Планетарна відцентрова муфта

Планетарна відцентрова муфта, що містить ведуче водило і центральне ведене колесо, які зв'язані між собою за допомогою сателітів, кожен з яких нерухомо з'єднаний з встановленим в підшипниках ведучого водила і його кришки валом, на якому жорстко закріплений ведучий диск, а на валах з сателітами на підшипниках встановлені дебаланси, яка відрізняється тим, що у встановле 3 3421 4 периферії з їх обох сторін діаметрально* протилежно виконані одинарні торцеві виступинулю jC1 = 0o , а кут відносного кутового зміщення поводки і торцеві виступи-поводки кожної діамет* * рально-протилежної пари ведучих дисків розміщеjC2 і jC4 двох сусідніх з ним центрів мас С2 і С4 ні діаметрально-протилежно відносно вісі ведучого дебалансів 31 і 35 відносно радіальної вісі O1Y водила, а також розташовані в одній площині тор* * * цеві виступи-поводки діаметрально-протилежних рівні jC1 = jC4 = 90o . Кут jC3 відносного кутововедучи х дисків зміщені в коловому напрямку відго зміщення центра маси С 3 дебалансу 33 відносносно своїх радіальних вісей, які проходять через но радіальної вісі O1Y також рівний нулю, оскільки вісь ведучого водила і вісь вала з сателітом по центри мас С 1 і С2 дебалансів 29 і 33 розміщені відношенню до положення торцевого виступудіаметрально-протилежно. Оскільки торцевий виповодка одного із сусідніх дво х дисків на кут 90°. ступ-поводок 21 на ведучому диску 16 розташоваПланетарна відцентрова муфта показана на ний діаметрально-протилежно до торцевого виФіг.1 повздовжній розріз; на Фіг.2 січення А-А на ступу-поводка 20 на даному диску, то кут Фіг.1; на Фіг.3 січення Б-Б на Фіг.1; на Фіг.4 графік зміни в часі крутного моменту, який формується * відносного зміщення jC5 центра маси C5 дебадебалансами муфти в процесі пуску приводу, нормального режиму роботи і при перевантаженні; на * Фіг.5 графік зміни крутного моменту суто при пелансу 30 рівний jC5 = 180o . Центри мас С 6 і C8 ревантаженні в залежності від кута повороту дебалансів 32 і 36, які розташовані з обох сторін сателітів. від центра маси C5 дебалансу 30, зміщені відносно Планетарна відцентрова муфта складається з радіальних вісей O1Y додатково по відношенню до встановленого на валу 1 ведучого водила 2, з кутового положення центра маси C5 на кут 90°, яким жорстко з'єднана його кришка 3. В підшипнитобто значення ках 4 водила 2 і підшипниках 5 кришки 3 рівномір* * æ * ö но по колу розміщені чотири вали 6, 7, 8 і 9, на o oö o = jC8 ç jC5 + 90o ÷ æ = jC 6 = яких жорстко встановлені сателіти відповідно = ç 180 + 90 ÷ 270 . Кут 10, ç ÷ è ø è ø 11, 12 і 13. Дані сателіти знаходяться в постійному відносного кутового зміщення центра маси C7 декінематичному зачепленні з центральним веденим колесом 14, яке встановлене на веденому валу 15. * * балансу 34 jC7 = jC5 = 180o , оскільки дебаланс В центральній частині кожного із чотирьох валів 6, 7, 8 і 9 жорстко встановлені одинарні ведучі диски 34 розміщений діаметрально-протилежно до девідповідно 16, 17, 18 і 19. По периферії кожного з баланса 30. них з їх обох сторін діаметрально-протилежно виПланетарна відцентрова муфта працює наконані одинарні торцеві виступи-поводки, відповідступним чином но на ведучому диску 16 торцеві виступи-поводки В пусковому режимі роботи, тобто в процесі 20 і 21, на ведучому диску 17 торцеві виступизбільшення швидкості обертання вала 1 з ведучим поводки 22 і 23, на ведучому диску 18 торцеві виводилом 2 сателіти 10, 11, 12 і 13 перекочуються ступи-поводки 24 і 25 і на ведучому диску 19 торпо центральному веденому колесі 14. При цьому цеві виступи-поводки 26 і 27. ведучий диск 16 своїми торцевими виступамиПо обидві сторони від ведучих дисків 16, 17, поводками 