Автоматическая импульсная передача Советский патент 1982 года по МПК F16H33/08 

1

Изобретение относится к машиностроению, в частности к автоматическим импульсным передачам, и может быть использовано в приводных устройствах повышенной плавности хода с автоматическим регулированием скорости и.вращающегося момента на ведомом звене.

Известна автоматическая импульсная передача, содержащая выполненное в виде кулачка ведомое звено и расположенное внутри него ведущее звено,имеющее внутри камеры с клапанами, соединенные между собой каналами, запол ненными рабочей средой, и снабженные толкателями, часть которых контактирует с ведомым звеном, а другая часть - с закрепленными на ведущем звене инерционными или упругими элементами .

Однако эта передача имеет низкий КПД, так как энергия, затраченная веду1цим звеном на создание импульса на ведомом звене, не возвращается обратно в силовой поток передачи.

а рассеивается на дросселирование рабочей среды.

Цель изобретения - повышение КПД, путем использования энергии, затраченной ведущим звеном при создании импульса на ведомом звене.

Указанная цель достигается тем, что она неподвижным звеном, выполненным в виде охватывающего ве.,дущее звено кулачка, ведущее звено .снабжено дополнительными камерами с толкателями, контактирующими с неподвижным звеном, и дополнительными камерами с клапанами, также контактирующими с неподвижным звеном.

