АВТОМАТИЧЕСКИЙ ИНЕРЦИОННЫЙ ТРАНСФОРМАТОР Российский патент 2014 года по МПК F16H33/14 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано там, где необходимо получение плавного, бесступенчатого изменения числа оборотов и крутящего момента в различных машинах и механизмах.

Известен автоматический инерционный трансформатор вращающего момента, содержащий корпус, ведущий и ведомые валы, импульсный механизм, включающий связанные с ведущим валом ведущее и ведомое звенья, два механизма свободного хода (МСХ) и планетарный механизм, имеющий два центральных колеса и водило с сателлитами (см. патент РФ 1295106, 1987).

Недостатком такого трансформатора является то, что отрицательный импульс вращающего момента при передаче ведомому валу уменьшается в соотношении, определяемом кинематикой планетарного механизма, что приводит к неполному использованию отрицательного импульса, что увеличивает габариты и вес передачи. Кроме того, такая конструкция отличается низкой надежностью МСХ из-за высокой нагруженности элементов заклинивания в мертвых точках.

Известны инерционные трансформаторы, не использующие МСХ. Наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является автоматический инерционный трансформатор, содержащий неподвижный корпус, ведущий и ведомый валы, жестко связанный с ведущим валом полый маховик, импульсный механизм, который размещен диаметрально в полости маховика и имеет уравновешенные грузы с возможностью вращения на перпендикулярной валам оси. Грузы установлены непосредственно на конических зубчатых колесах, которые находятся в зацеплении с колесом, закрепленным на ведомом валу (см. патент RU 2025610, фиг.3, 1990).Известный автоматический инерционный трансформатор работает следующим образом. Импульсный механизм посредством колес через венцы сателлитов взаимодействует с колесом, закрепленным на валу. В результате вращающий момент ведущего вала трансформируется без преобразования в знакопеременный момент, что приводит к повышению долговечности и эффективности без использования МСХ. Однако перечисленные достоинства достигаются довольно сложной конструкцией (сателлиты, грузы, конические зубчатые колеса, колесо на ведомом валу), отчего страдает надежность инерционного трансформатора.

Поставлена задача повышения надежности.

Технический результат обеспечивается путем упрощения импульсного трансформатора при сохранении принципа трансформации вращающего момента без преобразования его в знакопеременный момент.

Поставленная задача достигается тем, что в инерционном трансформаторе, содержащем корпус, установленные в нем соосно ведущий и ведомый валы, жестко связанный с ведущим валом полый маховик, размещенный в его полости импульсный механизм, согласно изобретению импульсный механизм выполнен в виде инерционного груза, расположенного под углом к оси ведомого и ведущего валов, связанного с корпусом маховика и ведомым валом с возможностью совершения колебательных движений вокруг оси ведомого вала.

Поставленная задача достигается тем, что согласно изобретению инерционный груз выполнен в виде шара, в котором выполнен сфероид для размещения в нем шарнира равных угловых скоростей (ШРУСа), связанного с ведомым валом.

Поставленная задача достигается также тем, что согласно изобретению инерционный груз установлен на подшипниках, наружная обойма которых связана с корпусом полого маховика с возможностью регулирования угла наклона инерционного груза.

На фиг.1 показано заявляемое устройство в разрезе.

На фиг.2 показано схематическое изображение заявляемого инерционного трансформатора.

На фиг.3 показан вариант выполнения заявляемого устройства с двумя ведомыми валами.

Автоматический инерционный трансформатор по фиг.1-2 содержит неподвижный корпус 1, установленные в нем соосно ведущий 2 и ведомый 3 валы, жестко связанный с ведущим валом 2 полый маховик 4, в полости которого размещен импульсный механизм 5. Импульсный механизм 5 выполнен в виде неуравновешенного инерционного груза 6, расположенного под углом к оси ведомого и ведущего вала с возможностью совершения им колебательных движений относительно оси ведомого вала. Для этого груз 6 установлен на подшипниках 7, наружная обойма которых связана с корпусом маховика 4, а ведомый вал 3 связан с грузом 6 через установленный в нем шарнир равных угловых скоростей (ШРУС) 8. Груз 6 может быть выполнен в форме кольца, диска разной конфигурации. В предлагаемом устройстве груз 6 выполнен в виде шара, в котором выполнен сфероид для установки в нем ШРУСа 8. В некоторых случаях вместо ШРУСа может быть использован шарнир ГУКа. Показанный на фиг.3 вариант выполнения заявляемого инерционного трансформатора содержит два импульсных механизма 6, расположенных симметрично в полости маховика 4, ШРУСы 8 обоих грузов 5 соединены со своими ведомыми валами 3, а ведущий вал 2 связан с полостью маховика 4 через передачу 9 (зубчатую, коническую и др.).

Работает заявляемый автоматический инерционный трансформатор следующим образом. Крутящий момент от ведущего вала 2 передаетсячерез маховик 4, который вращается вместе с импульсным механизмом 5, на ведомый вал 3. В режиме отсутствия нагрузки на ведомый вал 3 влияние импульсного механизма 5 отсутствует, инерционный груз 6 вращается вместе с маховиком 4. Если момент сопротивления вала 3 превышает крутящий момент ведущего вала 2, то груз 6 начинает совершать колебательные движения, так как масса диска 6 и угол его наклона относительно ведомого вала 3 создают инерционный момент. Через ШРУС 8 инерционный момент передается на ведомый вал 3. При продолжающемся увеличении нагрузки на ведомый вал 3 при постоянной частоте вращения входного вала 2 частота колебаний диска 6 увеличивается, а крутящий момент на ведомый вал 3, а следовательно, частота его вращения падает, и наоборот. Таким образом, частота вращения ведомого вала 3 плавно бесступенчато регулируется в зависимости от возникающего на нем сопротивления. Мощность инерционного трансформатора определяется создаваемым грузом 6 инерционным моментом, который, в свою очередь, определяется массой диска 6 и углом его наклона относительно валов 2 и 3. Подшипники 7 установлены в полости маховика 4 с возможностью регулирования угла наклона груза 6 относительно ведомого вала 3.

Заявляемый автоматический инерционный трансформатор отличается от прототипа простотой конструкции - малое количество деталей, отсутствие зубчатых передач. Это повысило надежность устройства и качество - автоматическая, плавная, бесступенчатая передача крутящего момента от ведущего к ведомом валу без каких-либо импульсных рывков на ведомом валу.

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в приводах различных машин и механизмов. Инерционный трансформатор содержит корпус (1), соосные ведущий (2) и ведомый (3) валы, жестко связанный с ведущим валом полый маховик (4) и размещенный в его полости импульсный механизм (5). Импульсный механизм выполнен в виде инерционного груза (6), установленного под углом к оси ведомого вала и связанного с корпусом маховика (4) и ведомым валом (3) с возможностью совершения колебательных движений вокруг оси ведомого вала. Связь инерционного груза с ведомым валом осуществляется через ШРУС. Изобретение направлено на упрощение инерционного трансформатора. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Автоматический инерционный трансформатор, содержащий корпус, установленные в нем соосно ведущий и ведомый валы, жестко связанный с ведущим валом полый маховик, размещенный в его полости импульсный механизм, отличающийся тем, что импульсный механизм выполнен в виде инерционного груза, установленного под углом к оси ведомого и ведущего валов, связанного с корпусом маховика и ведомым валом с возможностью совершения колебательных движений вокруг оси ведомого вала.

2. Инерционный трансформатор по п.1, отличающийся тем, что инерционный груз выполнен в виде шара, в котором выполнен сфероид для размещения в нем шарнира равных угловых скоростей (ШРУСа), связанного с ведомым валом.

3. Инерционный трансформатор по одному из пп.1-2, отличающийся тем, что инерционный груз установлен на подшипниках, наружная обойма которых связана с корпусом полого маховика с возможностью регулирования угла наклона инерционного груза.