20 і 21 періодично взаємодіє з дебала18 і 19 на одинакових підшипниках 28 на валу 6 нсами відповідно 29 і 30, ведучий диск 17 своїми встановлені дебаланси 29 і 30, на валу 7 встановторцевими виступами-поводками 22 і 23 періодичлені дебаланси 31 і 32, на валу 8 встановлені дено взаємодіє з дебалансами 31 і 32, ведучий диск баланси 33 і 34 і на валу 9 встановлені дебаланси 18 своїми виступами-поводками 24 і 25 періодично 35 і 36. Для зменшення сил бокового тертя між взаємодіє з дебалансами 33 і 34 і ведучий диск 19 сателітами і дебалансами, і ведучими дисками і своїми виступами-поводками 26 і 27 періодично дебалансами на валах 6, 7, 8 і 9 встановлені взаємодіє з дебалансами 35 і 36. пластмасові шайби 37. По мірі зростання кутової швидкості обертання Крім того торцеві виступи поводки кожної діавала 1 зростає величина відцентрової сили інерції метрально-протилежної пари ведучих дисків розFn01, яка діє на дебаланси. Величина сили міщені діаметрально-протилежно відносно вісі Fn01 = m × w2 × ri , де m - маса дебалансу; wb - кутова водила 2, тобто точки О1 (Фіг.2 і Фіг.3), а також b розташовані в одній площині (січення А-А і січення швидкість обертання водила 2 (вала 1); ri - відБ-Б) торцеві виступи-поводки діаметральностань від вісі обертання водила 2 (точки О1) до протилежних ведучи х дисків зміщені в коловому точки "С" розміщення центра маси конкретного напрямку відносно своїх радіальних вісей O1Y, які дебалансу. проходять через вісь водила 2 (точку О1) і вісь Оскільки точки С 1, С2, С3, C4, C5, С6, C 7, і C8 вала з сателітом, по відношенню до положення розміщення центрів мас дебалансів відповідно 29, торцевого виступ у-поводка одного із сусідніх дис31, 33, 35 (Фіг.2) і 30, 31, 32 і 33 (Фіг.3) одночасно ків на кут 90°. Аналогічно це відноситься до полознаходяться на різних відстанях від точки О1 вісі жень центрів мас дебалансів, так, наприклад, при обертання водила 2, то значення сили Fn01, яка діє миттєвому співпаданні центра мас С 1 дебаланса на дебаланси механізму, в різних положеннях 29 з віссю O1Y кут відносного кутового зміщення центр мас дебалансів (точок "С") будуть різними. * Так для розглядуваної чотирьохсателітної jC1 його центра маси відносно вісі O1Y рівний восьмидебалансної планетарної відцентрової 5 3421 6 муфти, наприклад при миттєвому початковому другій половині оберта сателітів 10 і 12 крутний положенні центрів мас С 1 і С2 дебалансів 29 і 33 момент, який діє на сателіти від відцентрових сил (Фіг.2) відцентрова сила інерції Fn01 буде мати маінерції Fn01 рівний нульовому значенню, оскільки ксимальне значення, а плече дії сили відносно торцеві виступи-поводки 20 і 24 не впливають на вісей обертання сателітів 10 і 12 (вісей обертання дебаланси 29 і 33, і під дією відцентрової сили валів 6 і 8) рівне нулю. В цьому випадку крутний інерції дані дебаланси намагаються відійти в коломомент від дії відцентрової сили інерції Fn01 рівний вому напрямку від торцевих виступів-поводків 20 і нулю. При подальшому обертанні водила 2 з куто24. Оскільки в початковому миттєвому положенні вою швидкістю wb крутний момент ТM(C1, C2) який * * формується на веденому колесі 14 внаслідок дії при jC1 = jC3 = 0o , центри мас С2 і C4 дебалансів відцентрових сил інерції Fn01 на дебаланси 29 і 33 29 і 33 зміщені в коловому напрямку на кут визначається як * * Z jC2 = jC4 = 90o , центри мас C5 і C7 дебалансів TM(C1,C2) m × w2 × rC × R × K sinjC + sinjC , де rC ZC 30 і 34 зміщені в коловому напрямку на кут - радіус ділильного кола сателіта; R - відстань від * * вісі обертання водила 2 до вісі обертання сателіта; jC5 = jC7 = 180o , а центри мас С 6 і C8 дебалансів ZK - кількість зубів центрального веденого колеса 32 і 36 