СПОСОБ БЕССТУПЕНЧАТОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ, ПРИ ЖЕСТКОЙ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ ЭЛЕМЕНТОВ ПЕРЕДАЧИ, С НИЖНИМ ПРЕДЕЛОМ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ ВЕДОМОГО ВАЛА, РАВНЫМ НУЛЮ Российский патент 2004 года по МПК F16H29/08 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам механической бесступенчатой передачи вращательного движения.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является вариатор с жесткой кинематической связью между ведущим и ведомым валами.

Техническим результатом изобретения является увеличение передаваемой мощности и крутящего момента механическими вариаторами.

Указанная задача решается тем, что по способу бесступенчатой трансформации вращательного движения, при жесткой кинематической связи элементов передачи, с нижним пределом угловой скорости ведомого вала, равным нулю, вращательное движение ведущего вала преобразуют в возвратно-вращательное движение коромысла, которое преобразуют в возвратно-поступательное движение подвижного звена, а движение подвижного звена передают на механизм, например обгонную муфту, которым преобразуют возвратно-поступательное движение подвижного звена в одностороннее вращательное движение ведомого вала, причем для равномерного вращения ведомого вала на некоторой фазе движения коромысла и подвижного звена ведомый вал вращают с максимальной, равномерной скоростью; для изменения скорости вращения ведомого вала подвижное звено перемещают управляющим механизмом, например гидравлическим цилиндром, параллельным переносом вдоль коромысла относительно его оси; на подвижное звено действуют коромыслом таким образом, что при совмещении линии действия силы на подвижное звено с осью коромысла подвижное звено останавливается; для непрерывного вращения ведомого вала весь цикл взаимодействий дублируют, при этом движения этих циклов разносят во времени, с таким расчетом, что фазы воздействия подвижных звеньев на ведомый вал, при которых ведомый вал вращается с максимальной, равномерной скоростью, перекрывают друг друга.

На чертеже изображено устройство, реализующее способ. Звенья, обозначенные одинаковыми номерами, идентичны и симметрично расположены друг к другу относительно плоскости, проходящей через ось вращения кулачка 2.

Устройство состоит из ведущего вала 1, пространственного, цилиндрического, кулачкового механизма однократного действия с профильным пазом на боковой поверхности, состоящего из кулачка 2, роликов 3, толкателей 4 и направляющих 5. На толкателях 4 закреплены поворачивающиеся муфты 6, в которые помещены коромысла 7, вращающиеся на осях 8, расположенных вне зоны перемещения ползунов 9 вдоль коромысел 7. Ползуны 9 шарнирно соединены с рейками 10. Рейки перемещаются в направляющих 11, параллельных направляющим 5. Входные валы 12 обгонных муфт 13, находятся в постоянном зацеплении с рейками 10, а выходные валы 14 обгонных муфт 13, в постоянном зацеплении с промежуточными валами 15. Обгонные муфты 13, направляющие 11 и промежуточные валы 15 объединены в механизме 16 преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное движение ведомого вала 17. Также в состав устройства входят управляющий степенью трансформации гидравлический цилиндр 18 и направляющие 19, расположенные перпендикулярно направляющим 5 и 11.

Способ бесступенчатой трансформации вращательного движения, при жесткой кинематической связи элементов передачи, с нижним пределом угловой скорости ведомого вала, равным нулю, заключается в том, что вращательное движение ведущего вала 1 преобразовывают в возвратно-поступательное движение толкателей 4, которое преобразовывают в возвратно-вращательное движение коромысел 7. Движение коромысел 7 преобразуют в возвратно-поступательное движение реек 10. Движение реек 10, в свою очередь, преобразовывают во вращательное движение ведомого вала 17. Амплитуда возвратно-поступательного движения реек 10, соответственно и скорость вращения ведомого вала 17, будет зависеть от расположения реек 10 относительно осей 8: чем ближе к осям 8, тем меньше амплитуда движения реек 10 и скорость вращения ведомого вала 17. При совмещении линий действия силы на рейки 10 с осями 8 рейки 10 и ведомый вал 17 останавливаются. Для равномерного вращения ведомого вала 17 рейки 10, на некотором отрезке возвратно-поступательного движения, должны иметь максимальную, равномерную скорость, а для непрерывного вращения ведомого вала 17, движения реек 10 с максимальной, равномерной скоростью должны быть разнесены во времени так, чтобы перекрывать друг друга. Способ осуществляется следующим образом.

