RU2000501C1 - Inertial coupling - Google Patents

Abstract

Использование: в машиностроении, в транспортном машиностроении, в частности - в автоматических передачах. Сущность изобретени : муфта содержит ведущий вал 1, водило в виде рамки 2, несущее на подшипниках 5 радиальные валы 6, на каждом из которых закреплен инерционный груз в виде маховика 7 и сателлит 8, наход щийс  в зацеплении с коническим центральным зубчатым колесом 4 установленным на ведомом валу 3. Центральное колесо выполнено в виде обода, внутри которого размещаетс  рамка 2 с маховиками 7. Ведущий вал 1 состоит из двух соосных частей, закрепленных с двух сторон рамки, и установлен коаксиально с ведомым валом 3. Вращающий момент передаетс  за счет действи  закона сохранени  при изменени х направлени  векторов моментов количества движени  маховиков 7. Это обусловлено вращением их одновременно относительно оси муфты и осей маховиков, что обеспечивает их совокупное вращение относительно центральной точки О пересечени  этих осей. 2 з,п. ф-лы, 2 илUsage: in mechanical engineering, in transport mechanical engineering, in particular - in automatic transmissions. The inventive coupling includes a drive shaft 1, a carrier in the form of a frame 2, bearing radial shafts 6 on bearings 5, each of which has an inertial load in the form of a flywheel 7 and a satellite 8 engaged with a bevel central gear 4 mounted on driven shaft 3. The central wheel is made in the form of a rim, inside of which is placed a frame 2 with flywheels 7. The drive shaft 1 consists of two coaxial parts fixed on both sides of the frame, and is installed coaxially with the driven shaft 3. Torque is transmitted due to the law of conservation at the changes of direction vectors of the angular momentum of the flywheel 7. This movement is caused by relative rotation of both axes and the axis of the clutch flywheel that provides their combined rotation about a central point O of intersection of these axes. 2 s, p. 2-silt

Description

(pts&Z(pts & Z

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано в транспортном машиностроении и станкостроении, в частности в автоматических передачах.The invention relates to mechanical engineering and can be used in transport engineering and machine tools, in particular in automatic transmissions.

Известен автоматический инерционный планетарный вариатор, содержащий ведущий и ведомый валы, водило, несущее сателлиты с неуравновешенными инерционными грузами, наход щимис  в зацеплении с ведомым центральным колесом (авт. св. h 947543. кл. F 16 Н 33/14, 1980).An automatic inertial planetary variator is known, comprising drive and driven shafts, a carrier carrying satellites with unbalanced inertial loads engaged with the driven central wheel (auth. St. h 947543, class F 16 H 33/14, 1980).

Известна также инерционна  муфта, содержаща  два соосно установленных вала, на первом из которых закреплено центральное зубчатое колесо, второй вал выполнен в виде водила, на котором установлено планетарное зубчатое колесо, вход щее в зацепление с центральным зубчатым колесом, и инерционный груз, закрепленный на планетарном зубчатом колесе, снабженна  установленном на водиле вторым планетарным зубчатым колесом, вход щим в зацепление с центральным зубчатым колесом, и дополнительными инерционными грузами, зубчатые колеса выполнены коническими, а инерционные грузы расположены на каждом планетарном зубчатом колесе диаметрально противоположно друг другу .An inertial clutch is also known, comprising two coaxially mounted shafts, on the first of which a central gear is fixed, the second shaft is made in the form of a carrier, on which a planetary gear is engaged, which engages with the central gear, and an inertial load fixed on the planetary a gear wheel, equipped with a second planetary gear wheel mounted on the carrier, meshing with the central gear wheel, and additional inertial loads, the gear wheels are made conical, and inertial loads are located on each planetary gear wheel diametrically opposite to each other.

Недостатками указанной инерционной муфты  вл ютс  пульсирующий характер передачи вращающего момента, большие габариты, определ емые объемом пространства , ометаемого широко разнесенными инерционными грузами при их вращении относительно своих осей, и св занна  с этим значительна  масса, большие динамические нагрузки, обусловленные пульсирующей передачей момента и возникающие при вращении удаленных от оси муфты грузов , мала  нагрузочна  способность в св зи с незначительной удельной массой примен емых грузов к общей массе муфты. Устройство муфты не предусматривает возможность применени  ее в некоторых автоматических передачах, требующих коаксиальной установки ведомого и ведущего валов.The disadvantages of this inertial clutch are the pulsating nature of the transmission of torque, large dimensions, determined by the volume of space swept by widely spaced inertial weights when they rotate relative to their axes, and the significant weight associated with this, large dynamic loads due to pulsating torque transmission and occurring when rotating loads that are remote from the coupling axis, the load capacity is low due to the insignificant specific gravity of the applied weights to the total mass of the coupling. The coupling device does not provide for the possibility of using it in some automatic transmissions requiring the coaxial installation of driven and drive shafts.

