Автоматическая передача б. ф. кочеткова

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУЬЛИК 1)5 Г 16 Н 33/14 л. %11о ССР68,ССР свидетельство СГ 16 Н 33114,1свидетельствоГ 16 Н,1989,АТИЧЕСКАЯВА ПЕРЕДАЧА роение, Суща содержит нерционные ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(57) Использование: машино ность изобретения; перед входной 1 и выходной 2 валь муфты (ИМ) 3, 4, 5, дифференциал (Д) 6, 7, 9 и механизмы свободногохода 19, 20, Водило б дифференциала установлено на входном валу 8, Второе центральное колесо 9 дифференциала кинематически связано с выходным валом 2. Изменение частоты вращения выходного вала 2 происходит автоматически в зависимости от приложенной к нему нагрузки и осуществляется при помощи инерционных муфт и муфт свободного хода, КПД повышается за счет направления постоянного потока мощности в обход всех ИМ от Д на выходной вал 2 через пару колес 10, 11. 4 ил.1803663 В составе автоматической передачи мо жет применяться любая по устройству инер- ч ционная муфта, допускающая вращение в ведущего ведомого элементов с разными е частотами и передающая момент, величина м которого определяется разностью частот к Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортном машиностроении истанкостроении.Цель изобретения - расширение диапазона изменения оборотов выходного валавплоть до нулевых при одновременном повышении коэффициента полезного действия,Автоматическая передача позволяетиметь любое необходимое число режимовработы и все они могут быть вариаторными.Она обеспечивает изменение оборотов выходного вала, начиная от нулевых значений, уменьшение нагрузки на инерционную 15муфту и повышение КПД.На фиг.,1 изображена автоматическаяпередача; на фиг,2 и 3 - инерционная муфтав двух проекциях соответственно; на фиг, 4- конструктивный вариант исполнения автоматической передачи,Автоматическая передача (фиг,1) содер-.жит параллельные входной 1 и выходной 2валы, инерционные муфты 3, 4, 5 (в данномслучае в качестве примера приводится три 25муфты, однако возможно применение любого иного количества муфт) и дифференциал,водило 6 которого установлено на входномвалу 1. Одно центральное колесо 7 диффе-,ренциала установлено на общем для всех 30инерционных муфт ведущем валу 8, а второецентральное колесо 9 при помощи пары колес 10, 11 постоянно связано с выходнымвалом 2, Ведомые валы 12 каждой из инерционных муфт 3, 4, 5 при помощи соответствующих им пар колес 13 и 14, 15 и 16, 17 и18 кинематически связаны с выходным валом 2, В данном случае(фиг,1) передаточныеотношения этих пар колес уменьшаются вуказанной последовательности.Во все эти 40кинематические связи, кроме связи, включающей пару колес 17, 18 с минимальнымпередаточным отношением, входят соответствующие им механизмы свободного хода -МСХ 19 и МСХ 20. У первых двух инерционных муфт 3 и 4 ведомые валы 12 выполненыполыми и через них пропущен общий длявсех инерционных муфт ведущий вал 8, Ведомы обоймы МСХ 19 и МСХ 20 установленына выходном валу 2, а ведущие обоймы с 50помощью относящихся к ним пар колес 13,14 и 15, 16 связаны с ведомыми валами 12соответствующих инерционных муфт 3 и 4,вращения (угловых скоростей) этих элементов при равенстве моментов на них,Инерционная муфта (фиг.2 и 3) содержит ведущую и ведомую полумуфты, которые постоянно соединены кинематически, Ведущая полумуфта выполнена в виде коромысла 21, шарнирно соединенного с ведущим валом 8 с возможностью поворота в плоскости, проходящей через ось вала и муфты. Шарнир состоит из прикрепленных перпендикулярно к ведущему валу 8.