ПЕРЕДАТОЧНЫЙ МЕХАНИЗМ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА Российский патент 1997 года по МПК F16H3/54 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям механизмов, передающих крутящий момент, и может быть использовано, например, в экскаваторах, кранах, тракторах и других машинах.

Известна конструкция передаточного механизма-увеличителя крутящего момента [1] который состоит из планетарного редуктора, фрикционной дисковой муфты сцепления и муфт свободного хода. Фрикционная однодисковая постоянно замкнутая муфта сцепления размещена в переднем отсеке общего литого корпуса. Ведущий диск муфты сцепления соединен с валом главной муфты сцепления. Ведомый диск соединен со ступицей корпуса водила планетарного механизма. Выключение муфты сцепления осуществляется при помощи рычага, тяги, вилки, отжимного подшипника и отжимных рычагов. Недостатками известной конструкции являются то, что устройство выключения муфты сцепления осуществляется при помощи рычага, тяги, вилки, отжимного подшипника и отжимных рычагов, конструкция сложная и ненадежная, подвержена износу и требует регулировки.

Известна конструкция передаточного механизма [2] выбранная за прототип, в которой на вал двигателя установлен ведущий диск с пальцами, соединенный посредством эластичных колец с маховиком, установленным через подшипники на хвостовик крышки. Маховик соединяется с планетарным редуктором при помощи вала-шестерни при перемещении его вдоль оси посредством рычага. Редуктор соединен с ведомым валом. Вращение вала двигателя передается через ведущий диск на маховик, вал-шестерню, далее на сателлиты, водило, связанное с ведомым валом.

Недостатком конструкции является сложность включения: необходимо отключить дизель, муфту дизеля и затем муфту редуктора. Кроме того, для отключения редуктора необходимо рычагом переместить вдоль оси вал-шестерню на столько, чтобы зуб вала-шестерни вышел из зацепления с сателлитами редуктора. Изменение порядка включения или недостаточная точность включения может привести к выходу из строя механизма.

Сущность изобретения заключается в совокупности признаков конструкции передаточного механизма крутящего момента, который содержит корпус, установленный в нем с возможностью осевого перемещения ведущий вал, ведомый вал, установленный с возможностью вращения в корпусе маховик, упругую муфту для соединения вала двигателя с маховиком и планетарный редуктор. Планетарный редуктор включает солнечную шестерню, установленную на конце ведущего вала, коронное колесо, которое жестко закреплено в корпусе, и связанное с валовым валом водило с сателлитами. Муфта сцепления в передаточном механизме крутящего момента состоит из нажимного диска, который закреплен на другом конце ведущего вала, а роль опорного диска выполняет торец маховика. Ведущий вал сбазирован на самоустанавливающейся опоре. Вдоль оси между солнечной шестерней и водилом размещена отжимная пружина. Роль пневмоцилиндра выполняет корпус редуктора, в котором перемещается поршень под воздействием ведущего вала. В корпусе выполнена цилиндрическая расточка, образующая гильзу.

На чертеже изображена предлагаемая конструкция передаточного механизма крутящего момента.

Передаточный механизм крутящего момента содержит корпус 1, ведущий вал 2, ведомый вал 3, маховик 4, упругую муфту 5, соединяющую посредством поводков 6 вал двигателя 7 с маховиком 4, и планетарный редуктор. Планетарный редуктор включает солнечную шестерню 8, в данном примере выполненную заодно с ведущим валом 2, коронное колесо 9, жестко закрепленное в корпусе 1, и связанное с ведомым валом 3 водило 10 с сателлитами 11.

На конце ведущего вала 2 закреплен нажимной диск 12 с фрикционными прокладками 13 муфты сцепления, в которой роль опорного диска выполняет торец маховика 4. Конец ведущего вала 2 базируется в самоустанавливающейся опоре, которая представляет собой, например, набор шариков 14, размещенных в расточке маховика 4, выполненного в виде опорной шайбы, ступица маховика закреплена в подшипниковой опоре 15 на корпусе 1.

Между солнечной шестерней 8 и водилом 10 вдоль оси размещена отжимная пружина 16. Корпус 1 выполняет роль пневмоцилиндра, в котором перемещается поршень 17, размещенный на нажимном подшипнике 18, установленном на плечиках ведущего вала 2.

Корпус имеет гильзу 19, образованную расточкой и образующую рабочую полость 20.

Передаточный механизм крутящего момента работает следующим образом. Под давлением воздуха (или рабочей жидкости), поступающего через гильзу 19 в рабочую полость 20, перемещается поршень 17 и, воздействуя на нажимной подшипник 18, перемещает ведущий вал 2, сжимая при этом отжимную пружину 16. Конец ведущего вала 2, выполненный в виде солнечной шестерни 8, входит в зацепление с сателлитами 11. Крутящий момент с вала двигателя 7 через поводки 6 упругой муфты 5 передается на маховик 4 и далее на нажимной диск 12, входящий в сцепление с маховиком 4 посредством фрикционных накладок 13.

