед, за исключением прямой передачи,Очевидночто при медленном враще. нии грузов передаваемый ведомому валу крутящий моменг имеет ничтожную величину. Отсюда следует, что для расцепления, привода нет надобности при. менять муфту. и надо лишь просто затормозить .приток газов к двигателю,Вышеприведенное теоретическое изложение принципа предлагаемого передаточного механизма относится к ведомому органу с прорезом, внутри которого скользит ось вращения грузов. Такое устройство, хотя оно теоретически совершенно, представляет на практике то не. удобство, что оно вызывает потери на трение и некоторые конструктивные затруднения. Для устранения этих недостатков прорез заменяется плечом, несущим цапфу для поддерживания вращающихся грузов, каковое плечо может выполнять качания около неподвижной трчки на ведомом органе симметрично относительно диаметра последнего, проходящего через центр качаний плеча. Нейтральная ось ХХ располагается перпендикулярно к плечу и все устройство действует так, как это было описано в связи с фиг. 3.На фиг. 8 и 9 показана схематически конструкция механизма для преобразования и передачи вращающего момента, осуществляющая принцип предлагаемого изобретения, причем в ней применен один неуравновешенный груз; фиг. 8 изображает вид механизма при одном положении груза, а фиг. 9 - такой же вид при другом положении груза,Ведомым органом механизма является диск а, подходящим образом укрепленный на валу (на чертеже он не пока. зан), которому передается вращающий момент. Вдоль диаметра этого диска про. ходит прорезд, в котором свободно скользит ползун с с цапфой а для неуравновешенного груза е, приводимого во вращение вокруг этой цапфы, например, при помощи гибкого вала (на чертеже не показанного,) соединенного с ведущим валом, например, с кривошипным валом двигателя.С той и другой стороны прореза Ь расположены рычаги , поворотно укрепленные своими внешними концами на диске а и несущие на внутренних концах вра отельно поддерживаемые ролики д. Эти рычаги удерживаются нор. мально в положении, приблизительно перпендикулярном к прорезу Ь, как это показано на чертеже, пружинами Ь, стремящимися притянуть рычагик упорамна диске а. При этом нормальном положении рычагов ролики д располагаются так, что они могут взаимодействовать с эксцентриком , составляющим одно целое или укрепленным на подвесном конце груза е и вращающимся вместе с ним. Пружины, не показан. ные на чертеже во избежание его затемнения, действуют на ползун обратно центробежной силе, стремясь удерживать последний в средней точке длины прореза Ь,Описанное устройство действует следующим образом. При вращении груза е вокруг цапфы а в направлении стрелки Я возникает центробежная сила, дей. ствующая в направлении стрелки Р. Когда груз приходит в положение, показанное на фиг, 8, эта сила действует вдоль прореза д и смещает ползун с, преодолевая сопротивление пружин, к тому концу, в сторону которого направлена сила Р, Во время этого движения эксцентрикпроходит мимо ролика так как последний имеет свободу движения в сторону конца прореза Ь во. круг оси вращения рычага .Когда ползун находится в части прореза д между концом последнего и роликом д, сила Р при продолжающемся вращении груза образует составляю-, щую .У, перпендикулярную к прорезу, величина которой возрастает приблизительно от нуля до максимума, когда груз сам также занимает перпендикулярное к прорезу положение, и затем начинает снова убывать до нуля. Понятно, что эта составляющая И, действуя на диск в некотором расстоянии от его центра, производит крутящий момент, стремящийся вращать этот диск.Когда величина составляющей И убывает, величина другой составляющей Т центробежной силы в направлении длины прсреза возрастает до максимума и стремится вернуть ползун с в центр диска а. Этому стремлению со-, ставляющей Тсодействует давление пружины, которая была сжата при перемещении ползуна с из центра диска к кон. цу прореза д. Однако, положение эксцентрикапока еше таково, что возвращению ползуна с препятствует сцепле. ние этого эксцентрика с роликом д, продолжающееся до момента, когда груз е проходит далее положения, изображенного на фиг. 9.Пока эксцентрикудерживается роликом д, существует сила реакции Я, направленная вдоль прямой, проходящей через точку их соприкосновения и через ось ролика, и пропорциональная величине слагающей Т и давления пружины,сжатой перед тем во время перемещения ползуна с. Линия действия реакции Я находится на расстоянии о (фиг. 9), считая в перпендикулярном к этой линии направлении, от оси вращения д эксцентрика , вследствие чего реакции 5 стремится вращать указанный эксцентрик вокруг его оси в направлении стрелки Р (фиг, 9). Как видно из чертежа, направление Р совпадает с тем, в котором эксцентрик /, укрепленный на грузе е, уже вращается под действием ведущего вала (на чертеже не показанного). Следовательно, реакция 5 действует в смысле частичной разгрузки ведущего вала, и так как эта реакция частично создается пружиной, сжатой во время перемещения ползуна с, то поглощенная при таком перемещении энергия возвращает. ся системе.