Механизм свободного хода
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в различных отраслях, в том числе при производстве колесных транспортных машин. Техническим результатом является повышение надежности работы механизма. Технический результат от использования изобретения достигается за счет снятия дисбаланса на полумуфтах. Механизм свободного хода состоит из двух полумуфт, одной из которых является находящаяся на валу солнечная шестерня 1 планетарного механизма, другой полумуфтой - водило 2 с находящимися в зацеплении с солнечной шестерней сателлитами 3. Сателлиты 3 по наружному контуру находятся в зацеплении с внутренним зубчатым венцом червячной шестерни 4, которая одновременно является эпициклом планетарной передачи. Червяк 5 находится в зацеплении с червячной шестерней 4 и вращается в опорах 6, расположенных в неподвижном корпусе. Привод червяка 5 осуществляется электродвигателем 7. Датчики 8 регистрируют частоту вращения входного и выходного валов посредством зубчатых дисков 9 механизма свободного хода и передают соответствующие сигналы в электронный блок управления. Предлагаемое техническое решение обладает высокой надежностью по сравнению с прототипом. 1 с.п. формулы, 2 фиг.
Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в различных отраслях, в том числе при производстве колесных транспортных машин.
Известен механизм свободного хода, содержащий две полумуфты, в первой полумуфте расположен в опорах вращения червяк, другая полумуфта выполнена в виде червячного колеса, образующего с червяком червячную пару, червяк имеет шестеренный привод от вала червячного колеса с передаточным отношением, равным передаточному отношению червячной передачи, шестеренная передача содержит регулятор величины мертвого хода или разомкнутого движения (патент US 2006237276 (A1), F16D 41/12. Опубл. 2006.10.26)
Недостатком этого механизма свободного хода является то, что он может передавать момент только при вращении ведущей полумуфты в одном направлении. При вращении ведущей полумуфты в противоположном направлении момент не передается. Это ограничивает сферу его применения.
Известен механизм свободного хода, содержащий две полумуфты, в первой полумуфте расположен в опорах вращения червяк, другая полумуфта выполнена в виде червячного колеса, образующую с червяком самотормозящую червячную пару, червяк снабжен приводом от электродвигателя, на валу первой полумуфты расположен токосъемник, соединяющий электродвигатель с электронным блоком управления, при этом последний соединен с бесконтактными датчиками частоты вращения, расположенными на первой и второй полумуфтах, (патент RU 92123 (U1), F16D 41/06. Опубл. 10.03.2010 - прототип.)
Указанный механизм является двухсторонним и может работать при вращении ведущей полумуфты в любом направлении. Однако в данном механизме свободного хода при его работе червяк и электродвигатель вращаются в пространстве вместе с полумуфтой, что создает дополнительные динамические нагрузки на опоры вращения червяка и электродвигателя, обуславливает дисбаланс полумуфты, на которой они крепятся. Все это приводит к снижению надежности работы механизма.
Задачей изобретения является повышение надежности работы механизма. Поставленная задача решается тем, что в механизме свободного хода, содержащем две полумуфты, самотормозящую червячную пару с приводом червяка от электродвигателя, датчики частоты вращения валов полумуфт и электронного блока управления одной из полумуфт является солнечная шестерня планетарного механизма, другой полумуфтой является водило с сателлитами, находящимися в зацеплении с солнечной шестерней, червячная шестерня соединена с эпициклом планетарного механизма, червяк и электродвигатель вращаются в опорах, расположенных в неподвижном корпусе.
Механизм свободного хода с червяком и электродвигателем, опоры которых расположены в неподвижном корпусе, в отличие от известного механизма, в котором опоры червяка вместе с шестеренным приводом расположены на вращающихся муфтах, имеет большую надежность при работе в результате отсутствия действия центробежных сил на червяк и его привод.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 дан общий вид механизма свободного хода; на фиг.2 - то же, вид А фиг.1.
Механизм состоит из двух полумуфт, одной из которых является находящаяся на валу солнечная шестерня 1 планетарного механизма, другой полумуфтой - водило 2 с находящимися в зацеплении с солнечной шестерней сателлитами 3. Сателлиты 3 по наружному контуру находятся в зацеплении с эпициклом, который является внутренним зубчатым венцом червячной шестерни 4. Червяк 5 находится в зацеплении с червячной шестерней и вращается в опорах 6, расположенных в неподвижном корпусе (последний показан на чертеже условно). Привод червяка осуществляется электродвигателем 7, который также крепится к неподвижному корпусу. Датчики 8 регистрируют частоту вращения входного и выходного валов механизма свободного хода с помощью зубчатых дисков 9 и передают соответствующие сигналы в электронный блок управления (ЭБУ).
Механизм работает следующим образом.
При начале вращения вала солнечной шестерни 1 усилия от ее зубьев передаются на зубья сателлитов 3. В этот момент напряжение на контакты электродвигателя 7 не подается и червяк 5 не приводится во вращение. Поскольку червячная пара самотормозящая, то червячное колесо остается неподвижным. Сателлиты 3 обкатываются по неподвижному внутреннему венцу червячной шестерни и приводят во вращение водило 2 с определенным передаточным отношением к частоте вращения вала солнечной шестерни 1. При некотором увеличении скорости вращения водила 2, что возможно благодаря зазорам в зубчатых зацеплениях механизма, датчики 8 подают соответствующий сигнал о изменении соотношения скоростей входного и выходного валов, Электронный блок управления подает соответствующий сигнал на вращение электродвигателя 7 в требуемом направлении (линия управления двигателем на фиг. не показана). Червяк 5 начинает вращаться и тем самым позволяет вращаться червячному колесу (эпициклу) с угловой скоростью, обеспечивающей заданную внешними условиями частоту вращения водила. Учитывая, что мощность электродвигателя 7 мала по сравнению с передаваемой через механизм свободного хода мощностью, а величина тока в нем незначительна, потенциальная возможность электродвигателя 7 вращаться с большей, чем это нужно для вращения червячного колеса частотой, не приведет к нарушению работы механизма. В дальнейшем, при исчезновении сил, обуславливающих ускоренное вращение водила 2, и снижении частоты вращения водила 2 до установленного соотношения с частотой вала солнечной шестерни 1 электронный блок отключает электродвигатель 7, червяк 5 перестает вращаться и его витки затормаживают червячную шестерню 4.
Предлагаемый механизм свободного хода является двухсторонним - работает в независимости от направления вращения и направления передаваемого крутящего момента. Потребляемая электродвигателем мощность мала, поскольку она расходуется на вращение червяка при отсутствии его силового контакта с червячным колесом. Долговечность и надежность этого механизма будет значительно выше, чем механизма с шестеренным приводом червяка, так как в нем отсутствуют центробежные силы, нагружающие червяк и его привод.
Механизм свободного хода, содержащий две полумуфты, самотормозящую червячную пару с приводом червяка от электродвигателя, датчики частоты вращения валов полумуфт и электронный блок управления, отличающийся тем, что одной из полумуфт является солнечная шестерня планетарного механизма, другой полумуфтой является водило с сателлитами, находящимися в зацеплении с солнечной шестерней, червячная шестерня соединена с эпициклом планетарного механизма, червяк и электродвигатель вращаются в опорах, расположенных в неподвижном корпусе.