Нажимной диск 12 передает крутящий момент жестко связанном с ним ведущего валу 2, солнечная шестерня 8 которого передает крутящий момент сателлитам 11 и далее через водило 10 на ведомый вал 3.

Для отключения передаточного механизма крутящего момента прекращают подачу воздуха в рабочую полость 20. При этом отжимная пружина 16 перемещает ведущий вал вдоль оси и жестко связанный с ведущим валом 2 нажимной диск 12 выходит из сцепления с маховиком 4. Маховик 4 вращается вхолостую, т.е. крутящий момент не передается на ведущий 2 и ведомый 3 валы.

Предлагаемое техническое решение в сравнении с существующим прототипом имеет ряд существенных признаков, характеризующих преимущество предлагаемого технического решения.

Так, выполнение маховиком 4 функции опорной шайбы дисковой муфты сцепления позволило по сравнению с прототипом снизить металлоемкость механизма, сделать его более компактным.

Размещение в расточке ступицы маховика 4 набора шариков 14 образует самоустанавливающуюся опору для базирования в ней ведущего вала, что позволило компенсировать угловые перекосы и осевое перемещение, возникающее при работе, что увеличивает надежность и долговечность конструкции, обеспечивает самоцентрирование солнечной шестерни по сателлитам.

Ведущий вал 2 предлагаемой конструкции выполнен в виде вала-шестерни и представляет собой торсион, но в отличие от прототипа осуществляет прямое перемещение под воздействием поршня 17 через нажимной подшипник 18 и обратное под действием отжимной пружины 16.

Включение предлагаемого передаточного механизма крутящего момента осуществляется непосредственно поршнем пневмоцилиндра в отличие от прототипа, в котором усилие поршня к валу-шестерне передается через рычажно-шарнирную систему (рычаг, вал, вилка, сухарики). В предлагаемом решении включение передаточного механизма крутящего момента осуществляется устройством с меньшим количеством деталей, и, следовательно, более надежным.

В прототипе для отключения механизмов экскаватора необходимо рычагом переместить вал-шестерню на столько, чтобы солнечная шестерня вышла из зацепления с сателлитами.

В отличие от прототипа в предлагаемой конструкции для отключения механизмов экскаватора достаточно ведущий вал 2 посредством отжимной пружины 16 переместить на столько, чтобы фрикционные накладки 13 нажимного диска 12 разъединились с маховиком 4, при этом солнечная шестерня остается в зацеплении с сателлитами 11.

Одним из существенных признаков изобретения является то, что роль цилиндра выполняет корпус 1 редуктора, во внутренней расточке которого размещается поршень 17. Совокупность вышеперечисленных конструктивных особенностей предлагаемого передаточного механизма, находящихся в причинно-следственной связи, позволяет получить техническое решение с достигаемым техническим результатом на более высоком техническом уровне. Предлагаемая конструкция передаточного механизма крутящего момента компактна, менее металлоемка, значительно проще в эксплуатации и более надежна в работе.

По предлагаемой конструкции передаточного механизма крутящего момента разработаны рабочие чертежи, опытные образцы изготовлены в металле и применяются в опытных образцах экскаваторов в силовой установке.

Использование: машиностроение. Сущность изобретения: передаточный механизм содержит корпус, ведущий и ведомый валы, маховик, планетарный редуктор, упругую муфту и муфту сцепления, нажимной диск которой закреплен на ведущем валу, роль опорного диска выполняет торец маховика, самоустанавливающуюся опору для ведущего вала, пневмоцилиндр с поршнем, гильзу, образованную цилиндрической расточкой в корпусе редуктора, и отжимную пружину, размещенную вдоль оси между солнечной шестерней и водилом редуктора. 1 ил.

Передаточный механизм крутящего момента, содержащий корпус, установленный в нем с возможностью осевого перемещения ведущий вал, ведомый вал, установленный с возможностью вращения в корпусе, маховик, упругую муфту для соединения вала двигателя с маховиком и планетарный редуктор, включающий солнечную шестерню, размещенную на конце ведущего вала, коронное колесо, жестко закрепленное в корпусе, и связанное с ведомым валом водило с сателлитами, отличающийся тем, что он снабжен муфтой сцепления, нажимной диск которой закреплен на конце ведущего вала, а роль опорного диска выполняет торец маховика, самоустанавливающийся опорой, на которой сбазирован ведущий вал, отжимной пружиной, размещенной вдоль оси между солнечной шестерней и водилом, пневмоцилиндром с поршнем, воздействующим на ведущий вал, и гильзой, образованной цилиндрической расточкой в корпусе редуктора.