Автоматическая импульсная передача

 

,ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

«ii 932027

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28. 11 ° 79(21) 2843378/25-28 с присоелиненнем заявки № (23) Приоритет (5! )М. Кл.

F 16 H 33/08

РВударИВенйый KOhlllTST

СССР

lIo делам нэобретеннй н открытий ()публиковано 30.05.82. Бюллетень №20 (З) УДК621,833.

6 069(088.8) Дата опубликования описания 30.05.82

I-

К.С. Фонарев 1 . е "." У

/

Центральная лаборатория научно-исследовательских и опытных работ Главтюменнефтегаза (72) Автор изобретения (7I ) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКАЯ ИМПУЛЬСНАЯ ПЕРЕДАЧА

Изобретение относится к машиност" ! роению, 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 располо. 1О женное 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 (11.

Однако зта передача имеет низкий

КПД, так как энергия, затраченная ведущим 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.

Укаэанная цель достигается тем, что она снабжена 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 снабжрна выпускными клапанами, установленными в каналах со стороны неподвижного звена.

3 93202

На фиг. 1 изображена передача, осевой разрез, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг..l; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1, на фиг. 5 — сечение Г-Г на фиг. 1, на фиг. 6 - сечение Д-Д на фиг. 1; на фиг. 7 — сечение Е-Е на фиг, 1; на фиг. 8 - сечение ЖИ на фиг. 1; на фиг. 9 — сечение 3-3 на фиг, 6. î

Автоматическая импульсная передача содержит выполненное в виде кулачка ведомое звено 1 и расположенное внутри него ведущее звено 2, имеющее внутри камеры 3-13 с клапанами. 14-19, соединенные между собой каналами 20-22 (фиг. 1), заполненными рабочей средой, и снабженные толкателями 23-26.

Часть толкателей 23 и 26 контакти- 2р рует с ведомым звеном 1, а толкатели

24 и 25 — с инерционными или упругими элементами (не показаны). Толкатели 23 и 26 контактируют с ведомым звеном 1 через шарнирно закрепленный на ведущем звене 2 рычаг 27 и ролик

28. Рычаг 27 снабжен противовесом 29.

Толкатели 24 и 25 снабжены силовыми элементами, включающими шарнирно закрепленный на ведущем звене 2 рычаг

30 и инерционный груз 31. Толкатели

24 и 25 имеют скосы, обращенные в сторону толкателей 23 и 26 (фиг. 5).

Передача снабжена неподвижным звеном 32, выполненным в виде охватывающего ведущее звено 2 кулачка, а ведущее звено 2 снабжено дополнительными камерами 33 и 34 с толкателями

:35 и 36, контактирующими с неподвижным.звеном 32, и дополнительными ка- 4О мерами 37 и 38 с клапанами 39 и 40, также контактирующими с неподвижным звеном 32, а все клапаны 14- 19 и

39-40 выполнены с кольцевыми канавками и подвижными вдоль камер (фиг.7 4 и 1).

На ведущем звене 2 выполнен дополнительный канал 41, внутри которого расположен стопор 42 с возможностью его взаимодействия с расположенным в 50 дополнительной камере 37 клапаном 39 (фиг. 9). В этом клапане 39 выполнены взаимно перпендикулярные радиальные отверстия 43 и 44, одно из которых (43) перекрывается стопором 42, и ss подвижный элемент 45 с каналом 46,сообщаемым с другими отверстиями клапана (фиг. 9). Толкатели 35 и 36 кон7 4 тактируют с неподвижным звеном 32 через шарнирно закрепленный на ведущем звене 2 рычаг 47 и ролик 48 (фиг. 7).

Рычаг 47 снабжен противовесом 49.Камеры 3 13 и 33, 34, 37 и 38 соединены между собой каналами 20-22. Клапаны

14- 19 и 39,40 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 1четвертый — с переменным в сторону уменьшения. Если условно профиль рабочей поверхности кулачка ведомого звена 1 разбить в радианах на шесть равных зон 01 — б,б- Ь, Ь - E, 2- Я,ф -е и

Р-О, то у кулачков неподвижного звена 32, с которыми контактируют клапаны 19, 18, 40 и 16, первый участок состоит из трех зона-6,5- Ь и 6-Z второй - из одной зоны L-g, третий из одной зоныЯ-9 и четвертый — из одной эоны 8-5 . Клапаны 16, 18, 19 и 40, контактирующие с кулачком 32 в зонахС1-о, 0 -Ь и 6-2, находятся в закрытом положении, в зоне .-ф — в стадии открытия, в эонеу-е — в открытом положении, в зоне 0-а 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-Ь ио-Ь, второй - из одной зоны Ь вЂ L, третий— из двух зонЯ.-Z, и -Е и четвертый из одной зоные-с . Профили кулачков,с которыми контактируют клапаны 19 и

18 (фиг. 2,4), смещены относительно один другого на 180 . Так же смещены . о на 180 кулачки, с которыми контактио руют клапаны 40 и 16 (фиг. б и 8).

Кулачок ведомого звена l, с которым контактирует ролик 28, установлен таким образом, чтобы при открытом положении клапана 19 и закрытом клапане 18 ролик 28, находился в зоне

Ь-Ъ фиг. 3 и 1). Кулачок неподвижпана 40 и закрытом клапане 16 ролик

48 находился в зоне Ь-2(фиг. 7,1).