Целью изобретени   вл етс  повышение плавности работы, нагрузочной способности и компактности, уменьшение массы и динамических нагрузок, а также расширение функциональных возможностей.The aim of the invention is to increase smoothness, load capacity and compactness, reduce weight and dynamic loads, as well as expand functionality.

Это достигаетс  тем, что в инерционной муфте, содержащей соосные ведущую и ведомую полумуфты, перва  из которых состоит из ведущего вала и водила, а втора  - из ведомого вала и центрального зубчатого конического колеса, кинематически св занных между собой при помощи конических сателлитов и соединенных с ними инерционных грузов, водило выполнено в виде закрепленной на ведущем валу рамки с размещенными на ней в подшипниках соосными радиальными валами, на внутренней око- нечности каждого из которых перпендикул рно его оси закреплен инерционный груз в форме маховика, а на внешней оконечности - сателлит, наход щийс  в зацеплении с центральным колесом, ведущий вал выThis is achieved in that in an inertial clutch containing coaxial drive and driven half-couplings, the first of which consists of a drive shaft and carrier, and the second of a driven shaft and a central bevel gear, kinematically connected to each other by means of conical satellites and connected to of inertial weights, the carrier is made in the form of a frame fixed to the drive shaft with coaxial radial shafts placed on it in bearings, at the inner end of each of which is fixed perpendicular to its axis insulating load in the form of a flywheel, and at the outer end of the - Satellite, finding schiys in engagement with the central wheel, drive shaft you

полней из двух частей, прикрепленных кfull of two parts attached to

рамке соосно с двух ее сторон, конец второй части ведущего вала шарнирно соединен с центральным колесом с возможностью передачи на него как на опору радиальныхframe coaxially from its two sides, the end of the second part of the drive shaft is pivotally connected to the central wheel with the possibility of transmission to it as a radial support

нагрузок, при этом маховики располагаютс  внутри рамки и св заны между собой при помощи подшипника с возможностью вращени  относительно друг друга в противоположные стороны.loads, while the flywheels are located inside the frame and are interconnected by a bearing with the possibility of rotation relative to each other in opposite directions.

Как вариант конструктивного оформлени  центральное колесо выполн етс  в виде обода, жестко соединенного с ведомым валом при помощи промежуточной св зи, внутри которого располагаетс  рамка с маховиками .As an embodiment of the design, the central wheel is made in the form of a rim rigidly connected to the driven shaft by means of an intermediate link, inside of which there is a frame with flywheels.

Как вариант конструктивного оформлени  ведущий и ведомый валы установлены коаксиально с выходом ведущего вала по обе стороны муфты.As an embodiment, the drive and driven shafts are mounted coaxially with the output of the drive shaft on both sides of the coupling.

На фиг. 1 и 2 показано устройство инерционной муфты, две проекции.In FIG. 1 and 2 shows the device of the inertial clutch, two projections.

Инерционна  муфта содержит размещенные на одной оси 0-0 ведущую полумуфту , состо щую из ведущего вала 1 сThe inertia clutch contains a leading coupling half, located on one axis 0-0, consisting of a drive shaft 1 s

закрепленным на нем водилом Б в.-де рамки 2, и ведомую полумуфту, содержащую ведомый вал 3 с закрепленным на нем центральным колесом 4. На рамке 2 в подшипниках 5 на одной осевой линии размещеныcarrier B B. de of frame 2 fixed thereon, and a driven coupling half comprising a driven shaft 3 with a central wheel 4 mounted on it. On frame 2 in bearings 5, axial lines are arranged

радиальные валы б, на внутренней оконечности каждого из которых перпендикул рно его оси закреплен инерционный груз в форме маховика 7. а на внешней оконечности каждого из этих валов - коническийradial shafts b, an inertial load in the form of a flywheel 7. is fixed at the inner end of each of which is perpendicular to its axis and conical at the outer end of each of these shafts

сателлит 8, вход щий в зацепление с центральным колесом 4.satellite 8 engaged with the central wheel 4.

