Автоматический инерционно-импульсный планетарный вариатор скорости Советский патент 1982 года по МПК F16H33/14 

(54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ИНЕРЦИОННО-ИМПУЛЬСНЫЙ ПЛАНЕТАРНЫЙ ВАРИАТОР СКОРОСТИ Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах различных, в т.ч. грузоподъемных машин. Известны автоматические инерционноимпульсные планетарные вариаторы, плавно изменяющие скорость вращения выходного вала в зависимости от внешней нагрузки. Они содержат, например, планетарный инерционный возбудите го. имиупьсов вращающегося момента и механизм свободного хода, трансформирующий возвратно-качательное движение в однонаправленное вращение выходного вала Cl. Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является автоматический инерщюнно-импульсный планетарный вариатор скорости, содержащий входной и выходной валы с упругими элементами, механизм свободного хода (МСХ и планетарный механизм, включающий центральное колесо, водило и неуравновешенные сателлиты мех установлен непосредственно на выходном валу. Центральное колесо с внешними зубьями расположено на входнсяи Авпу, в водило связано с клходным валом 2. Однако в отмеченных вариантах используется импульс инерционного момента только одного знака, что снижает возможности реализации требуемых режимов движения. Надежность таких вариаторов недостаточна, так как механизм свободного хеша подвергается воздействию значительного по величине импульса инерционного момента. Цель изобретения - повышение надежности и расширение кинематических возможностей вариатора. Поставленная цепь достигается тем, что в вариаторе, содержащем входной и выходной валы с упругими элементами, механизм свободного хода и планетарный механизм, включающий водило, централь- ное колесо и неуравновешенные сателлиты, вариатор скорости снабжен редуктором, а водило связано с це.нтральным колесом через редуктор и механизм свободного хода,

На фиг. 1 представлена кинематическая схема вариатора, планетарный механизм которого выполнен по схеме с ведущим центральным колесом с внешними зубьями; на фиг. 2 - изменение во времени угловых скоростей его отдельных звеньев; на фиг. 3 - выходная характеристика вариатора при встречном вращении входного и выходного валов| на фиг. 4 и 5 - то же, что на фиг. 2 и 3, Но при однонаправленном вращении последних. Вариатор содержит входной 1 и выходной 2 валы с упругими элементами 3 и 4. На входном валу 1 жестко установлено центральное зубчатое колесо 5 с внешними зубьями и свободно - водило 6, на котором, в свою очередь, расположены не уравновешенные сателлиты 7 и зубчатое колесо 8. На выходном вапу 2 установ- лены зубчатые колеса 9 и 1О, из которых колесо 9 взаимодействует с колесом 8, а колесо 10 - с колесом 11, являюшимся редуктором с передаточным отношением -i , жестко связанным с наружной обоймой механизма 12 свободного хода, внутренняя обойма которого расположена на входном валу 1. Вариатор работает в двух режимах, определяемых направлением вращения двигателя относительно заданного основного направления вращения выходного вала 2, и соответственно, приложенной к нему внешней нагрузки. Встречное направление вращения входного 1 и выходного 2 валоЬ и направление заклинивания механизма 12 свободного хода МСХ выбрано таким образом, что вращение выходного вала 2 происходит вследствие передачи момента врашеВИЯ от вала 1 через упругий элемент 3, МСХ 12 и зубчатые колеса Ю 11. Вра щение выходного вала 2 происходит также и вследствие воздействия инерционного момента, развиваемого неуравновешен ными сателлитами, в периоды Т (фиг.2) когда инерционный момент совпадает по направлению и больше по величине момен та, передаваемого от двигателя (на фиг. 1 не показан). В это время скорость колеса 10 увеличивается, и МСХ 12 размыкается, так как наружная обойма МСХ 12 вращается в направлении рабочего движе- ния с большей угловой скоростью, чем внутренняя, что разрешено данным выбо ром направления заклинивания МСХ 12. В дальнейшем величина инерционного мо-

мента уменьшается, и соответственно, уменьшается угловая скорость колеса Ю пока не включится МСХ 12.

Таким образом, вращение колеса 10 происходит всегда в одном и том же направлении (фиг. 2), но с разной угловой скоростью.

Угловая скорость вращения выходного вала 2 при достаточно податливом упругом элементе 4 почти постоянная и равна среднему за цикл значению угловой скорости (CM. фиг. 2). Максимальная величина скорости вращения колеса 1О определяется величиной постоянного момента (внещнего сопротивЛения. -Для разных моментов сопротивления Мп и AL будут соответственно и разные значения средней скорости вращения выходного вала 2 - tUn и tojji Выходная характеристика вариатора (Л)о(Мо)в первом режиме представлена на фиг.,3 При изменении направлений вращения входного вала 1 и при совпадении направления действия приведенного инерционного момента с основным направлением вращения выходного вала 2 работа вариатора происходит как и в первом режиме. Если направление инерционного момента изменяется на противоположное, то инерционный момент вызывает замыкание МСХ 12, и колесо 10 вращается в противоположную сторону со скоростью, определяемой цепью входной вал 1 - механизм 12 свободного хода.- колеса 10 и 11. Изменение скорости вращения колеса 1О за цикл представлено на фиг. 4, а выходная характеристика - на фиг. 5. Следовательно, при изменении момента сопротивления Wc средняя скорость вращения выходного вала может изменять свое направление. При значительных нагрузках на выходному валу, больших максимальной величины приведенного инерционного момента, скорость вращения выходного вала определяется передаточным числом редуктора, и вариатор работает как механизм с одной степенью свободы, осуществляя вращение выходного вала 2 в сторону, противоположную основному нанаправлению вращения. Упругие элементы , 3 и 4 снижают неравномерность движения входного 1 и выходного 2 валов. Наличие редуктора, включающего колеса 1О, 11, позволяет уменьшить нагру- женность механизма свободного хода наименее надежного механизма вариатора, повысить устойчивость движения при больших передаточных отношениях. Присоединение МСХ к центральному колесу, а не к корпусу, частично снижает вибрации ва риатора. Свойство предлагаемого вариатора изменять направление вращения выходного вала в зависимости от нагрузки, а также завиа1мость режима работы вариатора от направления вращения входного вала значительно расширяет область его применения в машиностроении. Формула изобретения Автоматический инершюнно-импульсный планетарный вариатор, скорости|Сбдержаший входной и выходной вапы с уп ругими элементами, механизм свободного хода и планетарный механизм, вкл1очающий водило, центральное колесо и неуравновешенные сателлиты, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и распщрения кинематических возможностей, он снабжен редуктором, а водило связано с центральным колесом через редуктор и механизм свободного хода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР NO 485263, кл. F 16 :Н 33/14. 1972: 2.Патент США N 3960036, кл. F 16 Н 1/28, 1976 (прототип).

-UwH

/

иг:2

Ю &. у --%8

//

fZ

Фш.

Тг

t

l Cp