Планетарний імпульсний запобіжний механізм

Планетарний імпульсний запобіжний механізм з ведучим водилом і веденим центральним колесом, які зв'язані між собою за допомогою сателітів, який відрізняється тим, що кожен сателіт нерухомо зв'язаний з встановленим в підшипниках водила і його кришки валом, на якому жорстко закріплений ведучий диск з периферійним кільцевим виступом-поводком і в проміжку між ближніми торцями сателіта і ведучого диска на валу на підшипниках встановлений дебаланс, ЗОВНІШНІЙ профіль якого складається з двох концентрично-розміщених перервних циліндричних поверхонь, які з'єднані між собою двома радіальними гранями, причому максимальний радіус зовнішньої циліндричної поверхні дебалансу рівний зовнішньому радіусу ведучого диска з периферійним кільцевим виступом-поводком, а мінімальний внутрішній радіус периферійного кільцевого виступу-поводка більший за мінімальний радіус зовнішньої циліндричної поверхні дебалансу, а також з вільним торцем ведучого диска з'єднаний ексцентрично розміщений диск, центр маси якого діаметрально-протилежний до центра маси периферійного кільцевого виступуповодка Винахід належить до машинобудування і може бути використаний для захисту приводів, вузлів і робочих органів в різних галузях техніки від перевантажень і поломок Відома зубчаста запобіжна муфта, яка включає ведену сонячну шестерню, що знаходиться в зачепленні в змонтованих на ведучому фланці сателітами з консольними пальцями і зв'язані з регульованими елементами пружини, кожна з яких закріплена одним кінцем на консольному пальці сателіта (див ас СРСР №779676, кп F16D 7/04, 1980 р) Основними недоліками даної конструкції є виникнення в процесі відносного перекочування сателітів по сонячній шестерні знакоперемінного крутного моменту внаслідок періодичної деформації пружин і низької ДОВГОВІЧНОСТІ пружин розтягу при експлуатації муфти на високошвидкісних приводах Найбільш близькою конструкцією до заявленої є планетарний імпульсний запобіжний механізм з ведучим водилом і веденим центральним колесом, які зв'язані між собою через сателіти (див а с СРСР №979747, кл F16D 43/20, 1982 р) Однак дана конструкція характеризується рядом недоліків, насамперед ослаблення конструкції сателіта за рахунок наявності в ньому отвору для поводкового пальця і перекоси встановлених на консольних осях сателітів під час роботи, а також низька жорсткість конструкції із-за обмежених діаметральних розмірів поводкових пальців, наслідком чого є низька ДОВГОВІЧНІСТЬ роботи муфти В основу винаходу поставлено задачу збільшити надійність, а також забезпечити працездатність конструкції на всіх режимах Поставлене завдання вирішується тим, що в планетарному імпульсному запобіжному механізмі з ведучим водилом і веденим центральним колесом, які зв'язані між собою за допомогою сателітів, кожен сателіт нерухомо зв'язаний з встановленим в підшипниках водила і його кришки валом, на якому жорстко закріплений ведучий диск з периферійним кільцевим виступом-поводком і в проміжку між ближніми торцями сателіта і ведучого диска на валу на підшипниках встановлений дебаланс, ЗОВНІШНІЙ профіль якого складається з двох концентричне розміщених перервних циліндричних поверхонь, які з'єднані між собою двома радіальними гранями, причому максимальний радіус зовнішньої циліндричної поверхні дебалансу рівний радіусу ведучого диску з периферійним кільцевим виступом-поводком, а мінімальний вну ю 1 ю 59715 трішній радіус периферійного кільцевого виступуповодка більший за мінімальний радіус зовнішньої циліндричної поверхні дебалансу, а також з вільним торцем ведучого диску з'єднаний ексцентричне розміщений диск, центр маси якого діаметрально-протилежний до центру маси периферійного кільцевого виступу-поводка Планетарний імпульсний запобіжний механізм показаний на фіг 1 поздовжній розріз, на фіг 2 січення А-А на фіг 1, на фіг 3 положення дебалансу в нормальному режимі роботи механізму, на фіг 4 положення дебалансу в період повернення його у вихідне положення при перевантаженні, на фіг 5 графік зміни моменту планетарного імпульсного запобіжного механізму при перевантаженні Планетарний імпульсний запобіжний механізм складається з встановленого на ведучому валу 1 водила 2 3 водилом 2 жорстко з'єднана кришка З В підшипниках 4 водила 2 і підшипниках 5 його кришки 3 рівномірно по колу встановлені вали 6, на яких жорстко встановлені сателіти 7 Сателіти 7 знаходяться в постійному кінематичному зачепленні з центральним веденим колесом 8, яке встановлене на веденому валу 9 На кожному валі 6 на підшипниках 10 встановлений дебаланс 11 На валу 6 жорстко закріплений ведучий