Кроме того, на ведущем звене выполнен дополнительный канал, внутри которого расположен стопор с возможностью его взаимодействия с расположенным в дополнительной камере клапаном, передача также снабжена выпускными Клапанами, установленными в каналах со стороны неподвижного звена. На фиг. 1 изображена передача, ос вой разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б Ц сечение В-В на фиг.-1; на фиг. 5 сечение Г-Г н на фиг. 1, на фиг. фиг. 1; на фиг. 6 - сечение Д-Д на фиг. 1; на фиг. 7 сечение Е-Е на фиг, 1 ; на фиг. 8 - сечение на фиг. 1; на фиг. 9 сечение 3-3 на фиг. 6. Автоматическая импульсная передача содержит выполненное в виде кулачка ведомое звено 1 и расположенное внутри него ведущее звено 2, имеющее внутри камеры с клапанами. 14-19. соединенные между собой .каналами 20-22 (фиг. 1), заполненными рабочей средой, и снабженные толкателями . Часть толкателей 23 и 2б контакти рует с ведомым звеном 1, а толкатели 2 и 25 с инерционными или упругими элементами (не показаны) . Толкате ЛИ 23 и 26 контактируют с ведомым звеном 1 через шариирно закрепг1енный на ведущем звене 2 рычаг 27 и ролик 28. Рычаг 27 снабжен противовесом 29 Толкатели 24 и 25 снабжены силовыми элементами, включающими шарнирно зак репленный на ведущем звене 2 рычаг 30 и инерционный груз 31 Толкатели 24 и 25 имеют скосы, обращенные в ст рону толкателей 23 и 2б (фиг. 5) Передача снабжена неподвижным звеном 32, выполненным в виде охватывающего ведущее звено 2 кулачка, а ведущее звено 2 снабжен дополнитель ными камерами 33 и 34 с толкателями 35 и 36, контактирующими с неподвижным звеном 32, м дополнительными камерами 37 и 38 с клапанами 39 и 40, также контактирующими с неподвижным звеном 32, а все клапаны 14-19 и выполнены с кольцевыми канавка ми и подвижными вдоль камер (фиг.7 и 1). На ведущем звене 2 выполнен допол нительный канал 41, внутри которого расположен стопор 42 с возможностью его взаимодействия с расположенным в дополнительной камере 37 клапаном 39 (фиг. 9). В этом клапане 39 выполнен взаимно перпендикулярные радиальные отверстия 43 и 44, одно из которых (43) перекрывается стопором 42, и подвижный элемент 45 с каналом 46,со общаемымс другими отверстиями клапана (фиг. 9)- Толкатели 35 и 36 контактируют с неподвижным звеном 32 через шарнирно закрепленный на ведущем звене 2 рычаг 7 и ролик 48 (фиг. 7). Рычаг kj снабжен противовесом 49-Камеры и 33, 34, 37 и 38 соединены между собой каналами 20-22. Клапаны 14-19 и 39f40 выполнены в виде радиально перемещающихся стержней с кольцевыми проточками. Клапаны считаются открытыми, если их кольцевые проточки находятся в зоне каналов 20 и 22. Передача снабжена также выпускными клапанами 50 и 51, установленными в каналах 20 и 22 со стороны неподвижного звена 32. Рабочая поверхность кулачков ведомого 1 и неподвижного 32 звеньев спрофилирована следующим образом. По кривизне кулачок ведомого звена 1 подразделяется на четыре участка, первый участок выполнен с постоянным минимальным радиусом, второй - с переменным в сторону увеличения, третий - с постоянным максимальным и Четвертый - с переменным в сторону уменьшения. Если условно профиль рабочей поверхности кулачка ведомогозвена 1 разбить в радианах на шесть равных зонсц-5 ,б-Ь, Ь-г. ,2- Д-е и е-а, то у кулачков неподвижного звена 32, с которыми контактируют клапаны 19, 18, 40 и 16, первый участок состоит из трех зона-6,В-Ь и 5-2, второй - из одной , третий из одной зоныО.-е и четвертый - из одной зоны е-Ь. Клапаны 16, 18, 19 и 40, контактирующие с кулачком 32 в зонахс1-Б,б-Ь и Ь-Е, находятся в закрытом положении, в зоне i.-Q- - в стадии открытия, в зонеа-е- в открытом положении, в зонее-о в стадии закрытия. У кулачков ведомого звена 1, с которыми контактируют толкатели 23 и 26 (фиг. 3 и 7), первый участок состоит из двух зона-S иЪ-Ь, второй - из одной зоныЬ-Z,, третий из двух и четвертый из одной зоные-0( . Профили кулачков,с которыми контактируют клапаны 19 и 18 (фиг. 2,4), смещены относительно один другого на 180°. Так же смещены на 180 кулачки, с которыми контактируют клапаны 40 и 16 (фиг. 6 и 8). Кулачок ведомого звена 1, с которым контактирует ролик 28, установлен таким образом, чтобы приоткрытом положении клапана. 19 и закрытом клапане 18 ролик 28, находился в зоне Ь-i/vФиг. 3 и 1). Кулачок неподвиж.ного звена 32, с которым контактирует ролик.iS, установлен таким образом, чтобы при открытом положении кл пана 40 и закрытом клапане 16 ролик 8 находился 8 зонеЬ-г(фиг. )Клапан.tO., в отличие от клапанов 19, 18 и 16, снабжен окнами 3 и t4 (фиг. 1, 6 и 9) и подвижным элементом tS выполненным в виде радиально перемещающегося стержня внутри клапа .на 40 и снабженным каналом 46. Окно 43 расположено со стороныстопора k2, выполненного в ведущем звене 2 в виде подпружиненного стержня.При закрытом положении. клапана lO стопор k2 находится на одной оси с окном . Окно ЦЦ (фиг. 1) расположено ее) сторояы толкателя 25- Канал 6 подвижного элемента 5 при закрытом положении клапана 40 сообщает камеру 37 ео стопором А2. Для предотвращения углового смещения окон k3, и канала 46 клапан 0 и подвижный элемент 5 снабже ны штифтами 52 и 53, которые переме,щаются по направляющим, выполненным введущем звене 2. и клапане lO. Каналы 20, 21 и 22соединены между собою полостью 5 и 55 (фиг. 1). На выходе каналов 20 и 22 установлены выпускные клапаны 50 и 51. В целях ,.компенсации утечек рабочей среды чер зазоры подвижных частей ведущее звено г снабжено компенсатором 5б, выполненным в виде подвижного подпружиненного стержня. Передача работает следующим образом. При вращении ведущего звена 2 в момент выхода ролика 28 в зону е-а .