ПРИВОД АВТОМАТИЧЕСКИЙ Российский патент 2010 года по МПК F16H3/44 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в различных устройствах для автоматического управления и защиты двигателей от нагрузок в условиях непрерывной передачи движения.

Известна коробка передач для транспортных средств и способ управления по патенту РСТ (WO) F16H 63/30, WO 9606293, опубл. 06.09.1997 г., содержащая планетарную передачу, фрикционную муфту с центробежным регулятором и гидравлическую систему управления.

Недостатком этого устройства является необходимость внешнего управления и зависимость от кинематических факторов, сложность и низкая надежность.

Известна дополнительная коробка передач с полуавтоматическим переключением, см. патент России (RU) F16H 57/02 94045307, опубл. 12.07.1994 г., содержащая две обгонные муфты, управляемые по направлению вращения.

Недостатком этого устройства является отсутствие возможности передачи вращения в условиях перегрузок, поскольку передаточное отношение не зависит от величины передаваемой нагрузки, что влечет за собой поломки зубчатых передач при резком увеличении нагрузок.

Наиболее близким техническим решением является автоматическая коробка передач по патенту России (RU) F16H 3/089 2158860, опубл. 10.11.2000 г., содержащая ведущую и ведомую косозубые шестерни, многодисковое сцепление, корпус и поршень гидроцилиндра и втулку с косыми шлицами.

Недостатком этого устройства является наличие гидравлического управления, усложняющего привод и снижающего его надежность в целом.

Данное устройство принято в качестве прототипа.

Задачей изобретения является создание привода, обеспечивающего непрерывную передачу движения в условиях возрастания внешней нагрузки на его вал и защиту двигателя привода от перегрузок.

Данная задача решается применением привода автоматического, содержащего центральные солнечные зубчатые колеса с внешними и эпициклы с внутренними зубьями, зацепляющимися с зубьями сателлитов, связанных с двумя водилами посредством осей, образующие двухрядный планетарный механизм, размещенный в корпусе, который, в отличие от прототипа, имеет солнечное колесо первого планетарного ряда, соединенное с солнечным колесом второго планетарного ряда посредством фрикционной дисковой муфты, диски которой, размещенные с возможностью взаимодействия с полумуфтой и солнечным колесом первого планетарного ряда, сжаты пружиной, которая контактирует с толкателем в виде винта, входящего в резьбовое отверстие полумуфты и выполненного заодно с солнечным колесом второго планетарного ряда, одновременно связанного с кулачком, входящим в контакт с подпружиненными роликами, которые опираются на плоские поверхности этого кулачка и на внутреннюю цилиндрическую поверхность водила первого планетарного ряда.

Конструкция устройства поясняется чертежами. На фиг.1 показан продольный разрез привода автоматического, на фиг.2 - поперечный разрез в плоскости А-А, а на фиг.3 - разрез в плоскости Б-Б. На фиг.4 показан вид В.

Привод автоматический содержит двухрядный планетарный механизм, установленный в корпусе 1 и содержащий центральное колесо 2 с внутренними зубьями и центральное солнечное колесо 3, входящие в зацепление с сателлитами 4, опирающимися на оси 5, связанные водилом 6 и образующие первый планетарный ряд.

Водило 6 имеет внутреннюю цилиндрическую расточку, которая контактирует с несколькими роликами 7 посредством подпружиненных толкателей 8, расположенных в отверстиях кулачка 9, прижатыми к плоским поверхностям кулачка. Кулачок 9 размещен на зубьях солнечного колеса 10 без возможности относительного вращения. Солнечное колесо 10, сателлиты 11, установленные на осях 12, связанных с водилом 13, а также центральное колесо 14 образуют второй планетарный ряд, причем водило 13 имеет шлицевое отверстие Д для взаимодействия с потребителем.

Солнечное колесо 10 имеет резьбовой участок, который входит в резьбовое отверстие Г полумуфты 15 и опирается на водило 13 (справа по чертежу) и на лепестковую пружину 16, контактирующую с опорным кольцом 17, связанным колонками 18 с полумуфтой 15, в пазах которой размещены диски 19, связанные с ней соответствующими выступами. Между дисками 19 размещен диск 20 с внутренними зубьями, сопряженными с зубьями солнечного колеса 3. Лепестковая пружина 16 сжимает диски 19 и 20, образуя фрикционную нормально замкнутую муфту. Солнечное колесо 3 связано с валом двигателя 21.

