Кулачковый импульсный вариатор

 

Изобретение относится к передачам для бесступенчатого регулирования скорости движения выходного звена. Кулачковый импульсный вариатор имеет кулачок и два параллельно установленных преобразующих механизма. Первый преобразующий механизм включает ведомый вал, механизм свободного хода, толкатель и механизм регулирования, состоящий из ползуна, перемещающегося вдоль толкателя по направляющим корпуса и шарнирной опоры, поворотно размещенной в расточке ползуна. Толкатель установлен в отверстии шарнирной опоры и качается вокруг ее оси. Толкатель второго преобразующего механизма расположен с противоположной стороны кулачка и связан с толкателем первого преобразующего механизма. Прижимное устройство в виде стержня с упорами на концах и двух пружин прижимает оба толкателя к кулачку. Стержень свободно установлен в сквозных пазах обоих толкателей. Пружины расположены между соответствующим упором и толкателем. Ведомые валы преобразующих механизмов связаны зубчатой передаче. Такое выполнение кулачкового импульсного вариатора позволяет упростить конструкцию, повысить быстроходность, увеличить надежность и срок службы. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению, в частности к передачам для бесступенчатого регулирования скорости движения выходного звена, и может быть использовано, например, в машинах пищевой, химической, хлопкоочистительной и др. промышленности.

Известен кулачковый импульсный вариатор (см., например, авт. свид. N 697771 СССР, БИ N 42, 1979), содержащий ведущий вал с задающим закон движения кулачком, ведомый вал с установленным на нем механизмом свободного хода, качающийся толкатель, связанный одним концом с ведущим элементом механизма свободного хода, а другим - с задающим закон движения кулачком, и регулирующий механизм, выполненный в виде поворотного сухарика, ограничивающего угол качания толкателя.

Но в этом вариаторе вращение выходного вала на всех режимах работы (кроме режима с максимально возможной частотой вращения выходного вала) осуществляется прерывисто (с выстоем), вследствие чего известный вариатор обладает большой неравномерностью движения, что очень нежелательно во многих технологических процессах. Кроме того, прерывистое вращение выходного вала приводит к дополнительным динамическим нагрузкам (ударам) в момент входа в соприкосновение профиля кулачка с толкателем со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Известен также кулачковый импульсный вариатор (см., например, авт. свид. N 712577 СССР, БИ N 4, 1980), принятый нами за прототип, содержащий корпус, расположенные в нем ведущий вал с жестко установленным на нем кулачком, ведомый вал с расположенным на нем механизмом свободного хода, ведущая обойма которого шарнирно связана с толкателем, взаимодействующим с помощью пружины с кулачком, и механизм регулирования, состоящий из ползуна, имеющего возможность перемещения вдоль толкателя по направляющим, изготовленным в корпусе, и шарнирной опоры, поворотно размещенной в цилиндрической расточке ползуна и в отверстии которой свободно установлен толкатель, причем профиль кулачка изготовлен в соответствии с заданной неравномерностью движения ведомого вала на всем диапазоне регулирования скоростей.

Однако известный кулачковый импульсный вариатор имеет относительно сложную конструкцию, что объясняется необходимостью для каждого преобразующего механизма (толкателя) наличия своего отдельного кулачка. А для обеспечения постоянного контакта толкателя с профилем кулачка необходимо применять пружину сжатия (или растяжения), которая, опираясь на корпус вариатора, будет прижимать толкатель к кулачку, при этом деформация пружины при таком ее расположении будет относительно большой, так как величина этой деформации зависит от величины хода конца толкателя, обусловленного разностью между минимальным и максимальным радиусом-вектором профиля кулачка. При традиционном расположении пружины между толкателем и корпусом из-за значительной величины этой разности между радиусами деформация пружины также будет значительной, что приведет к ее относительно быстрому износу, а в конечном итоге к снижению надежности и долговечности вариатора в целом. Кроме того, это обстоятельство препятствует повышению быстроходности кулачковых импульсных вариаторов.