зміщені в коловому напрямку на кут 14; ZC - кількість зубів сателіта; jС - кут повороту * * сателіта. jC6 = jC8 = 270o , то крутні моменти ТM(C2,C4) , В процесі повороту торцевих виступів-поводків TM(C5,C7) , TM(C6,C8) , які передаються зі сторони сате20 і 24 з дебалансами 29 і 33 на першій половині літів на центральне ведене колесо 14 від дії на оберта сателітів 10 і 12 виникаючі відцентрові сидебаланси з центрами мас С 2, С4, C5, C 7, С6 і C8 ли інерції Fn01 чинять опір вільному перекочуванню відцентрових сил інерції Fn01 будуть рівні: сателітів по веденому центральному колесу 14. На Z é ù TM(C 2,C 4 ) = m × w2 × rC × R × K ê sin(jC + 90 o ) + sin(jC + 90o ) ú ZC ë û ( ) Z TM(C 5,C7 ) = m × w2 × rC × R × K ZC Z TM(C 6,C 8) = m × w2 × rC × R × K ZC Результуючий крутний момент ТМ, який формується на центральному веденому колесі 14 рівний сумі крутних моментів ТM(C1,C3) , TM(C2,C4) , TM(C5,C7) , TM(C6,C8) . TM=TM(C1,C3) +TM(C2,C4) +TM(C5,C7) +TM(C6,C8) . В кінцевому результаті значення крутного моменту ТM визначається так: Z TM = m × w2 × rC × R × K (sinjC + [cos jC ]) , ZC Z При jC = 0o TM = TM×min = m × w2 × rC × R × K , ZC При Z jC = 45o TM = TM. max = 14 × m × w2 × rC × R × K . , ZC Пусковий режим роботи приводу завершується в момент часу t1 (Фі г.4), коли машина виходить на встановлений режим роботи, при якому крутний момент Tb рівний моменту опору зі сторони виконуючого органу. При цьому кутові швидкості обертання ведучого водила 2 і веденого валу 15 одинакові, і всі елементи планетарної відцентрової муфти знаходяться у відносному спокої по відношенню один до одного. При перевантаженні приводу, тобто при зупинці веденого валу 15 вал 1 з ведучим водилом 2 продовжують обертатися в попередньому напрямку, а сателіти 10, 11, 12 і 13, долаючи опір зі сторони діючих на дебаланси відцентрових сил інерції Fn01 перекочуються по центральному веденому колесу 14. При цьому на ведений вал 15, починаючи з часу t2 початку дії перевантаження, é o o ù êsin(jC + 180 ) + sin(jC + 180 ) ú ë û é o o ù ê sin(jC + 270 ) + sin(jC + 270 ) ú ë û передається крутний момент, величина якого коливається в межах від ТM.min до TM.max i відношення між TM.max i ТM.min для даного механізму завжди рівне 1,4. Зміна крутного моменту ТM в залежності від кута jС повороту са телітів відносно їх власних вісей при дії перевантаження показана на Фіг.5. Після припинення дії перевантаження дебаланси займають певне кутове положення відносно вісі обертання ведучого водила 2 і елементи муфти знову знаходяться у відносному спокої по відношенню один до одного. При цьому кутова швидкість обертання веденого валу 15 рівна кутовій швидкості обертання ведучого водила 2. При зміні величини момента опору зі сторони робочого органу машини планетарна відцентрова муфта чутливо реагує на таку зміну, виконуючи одночасно функції динамічної муфти. Необхідно відмітити, що наявність на ведучих дисках 16, 17, 18 і 19 діаметрально-протилежно розміщених торцевих виступів-поводків забезпечує відсутність в необхідності додаткових елементів для балансування ведучих дисків з торцевими виступами-поводками. Наслідком такого виконання планетарної відцентрової муфти є збільшення її навантажувальної здатності при меншій в два рази кількості сателітів за рахунок розміщення на кожному валу з сателітом по два дебаланси і розширення експлуатаційних можливостей муфти, використовуючи її в якості динамічної муфти, внаслідок формування на центральному веденому колесі зростаючого під час пуску приводу і близького до постійного під час дії перевантаження обертового моменту. 7 Комп’ютерна в ерстка Д. Шев ерун 3421 8 Підписне Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601