Гидродинамическая передача б. ф. кочеткова

(55 Р 16 Н 41/О сс ОБ ИЕ С)П ДЕТЕЛ ЬСТВУ К АВТОРСКО А валу репится оложено пат- альустройствае колесо Фравнению с ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1355815, кл. Р 16 Н 41/00, 1985.(57) Сущность изобретения: к ведущемунаклонно в сторону ведущего вала прилен кривошип, на концы которого находшип, перпендикулярно к которому распжен тор, Внутри тора соосно распололопастное колесо, несущее плоские лки, находящиеся в полости тора с миним Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспор- тном машиностроении и станкостроении,. Цель изобретения - упрощение устройства,уменьшение размеров, массы динамических нагрузок, повышение надежности конструкции и нагрузочной способности,На фиг,1 и 2 изображена гидродинамическая передача, общий вид, в двух проек- . циях соответственно (на фиг,1 разрез А-Ана фиг.2); на фиг,3 показана работа переда- . чи; на фиг.4 и 5 приведены варианты конструктивного оформления передачи - разрез в вертикальной плоскости по оси О - О.Гидродинамическая передача (фиг,1, 2) содержит соосные ведущий 1 и ведомый 2 валы, размещенные на оси 0-0 передачи, К ведущему валу наклонно в сторону ведомого вала прикреплен кривошип 3, несущий на своем конце шип 4. перпендикулярно к которому прикреплен тор 5, внутри которого соосно расположено лопаточное колесо 6. несущее от двух и более лопаток 7, располо 2ными зазорами с его внутренними стенками, В центральной части тора со стороны ведомого вала расположен промежуточный элемент, выполненный в виде промежуточного вала, соединенного с ведущйм коническим зубчатым колесом, находящимся в зацеплении с ведомым коническим зубчатом колесом, установленным на ведомом валу. Шип, тор, лопастное колесо, промежуточный вал и ведущее колесо размещены на одной осевой линии, которая расположена наклонно к оси передачи в пересекающейся с ней точке, с которой совмещен центр масс всех элементов, заключенных в объеме тора, 5 ил. женных в полости тора с минимальными зазорами с его внутренними стенками. В центральной части тора вне пределов его полости размещены находящиеся в зацеплении ведущее 8 и ведомое 9 конические зубчатые колеса. Ведущее колесо 8 при по- ф мощи промежуточного вала 10 соединено с центром лопаточного колеса 6, а ведомое Ы колесо 9 установлено на ведомом валу 2. 0 Шип 4 кривошипа, тор 5; лопаточное колесо Ъ.6; промежуточный аал 10 и ведущее кониче- ( 3 ское колесо 8 размещены соосно на одной осевой линии 01 - 01, которая располагается наклонно к оси О-О передачи и пересекает- ф ся с этом осью в точке 01, с которой совме- ф щен совокупный центр масс всех элементов ведущего звена, включая тор 5 и лопаточное колесо 6. На фиг,4 приведен вариан ередачи, при котором аедущ меет меньший диаметр по с едомым колесом 9,На фиг.5 приведен вариант устройствапередачи, при котором ведущее колесо 8имеет больший диаметр по сравнению с ведомым колесом 9,Гидродинамическая передача работает 5следующим образом, .При вращении ведущего вала 1 и неподвижном ведомом вале 2 е связи с приложенной к нему нагрузкой или началомдвижения, кривошип 3 с шипом 4 и заполненным рабочей жидкостью тором 5 приводится во вращение вокруг оси 0 - 0передачи, а ведущее колесо 8 обкатываетсяпо неподвижному ведомому колесу 9, приводя лопаточное колесо 6 с лопатками 7 ео 15вращение вокруг оси 01 - 01, при этом лопатки приводит во вращение с той же угловойскоростью рабочую жидкость в полости тора5, В связи с тем, что при вращении кривошипа ведущее колесо обкатывается по ведомому колесу, в данном случае, т,е. принеподвижном ведомом колесе 9, угловаяскорость лопаточное колесо 6 и рабочейжидкости будет в два раза больше угловойскорости тора 5, жестко соединенного с криеошипом 3, Ось 01-01 вращении тора и рабочей жидкости наклонна к оси 0 - 0ведущуго 1 и ведомого 2 валов передачи,поэтому при вращении тора он будет совершать колебательное движение в плоскости, ЗОпроходящей через ось 0-0 передачи, Амплитуды этих в два раза превышает угол наклона оси 01-01 к оси 0-0 и показана нафиг,З углом а. Вращение тора и его колебания происходит вокруг точки О пересечения осей 0 - О и 01 - О. Известно, что вгидродинамических передачах вращающиймомент передается за счет изменения момента количества движении рабочей жидкости. Известно также, что момент количества 40движения является векторной величиной ив тоже время он проявляется с соблюдением фундаментального физического закона .