Гидродинамическая передача Б.Ф.Кочеткова Советский патент 1993 года по МПК F16H41/00 

fe

Сущность изобретения: с ведомым валом соединен ведомый элемент, заполненный рабочей жидкостью, выполненный а виде тора. К ведущему валу наклонно в сторону ведомого вала прикреплен кривошип, на конце которого размещен шип, на котором шарнирно с возможностью вращения установлен наклонно к оси передачи тор. На конце шипа перпендикулярно к нему расположено лопастное колесо, несущее плоские лопатки, находящиеся в полости тора с минимальными зазорами с его внутренними стенками. В центральной части тора со стороны ведомого вала расположен промежуточный элемент, выполненный в виде промежуточного вала, который через универсальный шарнир связан с ведомым валом. Шип. тор, лопастное колесо и промежуточный вал размещены на одной осевой линии, расположенной наклонно к ос.и передачи и пересекающейся с ней в точке,с которой совмещен центр универсального шарнира и совокупный центр масс тора и колеса. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортном машиностроении и станкостроении.

Цель изобретения - упрощение устройства, уменьшение размеров, массы и динамических нагрузок, повышение надежности конструкции и нагрузочной способности.

На фиг. 1 и 2 изображена гидродинамическая передача, общий вид, в двух проекциях соответственно, на фиг. 1 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 3 показана работа передачи.

Гидродинамическая передача (см. фиг. 1,2) содержит соосные ведущий 1 и ведомый 2 валы, размещенные на общей оси ОО передачи. К ведущему валу наклонно в сторону ведомого вала прикреплен кривошип 3, несущий на своем конце шип 4. на котором с применением в своей центральной части подшипника 5с возможностью вращения на

шипе и с наклоном к оси передачи расположен тор 6. К концу шипа 4 перпендикулярно к нему прикреплено лопаточное колесо 7, несущее от двух и более плоских лопаток 8, расположенных в полости тора и в пдоскостях, проходящих через ось ОО передачи, с минимальными зазорами с его внутренними стенками. К центральной плоской стенке тора в ее центре прикреплен промежуточный элемент в виде короткого промежуточного вала 9, который через универсальный шарнир 10 связан с ведомым валом. Шип 4 и промежуточный вал 9 размещены на одной осевой линии (оси) О iOi, расположенной наклонно к оси 00 передачи и пересекающейся с ней в точке О1, с которой совмещен центр универсального шарнира 10 и совокупный центр масс тора 6 и лопаточного колеса 7 с лопатками 8. К ведущему валу 1 симметрично кривошипу 3 прикреплен про00 N3 VI

ь.

vj 00

тивовес (не показан). Совмещение совокупного центра масс тора 6 и лопаточного колеса 8 с осью передачи 00 в точке О1 и применение противовеса обеспечивает балансировку передачи в целом относительно оси вращения 00.

В гидродинамической передаче могут быть применены любые известные универсальные шарниры или шарнирные муфты, широко используемые для соединения валов с пересекающимися осями. Конкретное исполнение шарнира в данной передаче не имеет значения, а поэтому в описании указанный шарнир просто упоминается, а на схемах приводится в общем виде.

Гидродинамическая передача работает следующим образом.

При вращении ведущего вала 1 и неподвижном ведомом вале 2 в связи с приложен- ной к нему нагрузкой или началом движения, кривошип 3 и шипом 4, лопаточным колесом 7 с лопатками 8 и тором 6 приводится во вращение вокруг оси 00 передачи. При этом промежуточный вал 9, связанный универсальным шарниром 10 с заторможенным нагрузкой ведомым валом 2, и соединенный с ним тор б вокруг оси OiOi не вращается. Ориентированность тора в плоскости, перпендикулярной оси 00, при его вращении вокруг оси 00 муфты остается неизменной. Вместе с тем, при вращении кривошип 3 благодаря наклонному положению оси О i О i к оси 00 тор 6 совершает колебательные движения в плоскостях, проходящих через ось 00 муфты с одновременным вращением вокруг оси 00. Амплитуда этого колебательного движения показана на фиг. 3 линиями ВВи углом о. при повороте кривошипа 3 на угол 180° и при условии, когда ведомый вал 2 неподвижен в связи с приложенной к нему нагрузкой. Вместе с тем, жестко связанное с шилом 4 лопастное колесо 7 с лопастями 8 вращается вместе с ведущим валом 1 одновременно вокруг осей 00 и OiOi, обеспечивая круговое движение рабочей жидкости в полости тора 6. Изаестно, что в гидродинамических передачах вращающий момент передается за счет изменения момента количества движения рабочей жидкости. Известно также, что момент количества движения является векторной величиной и в то же время он прояаляется с соблюдением фундаментального физического закона сохранения. УЗз сказанного выше следует, что рабочая жидкость в полости тора под воздействием лопаток 8 вращающегося лопаточного колеса 7 совершает вращение одновременно вокруг двух осей 00 v, OiOi, которые наклонены относительно друг друга и пересекаются в точке О1. При этом вращающаяся рабочая жидкость вместе с тором 6, совершающая одновременно колебательные движения вокруг той же точки О1 с амплитудой угла а , подчиняется закону сохранения момента количества движения, включающего сохранение направление его вектора. Следовательно, исходя из фундаментального физического закона со0 хранения, ось OiOi принудительно колеблющегося тора б стремится занять стабильное положение. Этому препятствует кинематическая связь тора 6 с ведомым валом 2 через универсальный шарнир 10, Воз§ пикающая при этом реакция со стороны универсального шарнира обуславливает передачу вращающего момента на ведомый вал 2, который, преодолевая нагрузку, начнет вращаться. Величина передаваемого

0 вращающего момента зависит от частоты (интенсивности) колебаний тора с вращающейся рабочей жидкостью, которая находится в прямой зависимости от разности угловых скоростей ведущего 1 и ведомого 2

5 валов.

Цель изобретения достигается применением заполненного рабочей жидкостью вращающегося тора, центр массы которого совмещен с осью вращения и центром коле0 баний. который благодаря установки его оси под углом к оси передачи, совершает колебательные движения, обеспечивающие передачу вращательного движения без применения раздельных насосного и тур5 бинного колес, имеющих большое число лопаток.

Предложенная гидродинамическая передача в отличие от известных не имеет лопаточных насосного и турбинного колес с

0 обтеканием их потоком рабочей жидкости, что уменьшает потери на трение. Уменьшению потерь способствует также вращение тора и рабочей жидкости в одном направлении, что уменьшает скорость жидкости от5 носительно стенок камеры тора. В передаче принципиально невозможны удары жидкости о лопатки, поскольку лопатки и жидкость относительно друг друга всегда неподвижны, т.к. движутся совместно в

0 одном направлении с одинаковой скоростью. Исключены резкие изменения направления потока жидкости, что также снижает гидравлические потери и устраняет возможность кавитации. Отсутствие

5 большого числа лопаток упрощает устройство. Устройство передачи с предложенным новым принципом действия открывает возможности создания гидродинамических передач на новой технической основе.

Формула изобретений Гидродинамическая передача, содержащая ведущий и ведомый валы, лопастное колесо и соединенный с ведомым валом ведомый элемент, заполненный рабочей жидкостью, выполненный в виде тора, отличающаяся тем, что, с целью упрощения устройства, уменьшения размеров, массы и динамических нагрузок, повышения надежности и нагрузочной способности, к ведущему валу наклонно в сторону ведомого вала прикреплен кривошип, на конце которого находится шип, на котором шарнирно с возможностью вращения установлен наклонно к оси передачи тор, на конце шипа перпендикулярно к нему расположено лопастное

А-А

0.

8 фиг. 3

0

5

колесо, несущее по меньшей мере две плоские лопатки, находящиеся в полости тора с минимальными зазорами с его внутренними стенками, в центральной части торе со стороны ведомого вала расположен промежуточный элемент, выполненный в виде промежуточного вала, который через универсальный шарнир связан с ведомым валом, причем шип, тор. лопастное колесо и промежуточный вал размещены на одной осевой линии, расположенной наклонно к оси передачи и пересекающейся с ней в точке, с которой совмещен центр универсального шарнира и совокупный центр масс тора и лопастного колеса.