Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в силовых передачах машин и механизмов. Устройство содержит ведущий и ведомый валы, несколько установленных последовательно преобразующих механизмов, выполненных в виде дифференциального механизма с некруглым центральным колесом и двумя выходными валами. Один из выходных валов жестко связан с некруглым центральным колесом и является ведомым. Второй вал выполнен составным и образован несколькими полыми коаксиальными валами с закрепленными на них зубчатыми колесами, образующими составное второе центральное колесо. Водило жестко связано с ведущим валом и несет оси двухрядных сателлитов, зацепленных с центральными колесами и кинематически связывающих каждый коаксиальный вал с ведомым валом. Группа маховиков жестко закреплена на коаксиальных валах. Переменные передаточные отношения от водила к каждому коаксиальному валу при остановленном некруглом центральном колесе одинаковы и имеют преобладающее отрицательное значение. Числа зубьев некруглого центрального колеса и сопряженных с ним круглых сателлитов равны. Сателлиты эксцентрично смещены относительно своих осей вращения на величину смещения некруглого центрального колеса. Технический результат — создание устройства автоматического и бесступенчатого регулирования частоты вращения ведомого вала в зависимости от нагрузки и снижение неравномерности его вращения. 3 ил.

Известен планетарный импульсный вариатор, содержащий ведущий и ведомый валы, соединенные между собой муфтой свободного хода, на ведущем звене которой закреплен поводок, соединенный с осью, параллельной оси ведомою вала и связанной с ведомым валом с помощью зубчатой передачи и второй муфты свободного хода. На оси свободно расположено 2-венцовое зубчатое колесо, один из венцов которого взаимодействует с колесом зубчатой передачи, соединяющей регулирующее устройство с ведомым валом, а другой венец взаимодействует с зубчатой рейкой, шарнирно соединенной с ползуном, перемещаемым вдоль направляющей перпендикулярно оси ведомого вала (см. авторское свидетельство СССР 279285, кл. 47h,l3, MПK F 16 H 29/08, 1970 г.).

Известна также автоматическая бесступенчатая механическая передача (см. патент РФ 2109188, кл. F 16 Н 33/10,1998 г.). Эта передача содержит входной и выходной валы, инерционное тормозное устройство и дифференциал. Водило дифференциала закреплено на входном валу и выполнено в виде радиальных осей. На этих осях установлены сателлиты, которые входят в зацепление с центральными колесами дифференциала. Опорный элемент инерционного тормозного устройства закреплен в корпусе и взаимодействует с инерционными грузами при вращении их относительно оси передачи.

Недостатком данного устройства является сложность и ненадежность конструкции, вызванная применением инерционного тормозного устройства, работа которого основана на законе сохранения импульса и связана с высокими скоростями вращения массивных сателлитов.

Эта автоматическая импульсивная передача содержит входной вал, связанный через конические шестерни и кривошипно-коромысловый механизм с первым центральным колесом дифференциальной передачи, установленным на коленчатом валу кривошипно-коромыслового механизма. Второе центральное колесо установлено на втором валу дифференциального редуктора вместе с двумя обоймами муфт свободного хода и находится в зацеплении с первым центральным колесом через сателлиты, установленные на массивном водиле. Наружные обоймы МСХ соединены с зубчатыми колесами, находящимися в зацеплении между собой через 4 паразитных колеса с двумя колесами ведомого вала, подключаемыми к нему кулачковой муфтой реверса. Передача В.И. Заславского работает на принципе использования тангенциальных сил колеблющегося массивного звена и представляет собой устройство, преобразующее с помощью кривошипно-коромыслового и дифференциального механизмов вращательное движение ведущего звена в колебательное движение выходного вала и выпрямление с помощью МСХ двух импульсов крутящего момента за один оборот ведущего звена.

Другим недостатком конструкции является использование МСХ, являющегося ненадежным и недолговечным звеном.

Поставленная задача достигается тем, что в инерционном автоматическом импульсивном вариаторе, содержащем соосные ведущий и ведомый валы, несколько установленных последовательно преобразующих механизмов, образованных зубчатыми передачами с переменным передаточным отношением и массивными звеньями, согласно изобретению установленные последовательно, преобразующие механизмы выполнены в виде дифференциальною механизма с некруглым смещенным центральным колесом и двумя выходными валами, один из которых жестко связан с некруглым смещенным центральным колесом и является ведомым, а второй вал выполнен составным и образован несколькими полыми коаксиальными валами с закрепленными на них зубчатыми колесами, образующими составное второе центральное колесо, водилом, жестко связанным с ведущим валом и несущим оси двухрядных сателлитов, находящихся в зацеплении с центральными колесами и обеспечивающих кинематические связи каждого коаксиального вала с ведомым валом, и группой маховиков, жестко закрепленных на коаксиальных валах, при этом передаточные отношения от водила к каждому коаксиальному валу при остановленном некруглом смещенном центральном колесе одинаковые и имеют преобладающее отрицательное значение, числа зубьев некруглого смещенного центрального колеса и сопряженных с ним сателлитов равны, а сателлиты эксцентрично смещены относительно своих осей вращения на величину смещения некруглого центрального колеса.

Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых: на фиг. 1 изображена кинематическая схема инерционного автоматического импульсивного вариатора; на фиг. 2 изображена схема положений начальных окружностей одного двухрядного сателлита относительно центральных колес с двумя экстремальными положениями; на фиг. 3 изображена схема положений одного двухрядного сателлита относительно центральных колес с 4-мя экстремальными положениями.

Устройство работает следующим образом.

Мгновенное значение передаточного отношения при ₁ =0 определяется по формуле где ₁,_в,₄ — угловые скорости соответственно некруглого центрального колеса 1, водила В и центрального колеса 4; R’₁, R’₂ — мгновенные значения радиусов начальных окружностей некруглого центрального колеса 1 и эксцентричного сателлита 2 в точке их соприкосновения; R₄, R₃ — радиусы начальных окружностей второго центрального колеса 4 и сателлита 3.

При R’₁R₃/R’₂R₄= 1 _в/₄ = , т.е. скорость центрального колеса 4 равна 0.

При R’₁R₃/R’₂R₄<1 передаточное отношение положительно, направления вращении водила и центрального колеса 4 одинаковы.

Соотношение R’₁/R’₂ имеет экстремальные значения при таких положениях начальных окружностей, когда разность мгновенных значений радиусов R’₁-R’₂= 2е, где е — величина смещения центрального колеса и сателлитов.

На фиг.2 изображены 2 экстремальных положения начальных окружностей 2 и 3 одного двухрядного сателлита относительно начальных окружностей центральных колес 1 и 4. Мгновенное значение передаточного отношения в верхнем по схеме положении определяется параметрами: R₃=R’₂; R’₁=R₄; R’₂-R₂=R₁-R’₁= е; где e — смещение; R₂, R₃, R₄ — радиусы начальных окружностей колес 2, 3,4; R₁ — радиус начальной окружности центрального колеса 1, установленного без смещения; R’₁ и R’₂ — мгновенные значения радиусов начальных окружностей колес 1 и 2 в точке их соприкосновения.

В нижнем по схеме положении: R₃-R’₂=R’₁-R₄=₂=2е; отношение соответствует максимальной скорости вращения центрального колеса 4 с отрицательным знаком при наибольшем кпд механизма.

В инерционном автоматическом импульсивном вариаторе (фиг.1) вращение центрального колеса 4 и связанного с ним маховика 6 на участке ускорения вызывает реактивный импульс крутящего момента от возникающей тангенциальной силы инерции, который передается через зацепления дифференциального механизма ведомому валу 9.

В дифференциальном механизме этот импульс распределяется между водилом, направление вращения которого совпадает с направлением приходящего на него через оси сателлитов части этого импульса, и ведомым валом, имеющим противоположное направление вращения. Соотношение частей импульса, приходящих на водило и ведомый вал, кроме вышеперечисленых факторов зависит также от махового момента водила. Прохождение сателлитами верхнего на схеме 2-го участка соответствует очень большим значениям передаточных отношений при очень низком кпд (менее 0,01), и оставшаяся часть импульса крутящего момента приходит на некруглое центральное колесо, где происходит сложение приходящих импульсов от всех маховиков. В результате на ведомый вал действуют импульсы крутящих моментов одного знака, каждый длительностью, соответствующей половине оборота водила. Фазовый сдвиг импульсов определяется положением осей на водило и для изображенного на фиг.1 положения равен 180^o.

На фиг.3 изображены начальные окружности 2 и 3 одного двухрядного сателлита относительно начальных окружностей 1 и 4 центральных колес с 4 экстремальными положениями. Дифференциальный механизм, выполненный по этой схеме, обладает положительным переменным передаточным отношением на участке зацепления, соответствующего очень большим значениям передаточных отношений. Мгновенное значение передаточного отношения для верхнего по схеме положения начальных окружностей определяется параметрами: R₄-R’₁=R’₂-R₃=₁; 0<<е соответствует максимальной скорости центрального колеса 4 с положительным передаточным отношением.

Для нижнего положения начальных окружностей 2 и 3: R’₁-R₄=R₃-R’₂=₂; е<₂<2<>; соответствует максимальной скорости вращения центрального колеса 4 с отрицательным передаточным отношением.

Инерционный автоматический импульсивный вариатор, содержащий соосные ведущий и ведомый валы, несколько установленных последовательно преобразующих механизмов, образованных зубчатыми передачами с переменным передаточным отношением и массивными звеньями, отличающийся тем, что установленные последовательно преобразующие механизмы выполнены в виде дифференциального механизма с некруглым смещенным центральным колесом и двумя выходными валами, один из которых жестко связан с некруглым смещенным центральным колесом и является ведомым, а второй вал выполнен составным и образован несколькими полыми коаксиальными валами с закрепленными на них зубчатыми колесами, образующими составное второе центральное колесо, водилом, жестко связанным с ведущим валом и несущим оси двурядных сателлитов находящихся в зацеплении с центральными колесами и обеспечивающих кинематическую связь каждого коаксиального вала с ведомым валом, и группой маховиков, жестко закрепленных на коаксиальных валах, при этом переменные передаточные отношения от водила к каждому коаксиальному валу при остановленном некруглом смещенном центральном колесе одинаковые и имеют преобладающее отрицательное значение, числа зубьев некруглого смещенного центрального колеса и сопряженных с ним круглых сателлитов равны, а сателлиты эксцентрично смещены относительно своих осей вращения на величину смещения некруглого смещенного центрального колеса.