Гидромеханическая передача

 

Использование: в машиностроении. Сущность изобретения: передача содержит полый выходной вал, гибкое и жесткое колеса, генератор волн, включающий гидромотор с ротором. Опоры вала расположены на двух неподвижных цапфах. В одной из них размещены диск и регулирующее устройство, в другой выполнены каналы, подводящие рабочую жидкость к торцу ротора. Ротор установлен на опорах, расположенных в цапфах, и имеет отверстия. Плунжеры размещены в отверстиях ротора и взаимодействуют с диском. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех отраслях машиностроения, где используются передачи с большими силовыми возможностями и высокой кинематической точностью.

Известна передача, включающая волновой редуктор, содержащий корпус, гибкое и жесткое колеса, генератор волн, входной и выходной валы и аксиально-поршневой гидромотор, выходной вал которого соединен с быстроходным валом редуктора при помощи муфты [1] Такая передача имеет большие осевые габариты и сравнительно низкий КПД.

Известна также волновая передача, содержащая корпус, гибкое и жесткое колеса, генератор волн, включающий лопастной гидромотор с основным и дополнительным роторами, выполненными в виде кулачка и установленными на оси, жестко закрепленной в корпусе. Ось имеет эксцентричные шейки, эксцентриситет которых направлен в противоположные стороны от геометpической оси, в оси выполнены каналы, служащие для подвода и отвода рабочей жидкости [2] Однако такая передача обладает низкой удельной мощностью, обусловленной тем, что лопастные гидромоторы работают при давлении до 14 МПа, сравнительно низким КПД, у лопастных гидромоторов он составляет 0,85, а также невозможностью регулирования частоты вращения, направления вращения и создания переменного максимального крутящего момента с помощью самой гидромеханической передачи.

Задачей изобретения является повышение удельной мощности, КПД и обеспечение возможности регулирования частоты вращения, направления вращения и создания переменного максимального момента с помощью самой гидромеханической передачи.

Задача достигается тем, что гидромеханическая передача, содержащая выходной вал, установленный на опорах, гибкое и жесткое колеса, генератор волн, включающий гидромотор с ротором, внешняя поверхность которого выполнена в виде кулачка, каналы, подводящие рабочую жидкость к ротору, имеет выходной вал, выполненный полым, внутри которого установлены генератор волн, гибкое и жесткое колеса, при этом опоры вала расположены на двух неподвижных цапфах, в одной из которых размещены диск, установленный с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси ротора, и регулирующее устройство, взаимодействующее с диском, в другой цапфе выполнены каналы, подводящие рабочую жидкость к торцу ротора. Ротор установлен в опорах, расположенных в цапфах, соосно с ними. В роторе выполнены осевые отверстия, в которых плунжеры установлены с возможностью взаимодействия с диском.

Введение диска, расположенного в неподвижной цапфе, с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси ротора, и размещения в этой же цапфе регулирующего устройства, взаимодействующего с диском, обеспечивает возможность регулирования частоты вращения, направления вращения и создания переменного максимального крутящего момента с помощью самой гидромеханической передачи.

При поступлении жидкости с расходом Q к ротору под плунжеры в соответствии с соотношением n где F_п площадь плунжера; D диаметр, на котором расположены осевые отверстия в роторе; Z количество плунжеров, i передаточное отношение гидромеханической передачи; η_v объемный КПД, вращается выходной вал передачи, а крутящий момент на нем определяется в соответствии с M iη_гм где Δ P перепад давления в подводе и отводе рабочей жидкости, η_гм гидромеханический КПД.

При изменении угла наклона диска γ под действием регулирующего органа регулируется бесступенчато частота вращения n, момент М на выходном валу передачи, а также меняется направление вращения ее выходного вала.

Расположение наклонного диска в неподвижной цапфе и расположение ротора в опорах, размещенных в неподвижных цапфах, соосно с ними позволяет увеличить силовой поток, не нагружая опрокидывающим моментом торец ротора, так как нагрузки замыкаются на неподвижные цапфы, что позволяет повысить мощность передачи.

Размещение гибкого, жесткого колес, генератора волн внутри полого вала, установка наклонного диска внутри неподвижной цапфы, а ротора в опорах, расположенных в цапфах, позволяет существенно сократить осевые габариты передачи и ее массу, что в совокупности с повышением мощности передачи повышает удельную мощность.

Плунжеры, установленные в осевых отверстиях ротора с возможностью взаимодействия с наклонным диском, имеют по сравнению с лопастными гидромашинами меньший поток утечек и в совокупности с ненагруженной опрокидывающим моментом торцевой поверхностью ротора обеспечивают повышение объемного КПД гидромотора и, следовательно, общего КПД передачи.

На фиг. 1 изображена гидромеханическая передача, продольный разрез; на фиг. 2 вид слева фиг. 1.

Гидромеханическая передача содержит полый выходной вал 1, установленный на опорах 2 и 3, расположенных на цапфах 4 и 5. Внутри полого выходного вала 1 расположены гибкое 6 и жесткое 7 колеса, генератор волн, включающий гидромотор с ротором 8, внешняя поверхность которого выполнена в виде кулачка. Ротор установлен в опорах 9 и 10, размещенных в цапфах 4 и 5. В осевых отверстиях ротора 8 размещены плунжеры 11, взаимодействующие с наклонным диском 12. С последним взаимодействует регулирующее устройство 13, выполненное, например, в виде подпружиненных поршней управления. Каналы 14 и 15 служат для подвода и отвода рабочей жидкости.

Передача работает следующим образом.

Рабочая жидкость через один из каналов 14 или 15 подводится к торцу ротора 8 и воздействует на плунжеры 11, взаимодействующие с наклонным диском 12, приводя ротор 8 во вращение. Угол наклона диска 12 определяется регулирующим устройством 13. Внешняя поверхность ротора 8 выполнена в виде кулачка и воздействует на гибкое колесо 6, которое, взаимодействуя с жестким колесом 7, приводит во вращение полый выходной вал 1.

Формула изобретения

ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА, содержащая выходной вал, установленный на опорах, гибкое и жесткое колеса, генератор волн, включающий гидромотор с ротором, внешняя поверхность которого выполнена в виде кулачка, каналы, подводящие рабочую жидкость к ротору, отличающаяся тем, что входной вал выполнен полым, генератор волн, гибкое и жесткое колеса установлены внутри выходного вала, опоры вала расположены на двух неподвижных цапфах, в одной из которых размещен диск, установленный с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси ротора, и регулирующее устройство, взаимодействующее с диском, в другой выполнены каналы, подводящие рабочую жидкость к торцу ротора, последний установлен на расположенных в цапфах и соосно с ними опорах и имеет осевые отверстия, в которых размещены плунжеры с возможностью взаимодействия с диском.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2