Устройство для сообщения вращательного движения с периодически изменяющимся передаточным числом Советский патент 1992 года по МПК F16H35/02 F16H1/32 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к механическим передачам, используемым для сообщения вращательного движения с периодически изменяющимся передаточным числом в приводах различных машин,

Известно устройство для сообщения вращательного движения с периодически изменяющимся передаточным числом, содержащее корпус, входное и выходное звенья, соединенные с этими звеньями, и находящиеся в зацеплении друг с другом некруглые зубчатые колеса с замкнутой начальной кривой (эллиптические или производные от них - овальные).

Недостатками такого устройства являются необходимость в больших габаритах

зубчатых колес при повышении частоты колебаний передаточного числа, сложность профилирования и изготовления некруглых зубчатых колес, а также отсутствие возможности регулировки амплитуды колебаний передаточного числа.

Известно устройство для сообщения вращательного движения с периодически изменяющимся передаточным числом, содержащее корпус, входное и выходное звенья, планетарную передачу, включающую центральное колесо и водило с сателлитом, вал которого установлен в водиле с возможностью вращения. Планетарная передача содержит две лары зубчатых некруг- лых колес: ведущее центральное колесо-сателлит и ведомое центральное коXI

-N

8

ы го

лесо-сателлит. Оси валов сателлитов параллельны осям входного и выходного звеньев.

Недостатками такого устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как оно не обеспечивает возможности регулировки частоты и амплитуды колебаний передаточного числа. Кроме того, некруглые зубчатые колеса трудно профилировать и изготовлять, а также обеспечить совместную работу таких колес в процессе эксплуатации.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет регулирования передаточного числа.

Предлагаемое изобретение повышает универсальность устройства и упрощает его изготовление.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве центральное колесо планетарной передачи установлено в корпусе, на вы- ходном звене устройства выполнена вилка, на валу сателлита планетарного механизма установлена качающаяся шайба с двумя противонаправленными шипами, шарнир- но связанными с вилкой выходного звена, а водило связано с входным звеном, при этом оси входного и выходного звеньев, центрального колеса, вала сателлита и шипов качающейся шайбы пересекаются в общем центре Центральное колесо установлено с возможностью поворота перпендикулярно оси входного звена и подпружинено относительно корпуса, на входном звене выполне- на вилка, а водило имеет два противонаправленных шипа, шарнирно связанных с вилкой входного звена, при этом ось шипов водила проходит через общий центр.

На фиг, 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - зависимость угла поворота выходного звена устройства от угла поворота входного звена и кинематическая схема устройства.

Устройство для сообщения вращательного движения с периодически изменяющимся передаточным числом содержит разъемный корпус 1, в котором установлены входной 2 и выходной 3 валы, установлен- ные в подшипниках 4 и 5 соответственно и снабженные вилками б и 7 с соосными отверстиями в проушинах. В отверстия вилки б входного вала 2 вставлены два радиальных противонаправленных шипа 8 водила 9, снабженных подшипниками 10. В отверстиях 11 водила, ось которых перпендикулярна оси шипов 8, в подшипниках 12 установлен шлицевый вал 13, нгэ одном конце которого на шлицах установлен коническийхателлит

14, а на другом его конце на подшипнике 15 - конический сателлит 16

Сателлиты 14 и 16 находятся в зацеплении с коническим центральным колесом 17, жестко закрепленным на торцовой стенке стакана 18, снабженного двумя радиальными противонаправленными полыми шипами 19, вставленными во втулки 20 корпуса 1. Втулки 2Q жестко соединены с корпусом, снабжены внутренними шлицами и закрыты колпачками 21. Каждый полый шип 19 также снабжен внутренними шлицами, в которые вставлен шлицевый конец торсиона 22, Второй его конец (также шлицевый), вставлен во внутренние шлицы соответствующей втулки 20.

Центральное колесо 17, сателлиты 14 и 16, вал 13 и водило 9 образуют планетарный механизм,

На шлицы средней части вала 13 надета качающаяся шайба, содержащая внутреннюю втулку 23 с внутренними шлицами и соединенную с ней посредством двух подшипников 24 наружную втулку 25, снабжен- нуюдвумярадиальными

противонаправленными шипами 26. На валу 13 между втулкой 23 и подшипниками 12 водила установлены распорные втулки 27. Втулка 25 зафиксирована на подшипниках 24 стопорными кольцами 28.

Шипы 26 вставлены в отверстия проушин вилки 7 выходного вала 3 и снабжены установленными в этих отверстиях и зафиксированными стопорными кольцами подшипниками 29.

Оси входного и выходного (3) валов, вала 13 сателлитов, шипов 26 качающейся шайбы, шипов 8 водила, шипов 19 стакана 18 и центрального колеса 17 пересекаются в общем центре. Ось шипов 19 перпендикулярна оси входного вала 2.

Устройство работает следующим образом.

