RU2482355C2 - Drive mechanism for mechanical transmission - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: in the drive mechanism, the rotation transmission is performed with elastic impacts at a tangent to the surface of the driven link. Impacts are applied with hammers of the rotating drive mechanism provided that contact surfaces of hammers and the driven link are made, either both of them, or one of them, from rubber. A motor with a drive mechanism on the shaft is installed so that contact surface of driven link (B) can intersect the contact trajectory of rotating hammers ("Г"). As a result of their intersection, impacts are applied with hammers, thus transmitting kinetic energy to the driven link.

EFFECT: compact and simple device design.

3 dwg

Description

Изобретение относится механическим передачам с преимущественным применением в случаях, когда основным сопротивлением ведомого звена является сопротивление жидкой или газовой среды, сопротивление которой в момент пуска равняется нулю, а сила трения покоя ведомого звена меньше силы удара молотков ведущего механизма. В других случаях применение возможно, но ограничено величиной передаваемого момента. Ведущий механизм может быть применен со всеми существующими в механических передачах ведомыми звеньями и при любом расположении валов, конкретно для привода центробежных насосов, вентиляторов, мешалок в баках с жидкой средой.The invention relates to mechanical transmissions with predominant use in cases where the main resistance of the driven unit is the resistance of a liquid or gas medium, the resistance of which at the time of start-up is zero, and the rest friction force of the driven unit is less than the impact force of the hammers of the driving mechanism. In other cases, the application is possible, but limited by the magnitude of the transmitted moment. The driving mechanism can be applied with all the driven links existing in mechanical transmissions and with any shaft arrangement, specifically for driving centrifugal pumps, fans, mixers in tanks with a liquid medium.

Аналогами изобретения являются фрикционные и зубчатые передачи, вращение в которых осуществляется соответственно упругим трением и зацеплением зубьев, их недостатком является:Analogs of the invention are friction and gears, the rotation of which is carried out by elastic friction and gearing of the teeth, respectively, their disadvantage is:

1. Увеличение габаритов пропорционально росту передаточного отношения передачи.1. The increase in size is proportional to the increase in the gear ratio of the transmission.

2. Необходимость применения пускового момента больше рабочего и, следовательно, установки привода большей мощности, необходимого для работы.2. The need to apply a starting torque is greater than the working one and, consequently, the installation of a drive of greater power required for operation.

3. Короткий пуск, т.е. за две-три секунды ведомому звену сообщается рабочая скорость, импульс, кинетическая энергия. Прототипа предлагаемому изобретению нет. Целью изобретения является создание ведущего механизма, способного заменить любой редуктор и способного много раз настраиваться на необходимую скорость ведомого звена без изменения габаритов и конструкции, что снизит расходы на оборудование, и способного постепенно наращивать от нулевых до рабочих значений скорость, импульс и кинетическую энергию ведомого звена меньшим пусковым моментом и меньшей мощностью привода в сравнении с аналогами.3. Short start, ie in two or three seconds, the driven link is informed of the working speed, momentum, kinetic energy. There is no prototype of the invention. The aim of the invention is to create a leading mechanism capable of replacing any gearbox and capable of adjusting many times to the required speed of the driven unit without changing the dimensions and design, which will reduce equipment costs, and capable of gradually increasing the speed, impulse and kinetic energy of the driven unit from zero to operating values lower starting torque and lower drive power in comparison with analogues.

Изобретение поясняется фиг.1-3, на которых изображены:The invention is illustrated in figures 1-3, which depict:

- общий вид и разрез ведущего механизма,- General view and section of the driving mechanism,

- траектория контактной поверхности ведомого звена,- trajectory of the contact surface of the driven link,

- траектория контактных поверхностей молотков,- the trajectory of the contact surfaces of the hammers,

- разрез молотка с размещенным в нем грузом.- a cut of the hammer with the load placed in it.

Цель изобретения достигается тем, что вращение передается упругими ударами по касательной к поверхности В ведомого звена.The purpose of the invention is achieved in that the rotation is transmitted by elastic impacts tangentially to the surface B of the driven unit.

Удары наносятся молотками 1 вращающегося ведущего механизма при условии, что контактные поверхности молотков Г и поверхность ведомого звена В обе или одна изготовлены из резины, а двигатель с ведущим механизмом на валу установлен так, что контактная поверхность ведомого звена В пересекается с контактной траекторией вращающихся молотков Г, вследствие этого молотки 1 наносят упругие удары, сообщая ускорение, импульс, кинетическую энергию ведомому звену, а ведомое звено суммирует перечисленные величины каждого удара, этим осуществляя их плавный, т.е. растянутый во времени, рост от нуля до рабочих значений.Impacts are applied by the hammers 1 of the rotating driving mechanism, provided that the contact surfaces of the hammers G and the surface of the driven link B are both made of rubber, and the engine with the driving mechanism on the shaft is installed so that the contact surface of the driven link B intersects the contact path of the rotating hammers G , as a result of this, hammers 1 inflict elastic blows, imparting acceleration, momentum, kinetic energy to the driven link, and the driven link summarizes the listed values of each impact, thereby realizing them avny, ie stretched over time, growth from zero to operating values.