клапан 15 открыт, а клапан 19 закрыт (фиг. 3). Толкател.ь 23 за счет перемещения ролика 28 к центру вытал кивает рабочую среду из камеры 3- fa бочая среда под давлением толкателя 23 давит на скос толкателя 2. Последний, преодолевая центробежные силы инерции груза 31 (фиг. 5). пере мещается к периферии. В результате, на ведомом звене 1 создается прямой импульс вращающего момента, величина которого определяется величиной цент робежной силы инерции груза Рабочая среда находится в камере k под давлением центробежной силы инерции груза 31 до момента открытия клапана iQ. При дальнейшем перемещении ролик 28 в зонах О-б и&-Ь клапан 15 закрывается, а клапан 19 открывается. При прохождении зоныb-1 ролик 28, не теряя контакта с ра бочей поверхностью кулачка 1, совместно с толкатепем 23 перемещается к периферии за счет приведенной центробежной силы инерции толкателя 23, рычага 27 ролика 28 и противовеса 29, которая не должна быть большой, чтобы не вызвать на ведомом звенГе 1 обратного импульса, но достаточной, чтобы получить нужную скорость перемещения толкателя 23 к периферии. В это время камера 3 (фиг. 1) заполняется рабочей средой для создания следующего импульса вращающего, момента на ведомом звене 1 . Рабочая среда, находящаяся в камере k под давлением, при закрытом пЬложении клапана АО выталкивает стопор 42 из окна 43 (фиг. 9). Расстопоренный клапан 40 при подходе к зоне -G полностью открывается. В это время ролик 48 (фиг. 7) подходит к зоне , а клапан 1б находится в закрытом положении. Рабочая среда под действием центробежных сил инерции, груза 31 через толкатель 35, рычаг 47 и ролик 48 создает обратный импульс, при котором энергия, затраченная ведущим звеном 2 на создание прямого импульса на ведомом звене 1, возвращается обратно ведущему звену 2.При дальнейшем перемещении ролика 48 через зоны 2.-Qи Q. - е клапан 40 находится 8 закрытом положении, а клапан 16 - в открытом. В зонее-а толкатель 35, двигаясь к центру, перемещает рабочую среду из камеры 33 через выпускной клапан 50 а полость 55 и канал 21 . В случае отсутствия рабочей среды в камере 4 клапан 40 при прохождении им зон О(-о,о-оиЬ-2 остается в застопоренном положении, а при выходе в зоны 7,-О-,А - в и в-а продолжает находиться в застопоренном положении даже при поступлении рабочей среды в камеру 4, так как подвижный элемент 45 при перемещении к периферии разобщает камеру 4 со стЬпором 42. Таким образом, рабочая среда может поступить в камеру 33 только в начале перемещения толкателя 35 к периферии, в результате чего, энергия, затраченная при создании прямого импульса, полностью используется на создание обратного импульса. Пру вращении ведущего вала 2 с угловой скоростью GL) могут осуществляться следующие режимы, свойственны импульсный передачам. Стоповый -режим - ведомое звено 1 неподвижно, толкатели 26 и 23 дают прямые импульсы вращающего момента н ведомом звене 1, а толкатели 35, Зб отрицательные импульсы на непод вижном звене 32 вращающий момент на этом режиме максимален за счет большой HacTOtM импульсов. Режим трансформации вращающего момента - ведомое звено 1 вращается угловой скоростью CJ О Со С0 С увеличением угловой скорости CJj, вращающий момент ведомого звена 1 уменьшается за счет уменьшения часто ты импульсов. Режим прямой передачи - момент сопротивления на ведомом звене 1 выравнивается с вращающим моментом ведущего звена 2, Угловые скорости так же выравниваются. Ролик 28 замыкается на участке е-схза счет давления, создаваемого рабочей средой от центробежных сил инерции груза 31-через толкатели 2, 25 и 23, 26. Все подвижные элементы на ведущем звене 2, за исключением клапана 16 и подвижного элемента kS, становятся в радиальном направлении неподвижными. , В предлагаемой передаче ведущее 2 и ведомое 1 звенья целесообразно снабдить маховиками. Устранение потерь внутри передачи за исключением потерь на.перемещение рабочей среды, которые незначительны из-за малых ее объемов, согласно расчетам позволило в режиме трансфор мации вращающего момента повысить КПД Д0,0,9. Т сключение муфт свободного хода и обеспечение постоянного силового вза ммодействия ведущего звена с ведомым позволяет упростить передачу и повысить еенадежность в работе. Формула изобретения 1 t. Автоматическая импульсная передача, содержащая выполненное в виде кулачка ведомое звено и расположенное внутри него ведущее звено, имеющее внутри камеры с клапанами, соединенные между собой каналами, заполненными рабочей средой, и снабженные толкателями, часть которых контактирует с ведомым звеном, а другая часть с закрепленными на ведущем звене инерционными или упругими элементами, отличающаяся тем, что,с целью повышения КПД путем использования энергии, затраченной ведущим звеном при создании импульса на ведомом звене, она снабжена неподвижным звеном, выполненным в виде охватывающего ведущее звено кулачка, ведущее звено снабжено дополнительными.камерами с толкателями, контактирующими с неподвижным звеном, и дополнительными камерами с клапанами, также контактирующими с неподвижным звеном. 2.Передача по п. 7, о т л и ч а ющ а я с я тем, что на ведущем звене выполнен дополнительный канал, внутри которого расположен стопор с возможностью его взаимодействия с расположенным в дополнительной камере клапаном. 3.Передача по п. 1, о т л и чающаяся тем, что она снабжена выпускными клапанами, установленными в каналах со стороны неподвижного звена. ч. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке if 2680357/28, кл. F 16 Н 33/08, 1979 (прототип). f JJ ДГ 39 Sifii 2i/{f If I/ ill 11 I Vl

i9 4V 25 i 1b

1 2611 yt/f. 23ЪЩ W

Л-/

932027

B-i

иг. f

Ч

d:

Д SZ . S f-E

9u{. 7

ж

(pU9.b