Цель предлагаемого изобретения - упрощение конструкции, повышение быстроходности, увеличение надежности и срока службы, а также повышение конкурентоспособности.

Поставленная цель достигается тем, что предложенный кулачковый импульсный вариатор содержит корпус, расположенные в нем ведущий вал о жестко установленным на нем кулачком, преобразующий механизм, включающий в себя ведомый вал с расположенным на нем механизмом свободного хода и имеющий возможность качаться вокруг оси шарнирной опоры толкатель, находящийся с помощью пружины в постоянном контакте с кулачком и шарнирно связанный с ведущей обоймой механизма свободного хода, и механизм регулирования, состоящий из ползуна, имеющего возможность перемещения вдоль толкателя по направляющим, изготовленным в корпусе, и шарнирной опоры, поворотно размещенной в цилиндрической расточке ползуна и в отверстии которой свободно установлен толкатель, причем параллельно первому преобразующему механизму установлен второй преобразующий механизм, толкатель которого расположен с противоположной стороны относительно кулачка ведущего вала и связан с толкателем первого преобразующего механизма прижимающим оба толкателя к кулачку прижимным устройством, состоящим из свободно установленного в сквозных пазах обоих толкателей стержня с упорами на его концах и двух пружин, расположенных между соответствующим упором и толкателем, а ведомый вал второго преобразующего механизма связан с ведомым валом первого преобразующего механизма зубчатой передачей.

Сопоставительный анализ с прототипом показал, что заявляемый вариатор отличается тем, что толкатель второго преобразующего механизма расположен с противоположной стороны относительно кулачка ведущего вала и связан с толкателем первого преобразующего механизма, прижимающим оба толкателя к кулачку прижимным устройством, состоящим из свободно установленного в сквозных пазах обоих толкателей стержня с упорами на его концах и двух пружин, расположенных между соответствующими упором и толкателем, а ведомый вал второго преобразующего механизма связан с ведомым валом первого преобразующего механизма зубчатой передачей.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором изображена конструкция предложенного вариатора.

Предложенный кулачковый импульсный вариатор содержит корпус 1, расположенные в нем ведущий вал 2 с жестко установленным на нем кулачком 3, ведомый вал 4 с расположенным на нем механизмом свободного хода, и толкатель 5, шарнирно связанный с ведущей обоймой 6 механизма свободного хода и находящийся в постоянном контакте с кулачком 3. В направляющих 7 корпуса 1 смонтирован ползун 8, в цилиндрической расточке которого поворотно размещена шарнирная опора 9, причем в отверстии опоры 9 свободно установлен толкатель 5. Параллельно толкателю 5 с противоположной стороны кулачка 3 расположен толкатель 5', шарнирно связанный с ведущей обоймой 6' механизма свободного хода, находящегося на ведомом валу 4', причем толкатель 5' также свободно установлен в отверстии шарнирной опоры 9', поворотно смонтированной во второй цилиндрической расточке ползуна 8. Толкатели 5 и 5' связаны между собой прижимным устройством, обеспечивающим постоянный контакт обоих толкателей с кулачком, профиль которого изготовлен в соответствии с заданным законом движения выходного вала вариатора. Прижимное устройство состоит из свободно установленного в сквозных пазах обоих толкателей стержня 10 с упорами 11 и 11' на его концах и двух пружин сжатия 12 и 12', расположенных между соответствующими упорами 11 или 11' и толкателем 5 или 5'. Ведомые валы 4 и 4' кинематически связаны между собой зубчатыми колесами 13 и 13', причем выходным валом вариатора является, например, ведомый вал 4. Ползун 8 связан резьбовым соединением с винтом 14, на наружном конце которого, выступающем из корпуса неподвижно смонтирован маховик 15.

Предложенный кулачковый импульсный вариатор работает следующим образом.