Маховики размещены внутри рамки 2 по обе стороны оси 0-0 муфты и в цел хThe flywheels are located inside the frame 2 on both sides of the axis 0-0 of the coupling and in whole

повышени  жесткости конструкции они св заны между собой при помощи подшипника 9 с возможностью вращени  относительно друг друга в противоположные стороны. Ведущий вал 1 состоит из двух частей, соосноTo increase the structural rigidity, they are interconnected by means of a bearing 9 with the possibility of rotation relative to each other in opposite directions. The drive shaft 1 consists of two parts, coaxially

прикрепленных к рамке 2 с обоих ее сторон, при этом с целью повышени  жесткости конструкции втора  часть этою в ла, обращенна  в сторону ведомого вала 3. св зана при помощи подшипника с «гулкой 10 центрального колеса 4 с нп 1можнпг. гью передачи на него как на опору радиальных нагрузок .attached to the frame 2 on both sides thereof, in order to increase the rigidity of the second structure, part of it is in the direction of the driven shaft 3. it is connected by a bearing to the “hub 10 of the central wheel 4 with 1 nos. gyu transmission to it as a support for radial loads.

При большой величине передаточного отношени  между сателлитами 0 и центральным колесом 4 последнее выполн етс  в виде обода, жестко соединенного с ведомым валом 3 при помощи вогнутой промежуточной св зи 11. Это позвол ет также разместить рамку 2 с маховиками 7 внутри обода центрального колеса 4 и сделать муфту более компактной.With a large gear ratio between the satellites 0 and the central wheel 4, the latter is made in the form of a rim rigidly connected to the driven shaft 3 by means of a concave intermediate link 11. This also allows you to place the frame 2 with the flywheels 7 inside the rim of the central wheel 4 and make the clutch is more compact.

Как вариант конструктивного оформлени  муфты, втора  часть ведущего вала 1 и ведомый вал 3 установлены коаксиально с расположением ведущего вала по обе стороны муфты, Это позвол ет использовать муфту в некоторых известных компактных автоматических передачах.As an embodiment of the coupling design, the second part of the drive shaft 1 and the driven shaft 3 are mounted coaxially with the drive shaft located on both sides of the coupling. This allows the coupling to be used in some known compact automatic transmissions.

Осевые линии 0-0 муфты и Oi-Oi маховиков расположены относительно друг друга перпендикул рно и пересекаютс  в центральной точке О .The 0-0 center lines of the flywheel clutch and Oi-Oi are perpendicular to each other and intersect at a central point O.

Инерционна  муфта работает следующим образом.The inertia clutch operates as follows.

При вращении ведущей полумуфты 1, 2 вместе с маховиками 7 вокруг оси 0-0 муфты и неподвижном ведомом вале 3 или при частоте его вращени , меньшей частоты вращени  ведущего вала 1, сателлиты 8 обкатываютс  по центральному колесу 4, привод  маховички 7 во вращение вокруг оси Oi-Oi. При этом маховики относительно друг друга вращаютс  в противоположные стороны. Вращение маховиков одновременно вокруг двух пересекающихс  осей 0- 0 и  вл етс  их вращением вокруг центральной точки О пересечени  этих осей. Вращающиес  маховики имеют определенный момент количества движени .When the driving coupling half 1, 2 rotates together with the flywheel 7 around the axis 0-0 of the coupling and the stationary driven shaft 3 or when its rotation speed is lower than the rotation speed of the drive shaft 1, the satellites 8 run around the central wheel 4, and the handwheel 7 is rotated around the axis Oi-Oi. In doing so, the flywheels rotate in opposite directions relative to each other. The rotation of the flywheels simultaneously around two intersecting axes 0-0 is their rotation around the central point O of intersection of these axes. Rotating handwheels have a certain angular momentum.

Известно, что момент количества движени  тела относительно точки  вл етс  векторной величиной и при этом он про вл етс  с соблюдением фундаментального физического закона сохранени . В данном случае в св зи с вращением маховиков одновременно вокруг двух осей 0-0 и Oi-Oi направление их векторов момента количества движени  посто нно принудительно измен етс , что  вл етс  следствием воздействи  на маховики моментов внешних сил со стороны центрального колеса 4 и ведомого вала 3.It is known that the angular momentum of a body relative to a point is a vector quantity and at the same time it is manifested in compliance with the fundamental physical conservation law. In this case, due to the rotation of the flywheels simultaneously around the two axes 0-0 and Oi-Oi, the direction of their angular momentum vectors constantly changes, which is a consequence of the action of external forces on the flywheels from the side of the central wheel 4 and the driven shaft 3.