Когда груз е проходит дальше положения, изображенного на фиг. 9, эксцентоик устанавливается относительно ролика д так, что позволяет ползуну с переместиться к другому концу прореза Ь под действием центробежной силы. Здесь опять происходят те же явления, какие описаны выше для одного конца прореза, причем вращающий момент, производимый составляющей Ф, имеет то же направление, как и выше, благодаря тому, что самая составляющая имеет теперь обратное направление.Из сказанного ясно, что при устройстве, изображенном на фиг. 8 и 9, возвратно-поступательное движение ползу. на с происходит автоматически под влиянием центробежной силы, возникающей при вращении груза, и что здесь имеет место периодическое возвращение системе той энергии, которая периодически поглощается при таком возвратно- поступательном движении,Практическая форма выполнения механизма для преобразования и передачи вращающего момента, пригодная для применения в моторной повозке и воплощающая принцип предлагаемого изобретения, показана на фиг. 10 - 14, причем фиг. 10 изображает продольный разрез и частью боковой вид механизма в сочетании с маховиком двигателя; фиг. 11 - лобовсй вид переднего конца этого механизма в предположении, что маховик и часть коробки удалены; фиг, 1 - пойеречный разрез по лйнии аа фиг. 10; фиг. 13 - продольный разрез и частично боковой вид детали в большем масштабе; фиг, 14 - поперечный разрез по линии ЬЬ фиг. 13.Ведущим органом механизма является обозначенный цифрой 1 вал двигателя, снабженный обычным маховиком 2 и подходящим образом поддерживаемый в подшипниках. Ведомый орган образуется барабанообразной коробкой, со стоящей из частей 3, За, ЗЬ, причем кзадней стороне части ЗЬ украплен один конец короткого вала 5, другой конец которого приспособлен для соединения с карданным валом повозки (на чертеже не показанным). Части 3, За, ЗЬ коробки скреплены между собой подходящим образом, и вся коробка может вращаться свободно вокруг своей оси (представляющей продолжение оси вала двигателя) в подходящих подшипниках, один из которых 4 шарикового типа с вйутренней обоймой, поддерживаемой передним концом кривошипного вспомогательного вала 6, а другой (на чертеже не показанный) поддерживает короткий вал 5. Как видно из чертежа, вспомогательный кривошипный вал 6 соединен шпонкой у своего переднего конца с задним концом главного вала 1, а у заднего конца составляет одно целое с диском 7, вращательно поддерживаемым в шариковом подшипнике 8, концентри ческом с частью ЗЬ коробки. Кривошип 6 а этого вспомогательного вала б приводит в движение два подобных ему кривошипа 9, 9, из коих каждый связан с короткои цапфой 10 при помощи. жесткого соединительного шатуна 11,Каждая цапфа 10 вращательно поддерживается втулкой 11 а с шариковым подшипником 12, расположенным внутри пустотелой цапфы 13, образуемой одним из колон Б-образного ярма 14 и в свою очередь поддерживаемой шариковым подшипником 15 в части За коробки, причем обе цапфы 13 расположены вблизи периферии этой части За у противоположных концов ее диаметра (фиг. 12). Другое колено Б-образного ярма 14 со. ставляет одно целое с цапфой 1 б, поддерживаемой шариковым подшипником 17, который расположен в задней части ЗЬ коробки передаточного механизма. В виду того, что в изображенной йа чертеже конструкции применены две одинаковых системы вращающихся грузов, достаточно описать только одну из этих систем.Конец цапфы 10 (фиг, 10 и 12), удаленной от ее кривошипа 9, проходит сквозь полую цапфу 13 ярма и несет на себе наглухо укрепленную зубчатку 18, находящуюся в постоянном сцеплении с зубцами 19 на коробке конического грузодержателя 20, причем отношение передачи зубчатого зацепления таково, что при каждом обороте зубчатки 18 держатель 20 выполняет также один оборот. ГрузодеРжатель 20 совместно с таким же, но занимающем обратное к нему положение, грузодержателем 21, не имеющим периферических зубцов, под.де ржи вается свободно коротким неподвижным валом 22, жестко связывающим свободные концы колен 13-образного ярма 14.Обращенные друг к другу торцы обоих грузодержателей 20, 21 поддерживаются шариками 23, бегущими по двойному кольцу 24, укрепленному на валу 22. Радиальные цапфы 25, укрепленные на том же валу и расположенные между ним и кольцом 24, поддерживают на шариковых опорах планетные конические шестерни 26, находящиеся в сцеплении в диаметрально противоположных пунктах с коническими зубчатками 27, укрепленными на грузо- держателях 20, 21.