RU2370694C2

RU2370694C2 - Vibratory transmission

Info

Publication number: RU2370694C2
Application number: RU2007115235/11A
Authority: RU
Inventors: Владимир Степанович Григорчук (RU); Владимир Степанович Григорчук
Original assignee: Владимир Степанович Григорчук
Priority date: 2007-04-23
Filing date: 2007-04-23
Publication date: 2009-10-20
Also published as: RU2007115235A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: vibratory transmission comprises inertial pulsed mechanism articulated with driving shaft (13), device to transform oscillatory motion in unidirectional rotation, which is articulated with driven shaft. Inertial pulsed mechanism represents rim (4) consisting of four radial casings (5-8) spaced apart equidistantly. Each radial casing houses two spur gears with eccentric interengaged weights. Device to transform oscillatory motion in unidirectional rotation comprises drum (19) coupled with driven shaft. Rim (4) and central part of radial casings (5-8) seat inside drum (19) to rest upon thrust balls (18) tolling over drum inner races (23). Upper part of radial casings embraces drum outer part to make chambers (24) housing stop balls (25) rolling over drum outer races (22) to interact with inclined covers of radial casings.

EFFECT: higher torque on driven shaft.

9 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может найти применение в качестве инерционного трансформатора вращающего момента.The invention relates to mechanical engineering and may find application as an inertial torque transformer.

Известна передача, содержащая ведущий и ведомый узлы, выполненные в виде размещенных в корпусах и установленных на валах звездочек, соединяющие корпуса гибкие трубки, заполненные шариками, контактирующими между собой и взаимодействующими с зубьями звездочек, распределительное устройство, связанное с гибкими трубками и предназначенное для реверсирования или остановки ведомой звездочки, причем распределительное устройство выполнено в виде установленного с возможностью поворота и фиксации диска, который имеет с торцовых сторон по паре сообщающихся между собой и по паре сквозных параллельных и скрещивающихся каналов, заполненных шариками, контактирующими в каждом из фиксируемых положений диска с шариками /Патент РФ №1293424, кл. P16H 9/00, опубл. 28.02.87, Бюл. №8/.A known transmission containing the master and slave units made in the form of sprockets placed in the housings and mounted on the shafts, flexible tubes connecting the housings filled with balls contacting each other and interacting with the sprocket teeth, a switchgear connected to the flexible tubes and intended for reversing or the stop of the driven sprocket, moreover, the switchgear is made in the form of a disc mounted with the possibility of rotation and fixation, which has a pair of ends communicating with each other and in a pair of through parallel and crossing channels filled with balls contacting in each of the fixed positions of the disk with balls / RF Patent No. 1293424, cl. P16H 9/00, publ. 02.28.87, Bull. No. 8 /.

Недостатками известной передачи являются: передача небольшого крутящего момента, невозможность плавного изменения мощности на ведомом валу.The disadvantages of the known transmission are: transmission of small torque, the inability to smoothly change the power on the driven shaft.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией передачи.These disadvantages are due to the design of the transmission.

Известен также инерционный трансформатор вращающего момента, содержащий корпус, внутри которого размещены: инерциальный импульсный механизм, состоящий из входного вала, на котором закреплено водило с установленными на нем сателлитами, имеющими дебалансы и входящими в зацепление с центральным зубчатым колесом, закрепленным на одном конце промежуточного вала, преобразователь колебательного движения в однонаправленное вращательное движение, содержащий две муфты свободного хода противоположного вращения, установленные последовательно друг за другом, причем обойма первой муфты свободного хода соединена с корпусом, а обойма второй муфты свободного хода соединена с выходным валом /А.Ф.Крайнев, Словарь-справочник по механизмам, М., Машиностроение. 1981, с.109 /.An inertial torque transformer is also known, comprising a housing inside of which: an inertial pulsed mechanism consisting of an input shaft, on which a carrier is mounted with satellites mounted on it, having unbalances and engaged with a central gear wheel fixed at one end of the intermediate shaft , a converter for oscillatory motion into a unidirectional rotational movement, comprising two opposite-rotation free-wheel clutches installed in series one after another, and the clip of the first freewheel clutch is connected to the housing, and the clip of the second freewheel clutch is connected to the output shaft / A.F. Krainev, Dictionary of Mechanisms, M., Mechanical Engineering. 1981, p. 109 /.

Известный инерционный трансформатор вращающего момента, как наиболее близкий по технической сущности и достигаемому полезному результату, принят за прототип.Known inertial torque transformer, as the closest in technical essence and achieved useful result, adopted as a prototype.

Недостатками известного инерционного трансформатора вращающего момента, принятого за прототип, являются: небольшой вращающийся момент на выходном валу, сложность конструкции, малые массы дебалансов.The disadvantages of the known inertial torque transformer, adopted as a prototype, are: a small rotating moment on the output shaft, the complexity of the design, low unbalance masses.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией инерционного трансформатора вращающего момента.These disadvantages are due to the design of the inertial torque transformer.