Работает привод автоматический следующим образом. В нормальном режиме, соответствующем отсутствию перегрузок, вращение вала двигателя 21 в направлении по стрелке (фиг.2) передается через замкнутую фрикционную муфту, образованную прижатыми друг к другу дисками 19 и 20 посредством лепестковой пружины 16, на солнечное колесо 10, сателлиты 11, обкатывающиеся по центральному колесу 14, приводят во вращение водило 13, связанное с потребителем, при этом сателлиты 4 вращаются относительно осей 5, кулачок 9, вращающийся со скоростью солнечного колеса 10, отстает от водила 6, вращающегося с меньшей скоростью, а ролики 7 не препятствуют относительному вращению водила 6 и кулачка 9. В этом случае передаточное отношение привода автоматического оказывается равным передаточному отношению второго планетарного ряда.

При возрастании момента сопротивления на водиле 13 резьбовой участок солнечного колеса 10, взаимодействуя с резьбой полумуфты 15, перемещает ее влево (по чертежу), воздействует на лепестковую пружину 16 и рассоединяет диски 19 и 20 фрикционной муфты, что приводит к совпадению скоростей вращения кулачка 9 и водила 6, и к заклиниванию роликов 7 между цилиндрической расточкой водила 6 и плоскими поверхностями кулачка 9. Таким образом, передаточное отношение привода становится равным произведению передаточных отношений первого и второго планетарных рядов, частота вращения водила 13 уменьшается, а вращающий момент значительно увеличивается. Перегрузка двигателя 21 устраняется.

В случае изменения направления вращения вала двигателя 21 на противоположное солнечное колесо 3 вращает сателлиты 4, обкатывающиеся по центральному колесу 2, и водило 6, ролики 7 заклиниваются в зазорах, и кулачок 9 вращает солнечное колесо 10, сателлиты второго планетарного ряда 11 и водило 13. Момент на солнечном колесе 10 воспринимается винтовой парой Г, полумуфта 15 выступом Д воздействует на лепестковую пружину 16, перемещаясь влево (см. фиг.1), диски 19 и 20 разъединяются. При этом знак передаточного отношения привода автоматического меняется, а его значение равно произведению передаточных отношений первого и второго планетарных рядов.

Таким образом решается задача автоматического изменения передаточного отношения, непрерывная передача вращения в условиях возрастания внешней нагрузки на вал привода и защита двигателя от перегрузки.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных устройствах и механических трансмиссиях для автоматического управления передаточным отношением, с целью предохранения двигателей от перегрузки в условиях непрерывного вращения. Двухрядный планетарный механизм содержит фрикционную муфту, посредством которой соединены солнечные колеса (3, 10) первого и второго планетарных рядов, и муфту обгона, которыми управляет винтовое нажимное устройство, срабатывающее при возрастании момента сопротивления вращению на валу привода до величин, создающих перегрузки двигателя, способных вывести его из строя. Изобретение решает задачу увеличения передаточного отношения при возрастании нагрузки в виде вращающего момента сопротивления на валу привода. При этом нагрузка на двигатель снижается, а вращение вала привода продолжается с уменьшенной частотой вращения. 4 ил.

Привод автоматический, содержащий центральные солнечные зубчатые колеса с внешними и эпициклы с внутренними зубьями, входящие в зацепление с зубьями сателлитов, связанных с двумя водилами посредством осей, и образующие двухрядный планетарный механизм, размещенный в корпусе, отличающийся тем, что он имеет солнечное колесо первого планетарного ряда, соединенное с солнечным колесом второго планетарного ряда посредством фрикционной дисковой муфты, диски которой, размещенные с возможностью взаимодействия с ее полумуфтой и солнечным колесом первого планетарного ряда, находятся под воздействием пружины, которая контактирует с толкателем в виде винта, входящего в резьбовое отверстие полумуфты и выполненного заодно с солнечным колесом второго планетарного ряда, одновременно связанного с кулачком, входящим в контакт с подпружиненными роликами, которые опираются на плоские поверхности этого кулачка и на внутреннюю цилиндрическую поверхность водила первого планетарного ряда.