Это свойство ведущего механизма позволяет снизить пусковой момент и мощность приводного двигателя и объясняется формулой N=A/t; где N - мощность привода;This property of the driving mechanism allows to reduce the starting torque and power of the drive motor and is explained by the formula N = A / t; where N is the drive power;

A=m·v²/2 - работа, которую нужно совершить, чтобы сообщить неподвижному телу с массой m рабочую скорость v за время t - от момента начала движения до момента достижения рабочей скорости v.A = m · v ^2/2 - work to be performed in order to inform the fixed body with a mass m for the operating speed v t time - from the start of movement until it reaches operating speed v.

Из формулы N=A/t; видно, что чем больше t, тем меньше N.From the formula N = A / t; it is seen that the greater t, the less N.

У существующих механических передачах t = около двух секунд, а у ведущего механизма t может быть в сотни раз больше, т.е. очевидна возможность уменьшения N.For existing mechanical gears, t = about two seconds, and for a drive gear, t can be hundreds of times larger, i.e. the obvious possibility of reducing N.

Предлагаемый ведущий механизм состоит из корпуса 2 по форме в виде диска со ступицей и отверстием для посадки на вал двигателя. На конец ступицы посажена и закреплена крышка 3 по форме в виде диска, неподвижно закрепленного осями 4 к ступице, для этого оси 4 имеют на конце резьбу и гайку.The proposed drive mechanism consists of a housing 2 in the form of a disk with a hub and a hole for landing on the motor shaft. At the end of the hub, a cover 3 is set and fixed in the form of a disk fixedly mounted by the axles 4 to the hub; for this, the axles 4 have a thread and a nut at the end.

Диск корпуса 2 и крышка 3 размещены друг от друга на расстоянии, равном размеру молотка, между ними на осях 4 размещены молотки 1. Каждый молоток имеет два отверстия, одним отверстием молотки 1 надеты на оси 4, во второе отверстие вставлены сменные грузы 5, которые могут быть заменены на запасные с другой массой. Изменением массы молотков изменяется скорость ведомого звена. В крышке 3 имеется ряд отверстий с резьбой и болтами 6, расположенных на окружности, болты пересекают пространство расположения молотков и этим изменяют величину отскакивания молотков в момент их удара по ведомому звену. В крышке 3 имеется ряд отверстий с резьбой 7, каждый завернутый в отверстие 7 болт 8 пересекает пространство расположения молотков и этим препятствует перемещению ближайшего молотка в рабочее положение, т.е. уменьшает количество работающих молотков, следовательно, уменьшает скорость ведомого звена без изменения конструкции и габаритов передачи.The body disk 2 and the cover 3 are placed at a distance equal to the size of the hammer, hammers 1 are placed between them on the axles 4. Each hammer has two holes, the hammers 1 are put on the axis 4 with one hole, removable loads 5 are inserted into the second hole, which can be replaced with spare ones with a different mass. By changing the mass of the hammers, the speed of the driven link changes. In the cover 3 there are a number of holes with threads and bolts 6 located on a circle, the bolts intersect the space of the hammers and this changes the magnitude of the bounce of the hammers at the moment of their impact on the driven link. In the cover 3 there are a number of holes with a thread 7, each bolt 8 wrapped in a hole 7 crosses the space of the hammers and this prevents the nearest hammer from moving to the working position, i.e. reduces the number of working hammers, therefore, reduces the speed of the driven link without changing the design and dimensions of the transmission.

Для изменения скорости ведомого звена количество работающих молотков должно уменьшаться или увеличиваться симметричными парами для сохранения балансировки ведущего механизма, для этого их количество в ведущем механизме должно быть равным двум, или четырем, или восьми парами.To change the speed of the driven link, the number of working hammers must be reduced or increased by symmetrical pairs to maintain the balancing of the drive mechanism, for this their number in the drive mechanism must be equal to two, or four, or eight pairs.