двух шипов 22, служащих осями поворота рамки 23, к которой прикреплено коромысло 21, Через рамку свободно проходит ведущий вал 8, На концах коромысла 21 с возможностью свободного вращения расположены инерционные грузы 24 в виде тел вращения. Ведомая полумуфта инерционной муфты выполнена в виде наклонного к оси диска 25, находящегося в постоянном соприкосновении с инерционными грузами 24, К тыльной стороне диска 25 прикреплен полый ведомый вал 12, внутри которого соосно расположен ведущий вал 8 (у инерционной муфты 5, входящей в кинематическую связь с парой колес 17, 18, ведомый вал 12 выполнен в виде простого стержня, а ведущий вал 8 оканчивается у шарнира 22), На ведомом валу 12 каждый из инерционных муфт 3, 4, 5 установлено соответственно первое колесо 13, 15, 17 одной из указанных выше пар колес, В центре диска 25 муфты (кроме муфты 5) имеется отверстие для свободного прохода ведущего вала 8 Шипы 22 шарнира расположены на пересечении плоскости, проходящей через диск 25, с осевой линией ведущего вала 8. С этой целью рамка 23 коромысла 21 выполнена с изгибом, а диск -с выемкой 26, Для повышения нагрузочной способности и устранения пульсирующего характера в передаче вращающего момента, в муфте может быть установлено несколько пар инерционных грузов(см,фиг,З). Для этого применяются дополнительные коромысла 27, установленные с возможностью поворота на стержнях основного коромысла 21. На концах дополнительных коромысел 27 располагаются указанным вы-. ше порядком дополнительные инерционные грузы 28, Концы дополнительных коромысел изогнуты таким образом, чтобы линии осей вращения дополнительных инерционных грузов проходили через осевую линию ведущего вала 8,В конструктивном варианте автоматиеской передачи на фиг,4 входной вал 1 и ыходной вал 2 непосредственно связыват, минуя дифференциал и инерционные уфты, дополнительная связь в виде пары олес 29, 30, с наивысшим по сравнению смого момента, При дальнейшем уменьшении нагрузки увеличивается частота вращения ведомых валов 12 инерционных муфт, а соответственно плавно возрастает угловая скорость выходного вала, Когда угловые скорости выходного вала 2 и колеса 14 сравняются, произойдет отключение МСХ 19, а вместе с тем и парыколес 13, 14 с наибольшим передаточнымотношением. Передача перейдет на третийрежим работы. 50 55 другими парами колес передаточным отношением, и МСХ 31, ведущая обойма которого связана с колесом 30, а ведомая обойма- с выходным валом 2, Валы центральныхколес 7 и 9 дифференциала связывает МСХ 531, ведущая обойма которого установленана валу колеса 9, а ведомая - на валу 8колеса 7.Автоматическая передача работает следующим образом. 10Инерционная муфта передает моментпутем изменения момента количества движения инерционных грузов при разной частоте вращения ведущей и ведомойполумуфт и связанных с этим изменением 15скорости вращения грузов и расстояния ихот оси муфты, Величина передаваемогомуфтой вращающего момент находится впрямой зависимости от относительной частоты вращения ведущей полумуфты относительно ведомой полумуфты,В исходном положении выходной вал 2передачи (фиг.1) неподвижен в связи с приложенной к нему нагрузкой. При этом центральное колесо 9 и ведомые валы 12 всех 25инерционных муфт 3, 4, 5 неподвижны, Ведущий вал 8, жестко соединенный с центральным колесом 7, вращается смаксимальной частотой, в два раза превосходящей частоту вращения входного вала 1. 30При этих условиях инерционные муфты передают на выходной вал максимальный повеличине момент. Соответствующий по величине момент передается также и паройколес 10, 11, кинематически связанными с 35муфтами через дифференциал,При уменьшении нагрузки выходнойвал 2 начинает вращаться с одновременнымвращением ведомых валов 12 инерционныхмуфт, угловые скорости которых зависят от 40передаточных отношений связанных с выходным валом пар колес 13 и 14, 15 и 16, 17 и 18, Вместе с тем уменьшается частота вращения ведущего вала 8. Момент, передаваемый инерционными муфтами уменьшается, Это характеризует второй режим работы, когда с началом вращения выходного вала 2 уменьшается величина передаваеПри третьем режиме работы МСХ 19 разомкнут и муфта 3 не имеет связи с выход. ным валом 2. Мощность от входного вала 1 на выходной вал 2 передается по трем потокам через соответствующие кинематические связи, включающие пары колес 10 и 11, 15 и 16, 17 и 18, МСХ 20 при этом замкнут. При дальнейшем уменьшении нагрузки плавно возрастает частота вращения ведомых валов 12 инерционных муфт 4, 5 и связанного с ними выходного вала 2 с одновременным уменьшением частоты вращения ведущего вала 8 и величины передаваемого на выходной вал вращающего момента. Когда угловые скорости колеса 16 и ведомой обоймы МСХ 20 сравняются. произойдет размыкание МСХ 20 и передача перейдет на четвертый режим работы.