Ведущий вал 2 с жестко установленным на нем кулачком 3 приводится во вращение в любую сторону. Вращательное движение вала 2 с кулачком преобразуется в качательное движение толкателей 5 и 5', имеющих возможность совершать это движение вокруг осей шарнирных опор 9 и 9'. Это качательное движение с помощью ведущих обойм 6 и 6' и механизмов свободного хода в целом преобразуется в однонаправленное вращательное движение соответствующих ведомых валов 4 и 4'. Поскольку толкатели 5 и 5' находятся с противоположных сторон относительно одного и того же кулачка, то на фазе удаления толкателя 5 рабочий ход совершает механизм свободного хода ведомого вала 4, одновременно для толкателя 5' происходит фаза сближения, и механизм свободного хода ведомого вала 4' в это время совершает холостой ход. И соответственно на фазе сближения толкателя 5 механизм свободного хода вала 4 совершает холостой ход, а для толкателя 5' эта фаза соответствует фазе удаления, и механизм свободного хода вала 4' совершает уже рабочий ход. Благодаря тому, что ведомые валы 4 и 4' кинематически связаны между собой зубчатыми колесами 13 и 13', ведомый вал 4, являющийся выходным валом вариатора, получает два импульса вращательных движения за один оборот ведущего вала 2 с кулачком 3. Профиль кулачка 3 спроектирован и изготовлен таким образом, чтобы фаза удаления обоих толкателей была более 180 o поворота кулачка, и поэтому ведомый вал 4 будет получать непрерывное вращательное движение.

Регулирование частоты вращения ведомых валов 4 и 4' осуществляется вращением маховика 15, который, поворачиваясь, вместе с винтом 14 заставляет перемещаться по направляющим 7 корпуса 1 ползун 8 вдоль толкателей 5 и 5', причем вместе с ползуном 8 перемещаются и шарнирные опоры 9 и 9'. Когда оси шарнирных опор 9 и 9' совпадают с соответствующими центрами шарниров, соединяющих толкатели с ведущими обоймами механизмов свободного хода, то ведомые валы не вращаются. При перемещении ползуна 8 вместе с шарнирными опорами 9 и 9' (на чертеже - влево) угол размаха (качания) толкателей 5 и 5', а следовательно, и ведущих обойм 6 и 6' механизмов свободного хода увеличивается, а значит, увеличивается и частота вращения ведомых валов 4 и 4' и выходного вала вариатора в частности.

Как видно из описания конструкции и принципа действия, в предложенном кулачковом импульсном вариаторе два его преобразующих механизма приводятся в действие только от одного кулачка, что ведет к упрощению конструкции и снижению затрат на изготовление. Кроме того, поскольку оба толкателя преобразующих механизмов теперь связаны между собой одним общим прижимным устройством, обеспечивающим постоянный контакт толкателей с профилем одного и того же кулачка, то такое расположение и конструкция прижимного устройства позволило избежать больших деформаций пружин при работе вариатора. В известных вариаторах эти деформации были относительно очень большими, так как пружины, как правило, находились между толкателем и корпусом, то есть опирались на корпус вариатора. В предложенном же вариаторе в случае, если профиль кулачка изготовлен, например, по окружности, то у пружин 12 и 12' вообще не будет никаких рабочих деформаций (не считая предварительного их сжатия).

Эти обстоятельства приводят к повышению быстроходности и надежности предложенных вариаторов, к увеличению срока их службы и соответственно к повышению конкурентоспособности и расширению области их применения.

Формула изобретения

Кулачковый импульсный вариатор, содержащий корпус, расположенные в нем ведущий вал с жестко установленным на нем кулачком, преобразующий механизм, включающий в себя ведомый вал с расположенным на нем механизмом свободного хода и имеющий возможность качаться вокруг оси шарнирно опоры толкатель, находящийся с помощью пружины в постоянном контакте с кулачком и шарнирно связанный с ведущей обоймой механизма свободного хода, и механизм регулирования, состоящий из ползуна, имеющего возможность перемещения вдоль толкателя по направляющим, изготовленным в корпусе, и шарнирной опоры, поворотно размещенной в цилиндрической расточке ползуна, в отверстии которой свободно установлен толкатель, отличающийся тем, что параллельно первому преобразующему механизму установлен второй преобразующий механизм, толкатель которого расположен с противоположной стороны относительно кулачка ведущего вала и связан с толкателем первого преобразующего механизма прижимающим оба толкателя к кулачку прижимным устройством состоящим из свободно установленного в сквозных пазах обоих толкателей стержня с упорами на его концах и двух пружин, расположенных между соответствующим упором и толкателем, а ведомый вал второго преобразующего механизма связан с ведомым валом первого преобразующего механизма зубчатой передачей.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к передачам для бесступенчатого регулирования скорости движения выходного звена

