Волновая передача Советский патент 1985 года по МПК F16H1/00 F16H57/04 

00 ON 00 К) 1 Изобретение относится к машиностроению, а именно к механизмам для передачи и преобразования движе ния путем волнового деформирования одного из его звеньев, может быть, использовано для передачи движения из герметизированного пространства без подвижных уплотнений, например, на транспортных аппаратах, сна(5женных манипуляторами и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1114830 Цель изобретения - повышение КПД и улучшение охлаждения передачи в реверсивном режиме, На фиг. 1 изображена волновая передача, продольный разрез, на. фиг. 2 - генератор волн, поперечный разрез,на фиг. 3 - ротор газовой турбины, поперечньй разрез. Волновая передача содержит корпус 1, расположенные в нем ведущий вал 2 с генератором 3 волн, ведомьй вал 4 с жестким колесом 5 и гибкое герметичное колесо 6 в виде стакана 7. Стакан 7 снабжен гибким фланцем 8, который герметично закреплен на фланце 9 корпуса 1. Генератор 3 волн состоит из кулачка 10 и напрес сованного на него гибкого подшипника 11 качения. Резиновая шайба 12 прикреплена, например, путем вулканизации к металлическим шайбам 13 и 14, которые соединены соответственно с кулачком 10 и ведущим валом 2. Волновая передача снабжена тепловой трубой 15, торец 16 которо со стороны- зоны 17 испарения вьт:олнен открытым и герметично присоединен к фланцу 8 стакана 7. В паровом канале 18 тепловой тру бы 15 установлена газовая турбина 19, ротор 20 которой закреплен на ведущем валу 2. На внутреннюю поверхность 21 стакана 7 нанесено капиллярно-пористое покрытие 22, ар териями 23 соединенное с зоной 24 транспорта жидкой фазы теплоносителя 25 в зону 26 конденсации теплово трубы 15. ДЛя прохода газообразной фазы 27 теплЪносителя 25 в кулачке 10 предусмотрены каналы 28. Для увеличения крутящего момента газова турбина 19 снабжена направляшам 29 и спрямляющим 30 аппаратами. Д,пя уменьшения энергетических по терь на наружную поверхность 31 теп левой трубы 15 в зоне 24 транспорта 22 жидкой фазы теплоносителя 25 нанесено теплозащитное покрытие 32. Ка;1иллярно-пористое покрытие 22 выполнено из эластичного материала, практически не влияющего на жесткость стакана 79 например фитильной ткани, войлока, пористой резины, приклеиваемых на внутреннюю поверхность 21 стакана 7 эластичным клеем. В качестве теплоносителя 25 может быть использован, например фреон-11, имеюищй рабочий диапазон температур -40 С + . Для расширения области применения волновой передачи путем обеспечения возможности ее реверсирования ротор 20 газовой турбины 19 выполнен в виде радиально установленных с возможностью вращения вокруг своих продольных осей 33 круговых цилиндров 34 с зубчатыми венцами 35, взаимодействующими с неподвижно установленным внутри тепловой трубы 15 зубчатым колесом 36. Круговые цилиндры 34 уСтановлены при помощи закрепленных одниг-: ми концами 37 на ведущем валу 2 радиальных валов 38 с подшипника- ми 39 и 40. Другие концы 41 радиальных валов 38 закреплены во внутренней обойме 42 поперечного подшипника 43. Волновая передача работает следующим образом. При приведении ведущего вала 2 от внешнего источника во вращение, например по часовой стрелке (фиг. 3), во вращение приводится кулачок 10 генератора 3 волн и по окружности гибкого колеса 6 бежит волна деформирования: сцепленное зубьями с колесом 6 жесткое колесо 5 вместе с ведомым валом 4 поворачивается в направлении вращения генератора 3 волн и передает крутящий момент потребителю. Из-за потерь мощности в зацеплении жесткого 5 и гибкого 6 колес и в генераторе 3 волн происходит нагрев жидкой фазы теплоносителя 25, пропитывающей капиллярно-пористое покрытие 22 и контактирующей поэтому со стаканом 7. / Жидкая, фаза теплоносителя 25 непрерывно испаряется и переходит в газообразную фазу 27. При этом от нагретых элементов конструкции передачи отнимается большое количество тепла, равное скрытой теплоте парообразования теплоносителя 25, чем поддерживается приблизительно

постоянная температура передачи и предотвращается ее перегрев. Эта температура равна температуре кипеНИН теплоносителя 25 и, например, для фреона-П 24С, Газообразная фаза 27 теплоносителя 25 с большой скоростью устремляется через каналы 28 в кулачке 10, открытый торец 16 и паровой канал 18 тепловой трубы 15 в ее зону 26 конденсации. Поток газообразной фазы 27 теплоносителя 25 через направляющий аппарат 29 воздействует при этом на ротор 20 газовой турбины 19.

Круговые цилиндры 34 ротора 20 совершают планетарное движение: они одновременно вращаются вокруг ведущего вала 2 за счет его вращения и вокруг радиального вала 38 за счет взаимодействия зубчатых венцов 35 с неподвижным колесом 36 Поток газообразной фазы 27 теплоносителя 25 направлен перпендикулярно образующим круговых цилиндров 34 (на фиг.З перпендикулярно плоскости чертежа). Скорость течения потока со стороны, где направление скорости потока и вращения кругового цилиндра 34 совпадают, увеличивается (для левого цилиндра 34 вверху, а для правого внизу), а со стороны, где они противоположны - уменьшается (для левого цилиндра 34 внизу, а для правого вверху). В соответствии с уравнением Бернулли давление на одной стороне возрастает (для левого цилиндра 34 внизу, а для правого вверху), а на другой - уменьшается (для левого цилиндра 34 вверху, а для правого внизу). Появляются поперечные силы - у левого цилиндра 34 (фиг. 3) поперечная сила направлена вверх, а у правого - вниз. Эти поперечные силы образуют дополнительный крутящий момент, утилизирующий вьщеляющееся в передаче тепло, совпадающий по направлению с основным крутящим моментом передачи и суммирующийся с ним, что повьш1ает КПД передачи. В зоне 26 конденсации газообразная 27 теплоносителя 25 переходит в жидкую фазу и транспортируется зоной 24 транспорта к стакану 7 за счет,капиллярных сил, обусловленных непрерывным высыханием капиллярнопористого покрытия 22. Цри реверсировании и вращении ведущего вала 2 против часовой стрелки (фиг. 3) у левого цилиндра 34 поперечная сила направлена вниз, а у правого - вверх т.е. дополнительный крутящий момент меняет знак. Однако в зтом случае и основной крутящий момент изменил свой знак. Следовательно, и при перемене нгправления вращения ведушего вала 2 .дополнительный крутящий момент суммируется с основным крутящим моментом.

Предлагаемое техническое решение позволяет автоматически суммировать основной и дополнительный крутящие моменты при любом направлении вращения ведущего вала 2 и тем самым существенно расширить область применения волновой передачи, обладающей свойством утилизации тепла.

/

ВОЛНОВАЯ ПЕРЕДАЧА по авт. св. W 1114830, отличающаяс я тем, что, с целью повьшения КПД и улучшения охлаждения передачи в реверсивном режиме, .она снабжена неподвижньм зубчатым колесом, соосным с генератором волн, ротор газовой турбины выполнен в виде радиально установленных с возможностью вращения вокруг продольных осей круговых цилиндров, а зубчатый венец каждого из них взаимодействует с неподвижным зубчатым колесом.