Эксплуатацию ведущего механизма необходимо начинать с нахождения оптимального размера X. Для этого двигатель с ведущим механизмом на валу установить так, чтобы размер Х=0, затем, используя направляющий винтовой механизм установки двигателя, увеличить размер пересечения Х на 0,5 мм, после каждого увеличения измерять число оборотов ведомого звена до тех пор, пока оно перестанет увеличиваться, этот размер пересечения Х считать оптимальным для эксплуатации при условии, что зазор между осью 4 и отверстием молотка должен быть больше размера Х на 1-2 мм, чтобы исключалась возможность передачи вращения упругим трением, т.е. дать возможность отскакивать молоткам от поверхности В, в момент удара. В покое молотки 1 висят на осях 4 без всякой ориентации, при вращении молотки под действием центробежной силы, поворачиваясь вокруг осей 4, занимают рабочее положение, т.е. максимально удаляются от оси ведущего механизма и образуют соосные пары из двух симметрично расположенных молотков с осями, совмещенными с диаметром траектории Г.The operation of the driving mechanism must begin with finding the optimal size X. To do this, set the motor with the driving mechanism on the shaft so that size X = 0, then using the screw mounting mechanism of the engine, increase the size of the intersection X by 0.5 mm, after each increase measure the number of revolutions of the driven link until it stops increasing, consider this intersection size X to be optimal for operation, provided that the clearance between the axis 4 and the hammer hole must be larger than size X by 1-2 mm to exclude the possibility of transmission of rotation by elastic friction, i.e. allow hammers to bounce off surface B at the time of impact. At rest, the hammers 1 hang on the axes 4 without any orientation, when the hammers rotate under the action of centrifugal force, turning around the axes 4, they occupy the working position, i.e. are maximally removed from the axis of the driving mechanism and form coaxial pairs of two symmetrically located hammers with axes aligned with the diameter of the trajectory G.

Работа ведущего механизма основана на упругом ударе и следующих закономерностях механики Ньютона:The operation of the driving mechanism is based on elastic shock and the following laws of Newtonian mechanics:

1. При взаимодействии двух тел упругим ударом сумма их импульсов и сумма их кинетических энергий сохраняется.1. When two bodies interact with an elastic impact, the sum of their momenta and the sum of their kinetic energies are conserved.

2. Взаимодействующие тела получают одинаковый импульс и одинаковую кинетическую энергию независимо от их масс.2. Interacting bodies receive the same momentum and the same kinetic energy, regardless of their masses.

3. Взаимодействующие тела получают ускорения, отношения которых равно обратному отношению их масс. Следовательно, для получения любого необходимого передаточного отношения передачи, равнозначного созданию соответствующего отношения масс взаимодействующих тел, не требует применения редуктора и увеличения габаритов передачи, а только достаточно менять массу молотков, их количество и менять массу (сопротивление) ведомого звена.3. Interacting bodies receive accelerations, the relations of which are equal to the inverse ratio of their masses. Therefore, to obtain any necessary gear ratio, equivalent to creating the corresponding mass ratio of interacting bodies, it does not require the use of a gearbox and an increase in the dimensions of the transmission, it is only enough to change the mass of hammers, their number and change the mass (resistance) of the driven link.

Автор изготовил действующую модель, испытание которой подтвердило описанные возможности ведущего механизма для механических передач.The author made a working model, the test of which confirmed the described capabilities of the drive mechanism for mechanical gears.

Claims (1)

Ведущий механизм для механической передачи, состоящий из корпуса по форме в виде диска со ступицей, на конец ступицы посажена крышка в виде диска, неподвижно прижатого к заплечику, диск корпуса и крышка расположены друг от друга на расстоянии, равном размеру молотков, молотки расположены между диском и крышкой, каждый молоток имеет два сквозных отверстия, одним отверстием молоток с зазором надет на ось, в другом размещен сменный груз, в крышке имеется расположенный на окружности ряд отверстий с резьбой, каждый завернутый в отверстие болт фиксирует нерабочее положение молотка; заявленный ведущий механизм характеризуется тем, что осуществляет передачу вращения упругими ударами по поверхности ведомого звена, удары наносятся молотками вращающегося ведущего механизма. The driving mechanism for mechanical transmission, consisting of a case in the form of a disk with a hub, a cover in the form of a disk mounted motionlessly against the shoulder is mounted on the end of the hub, the body disk and the cover are located at a distance equal to the size of the hammers, hammers are located between the disk and a cover, each hammer has two through holes, with one hole the hammer with a clearance is put on the axis, the other has a removable load, the cover has a series of threaded holes located on the circumference, each bolt IRGC hammer rest position; the claimed driving mechanism is characterized in that it transmits rotation by elastic impacts on the surface of the driven unit, impacts are applied by the hammers of the rotating driving mechanism.

Images