Перетворювач передаточного відношення

Реферат: Перетворювач передаточного відношення складається із диференціала з водилом як вхідною ланкою і двох вихідних центральних коліс. Згідно з винаходом, на одному з валів вихідних центральних коліс встановлений пристрій гальмування будь-якої відомої конструкції, включаючи електромеханічне гальмо, виконаний з можливістю зміни частоти обертання вала, включаючи його повну зупинку за постійної передачі руху від вхідної ланки. Завдяки такому виконанню спрощується конструкція механізму, розширюється діапазон регулювання передаточного відношення, створюється можливість забезпечення будь-якого закону керування зміни частоти обертання вихідною ланкою механізму, забезпечується розширення експлуатаційних можливостей в процесі роботи та збільшується надійність в експлуатації. UA 100099 C2 (12) UA 100099 C2 UA 100099 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Механізм належить до механізмів зубчастих безступінчастих передач і може бути використаний в обладнані транспортних систем харчової та інших галузей народного господарства, в галузі транспортного машинобудування і механізмів, в яких потрібно змінювати передаточне відношення, оптимізуючи розгін або гальмування вихідного вала при постійних оборотах і крутному моменті двигуна. Відомий диференціал, що блокується [патент RU 2407933, опублікований від 25.08.2008], який складається із встановленого в корпусі ведучого моста на підшипниках кочення водила з конічними шестернями-сателітами, які знаходяться в зачепленні з лівою і правою сонячними шестернями, кожна з яких встановлена у водилі по осі обертання з можливістю обертання. Ліва сонячна шестірня з'єднана шліцами з лівою приводною піввісю, а права - з правою. Пристрій керування блокування диференціала виконаний у вигляді планетарного блокатора, водилообойма якого встановлена рухомо в корпус ведучого моста зі сторони диференціала і охоплена керованим стрічковим гальмом, а кожна з шестерень-сателітів змонтована на водилі-обоймі і знаходиться в зачепленні одночасно з двома зубчастими центральними шестернями, одна з яких жорстко з'єднана шліцами через привідну піввісь з ближчою шестірнею диференціала. Недоліком такого пристрою є складність конструкції - блокатор із сателітами та зубчастими шестернями, що знаходяться в зачепленні, і утворюють редуктор Давида, в якому за нерухомого одного з центральних коліс кутова швидкість водила буде рівна нескінченності, а напрямок кутової швидкості водила в початковий момент руху буде не визначеним. Крім того такий пристрій за зупинки водила має однакову частоту обертання валів центральних коліс - обмежений діапазон регулювання, та інше функціональне призначення. Відомий перетворювач передаточного відношення [патент RU 2385433, опублікований від 27.03.2010] який складається з планетарного диференціала з ведучим водилом і двома різними за діаметром центральними колесами. Одне із центральних коліс передає обертання на вихідний вал. Друге центральне колесо передає обертання через редуктор, який змінює напрям обертання, і фрикційну муфту, ведений диск якої жорстко зв'язаний з вихідним валом. Два центральні колеса обертають вихідний вал в одному напрямку, але мають різну швидкість обертання. Різниця обертання компенсується фрикційною муфтою, яка також розподіляє навантаження між плечима диференціала. Недоліком такого пристрою є складність конструкції, втрати на тертя в зачепленнях редуктора, обмежений режим роботи в процесі перетворення передаточного відношення зумовлений конструктивним влаштуванням - тим, що два центральні колеса обертають вихідний вал в одному напрямку, а різниця обертання, що компенсується фрикційною муфтою, дає обмежений діапазон регулювання. Відомий також варіатор моменту нефрикційного типу (патент RU 2391584, опублікований від 10.06.2010), який містить диференціал, водило якого є вхідною ланкою, два вхідних центральних колеса і планетарний механізм, що включає водило з сателітами і два центральних колеса. Друга вхідна ланка диференціала з'єднана з водилом планетарного механізму, на якому встановлений з можливістю обертання блок сателітів, утворений двома співвісними сателітами з рівним числом зубців, попарно взаємодіючих з двома центральними співвісними зубчастими колесами. Одне з центральних коліс закріплено нерухомо, а друге встановлено з можливістю обертання і до нього жорстко прикріплений важіль управління. Недоліком такого пристрою є складність конструкції, що містить планетарний механізм, який включає водило з блоком співвісних сателітів, що взаємодіють з центральними колесами, одне з яких нерухоме, інше - рухоме, яке зв'язане з важелем управління. Така конструкція характеризується передаточним відношенням, яке за випадку, коли центральні колеса 8 мають рівну кількість зубців, буде рівне не безкінечності як заявлено, а i 9B  1  i Bn  1  1 z7 z8   11  0 z8 z7 , або в напряму від водила iB9  50 55 B 1 1 1     . 