RU2531856C2

RU2531856C2 - Automatic inertia transformer

Info

Publication number: RU2531856C2
Application number: RU2013106050/11A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Георгиевич Сосин
Original assignee: Геннадий Георгиевич Сосин
Priority date: 2013-02-12
Filing date: 2013-02-12
Publication date: 2014-10-27
Also published as: RU2013106050A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to machine-building industry and can be used in drives of different machines and mechanisms. An inertia transformer includes housing (1), coaxial drive (2) and driven (3) shafts, holler flywheel (4) rigidly attached to the drive shaft and pulse mechanism (5) arranged in its cavity. The pulse mechanism is made in the form of inertia load (6) installed at an angle to the axis of the driven shaft and connected to the housing of flywheel (4) and driven shaft (3) with possibility of performance of oscillating movements about the driven shaft axis. Connection of the inertia load to the driven shaft is performed through CVD.

EFFECT: invention is aimed at simplification of an inertia transformer structure.

3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано там, где необходимо получение плавного, бесступенчатого изменения числа оборотов и крутящего момента в различных машинах и механизмах.The invention relates to mechanical engineering and can be used where it is necessary to obtain a smooth, stepless change in the number of revolutions and torque in various machines and mechanisms.

Известен автоматический инерционный трансформатор вращающего момента, содержащий корпус, ведущий и ведомые валы, импульсный механизм, включающий связанные с ведущим валом ведущее и ведомое звенья, два механизма свободного хода (МСХ) и планетарный механизм, имеющий два центральных колеса и водило с сателлитами (см. патент РФ 1295106, 1987).An automatic inertial torque transformer is known, comprising a housing, drive and driven shafts, a pulse mechanism, including drive and driven links connected to the drive shaft, two freewheel mechanisms (MOA) and a planetary mechanism having two central wheels and a carrier with satellites (see RF patent 1295106, 1987).

Недостатком такого трансформатора является то, что отрицательный импульс вращающего момента при передаче ведомому валу уменьшается в соотношении, определяемом кинематикой планетарного механизма, что приводит к неполному использованию отрицательного импульса, что увеличивает габариты и вес передачи. Кроме того, такая конструкция отличается низкой надежностью МСХ из-за высокой нагруженности элементов заклинивания в мертвых точках.The disadvantage of such a transformer is that the negative momentum of the torque during transmission to the driven shaft decreases in the ratio determined by the kinematics of the planetary mechanism, which leads to the incomplete use of the negative pulse, which increases the dimensions and weight of the transmission. In addition, this design is characterized by low reliability of the Ministry of Agriculture due to the high load of jamming elements at dead points.

Известны инерционные трансформаторы, не использующие МСХ. Наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является автоматический инерционный трансформатор, содержащий неподвижный корпус, ведущий и ведомый валы, жестко связанный с ведущим валом полый маховик, импульсный механизм, который размещен диаметрально в полости маховика и имеет уравновешенные грузы с возможностью вращения на перпендикулярной валам оси. Грузы установлены непосредственно на конических зубчатых колесах, которые находятся в зацеплении с колесом, закрепленным на ведомом валу (см. патент RU 2025610, фиг.3, 1990).Известный автоматический инерционный трансформатор работает следующим образом. Импульсный механизм посредством колес через венцы сателлитов взаимодействует с колесом, закрепленным на валу. В результате вращающий момент ведущего вала трансформируется без преобразования в знакопеременный момент, что приводит к повышению долговечности и эффективности без использования МСХ. Однако перечисленные достоинства достигаются довольно сложной конструкцией (сателлиты, грузы, конические зубчатые колеса, колесо на ведомом валу), отчего страдает надежность инерционного трансформатора.Inertial transformers are known that do not use the Ministry of Agriculture. The closest to the claimed by the set of essential features and the achieved result is an automatic inertial transformer containing a stationary housing, drive and driven shafts, a hollow flywheel rigidly connected to the drive shaft, a pulse mechanism, which is placed diametrically in the flywheel cavity and has balanced loads with the possibility of rotation on perpendicular to the shaft axis. The loads are mounted directly on bevel gears, which are meshed with a wheel mounted on a driven shaft (see patent RU 2025610, FIG. 3, 1990). A well-known automatic inertial transformer operates as follows. The pulse mechanism through the wheels through the crowns of the satellites interacts with the wheel mounted on the shaft. As a result, the torque of the drive shaft is transformed without conversion into an alternating moment, which leads to increased durability and efficiency without using the MOA. However, the listed advantages are achieved by a rather complicated design (satellites, loads, bevel gears, a wheel on a driven shaft), which makes the inertial transformer reliable.