Ведущий вал 1 вращает кулачок 2. Кулачок, вращаясь, передает через ролики 3 возвратно-поступательное движение толкателям 4, перемещающимся в направляющих 5. Направляющие 5 параллельны оси вращения кулачка 2 и расположены относительно этой оси под углом 90 градусов друг к другу. При полном обороте кулачка форма элементов кулачка 2 и роликов 3 должна обеспечивать толкателям 4, на отрезке движения между фазами смены направления движения, максимальную, равномерную скорость. Длина этих отрезков такова, что при входе одного из толкателей 4 в фазу смены направления движения другой толкатель 4 из этой фазы выходит.

Поворачивающиеся муфты 6 перемещают коромысла 7 на осях 8. Коромысла через ползуны 9 передают возвратно-поступательное движение рейкам 10, перемещающимся в направляющих реек 11. Движение реек 10 копирует движение соответствующих толкателей 4, но с измененной амплитудой, зависящей от расположения реек 10 относительно осей 8. Рейки 10, перемещаясь в направляющих 11, вращают входные валы 12 обгонных муфт 13. Выходные валы 14 обгонных муфт 13 передают вращение промежуточным валам 15, которые вращают ведомый вал 17.

Механизм 16 преобразования возвратно-поступательного движения перемещается гидравлическим цилиндром 18 по направляющим 19, перпендикулярным направляющим 5 и 11, определяя тем самым положение реек 10 относительно осей коромысел 8 и соответственно скорость вращения ведомого вала 17 относительно ведущего вала 1.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам бесступенчатой передачи вращательного движения. Способ бесступенчатой трансформации вращательного движения, при жесткой кинематической связи элементов передачи, с нижним пределом угловой скорости ведомого вала, равным нулю, заключается в том, что вращательное движение ведущего вала преобразуют в возвратно-вращательное движение коромысла, которое преобразуют в возвратно-поступательное движение подвижного звена. Движение подвижного звена передают на механизм, например обгонную муфту, которым преобразуют возвратно-поступательное движение подвижного звена в одностороннее вращательное движение ведомого вала. Для равномерного вращения ведомого вала на некоторой фазе движения коромысла и подвижного звена ведомый вал вращают с максимальной, равномерной скоростью. Для изменения скорости вращения ведомого вала подвижное звено перемещают управляющим механизмом, например гидравлическим цилиндром, параллельным переносом вдоль коромысла относительно его оси вращения. На подвижное звено действуют коромыслом таким образом, что при совмещении линии действия силы на подвижное звено с осью вращения коромысла подвижное звено останавливается. Для непрерывного вращения ведомого вала весь цикл взаимодействий дублируют, при этом движения этих циклов разносят во времени, с таким расчетом, что фазы воздействия подвижных звеньев на ведомый вал, при которых ведомый вал вращается с максимальной, равномерной скоростью, перекрывают друг друга. Технический результат заключается в увеличении передаточной мощности и крутящего момента. 1 ил.

Способ бесступенчатой трансформации вращательного движения при жесткой кинематической связи элементов передачи с нижним пределом угловой скорости ведомого вала, равным нулю, отличающийся тем, что вращательное движение ведущего вала преобразуют в возвратно-вращательное движение коромысла, которое преобразуют в возвратно-поступательное движение подвижного звена, а движение подвижного звена передают на механизм, например обгонную муфту, которым преобразуют возвратно-поступательное движение подвижного звена в одностороннее вращательное движение ведомого вала, причем для равномерного вращения ведомого вала на некоторой фазе движения коромысла и подвижного звена ведомый вал вращают с максимальной равномерной скоростью; для изменения скорости вращения ведомого вала подвижное звено перемещают управляющим механизмом, например гидравлическим цилиндром, параллельным переносом вдоль коромысла относительно его оси вращения; на подвижное звено действуют коромыслом таким образом, что при совмещении линии действия силы на подвижное звено с осью вращения коромысла подвижное звено останавливается; для непрерывного вращения ведомого вала весь цикл взаимодействий дублируют, при этом движения этих циклов разносят во времени с таким расчетом, что фазы воздействия подвижных звеньев на ведомый вал, при которых ведомый вал вращается с максимальной равномерной скоростью, перекрывают друг друга.