Целью настоящего изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик инерционного трансформатора крутящего момента.The aim of the present invention is to improve the operational characteristics of the inertial torque transformer.

Указанная цель согласно изобретению обеспечивается тем, что водило с сателлитами и дебалансами, две муфты свободного хода, центральное зубчатое колесо заменены инерциальным импульсным механизмом, выполненным в форме обода, имеющего четыре радиальных корпуса, одинаковых по конструкции, размещенных на одинаковом расстоянии друг от друга, внутри каждого из которых установлены две цилиндрические шестерни с дебалансами, входящие в зацепление друг с другом, установленные с возможностью вращения в противоположные стороны, центры вращения которых расположены на одной линии, проходящей через оба диаметра и параллельной продольной оси ведущего вала, продольные оси которых перпендикулярны продольной оси упомянутого вала, кроме того дебалансы каждой пары цилиндрических шестерен, находясь на одной линии, проходящей через оба диаметра цилиндрических шестерен, развернуты относительно друг друга на 180 градусов, причем одна из цилиндрических шестерен закреплена на конце радиального вала, установленного в подшипниках радиального корпуса, имеющего на другом конце коническую шестерню, входящую в зацепление с конической шестерней, закрепленной на ведущем валу, причем радиальные корпусы в средней части имеют площадки с гнездами, в которые вставлены опорные шарики, преобразователем колебательного движения в однонаправленное вращательное движение, содержащим барабан, который посредством боковых спиц соединен с ведомым валом и имеет наружные и внутренние беговые дорожки для шариков, причем обод и средняя часть радиальных корпусов вставлена внутрь барабана и опирается на опорные шарики, катающиеся по внутренним беговым дорожкам барабана, причем верхняя часть радиальных корпусов охватывает наружную часть барабана, образуя камеры, в которые вставлены стопорные шарики, катающиеся по наружным беговым дорожкам барабана и взаимодействующие с наклонными крышками радиальных корпусов.The specified purpose according to the invention is ensured by the fact that the carrier with satellites and unbalances, two free-wheel clutches, a central gear wheel are replaced by an inertial impulse mechanism made in the form of a rim having four radial housings, identical in design, placed at the same distance from each other, inside each of which has two cylindrical gears with unbalances, engaged with each other, mounted with the possibility of rotation in opposite directions, the centers of rotation to of which are located on the same line passing through both diameters and parallel to the longitudinal axis of the drive shaft, the longitudinal axes of which are perpendicular to the longitudinal axis of the said shaft, in addition, the unbalances of each pair of cylindrical gears, being on the same line passing through both diameters of the cylindrical gears, are deployed relative to each other 180 degrees, and one of the cylindrical gears is mounted on the end of the radial shaft mounted in the bearings of the radial housing having a tapered pole on the other end a gear which engages with a bevel gear fixed to the drive shaft, the radial housings in the middle part having platforms with sockets into which the support balls are inserted, by a vibrational motion transducer into a unidirectional rotational movement containing a drum, which is connected to the driven shaft via side spokes and has external and internal treadmills for the balls, with the rim and the middle part of the radial housings inserted inside the drum and rests on support balls rolling along the inner run vym drum tracks, wherein the upper portion includes an outer radial housings of the drum, forming a chamber in which are inserted locking balls rolling on the outer roller tracks and cooperating with inclined lids radial housings.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фигуре 1 изображен общий вид вибропередачи, на фигуре 2 - схема расположения узлов вибропередачи внутри корпуса, на фигуре 3 - вид на вибропередачу при снятой передней крышке с частичным разрезом, на фигуре 4 - общий вид обода с радиальными корпусами инерциального импульсного механизма, на фигуре 5 - общий вид барабана с частичным разрезом преобразователя колебательного движения в однонаправленное вращательное движение, на фигуре 6 - вид на барабан справа, на фигуре 7 - вид сбоку на радиальный корпус с частичным разрезом, на фигуре 8 - разрез по АА фигуры 7, на фигуре 9 - схема принципа действия вибропередачи.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a general view of vibration transmission, Fig. 2 shows a layout of vibration transmission units inside a housing, Fig. 3 shows a vibration transmission with a front cover removed in partial section, and Fig. 4 shows a general view of a rim with radial housings. inertial pulsed mechanism, in figure 5 is a General view of the drum with a partial section of the Converter of oscillatory motion in a unidirectional rotational movement, in figure 6 is a view of the drum on the right, in figure 7 is a side view of the radial the housing with a partial section, in figure 8 is a section along the AA of figure 7, in figure 9 is a diagram of the principle of operation of the vibration transmission.