При четвертом режиме работы момент и вращение передается через дифференциал по двум потокам: через пару колес 10, 11 и через инерционную муфту 5 при помощи пары колес 17, 18 имеющей наименьшее передаточное отношение. В кинематических связях, включающих эти пары колес, нет механизмов свободного хода, а сами эти пары колес кинематически связаны через соответствующие центральные колеса 9 и 7 дифференциала, Ведущий 8 и ведомый 12 валы инерционной муфты 5, также как и центральные колеса 7, 9 дифференциала, могут вращаться относительно друг друга с переменной частотой, Это обеспечивает возможность вращения выходного вала 2 также с переменной угловой скоростью, величина которой находится в обратной зависимости от нагрузки на этом валу,Следовательно, все режимы работы автоматической передачи, приведенной на фиг.1, кроме исходного первого режима, когда выходной вал заторможен приложенной к нему нагрузкой, являются вариаторными, Вместе с тем, пара колес 10, 11 постоянно при всех режимах работы передает на выходной вал 2 момент и вращение и независимо от переключения этих режимов. Сочетание этих двух условий обеспечивает работу автоматической передачи в режиме автоматического вариатора с высокими показателями коэффициента полезного действия, При этом количество инерционных муфт определяет число режимов работы, а следовательно, и величину коэффициента полезного действия.При увеличении нагрузки на выходном валу 2 происходит обратный процесс перехода режимов работы,Работа автоматической передачи по конструктивному ввривнту с МСХ 31 и пиронколес 29, 30 (фиг,4) отличается от исходного варианта (фиг,1) тем, что первый режим работы, когда выходной вал 2 заторможен нагрузкой, заменяется в данном варианте на первый режим работы с фиксированным по величине передаточным отношением, при котором выходной вал 2 вращается с минимальной частотой. Это достигается тем, что передаточное отношение пары колес 29, 30 является наибольшим по сравнению с парами колес у инерционных муфт. В связи с этим при увеличении угловой скорости выходного вала 2 первым отключается МСХ 31. В дальнейшем передача работает также, как и приведенный выше исходный вариант (фиг.1), При первом режиме работы достигается более высокий коэффициент полезного действия, т.к.часть потока мощности через пару колес 29, 30 передается непосредственно от входного 1 на выходной 2 вал, в обходдифференциала и инерционных муфт, что одновременно снижает нагрузку на них при наиболее напряженном режиме работы и позволяет применять инерционные муфты с меньшей установленной мощностью,Формула изобретенияАвтоматическая передача, содержащаяпараллельные входной и выходной валы,механизмы свободного хода, инерционную5 муфту, дифференциал, водило которого установлено на входном валу. одно из центральных колес связано с ведущим. валоминерционной муфты, а второе центральноеколесо и ведомая полумуфта инерционной10 муфты порознь кинематически связаны свыходным валом, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью расширения диапазона изменения оборотов выходного вала вплоть до нулевых при Одновременном повышении КПД15 автоматической передачи, она снабжена последовательно расположенными дополнительными инерционными муфтами,ведущие полумуфты которых установленына общем ведущем валу, их ведомые полу 20 муфты кинематически с использованиеммеханизмов свободного хода связаны свыходным валом, а передаточные отношения кинематических связей больше, чем укинематической связи основной инерци 25 онной муфты с выходным валом,1803663 6168 5 Ю Составитель Б, КочетковТехред М. Моргентал Корректор Н.Милюк ор оизеодстеенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгородул,Гагарина, 1 аз 1045 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТСССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5