Отдельный груз 28 приблизительно полукольцевой формы прикреплен к каждому из грузодержателей 20, 21 при помощи расположенных близ периферии винтов У 9 или т. и., причем грузы расположены так, что при их совмещении они занимают симметричные положения относительно плоскости колен 13 образного ярма 14./Из вышеизложенного ясно, что грузы 28 соответствуют, грузам В и В на фиг. 3, ярмо 4 - плечу С, а цапфы 13, 1 б - цапфе С этой фигуры. Подобным же образом вал 22 соответствует цапфе С на фиг, 3.Для сообщения возвратно.поступательного движения центру вращения этих грузов, т. е. валу 22, в поперечной плоскости коробки 3, За, ЗЬ, соответствующей диску А на фиг. 3, предусмо трен следующий механизм,Центральная втулка 30 (фиг. 13), направленная к задней стороне коробки 3, За, ЗЬ и устроенная на диске 7 вспомогательного кривошипного вала б, снабжена осевым отверстием 31 квадратного сечения. Поддержки 32 несут кольцо 33, в котором монтирован шариковый подшипник 34 для заднего конца вращаю. щегося вала 35, снабженного двумя оди. иаковыми и составляющими с ним одно целое эксцентриками Зб и 37, располо. женными в средней части вала и смещенными друг относительно друга на угол в 180 (фиг. 14). Вал 35 снабжен также осевым сквозным отверстием 38 круглого сечения, образующим меньшие диаметры в местах 39 и 40, так что здесь получаются обращенные внутрь кольцевые ребра,Диаметр отверстия переднего конца вала 35 таков, что этот вал свободно вращается на втулке 30, которая поддер-живает вал у этого его конца, Для передачи вращения от втулки 30 валу 35, несущему эксцентрики, в оСевом отверстии этого вала помещен цилиндриче. ский ползун 41, сцепляющийся с втулкой 30 при помощи квадратного продолжения 42, скользящего в квадратном отверстии 31 и точно пригнанного к последнему. Радиальный зуб 43 у переднего конца ползуна 41 приспособлен для сцепления либо с гнездом 44 в ребре 39, либо с гнездом 45 в ребре 40, каковые гнезда, как показано на фиг, 14, смещены на 180 друг относительно друга вокруг продольной оси вала 35. Между ребрами 39 и 40 поперечное сечение от верстия вала 35 таково, что зуб 43 может вращаться свободно внутри вала 35,Для сообщения необходимого продольного движения ползуну 41 предусмотрен шатун 4 б, вращательно скрепленный с ползуном шаровым шарниром 47 и проходящий в осевом направлении части Зд коробки сквозь отверстие в ее лобовой стенке и сквозь осевой канал вала 5 (фиг. 10), где этот шатун скреплен при помощи радиального штифта 48, проходящего сквозь продольные прорезы 48 а вала 5, с муфтой 49, произвольно переставляемой при помощи вилки (на чертеже не показанной) вдоль оси вала 5. Из сказанного Ясно, чтб когда вЫО могательный вал б вращается, а ползун 41 занимает положение, показанное на фиг, 13, это вращение не передается валу 35, При перемещении ползуна 41 влево (фиг. 13) описанным выше приспособлением зуб 43 упирается в боковую повеохность ребра 39, пока, вследствие вращения ползуна 41 относительно этого ребра, зуб не придет в совпадение с гнездом 44 последнего. Затем зуб 43 приходит в сцепление с гнездом 44, вследствие чего вращение вспомогатель. ного кривошипного вала б передается валу 35. При перемещении ползуна 41 вправо прежде всего происходит рас. цепление между зубом 43 и гнездом 44, после чего вал 35 перестает вращаться. Дальнейшее перемещение ползуна 41 вправо приводит зуб 43 в сцепление с гнездом 45 ребра 40 подобно тому, как это было описано выше для гнезда 44 в ребре 39. От этого происходит реверсирование порядка возвратно-поступа. тельного движения центра вращения грузов по отношению к вращению по. следних, так что направление вращения ведомого, вала реверсируется, как спи. санс выше в теоретической части,Как видно из фиг. 10 и 12, каждый из эксцентриков 36, 37 окружен поворотным на нем хомутом 50 с шатуном 51, шарнирно соединенным у своего конца с хвостовиком 52, составляющим одно целое стем коленом 13.образного ярма 14, которое несет цапфу 13. Этот хвостовик расположен, как показано на фиг. 12, под углом к этому колену, но в одной плоскости с последним или же в пло. скости, параллельной той, которая содержит указанное колено. Очевидно поэтому, что при вращении эксцентриков Зб и 37 шатунам 51 сообщается возврат. но-поступательное движение, а эти ша. туны, в свою очередь, передают кача- тельное движение ярмам 14 вокруг их осей вращения 13, 1 б. Это качательное движение совершает один цикл за каждый полный оборот эксцентриков.