Вибропередача содержит корпус 1, закрытый передней 2 и задней 5 крышками. Внутри корпуса размещены инерциальный импульсный механизм и преобразователь колебательного движения в однонаправленное вращательное движение. Инерциальный импульсный механизм содержит обод 4, выполненный заодно с четырьмя радиальными корпусами 5, 6, 7, 8, одинаковыми по конструкции, размещенными на одинаковом расстоянии друг от друга, внутри каждого из которых установлены две цилиндрические шестерни 9, 10 с дебалансами 11, 12, входящие в зацепление друг с другом. Цилиндрические шестерни установлены с возможностью вращения в противоположные стороны, центры вращения которых расположены на одной линии, проходящей через оба диаметра и параллельной продольной оси ведущего вала 13, продольные оси которых перпендикулярны продольной оси упомянутого вала. Дебалансы каждой пары цилиндрических шестерен, находясь на одной линии, проходящей через оба диаметра, развернуты относительно друг друга на 180 градусов. Одна из цилиндрических шестерен закреплена на конце радиального вала 14, установленного в подшипниках радиального корпуса, на другом конце которого закреплена коническая шестерня 15, входящая в зацепление с конической шестерней 16, закрепленной на ведущем валу. Радиальные корпусы в средней части имеют площадки 17 с гнездами для опорных шариков 18. Преобразователь колебательного движения в однонаправленное вращательное движение содержит барабан 19, который посредством боковых спиц 20 соединен с ведомым валом 21, имеет наружные 22 и внутренние 25 беговые дорожки для шариков. Обод и средняя часть радиальных корпусов вставлены внутрь барабана и опираются на опорные шарики, катающиеся по внутренним беговым дорожкам барабана. Верхняя часть радиальных корпусов охватывает наружную поверхность барабана, образуя камеры 24, в которые вставлены стопорные шарики 25, катающиеся по наружным беговым дорожкам барабана, удерживающиеся перегородками 26 и взаимодействующие с крышками 27 радиальных корпусов. Для изменения направления вращения ведомого вала крышки радиальных корпусов могут поворачиваться, как показано на фигурах 5 и 9, механизмом, не показанным на чертежах.The vibration transmission includes a housing 1, closed front 2 and rear 5 covers. An inertial pulsed mechanism and a converter of oscillatory motion into unidirectional rotational motion are placed inside the housing. The inertial pulsed mechanism contains a rim 4, made at the same time with four radial housings 5, 6, 7, 8, identical in design, placed at the same distance from each other, inside of each of which are installed two cylindrical gears 9, 10 with unbalances 11, 12, meshing with each other. Cylindrical gears are mounted for rotation in opposite directions, the centers of rotation of which are located on one line passing through both diameters and parallel to the longitudinal axis of the drive shaft 13, the longitudinal axis of which is perpendicular to the longitudinal axis of the shaft. The imbalances of each pair of cylindrical gears, being on the same line passing through both diameters, are rotated 180 degrees relative to each other. One of the cylindrical gears is fixed at the end of the radial shaft 14 mounted in the bearings of the radial housing, at the other end of which the bevel gear 15 is fixed, which engages with the bevel gear 16 mounted on the drive shaft. The radial housings in the middle part have platforms 17 with sockets for support balls 18. The converter of oscillatory motion into unidirectional rotational movement contains a drum 19, which is connected to the driven shaft 21 by means of side spokes 20, has outer 22 and inner 25 racetracks for balls. The rim and the middle part of the radial housings are inserted inside the drum and are supported by support balls rolling along the inner racetracks of the drum. The upper part of the radial housings covers the outer surface of the drum, forming chambers 24 in which stop balls 25 are inserted, rolling along the outer racetracks of the drum, held by partitions 26 and interacting with the covers 27 of the radial housings. To change the direction of rotation of the driven shaft, the covers of the radial housings can be rotated, as shown in figures 5 and 9, by a mechanism not shown in the drawings.