9 B i9B 0 9 Таким чином діапазон регулювання швидкості вихідного вала варіатора буде невизначеним, і крім того, за умови різної кількості зубців центральних коліс, щоб досягнути найбільшої частоти обертання на вихідному валу, потрібно забезпечити нерухомість водила, а це можливо лише за надання на керуючий важіль потрібної частоти обертання, що потребує додаткового приводу, або ускладнює сам процес управління варіатором. 1 UA 100099 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 В основу винаходу поставлена задача удосконалення пристрою для перетворення передаточного відношення шляхом зміни конструкції, яка забезпечує гарантоване регулювання передаточного відношення і високу надійність в експлуатації та розширення експлуатаційних можливостей. Спрощення конструкції у порівнянні з прототипом досягається за рахунок зменшення кількості рухомих ланок. Поставлена задача вирішується тим, що перетворювач передаточного відношення, який складається із диференціала з водилом як вхідною ланкою і двох вихідних центральних коліс, на відміну від планетарного механізму оснащений гальмівним пристроєм, будь-якої відомої конструкції, включаючи електромеханічне гальмо, на одному з валів вихідних центральних коліс, що забезпечує простоту конструкції. Згідно з винаходом перетворювач передаточного відношення виконаний із диференціала з водилом як вхідною ланкою і двох вихідних центральних коліс, на валу одного з яких встановлено гальмівний пристрій з можливістю зміни частоти обертання вала, включаючи його повну зупинку за постійної передачі руху від вхідної ланки. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками та очікуваним технічним результатом полягає у наступному: - виконання перетворювача передаточного відношення, що складається із диференціала з водилом як вхідною ланкою і двох центральних коліс, на валу одного з яких встановлено гальмівний пристрій з можливістю зміни частоти обертання вала, включаючи його повну зупинку, дає можливість розширення діапазону регулювання, спрощення конструкції та підвищення надійності в роботі; - оснащення перетворювача передаточного відношення електромеханічним гальмом дає змогу забезпечення будь-якого закону керування зміни частоти обертання вихідною ланкою, що розширює експлуатаційні можливості в процесі роботи, а простота конструкції забезпечує високу надійність в експлуатації. Таким чином сукупність пропонованих ознак дозволяє забезпечити в повному об'ємі очікуваний технічний результат. На фіг. показана кінематична схема перетворювача передаточного відношення. Пристрій складається із диференціального механізму, вхідною ланкою якого є водило 1 з сателітами 2, і двох центральних коліс 3 і 4, які можуть мати різні діаметри, встановлені на вихідних валах 5 і 6 відповідно. Вихідний вал 5 оснащений гальмівним пристроєм 7 будь-якої відомої фрикційно-механічної конструкції або електромеханічним. Перетворювач передаточного відношення працює наступним чином. Обертання від двигуна подається на вхідну ланку (водило) 1 диференціала. Отриманий водилом рух ділиться за допомогою пари сателітів 2 між вихідними валами 5 і 6 з центральними колесами 3 і 4 відповідно. За наявності початкового опору на вихідному валу 6 і гальмівного пристрою, що не створює опір на вал 5, рух буде передаватися на вал 5, а вал 6 буде нерухомим. При поступовому збільшені сили тертя у гальмівному пристрої, або опору, що створюється електромагнітним гальмом, після досягнення рівності моментів на валах 5 і 6 та відповідно центральних колесах 3 і 4 почнеться розподілення обертального руху в сторону вихідного вала 6 і передаточне відношення, починаючи з нуля, буде зростати, а за умови повної зупинки вала 5 за допомогою гальмівного пристрою 7, вихідний вал 6 досягне найбільшої частоти обертання, що відповідатиме найбільшому передаточному відношенню, зумовленому конструктивним виконанням диференціала. Диференціальний механізм може бути виконаний будь-яким відомим способом, наприклад, циліндричний або конічний. Аналогічно при зменшенні сили тертя у гальмівному пристрої або опору, що створюється електромагнітним гальмом, буде відбуватися перерозподілення обертального руху між валами і цим самим забезпечуватись можливість перетворювання передаточного відношення в будьяких конструктивно обумовлених варіантах у діапазоні від максимального значення до нуля або навпаки. Використання як гальмівного пристрою електромеханічного гальма дає можливість досягнення будь-якого закону керування частоти обертання вихідного вала 6 перетворювача передаточного відношення. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Перетворювач передаточного відношення, що складається із диференціала з водилом як вхідною ланкою і двох вихідних центральних коліс, який відрізняється тим, що на валу одного з вихідних центральних коліс встановлено пристрій гальмування з можливістю зміни частоти обертання вала, включаючи його повну зупинку. 2 UA 100099 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3