Автоматический инерционно-импульсный планетарный вариатор скорости

Союз СоветскикСоциалистическихРесцублнк ОП ИСАЙИ ЕИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53)М., Кл,Р 16 Н 33/14 3 Ьеударетванеа комитет СССР аф делам кзоарвтвеа н вткрытнй(72) Авторы изобретения С. Н. Кожевников, Е. Я, Антонюк и В. Э. ето Институт механики АН Украинской СС(54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ИНЕРЦИОННО-ИМПУЛЬСНЫЙ ПЛАНЕТАРНЫЙ ВАРИАТОР СКОРОСТИ 1Изобретение относится к машиностроению и может быть испопьэовано в приводах различных, в т,ч, грузоподъемныхмашин,Известны автоматические инерционноимпульсные планетарные вариаторы, ппавно изменяющие скорость вращения выходного вала в зависимости от внешней нагрузки. Они содержат, например, ппанетарный инерционный возбудитеаь имнупьсов вращающегося момента и механизмсвободного хода, трансформирующий возвратно-качатепьное движение в однонаправленное вращение выходного вала 1.Наиболее близким по технической сущ 35ности к данному изобретению явпяется автоматический инерционно-импульсный планетарный вариатор скорости, содержащийвходной и выходной валы с упругими эпементами, механизь 1 свободного хода (МСХ),и планетарный механизм, включающийцентрапьное колесо, водило и неуравновешенные сателлиты. МСХ установлен непосредственно на выходном валу, Бентрапь 2ное колесо с внешними зубьями расположено на входном нану, а водило связано с выходным ваном 2.Однако в отмеченных вариантах испопьзуется импупьс инерционного момента только одного знака, что снижает возможности реализации требуемых режимов движения, Надежность таких вариаторов недостаточна, так как механизм свободного хода подвергается воздействию значитепьного по величине импупьса инерционного момента,Цепь изобретения - повышение надежности и расширение кинематическнх возможностей вариатора,Поставпенная цепь достигается тем,что в вариаторе, содержащем входной ивыходной валы с упругими эпементами,механизм свободного хода и планетарныймеханизм, включающий водило, централь.ное колесо и неуравновешенные сатеппнты, вариатор скорости снабжен редуктором, а водипо связано с центрапьным ко394553лесом через редуктор и механизм свободного хода,На фиг. 1 представлена кинематическая схема вариатора, планетарный механизм которого выполнен по схеме с веду 5шим центральным колесом с внешнимизубьями; на фиг. 2 - изменение во времени угловых скоростей его отдельныхзвеньев; на фиг, 3 - выходная характеристика вариатора при встречном вращении входного и выходного валов; нафиг. 4 и 5 - то же, что на фиг, 2 и 3,ио при однонаправленном вращении последних.Вариатор содержит входной 1 и выход ной 2 валы с упругими элементами 3 и4, На входном валу 1 жестко установлено центральное зубчатое колесо 5 с внешними зубьями и свободно - водило 6, накотором, в свою очередь, расположены не-оуравновешенные сателлиты 7 и зубчатоеколесо 8, На выходном валу 2 установлены зубчатые колеса 9 и 10, иэ которых колесо 9 взаимодействует с колесом8; а колесо 10 - с колесом 11, являюшимся редуктором с передаточным отношением 1, жестко связанным с наружнойобоймоймеханизма 12 свободного хода,внутренняя обойма которого расположенана входном валу 1,Вариатор работает в двух режимах,определяемых направлением вращения двигателя относительно заданного основногонаправления вращения выходного вала 2,и соответственно, приложенной к немувнешней нагрузки.35Встречное направление врашения входного 1 и выходного 2 валов и направление заклинивания механизма 12 свободного хода МСХ выбрано таким образом,40что вращение выходного вала 2 происходит вследствие передачи момента враще- .ния от вала 1 через упругий элемент 3,МСХ 12 и зубчатые колеса 10 11, Врашение выходного вала 2 происходит также и вследствие воздействия инерционно 45го момента, развиваемого неуравновешенными сателлитами, в периоды Т 1 (фиг,2),когда инерционный момент совпадает понаправлению и больше по величине момента, передаваемого от двигателя (на фиг,1 5 Оне показан). В это время скорость коле- .