Работа вибропередачиVibration transmission

При вращении ведущего вала 13 вместе с ним вращается ведущая коническая шестерня 16, которая приводит во вращение конические шестерни 15 и радиальные валы 14, а последние заставляют вращаться в противоположные стороны цилиндрические шестерни 9, 10 с дебалансами 11, 12. Составляющие сил инерции, действующие в направлении продольной оси ведущего вала 13, взаимно уравновешивают друг друга, а составляющие сил инерции, действующие по касательным к радиальным корпусам 5, 6, 7, 8, заставляют их вместе с ободом 4 поворачиваться на шпорных шариках 18 в ту и другую сторону на некоторый угол. Так как радиальные корпусы 5, 6, 7, 8 через опорные шарики 18 взаимодействуют с барабаном 19 за счет сил трения, то при движении обода 4 и радиальных корпусов 5, 6, 7, 8 по часовой стрелке барабан 19 движется в противоположную сторону (на фигуре 9 показано оплошной стрелкой) и стопорные шарики 25 не препятствуют этому. При движении радиальных корпусов 5, 6, 7, 8 и обода 4 против часовой стрелки стопорные шарики 25 заклинивают барабан 19 и он вместе с ободом 4 и радиальными корпусами 5, 6, 7, 8 поворачивается в ту же сторону (на фигуре 9 показано пунктирной стрелкой). Таким образом при каждом колебании в ту и другую стороны обода и радиальных корпусов барабан 19 поворачивается в одну и ту же сторону на один шаг, поворачивая при этом и ведомый вал 21, частота вращения которого определяется нагрузкой. Если нагрузка на ведомом валу 21 превысит создаваемый крутящийся момент, то он остановится, а ведущий вал 13, цилиндрические шестерни 9, 10 с дебалансами 11, 12 будут продолжать вращаться. Повернув крышки 27, как показано пунктиром на фигурах 5, 9, механизмом, не показанным на чертежах, можно изменить направление вращения ведомого вала 21.When the drive shaft 13 rotates, the drive bevel gear 16 rotates with it, which drives the bevel gears 15 and the radial shafts 14, and the latter make the cylindrical gears 9, 10 with unbalances 11, 12 rotate in opposite directions. The components of inertia acting in the direction of the longitudinal axis of the drive shaft 13, mutually balance each other, and the components of the inertia forces acting along the tangent to the radial housings 5, 6, 7, 8, make them, together with the rim 4, rotate on the spur balls 18 in one and the other w direction at a certain angle. Since the radial housings 5, 6, 7, 8 through the support balls 18 interact with the drum 19 due to friction forces, when the rim 4 and the radial housings 5, 6, 7, 8 are clockwise, the drum 19 moves in the opposite direction (on figure 9 is shown by a solid arrow) and the locking balls 25 do not interfere with this. When the radial housings 5, 6, 7, 8 and the rim 4 move counterclockwise, the locking balls 25 jam the drum 19 and together with the rim 4 and the radial housings 5, 6, 7, 8 rotate in the same direction (figure 9 shows a dashed arrow). Thus, with each oscillation on the one or the other side of the rim and the radial housings, the drum 19 rotates in the same direction by one step, while also turning the driven shaft 21, the speed of which is determined by the load. If the load on the driven shaft 21 exceeds the generated torque, it will stop, and the drive shaft 13, spur gears 9, 10 with unbalances 11, 12 will continue to rotate. By turning the covers 27, as shown by the dotted lines in figures 5, 9, by a mechanism not shown in the drawings, it is possible to change the direction of rotation of the driven shaft 21.

Предлагаемая вибропередача может быть использована на транспортных средствах.The proposed vibration transmission can be used on vehicles.

Положительный эффект: более высокий вращающийся момент на ведомом валу, может найти широкое применение на транспорте, можно изменять направление вращения ведомого вала при неизменном направлении вращения ведущего вала.Positive effect: higher torque on the driven shaft, can be widely used in transport, you can change the direction of rotation of the driven shaft with the same direction of rotation of the drive shaft.

Claims

Vibration transfer, comprising a housing, in the bearings of the front cover of which a drive shaft is mounted, an inertial pulsed mechanism kinematically connected to the drive shaft, an oscillatory motion converter into unidirectional rotational motion kinematically connected to a driven shaft mounted in the bearings of the rear cover, characterized in that the inertial pulse the mechanism is made in the form of a rim having four radial housings, identical in design, placed at the same distance from each other, inside and each of which has two cylindrical gears with unbalances engaged in engagement with each other, mounted for rotation in opposite directions, the centers of rotation of which are located on the same line passing through both diameters and parallel to the longitudinal axis of the drive shaft, the longitudinal axes of which are perpendicular to the axis said shaft, in addition, the unbalances of each pair of cylindrical gears, being on the same line passing through both diameters of the cylindrical gears, are deployed relative to each other and 180 °, one of the cylindrical gears mounted on the end of the radial shaft mounted in the bearings of the radial housing having a bevel gear at the other end that engages with the bevel gear mounted on the drive shaft, and the radial cases in the middle part have platforms with nests in which the support balls are inserted; in addition, the oscillatory motion transducer into unidirectional rotational motion comprises a drum which is connected to the driven shaft by means of side spokes and has outer and inner racetracks for balls, the rim and the middle part of the radial housings inserted inside the drum and mounted on the support balls rolling along the inner racetracks of the drum, the upper part of the radial housings covering the outer part of the drum, forming chambers into which the locking balls are inserted, rolling along the outer racetracks of the drum and interacting with the inclined covers of the radial housings, the change in the inclination of which is associated with the mechanism of changing the direction of rotation of the driven go shaft.