Клапан. 40., в отличие от клапанов 19, 18 и 16, снабжен окнами 43 и 44 (фиг. 1, 6 и 9) и подвижным элементом 45, выполненным в виде радиально перемещающегося стержня внутри клапа- 1О.на 40 и снабженным каналом 46. Окно

43 расположено со стороны стопора

42, выполненного в ведущем звене 2 в виде подпружиненного стержня.При закрытом положении. клапана 40 стопор

42 находится на одной оси с окном

43. Окно 44 (фиг; 1) расположено со стороны толкателя 25. Канал 46 подвижного элемента 45 при закрытом положении клапана 40 сообщает камеру

37 со стопором 42.

Для предотвращения углового смещения окон 43, 44 и канала 46 кла20 пан 40 и подвижный элемент 45 снабжены штифтами 52 и 53, которые перемещаются по направляющим, выполненным в ведущем звене 2 и клапане 40. Каналы 20, 21 и 22 соединены между собою полостью 54 и 55 (фиг. 1). На выходе каналов 20 и 22 установлены выпускные клапаны 50 и 51. В целях

30

> .компенсации утечек рабочей среды через зазоры подвижных частей ведущее звено r снабжено компенсатором 56,.выполненным в виде подвижного подпру35 жиненного стержня.

Передача работает следующим образом.

Ь

При вращении ведущего звена 2 в момент выхода ролика 28 в зону E --С!

40 клапан 15 открыт, а клапан 19 закрыт (фиг. 3) . Толкатель 23 за счет перемещения ролика 28 к центру выталкивает рабочую среду из камеры 3. Рабочая среда под давлением толкателя

23 давит на скос толкателя 24. Пос45 ледний, преодолевая центробежные силы инерции груза 31 (фиг. 5), перемещается к периферии. В результате, на ведомом звене 1 создается прямой импульс вращающего момента, величина которого определяется величиной центробежной силы инерции груза 31. Рабочая среда находится в камере 4 под давлением центробежной силы инерции груза 31 до момента открытия клапана

40. При дальнейшем перемещении ролика

28 в зонах 0-5 иЬ-Ь клапан 15 закрывается, а клапан 19 открывается. При

5 9320 . ного звена 32, с которым контактирует ролик.48, установлен таким образом, чтобы при открытом положении кла27 6 йрохождении зоны р-t ролик 28, не теряя контакта с рабочей поверхностью кулачка 1, совместно с толкатепем 23 перемещается к периферии эа счет приведенной центробежной силы инерции толкателя 23, рычага 27, ролика 28 и противовеса 29, которая не должна быть большой, чтобы не вызвать на ведомом звене 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 4 под давлением, при закрытом пЬложении клапана 40 выталкивает стопор 42 из окна 43 (фиг. 9). Расстопоренный клапан 40 при подходе к зоне

g-Q, полностью открывается. В это время ролик 48 (фиг. 7) подходит к зоне

b-z, а клапан 16 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 7-g u g — клапан 40 находится в закрытом положении, а клапан

16 - в открытом, В зоне 2 †- i3 толкатель

35, двигаясь к центру, перемещает рабочую среду из камеры 33 через выпускной клапан 50 в. полость 55 и канал

21. В случае отсутствия рабочей сре ды в камере 4 клапан 40 при прохо>кдении им зон Ot--о, Ь вЂ” >> и 5 - -2 остается в застопоренном положении, а при выходе в зоны ;Я.,Я 6 и &-Q продол.жает 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 стопором

42. Таким образом, рабочая среда может поступить в камеру 33 только в начале перемещения толкателя 35 к пе риферии, в результате чего, энергия,,затраченная при создании прямого им:пульса, полностью используется на создание обратного импульса.

При вращении ведущего вала 2 с угловой скоростью З, могут осуществформула изобретения

7 9320 ляться следующие режимы, свойственные импульсным передачам.

Столовый режим - ведомое звено 1 ч у, неподвижно, толкатели 26 и 23 дают .прямые импульсы вращающего момента на 5 ведомом звене 1, а толкатели 35, 36 " отрицательные импульсы на неподвижном.звене 32 врацающий момент на этом режиме максимален за счет большой частоты импульсов. Фо

Режим трансформации вращающего момента " ведомое звено 1 вращается с угловой скоростью()2

Оси2 с СОФ

С увеличением угловой скорости CJ2 вращающий момент ведомого звена уменьшается за счет уменьшения частоты импульсов.

Режим прямой передачи - момент 2о сопротивления. на ведомом звене 1 выравнивается с вращающим моментом ведущего авена 2. Угловые скорости также выравниваются.

Ролик 28 замыкается на участке 25

Я-О за счет давления, создаваемого рабочей средой от центробежных сил инерции груза 31. через толкатели 24, . 25 и 23, 26. Все подвижные элементы на ведущем звене 2, эа исключением 3О клапана 16 и подвижного элемента 45, становятся в радиальном направлении неподвижными.

В предлагаемой передаче ведущее

2 и ведомое 1 звенья целесообразно 35 снабдить. маховиками.

Устранение потерь внутри передачи, за исключением потерь на.перемещение рабочей среды, которые незначительны . из-эа малых ее объемов, согласно 4о расчетам позволило в режиме трансформации вращающего момента повысить

КПД до 0,9.

Исключение муфт свободного хода и обеспечение постоянного силового вза-45 чмодействия ведущего звена с ведомым

7 позволяет упростить передачу и повысить ее надежность в работе.

1. Автоматическая импульсная передача, содержащая выполненное в виде кулачка ведомое звено и расположеннов 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 частьс 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 а 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 и. 1, 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 и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена выпускными клапанами, установленными в каналах со стороны неподвижного звена.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 11 2680357/28, кл. F l6 Н 33/08, t979 (прототип).

932027

/ф

9 иг.У

Составитечь В.Щербаков

Редактор И.Ковальчук Техред М. Рейвес Корректор И.Муска

Заказ 3705/46 Тираж 981 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4