диск 12 з периферійним кільцевим виступом-поводком 13 З вільним торцем ведучого диску 12 з'єднаний ексцентрично розміщений диск 14, центр маси якого діаметрально-протилежний до центру маси периферійного кільцевого виступу-поводка 13 Для зменшення сил бокового тертя між дебалансом 11, сателітом 7 і ведучим диском 12 по обидві сторони дебалансу 11 на валу 6 встановлені пластмасові шайби 15 Таким чином дебаланс 11 знаходиться в проміжку між ближніми торцями сателіта 7 і ведучого диску 12 ЗОВНІШНІЙ профіль дебалансу 11 складається з двох концентричнорозміщених перервних циліндричних поверхонь 16 і 17, радіуси яких ВІДПОВІДНО R I І F 2 Дані поверхні ? з'єднані між собою двома радіальними гранями 18 і 19 Максимальний радіус F 2 зовнішньої циліндри? чної поверхні 17 дебалансу 11 рівний зовнішньому радіусу ведучого диску 12 з периферійним кільцевим виступом-поводком 13 Мінімальний внутрішній радіус R3 периферійного кільцевого виступуповодка 13 більший за мінімальний радіус Ri зовнішньої циліндричної поверхні 16 дебалансу 11 Планетарний імпульсний запобіжний механізм працює наступним чином В пусковому режимі роботи, тобто в процесі збільшення швидкості обертання ведучої частини механізму, яка зв'язана з ведучим валом 1, сателіти 7 перекочуються по центральному веденому колесу 8 При цьому ведучий диск 12 з периферійним кільцевим виступом-поводком 13 періодично взаємодіє з дебалансом 11 По мірі збільшення швидкості обертання ведучого вала 1 зростає величина відцентрової сили інерції Fnoi, яка діє на дебаланс 11 і яка пропорційна квадрату кутової швидкості шв обертання водила 2 Величина сили Fnoi = m • ад • г, де m маса дебалансу 1 1 , г = О і С - відстань від центральної ВІСІ обертання механізму (точки "ОГ) до точ ки "С" розміщення центра маси дебалансу 11 На протязі кожного оберта сателіта 7 з кутовою швидкістю шо с відносно центрального веденого колеса 8 мають місце наступні картини У випадку, коли точка "С" знаходиться на найбільшій відстані від центральної ВІСІ обертання механізму (див фіг 2), то на дебаланс 11 діє максимальна відцентрова сила інерції Fnoi але оскільки плече дії відцентрової сили інерції рівне нулю, то в цьому положенні крутний момент на вихідному валу 9 рівний нульовому значенню При подальшому обертанні сателіта 7 проти часової стрілки на протязі його першої половини оберта (фіг 3) зі сторони діючої на дебаланс 11 відцентрової сили інерції Fnoi створюється момент, який протидіє вільному обертанню сателіта 7 Таким чином при повороті сателіта 7 від початкового положення (фіг 2) (коли вектор дії відцентрової сили інерції Fnoi проходить через вісь обертання сателіта 7) на половину оберта (на кут срСат 180°) на сателіт, а значить і на центральне ведене колесо 8 буде діяти момент Т н , який змінюється від нульового значення до максимального значення Т н m x (ДИВ фіГ 5) І ЗНОВу ДО НУЛЬОВОГО ЗНЗЧЄНa ня При подальшому провороті сателіта 7 на другу половину оберта (180° < ф< 360°) (фіг 4) дебаланси 11 не впливають на обертання сателітів (оскільки в даному випадку периферійний кільцевий виступ-поводок 12 не впливає на дебаланс 11) і крутний момент на веденому валу 9 рівний нулю Таким чином в пусковому режимі роботи планетарного імпульсного запобіжного механізму виникає знакопостійний момент В нормальному режимі роботи всі елементи механізму обертаються синхронно і дебаланси 11 займають положення, яке показане на фіг З При виникненні перевантаження (при зростанні моменту опору на валу 9, або при його повній зупинці в стоповому режимі навантаження) вал 9 з центральним веденим колесом 8 зупиняються, а ведучий вал 1 продовжує обертання в попередньому напрямку При цьому сателіти 7 перекочуються по центральному колесу 8 В результаті цього за кожен оберт сателіта 7 мають місце картини, показані ВІДПОВІДНО на фіг 3 і фіг 4 При припиненні дії перевантаження дебаланси 11 знову займають положення, яке показане на фіг 3 і всі елементи механізму знову обертаються синхронно Наявність в механізмі ексцентричне розміщеного диска 14, центр маси якого діаметрально-протилежний до центра маси периферійного кільцевого виступу-поводка 13 сприяє усуненню його впливу на формування крутного моменту на веденому валу 9 В результаті такого виконання планетарного імпульсного запобіжного механізму забезпечується висока працездатність конструкції на всіх режимах роботи і висока надійність, оскільки відсутнє ослаблення конструкції сателіта і його перекоси під час роботи, і підвищена жорсткість поводкових елементів 59715 Комп'ютерна верстка М Клюкш Підписано до друку 06 10 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна