Электромеханическая коробка передач Советский патент 1980 года по МПК F16H49/00 

1

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в приводах различных машин.

Известны электромеханические передачи, содержащие трехзвенный зубчатый дифференциал, одно из солнечных колес которого связано с ведомым валом кинематической цепью, включающей электромагнитную муфту скольжения, имеющей якорь и индуктор 1.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является электромеханическая коробка передач, содержащая дифференциал, электромагнитную муфту скольжения, механизм свободного хода и устройство для изменения возбуждения муфты 2.

Магнитная система таких коробок передач является определяющим показателем их массы и габаритов. Кроме того, этим передачам свойственны невысокие значения КПД на установивщихся режимах работы, значительный перегрев муфт.

Целью изобретения является уменьшение габаритов и увеличение КПД в установившемся режиме работы муфты.

Это достигается тем, что электромагнитная муфта снабжена дополнительной обмоткой возбуждения, оба центральные зубчатые колеса дифференциала порознь установлены на ведомом и ведущем валах, водило 5 через механизм свободного хода (МСХ) связано с корпусом дифференциала, а сателлиты выполнены полыми и снабжены кассетами, установленными в полостях с возможностью вращения относительно сателлитов и заполнены сыпучим материалом.

10

На фиг. 1 представлена схема коробки передач; на фиг. 2 - поперечный разрез А-А на фиг. 1.

Коробка передач содержит статор 1 с обмотками 2 и 3, якорь 4 имеет немагнитное кольцо в форме усеченного конуса 5, внутренняя часть которого находится против середины зубчатого сердечника 6, а наружная - против одной из обмоток возбуждения.

Солнечное колесо 7 жестко сидит на ве20дущем валу вместе с сердечником 5, зубчатое колесо 8 жестко сидит на ведомом валу. Водило 9 жестко связано с якорем 5 и несет полые сателлиты 10, внутри которых на

осях сателлитов свободно установлены кассеты 11, заполненные сыпучим материалом 12. На водиле закреплены также упоры 13, препятствующие повороту магазинов на угол, больший 360°. Механизм свободного хода (МСХ) 14 установлен между водилом и стойкой.

Передача работает следующим образом.

Для обеспечения работы коробки передач на ступени с большим передаточным числом обмотки возбуждения 2 и 3 при включенном двигателе не включаются. При этом происходит заклинивание МСХ и дифференциальный ряд работает как простая зубчатая передача при неподвижном водиле. Если скорость ведомого вала необходимо увеличить, то включают обмотки возбуждения 2 и 3 при одинаковом направлении тока возбуждения, что соответствует тому, что магнитный поток замыкается через статор, якорь и сердечник, т.е. работе электромагнитного устройства в качестве муфты. Происходит разгон ведомого вала до скорости ведущего. Но по мере увеличения скорости ведомого вала растет и скорость водила, что приводит к появлению центробежных сил, действующих на неуравновешенные кассеты с сыпучим материалом. Нормальная составляющая этих сил создает давление на поверхностном контакте сыпучего материала с внутренней поверхностью барабана.

Сцепление между кассетой с сыпучим материалом и барабаном, обусловленное силой трения, пропорциональной нормальной составляющей, способствует вращению кассеты вместе с сыпучим материалом и барабаном. Однако этому вращению кассеты будет препятствовать момент сил инерции относительно оси вращения сателлита.

Чем выше угловая скорость ведомого вала, тем больше сила прижатия сыпучего материала к поверхности барабана. Таким образом, часть энергии, передаваемая через фрикционную связь, по мере разгона ведомого вала возрастает и, наконец, скорости ведущего и ведомого вала выравниваются.

Обмотки возбуждения 2 и 3 при достижении ведомым валом скорости, равной скорости ведущего, обесточиваются системой управления. С этого момента система работает, как квазиупругая муфта.

Но при превышении моментом сил сопротивления на ведомом валу критической величины муфта срабатывает и автоматически переходит в режим работы редуктора при заклинивании МСХ.

Иногда требуется перейти на режим работы редуктора в случае, когда момент сил сопротивления не достиг критической величины. В этом случае обмотки 2 и 3 включаются так, что токи в них имеют противоположное направление. Электромагнитная система начинает работать в режиме тормоза, что способствует переходу ее работы в режим редуктора. После расклинивания МСХ обмотки 2 и 3 выключаются системой управления.

Технико-экономический эффект изобретения заключается в том, что масса и габариты магнитной системы могут быть существенно уменьшены за счет того, что наибольшая доля момента с ведущего вала

на ведомый в режиме муфты при малых скольжениях будет передаваться за счет фрикционной связи, введенной в дифференциал.

Поскольку в режиме муфты система работает без скольжения, то это вызовет уменьшение нагрева в установившемся режиме и, как следствие, увеличение КПД.

Передача может найти применение в различных многоскоростных приводах механизмов.

Формула изобретения

Электромеханическая коробка передач, jjj содержащая дифференциал, электромагнитную муфту скольжения, механизм свободного хода и устройство для изменения возбуждения муфты, отличающаяся тем, что, с целью уменьщения габаритов и увеличения КПД в установившемся режиме работы 35 .муфты, электромагнитная муфта снабжена дополнительной обмоткой возбуждения, оба центральные зубчатые колеса дифференциала порознь установлены на ведомом и ведущем валах, водило через механизм свободного ходя связано с корпусом дифференциала, а сателлиты выполнены полыми и снабжены кассетами, установленными в полостях с возможностью вращения относительно сателлитов и заполнены сыпучим материалом.

41Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 243030, кл. F 16 Н 49/00, 1969.

so 2. Авторское свидетельство СССР № 241873, кл. F 16 Н 49/00, 1969.