Описанный выше механизм действует следующим образом. При нахождении ползуна 41 в положении, изображенном на фиг. 13, главный вал 1 приводится во вращение пуском в ход двигателя повозки. Вследствие вращения вала 1вращательное движение передается вспо-могательному валу б, который приводит в движение кривошипы 9 через соединительный шатун 11, вследствие чего вращаются цапфы 10 и зубчатые колеса 18.Так как каждое из зубчатых колес 18 сцепляется с зубцами 19 на втулке одного из грузодержателей 20, то последний также вращается с угловой скоростью, равной скорости главного вала 1, :и вращает другой грузодержатель 21 с той же скоростью, но в противоположном направлении, благодаря реверсирующей передаче 27, 2 б, 27.В это время эксцентрики Зб, 37 не вращаются, поэтому оба ярма 14 не совершают качаний, так что создаются условия, при которых вращение грузов 28 вызывает два равных и взаимно про.тивоположных крутящих момента на ведомом органе (коробка 3, За, ЗЬ) при .каждом обороте вала двигателя. Таким образом ведомый орган остается неподвижным и передаточный механизм находится в положении, которое можноназвать нейтральнымф.Если теперь ползун 41 переместить :в положение, при котором его зуб 43 приходит в сцепление.с одним из гнезд 44 или 45 вала, несущего эксцентрики, последние начинают вращаться и сообщать качательное движение ярмам 14 со скоростью, соответствующей скорости вра 1 щения грузов 28, центры вращения ко-торых поддерживаются этими ярмами уих свободных или внутренних концов.Как уже указано, результирующая центробежных сил, возникающих при вращении каждой пары грузов, расположена в плоскости, содержащей про.дольные оси колен соответствующего ярма.Колебательное движение того и другого ярма 14 согласовано во времени с вращением грузов 28 таким образом, что значения результирующей, направленные в сторону цапф 13, получаются в течение того периода, когда каждое ярмо занимает положение, при котором центр вращения грузов лежит на одной стороне диаметральной плоскости коробки, проходящей через эти, цапфы 13. Те же значения результирующей, которые направлены от цапф 13, получаются в течениетого периода, когда центр вращения каждой пары, грузов 28 рас положен на противоположной стороне той же диаметральной плоскости ко-. робки, причем понятно, что оба ярма совершают качания в противополояф ных направлениях, как это видно на фиг. 12,Таким образом вращающие моменты, производимые этими значениями результирующих, действуют всегда в одном:и том же направлении на коробку 3, За, Зд;: стремясь привести ее во вращение.При увеличении угловой скорости вала б возрастает скорость вращения грузов 28, вследствие чего, как указано выше, увеличивается вращающий момент, действующий на коробку 3, За, Зд, причем работа передаточного механизма в сочетании с определенным направлением вращения коробки, вызываемым крутящим моментом, соответствует тбму, как это уже было описано при пояснении диаграмм.Когда требуется реверсировать направление вращений коробки 3, За, Зд, передающей вращение кардгнному валу повозки при посредстве вала 5, доста точно только переместить ползун 41 в продольном направлении так, чтобы произошло расщепление его зуба 43 с гнездом 44 или 45, с которым этот зуб находился в сцеплении, и сцепление его с другим гнездом 45 или 44, Это вызывает угловое смещение вала 35,. несущего эксцентрики, по отношению к главному валу 1 и вспомогательному валу б на половину оборота, как,уже описано выше. Вследствие этого значения ре-зультирующих, которые раньше были приложены к коробке 3, За, ЗЬ, когда центры вращения грузов были располо,кены по одной стороне диаметральной плоскости, проходящей через цапфы 13 того и другого ярма, прилагаются теперь к этой коробке, когда центры вращения грузов расположены с противоположной стороны этой плоскости, От этого, как легко видеть, реверсируется направление вращающего момента, производимого указанными результирующими, и, следовательно, коробка стремится вращаться в противоположном направлении по отношению к тому, в котором она вращалась до перестановки ползуна 41,
СмотретьЗаявка
34800, 02.11.1928
Ахилл Джон Демократис
МПК / Метки
МПК: F16H 33/14
Метки: автоматическим, изменением, отношения, передаточного, передача
Опубликовано: 31.07.1936
Код ссылки
<a href="https://patents.su/14-47983-peredacha-s-avtomaticheskim-izmeneniem-peredatochnogo-otnosheniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Передача с автоматическим изменением передаточного отношения</a>
Предыдущий патент: Устройство для успокоения колебаний быстровращающихся валов
Следующий патент: Передача между коаксиальными валами с автоматическим изменением передаточного отношения
Случайный патент: Устройство для монтажа башенного крана