Поставлена задача повышения надежности.The task of increasing reliability.

Технический результат обеспечивается путем упрощения импульсного трансформатора при сохранении принципа трансформации вращающего момента без преобразования его в знакопеременный момент.The technical result is achieved by simplifying the pulse transformer while maintaining the principle of transformation of the torque without converting it into alternating moment.

Поставленная задача достигается тем, что в инерционном трансформаторе, содержащем корпус, установленные в нем соосно ведущий и ведомый валы, жестко связанный с ведущим валом полый маховик, размещенный в его полости импульсный механизм, согласно изобретению импульсный механизм выполнен в виде инерционного груза, расположенного под углом к оси ведомого и ведущего валов, связанного с корпусом маховика и ведомым валом с возможностью совершения колебательных движений вокруг оси ведомого вала.The problem is achieved in that in an inertial transformer containing a housing, coaxially driving and driven shafts installed therein, a hollow flywheel rigidly connected to the driving shaft, a pulse mechanism placed in its cavity, according to the invention, the pulse mechanism is made in the form of an inertial load located at an angle to the axis of the driven and driving shafts associated with the flywheel housing and the driven shaft with the possibility of oscillatory movements around the axis of the driven shaft.

Поставленная задача достигается тем, что согласно изобретению инерционный груз выполнен в виде шара, в котором выполнен сфероид для размещения в нем шарнира равных угловых скоростей (ШРУСа), связанного с ведомым валом.The task is achieved by the fact that according to the invention, the inertial load is made in the form of a ball in which a spheroid is made to accommodate a constant velocity joint (SHRUS) connected to the driven shaft.

Поставленная задача достигается также тем, что согласно изобретению инерционный груз установлен на подшипниках, наружная обойма которых связана с корпусом полого маховика с возможностью регулирования угла наклона инерционного груза.The task is also achieved by the fact that according to the invention the inertial load is mounted on bearings, the outer race of which is connected to the body of the hollow flywheel with the possibility of adjusting the angle of inclination of the inertial load.

На фиг.1 показано заявляемое устройство в разрезе.Figure 1 shows the inventive device in section.

На фиг.2 показано схематическое изображение заявляемого инерционного трансформатора.Figure 2 shows a schematic representation of the inventive inertial transformer.

На фиг.3 показан вариант выполнения заявляемого устройства с двумя ведомыми валами.Figure 3 shows an embodiment of the inventive device with two driven shafts.

Автоматический инерционный трансформатор по фиг.1-2 содержит неподвижный корпус 1, установленные в нем соосно ведущий 2 и ведомый 3 валы, жестко связанный с ведущим валом 2 полый маховик 4, в полости которого размещен импульсный механизм 5. Импульсный механизм 5 выполнен в виде неуравновешенного инерционного груза 6, расположенного под углом к оси ведомого и ведущего вала с возможностью совершения им колебательных движений относительно оси ведомого вала. Для этого груз 6 установлен на подшипниках 7, наружная обойма которых связана с корпусом маховика 4, а ведомый вал 3 связан с грузом 6 через установленный в нем шарнир равных угловых скоростей (ШРУС) 8. Груз 6 может быть выполнен в форме кольца, диска разной конфигурации. В предлагаемом устройстве груз 6 выполнен в виде шара, в котором выполнен сфероид для установки в нем ШРУСа 8. В некоторых случаях вместо ШРУСа может быть использован шарнир ГУКа. Показанный на фиг.3 вариант выполнения заявляемого инерционного трансформатора содержит два импульсных механизма 6, расположенных симметрично в полости маховика 4, ШРУСы 8 обоих грузов 5 соединены со своими ведомыми валами 3, а ведущий вал 2 связан с полостью маховика 4 через передачу 9 (зубчатую, коническую и др.).The automatic inertial transformer of FIGS. 1-2 contains a fixed housing 1, a coaxial drive 2 and a driven 3 shafts installed in it, rigidly connected to the drive shaft 2, a hollow flywheel 4, in the cavity of which a pulse mechanism 5 is placed. The pulse mechanism 5 is made in the form of an unbalanced inertial load 6, located at an angle to the axis of the driven and drive shaft with the possibility of making oscillatory movements relative to the axis of the driven shaft. For this, the load 6 is mounted on bearings 7, the outer race of which is connected to the flywheel housing 4, and the driven shaft 3 is connected to the load 6 through a constant velocity joint (CV joint) installed in it 8. The load 6 can be made in the form of a ring, a disk of different configurations. In the proposed device, the load 6 is made in the form of a ball, in which a spheroid is made for installation of a CV joint 8. In some cases, instead of a CV joint, a GUK hinge can be used. Shown in figure 3 an embodiment of the inventive inertial transformer contains two pulse mechanisms 6 located symmetrically in the cavity of the flywheel 4, CV joints 8 of both loads 5 are connected to their driven shafts 3, and the drive shaft 2 is connected to the cavity of the flywheel 4 through gear 9 (gear, conical, etc.).