са 10 увеличивается, и МСХ 12 размыкается,так как наружная обойма МСХ 12вращается в направпении рабочего движе- .ния с большей угловой скоростью, чемвнутренняя, что разрешено данным выбором направления заклинивания МСХ 12,В дальнейшем величина инерционного мо 2 4мента уменьшается, и соответственно, уменьшается угловая скорость колеса 10, пока не включится МСХ 12.Таким образом вращение колеса 10 происходит всегда в одном и том же направлении (фиг. 2), но с разной угловой скоростью.Угловая скорость вращения выходного вала 2 при достаточно податливом упругом элементе 4 почти постоянная и равна среднему за цикл 7= Т+Т 1 эначению угловой скорости щ, (см. фиг. 2), Максимальная величина скорости врашения колеса 10 определяется величиной постоянного момента Ивнешнего сопротивпения,;Бля разных моментов сопротивления Й и Щ, будут соответственно и разные значения средней скорости вращения выходного вала 2 - Юи ж,1 Выходная характеристика вариатора щ:ЦМ)в первом режиме представлена на фиг,. 3При изменении направлений вращения входного вала 1 и при совпадении направления действия приведенного инерционного момента с основным направлением врашения выходного вала 2 работа вариатора происходит как и в первом режиме, Если направление инерционного момента изменяется на противоположное, то инерционный момент вызывает замыкание МСХ 12, и колесо 10 вращается в противоположную сторону со скоростью, определяемой цепью входной вал 1 - механизм 12 свободного хода - колеса 10 и 11. Изменение скорости врашения колеса 10 за цикл представлено на фиг, 4, а выходная характеристика - на фиг. 5,Следоватепьно, при изменении момента сопротивления М средняя скорость вращения выходного вала может изменять свое направление, При значительных нагрузках на выходному валу, больших максимальной величины приведенного инерционного момента, скорость вращения выходного вала определяется передаточным числом редуктора, и вариатор работает как механизм с одной степенью свободы, осуществляя вращение выходного вала 2 в сторону, противоположную основному нанаправлению врашения, Упругие элементы 3 и 4 снижают неравномерность движения входного 1 и выходного 2 валов.Наличие редуктора, вкшочаюшего колеса 10, 11, позволяет уменьшить нагруженность механизма свободного хора - наименее надежного механизма вариатора, повысить устойчивость движения при больших передаточных отношениях, Присоединение МСХ к центральному колесу, а не5 945 БХ 2 Ьк корпусу, частично снижает вибрации ва- ругими элементами, механизм свободнориатора. го хода и планетарный механизм, вкшоСвойство предлагаемого вариатора чающий водило, центральное колесо и неизменять направление вращения выходно- . уравновешенные сателлит, о т л и ч аго вала в зависимости от нагрузки, а % ю щ и й с я тем, что, с целью повьппетакже зависимость режима работы вари-, ния надежности и расширения кинематиатора от направления вращения входного ческих воэможностей, он снабжен редук. вала значительно расширяет область его тором, а водило связано с центральнымприменения в машиностроении. колесом через редуктор и механизм сво 0 бодного хода.Источники информации,Форму ла изобретения принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРАвтоматический инерционно-импульс- % 485263, кл. Р 16 "Н 33/14, 1972.ный планетарный вариатор скорости, со-2, Патент США М 3960036,держащий входной и выходной валы с уп- кл. Р 16 Н 1/28, 1976 (прототип).9485 З 2 Составитель В, Апарховедактор А, Шандор Техред С,Мигунова Корректор Л, Б 9/52 Тираж 99ВНИИПИ Государспо делам иэобре 113035, Москва, Ж каз 52 ипи фа ср Подписноенного комитета СССений и открытий5, Раускаи наб., д,ППП "Патент", г. Ужгород, уп. Проектная