Входной вал 2 равномерно вращается от привода и вилкой 6 вращает водило 9, которое приводит во вращение вал 13, а с ним и сателлиты 14 и 16, а также втулку 25 качающейся шайбы. Сателлит 14, обкатываясь по центральному колесу 17, вращает вал 13, а с ним и внутреннюю втулку 23 качающейся шайбы, которая при вращении заставляет наружную втулку 25 описывать коническую поверхность (прецессировать). Следовательно, в любой плоскости, проходящей через ось вала 13 сателлитов, ось втулки 25 совершает в течение одного оборота вала 13 колебание на угол, равный удвоенному углу между указанными осями Вращение вала 13 сателлитов вокруг оси входного вала 2 полностью передается втулке 25 качающейся шайбы, которая участвует, таким образом, в двух движениях одновременно - во вращении вокруг оси вводного вала 2 и в прбцессии вокруг оси вала 13 сателлитов. Выходному валу 3 передается результирующее вращение, состоящее из равномерного вращения входного вала 2 и колебания шипов 26 втулки 25 вокруг оси выходного вала 2, Оно описывается выражением

. tg i farctg cos QMg 00 РВЫХ p + arctg (1)

где рвы угол поворота выходного вала; р - угол поворота входного вала;

do - угол между осью качающейся шайбы и осью вала сателлита;

I- передаточное отношение пары центральное колесо - сателлит;

а - угол между осью центрального колеса и осью входного вала.

На фиг. 4 приведена зависимость угла РВЫХ от угла р для различных сочетаний параметров 50 , i и а . Из сравнения кривых (i 2; (30 15°; а 0°) и (I 4; 60 15°; а 0°) видно, что количество периодов колебаний угла йшх поворота выходного вала 3 равно передаточному числу I. Из сравнения кривых (I 4; 50 15°; а 0е) и (i 4; 50 15°;а 30°) видно влияние угла а наклона оси центрального колеса 17 к оси входного вала 2.

Сателлиты 14 и 16, обкатываясь по центральному колесу 17, обеспечивают автоматическую установку вала 13 и водила 9 под углом, зависящим or угла установки центрального колеса к оси входного вала 2 и от угла поворота этого вала, при этом водило 9 осуществляет колебание вокруг оси шипов 8. Требуемый наклон центрального колеса устанавливается путем перестановки шлицев торсионов 22 в шлицах втулок 20 или полых шипов 19. Наклонное положение центрального колеса показано штриховыми линиями на фиг. 2. При возникновении динамических перегрузок на выходном валуЗ, связанных с его ускорением при колебаниях угловой скорости, торсионы 22 пружинят и центральное колесо 17 изменяет угол наклона, в результате чего снижаются динамические нагрузки на валу. Так же смягчается

работа устройства и в моменты изменения

знака углового ускорения выходного вала 3

Устройство является обратимым, т. е.

выходной вал может быть входным, соединенным с приводом, а выходной - входным, при этом все закономерности работы устройства сохраняются. Устройство может также работать в режиме преобразования неравномерного вращения в равномерное,

например, в поршневых двигателях внутреннего сгорания, в поршневых насосах и т. д. Согласно изобретению возможны варианты выполнения отдельных элементов устройства. Например, планетарная передача

может быть выполнена фрикционной; сателлит 14 - заодно с валом 13; торсионы 22 могут быть заменены двусторонними пружинными .амортизаторами; корпус устройства может быть выполнен заодно с

корпусом машины, с которой агрегатирует- ся устройство;входное и выходное звенья - в виде шестерен, звездочек цепных передач, шкивов ременных передач и др. Формула изобретения

1. Устройство для сообщения вращательного движения с периодически изменяющимся передаточным числом, содержащее корпус, входное и выходное звенья и планетарную передачу, включающую центральное колесо и водило с сателлитом, вал которого установлен в водиле с возможностью вращения, отличающее- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет регулирования передаточного числа, центральное колесо установлено в корпусе, на выходном звене выполнена вилка, на валу сателлита установлена качающаяся шайба с двумя противонаправленными шипами, шарнирно связанными с вилкой выходного звена, водило связано с входным звеном, а оси входного и выходного звеньев, центрального колеса, вала сателлита и шипов качающейся шайбы пересекаются в общем

центре.

2. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что центральное колесо установлено с возможностью поворота перпендикулярно оси входного звена и подпружинено относительно корпуса, на входном звене выполнена вилка, а водило имеет два противонаправленных шипа, шарнирно связанных с вилкой входного звена, при этом ось шипов водила проходит через общий центр

Фиг.1

Bl

Использование: машиностроение, в частности механические передачи, используе- мые для сообщения вращательного движения с периодически изменяющимся передаточным числом в приводах различных машин. Сущность изобретения: с вилкой входного звена шзрнирно связано водило, в котором установлен вал сателлитов с качающейся шайбой. С ее шипами шарнир- но связана вилка выходного звена. Центральное колесо установдено в корпусе с возможностью поворота перпендикулярно оси входного звена и подпружинено..Оси входного и выходного звеньев центрального колеса, вала сателлита, шипов качающейся шайбы и шипов водила пересекаются в общем центре. Результирующее вращение выходного звена является суммой равномерного вращения с частотой входного звена и колебания шипов качающейся шайбы с частотой, равной передаточному числу планетарной передачи. Изменением наклона центрального колеса к оси входного звена изменяется амплитуда колебаний передаточного числа выходного звена. 1 з. п. ф-лы, 4 ил. Nw е

д-д г гпф

2С80Ш

90