Работает заявляемый автоматический инерционный трансформатор следующим образом. Крутящий момент от ведущего вала 2 передаетсячерез маховик 4, который вращается вместе с импульсным механизмом 5, на ведомый вал 3. В режиме отсутствия нагрузки на ведомый вал 3 влияние импульсного механизма 5 отсутствует, инерционный груз 6 вращается вместе с маховиком 4. Если момент сопротивления вала 3 превышает крутящий момент ведущего вала 2, то груз 6 начинает совершать колебательные движения, так как масса диска 6 и угол его наклона относительно ведомого вала 3 создают инерционный момент. Через ШРУС 8 инерционный момент передается на ведомый вал 3. При продолжающемся увеличении нагрузки на ведомый вал 3 при постоянной частоте вращения входного вала 2 частота колебаний диска 6 увеличивается, а крутящий момент на ведомый вал 3, а следовательно, частота его вращения падает, и наоборот. Таким образом, частота вращения ведомого вала 3 плавно бесступенчато регулируется в зависимости от возникающего на нем сопротивления. Мощность инерционного трансформатора определяется создаваемым грузом 6 инерционным моментом, который, в свою очередь, определяется массой диска 6 и углом его наклона относительно валов 2 и 3. Подшипники 7 установлены в полости маховика 4 с возможностью регулирования угла наклона груза 6 относительно ведомого вала 3.The claimed automatic inertial transformer operates as follows. The torque from the drive shaft 2 is transmitted through the flywheel 4, which rotates together with the pulse mechanism 5, to the driven shaft 3. In the mode of no load on the driven shaft 3, the influence of the pulse mechanism 5 is absent, the inertial load 6 rotates together with the flywheel 4. If the shaft resistance moment 3 exceeds the torque of the drive shaft 2, the load 6 begins to oscillate, since the mass of the disk 6 and the angle of inclination relative to the driven shaft 3 create an inertial moment. Through SHRUS 8, the inertial moment is transmitted to the driven shaft 3. With a continued increase in the load on the driven shaft 3 at a constant speed of the input shaft 2, the oscillation frequency of the disk 6 increases, and the torque on the driven shaft 3, and therefore its rotation frequency decreases, and vice versa . Thus, the rotational speed of the driven shaft 3 is continuously variable, depending on the resistance arising on it. The power of the inertial transformer is determined by the inertial moment created by the load 6, which, in turn, is determined by the mass of the disk 6 and its angle of inclination relative to the shafts 2 and 3. Bearings 7 are installed in the cavity of the flywheel 4 with the possibility of adjusting the angle of inclination of the load 6 relative to the driven shaft 3.

Заявляемый автоматический инерционный трансформатор отличается от прототипа простотой конструкции - малое количество деталей, отсутствие зубчатых передач. Это повысило надежность устройства и качество - автоматическая, плавная, бесступенчатая передача крутящего момента от ведущего к ведомом валу без каких-либо импульсных рывков на ведомом валу.The inventive automatic inertial transformer differs from the prototype in its simple design - a small number of parts, the absence of gears. This increased the reliability of the device and quality - automatic, smooth, stepless transmission of torque from the leading to the driven shaft without any impulse jerks on the driven shaft.

Claims

1. Automatic inertial transformer containing a housing, coaxially mounted drive and driven shafts installed therein, a hollow flywheel rigidly connected to the drive shaft, a pulse mechanism located in its cavity, characterized in that the pulse mechanism is made in the form of an inertial load mounted at an angle to the axis driven and drive shafts associated with the flywheel housing and the driven shaft with the possibility of oscillatory movements around the axis of the driven shaft.

2. The inertial transformer according to claim 1, characterized in that the inertial load is made in the form of a ball, in which a spheroid is made to accommodate a constant velocity joint (SHRUS) connected to the driven shaft.

3. The inertial transformer according to one of claims 1 to 2, characterized in that the inertial load is mounted on bearings, the outer cage of which is connected to the body of the hollow flywheel with the possibility of adjusting the angle of inclination of the inertial load.