Согласно третьему закону классической механики (равенство и противоположна  направленность действи  и противодействи  тел) при этом центральное колесо 4 воспринимает моменты сил со стороны маховиков 7 и передает их на ведомый вал 3. Величина передаваемого вращающего момента зависит от интенсивности изменени  направлени  ректоров моментов количества движени  маховиков, т.е. от разности частот вращени  ведущего 1 и ведомого 3 валов. Вращающий момент передаетс  5 плавно без пауз и пульсаций, поскольку такой же характер имеет изменение направле- ни  векторов моментов количества движени  вращающихс  маховиков.According to the third law of classical mechanics (equality and opposite direction of the action and reaction of bodies), the central wheel 4 receives the moments of forces from the side of the flywheels 7 and transfers them to the driven shaft 3. The magnitude of the transmitted torque depends on the intensity of the change in the direction of the rectors of the angular momentum of the flywheels, those. from the difference in rotational speeds of the drive shaft 1 and the drive shaft 3. The torque is transmitted 5 smoothly without pauses and pulsations, since the direction of the moment vectors of the angular momentum of the rotating flywheels is of the same nature.

Поставленна  изобретением цель до- 10 стираетс  за счет применени  в муфте в качестве инерционных грузов двух маховиков, который расположены непосредственно у оси 0-0 муфты и вращчютс  в противоположные стороны. При этом плавность в пе- 15 редачевращающегомоментаThe goal set by the invention up to 10 is erased due to the use of two flywheels in the coupling as inertial loads, which are located directly at the axis 0-0 of the coupling and rotate in opposite directions. At the same time, smoothness in the gearshift

обеспечиваетс  в св зи с плавным характером изменени  направлени  векторов моментов количества движени  маховиков. Нагрузочна  способность повышаетс  за 0 счет большей удельной массы маховиков в общей массе муфты по сравнению с диаметрально расположенными инерционными грузами и возможности вращени  маховиков с большей частотой по сравнению с ве- 5 дущим валом благодар  соответствующему передаточному отношению между сателлитами и центральным колесом.due to the smooth nature of the change in the direction of the moment vectors of the momentum of the flywheel. The load capacity is increased due to 0 due to a larger specific mass of the flywheels in the total mass of the coupling compared to diametrically inertial loads and the possibility of rotation of the flywheels with a higher frequency compared to the drive shaft due to the corresponding gear ratio between the satellites and the central wheel.

Claims (3)

1. Инерционна  муфта, содержаща  ведущую полумуфту, состо щую из ведущего вала и водила, и соосную ей ведомую полумуфту , состо щую из ведомого вала и цент- 0 рального зубчатого конического колеса, кинематически св занные между собой при помощи конических сателлитов с инерцион- ными грузами, наход щихс  в зацеплении с центральным колесом, отличающа с  5 тем, что инерционные грузы выполнены в виде маховиков, водило выполнено в виде закрепленной на ведущем валу рамки с размещенными на ней в подшипниках соосны- ми радиальными валами, на конце каждого из которых, расположенном внутри рамки,1. Inertia clutch containing a driving coupling half, consisting of a drive shaft and a carrier, and a driven coupling half coaxial to it, consisting of a driven shaft and a central bevel gear, kinematically connected to each other by means of conical satellites with inertia with gears meshed with the central wheel, characterized in that the inertial loads are made in the form of flywheels, the carrier is made in the form of a frame fixed to the drive shaft with coaxial radial shafts located on it in the bearings, at the end each of which is located inside the frame, закреплен перпендикул рно его оси маховик , а на другом конце, расположенном с внешней стороны рамки, установлен сателлит , ведущий вал выполнен из двух частей, прикрепленных к рамке по оси муфты с двух сторон, втора  часть ведущего вала соединена шарнирно с центральным зубчатым ко- ническим колесом с возможностью вращени  и передачи на упом нутое колесо как на опору радиальных нагрузок, при этом маховики св заны между собой при помощи подшипника с возможностью вращени  от0a flywheel is fixed perpendicular to its axis, and a satellite is mounted at the other end located on the outer side of the frame, the drive shaft is made of two parts attached to the frame along the coupling axis on both sides, the second part of the drive shaft is pivotally connected to the central gear conical wheel with the possibility of rotation and transmission to the said wheel as a support of radial loads, while the flywheels are interconnected by means of a bearing with the possibility of rotation from 0 носительно друг друга в противоположном направлении.relative to each other in the opposite direction. 2.Муфта по п. 1.отличающа с  тем, что центральное колесо выполнено в виде обода, жестко соединенного с ведомым валом при помощи промежуточной св зи , а рамка с маховиками расположена внутри обода.2. The clutch according to claim 1. characterized in that the central wheel is made in the form of a rim rigidly connected to the driven shaft by means of an intermediate link, and the frame with the flywheels is located inside the rim. 3.Муфта по п. 1,отличающа с  тем, что ведущий вал установлен коаксиаль- но ведомому вллу и расположен по обе стороны муфты.3. The coupling according to claim 1, characterized in that the drive shaft is installed coaxially with the driven vllu and is located on both sides of the coupling. вat ЛАLA А,AND, оabout 33 -Z.-Z. // 11eleven