сохранения,Из сказанного выше следует, что рабочая жидкость в полости тора под воздействием лопаток 7 вращающегося лопаточногоколеса 6 совершает вращение одновременно вокруг двух осей 0-0 и ОгО, которыенаклонены относительно друг друга и пересекаются в точке 01, При этом вращающаясярабочая жидкость вместе с тором 5, совершающая одновременно колебательные движения вокруг той же точки 01 с амплитудойугла а, подчиняется закону сохранения момента количества движения, включающегосохранение направление его вектора. Следовательно, исходя из фундаментальногофизического закона сохранения, ось 0-0 принудительно колеблющегося тора 5 стремится занять стабильное положение, Этому препятствует перекатывание ведущего колеса 8 по ведомому 9, вызывающее колебательные движения тора с рабочей жидкостью. Возникающее при этом силовое взаимодействие пары колес 8, 9 обуславливает передачу вращающегося момента на ведомый вал 2, который, преодолевая нагрузку, начинает вращаться, Величина передаваемого вращающегося момента зависит от частоты (интенсивности) колебаний тора с вращающейся жидкостью, которая находится в прямой зависимости от разности угловых скоростей ведущего 1 и ведомого валов,Цель изобретения достигается применением заполненного рабочей жидкостью вращающегося тора, центр массы которого совмещен с осью вращения и центром колебаний, который благодаря установки его оси под углом к оси передачи совершает колебательные движения, обеспечивающие передачу вращательного движения без применения раздельных насосного и турбинного колес, имеющих большое число лопаток. При этом благодаря тому, что угловая скорость рабочей жидкости превышает угловую скорость ведущего вала 1, нагрузочная способность передачи повышается,Приведенные на фиг.4 и 5 передачи работает аналогичным образом с тем лишь различием, что относительная частота вращения ведущего колеса 8 совместно с лопаточным колесом 6 вокруг оси 01-01 по сравнению с частотой вращения ведущего вала 1 вокруг оси 0 - 0 при прочих равных условиях у передачи по фиг.4 больше, чем у передачи по фиг.5, Это достигается указанным выше соотношениями в размерах колес 8 и 9.Предложенная гидродинамическая передача в%величие от известных не имеет лопаточных насосного и турбинного колес с обтеканием их потоком рабочей жидкости, что уменьшает потери на трение, Уменьшение потерь способствует также вращение тора и рабочей жидкости в одном направлении, что уменьшает скорость жидкости относительно стенок камеры тора, В передаче принципиально невозможны удары жидкости о лопатки, поскольку лопатки и жидкость относительно друг друга всегда неподвижны, т,к. движутся совместно в одном направлении с одинаковой скоростью. Исключены резкие изменения направления потока жидкости, что также снижает гидравлические потери и устраняет возможность кавитации. Отсутствие большого числа лопаток упрощает устройство, В целом предложеннаягидродинамическая передача проста по устройству, компактна, долговечна благодаря отсутствию явления кавитации, экономична в связи с уменьшением гидравлических потерь. Полость тора сообщается с внешним 5 пространством только в одном месте входа в полость промежуточного вала, что уменьшает возможность утечки рабочей жидкости. В связи с наклонным положением оси 01-01 тора 5 относительно оси 0-0 пере дачи рабочая жидкость совершает независимые вращательные движения одновременно вокруг обоих этих осей. Вращение жидкости вокруг оси Оявляется циркуляцией, поскольку оно приводит к из менению ее расстояния от оси вращения 0-0 и соответствующему изменению момента количества движения, При этом проявляется закон сохранения момента количества движения, обеспечивающий пе редачу вращающего момента на ведомый вал 2,Формула изобретенияГидродинамическая передача, содержащая ведущий и ведомый валы, лопастное 25 колесо, ведомый элемент, заполненный рабочей жидкостью и выполненный в виде тора, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения устройства, уменьшения размеров,массы и динамических нагрузок, повышения надежности и нагрузочной способности, к ведущему валу наклонно в сторону ведомого вала прикреплен кривошип, на конце которого находится шип, перпендикулярно к которому расположен тор, внутри него соосно расположено лопастное колесо, несущее по меньшей мере две плоские лопатки, находящиеся в полости тора с минимальными зазорами с его внутренними стенками, в центральной части тора со стороны ведомого вала расположен промежуточный элемент; выполненный в виде промежуточного вала, который соединяет лопастное колесо с ведущим коническим зубчатым колесом, находящимся в зацеплении с ведомым коническим зубчатым колесом, установленным на ведомом валу, причем шип, тор, лопастное колесо, промежуточный вал и ведущее коническое зубчатое колесо размещены на одной осевой линии, которая расположена наклонно коси передачи и пересекающейся с ней в точке, с которой к оси передачи и пересекающейся с ней в точке, с которой совмещен центр масс всех элементов, заключенных в объеме тора,1813943 Фи ЮСоставитель Б.КочетковРедактор В,Савина Техред М.Моргентал Корректо цман НТ СС оизводственно-издательский комбинат "Патент.", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 1820 ВНИИПИ Госу Тиражвенного комитета по изобретени 113035, Москва, Ж, Раушская одписноем и открытиаб., 4/5