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к импульсным приводам, и может быть использовано в технологических, транспортных и горных машинах

Изобретение относится к машиностроению , преимущественно к механизмам бесступенчатого регулирования скорости ведомого вала

Изобретение относится к общему машиностроению , в частности к механизмам для осуществления прерывистого вращения

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах

Изобретение относится к машиностроению

Изобретение относится к машиностроению , а именно к храповым механизмам

Изобретение относится к регулируемым механическим передачам, в частности к передачам для сообщения вращательного движения , и может быть использовано при механизации и автоматизации производства

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в механизмах для прерывистого вращения исполнительных устройств

Изобретение относится к машиностроению, в частности к импульсным автоматическим бесступенчатым передачам, и может быть использовано в приводах промысловых машин, грузоподъемных машин, автомобилей и др

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к импульсным автоматическим бесступенчатым передачам

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к храповым передачам, предназначенным для понижения скорости вращения при постоянном передаточном отношении

Изобретение относится к управлению транспортными средствами на поворотах. Модуль управления транспортного средства для использования в транспортном средстве, включающем в себя двигатель внутреннего сгорания, электромотор, аккумулятор и трансмиссию, причем, когда определяется движение транспортного средства в повороте посредством устройства определения движения в повороте, запрещается переключение передач в трансмиссии. Когда состояние накопления аккумулятора удовлетворяет первому условию накопления и определяется окончание движения транспортного средства в повороте, разрешается усиление помощи от электромотора, а переключение передач в трансмиссии остается запрещенным. Изобретение также относится к способу управления транспортным средством согласно вышеописанному устройству. Достигается плавное ускорение при движении в повороте. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к механизмам преобразования вращательного движения в поступательное или колебательное. Кривошипно-шатунный механизм состоит из кривошипа (1), шарнирно соединенного с ведомым звеном (2), которое может быть ползуном или коромыслом, шатунов (3) и (4) и коромысла-шатуна (5). Шатуны (3, 4) и коромысло-шатун (5) образуют шарнирный трехзвенник. Коромысло-шатун (5) имеет подвижную опору (7) в направляющей (6). Достигается увеличение функциональных возможностей. 5 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к кулачковым высокомоментным вариаторам. Вариатор содержит корпус (1), установленные в корпусе входной (2) и выходной (3) валы, механизм изменения передаточного отношения с рукояткой управления (17), посаженный на входной вал с возможностью совместного вращения пространственный кулачок (4), трехвальный зубчатый дифференциал, вал водила которого является выходным валом. Валы колес дифференциала (24а, 24b) снабжены двумя приводными механизмами. Каждый из механизмов включает установленную на подшипниках в корпусе параллельно входному валу пару колебательных валов и пару обгонных муфт, с кинематически связанными с валом колеса дифференциала ведомыми полумуфтами. Каждая ведущая полумуфта кинематически связана с колебательным валом. На колебательных валах установлены карусельно в одной плоскости контактирующее с пространственным кулачком рычаги (6), с возможностью изменения рукояткой управления относительного положения пространственного кулачка и рычагов. Оси колебательных валов установлены на одинаковом расстоянии от оси входного вала. Оси каждой пары колебательных валов смонтированы в проходящей через ось входного вала плоскости. Плоскости перпендикулярны для разных пар колебательных валов, при этом колебательные валы в каждой паре кинематически связаны с возможностью поворота с одинаковой по модулю разнонаправленной угловой скоростью, например цепной передачей (19). Достигается упрощение и удешевление конструкции. 9 ил.
Наверх