Синусоэксцентриковая коробка передач

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Игнатищев Руслан Михайлович(72) Автор Игнатищев Руслан Михайлович(73) Патентообладатель Игнатищев Руслан Михайлович(57) 1. Синусоэксцентриковая коробка передач, включающая в себя корпус, соосные ведущий и ведомый валы, передаточные модули и систему их переключения, отличающаяся тем, что по крайней мере одна из используемых в составе передаточных модулей деталей с волнообразно-замкнутой канавкой содержит еще и кольцевую канавку. 2. Коробка передач по п. 1, отличающаяся тем, что число передаточных модулей по крайней мере на единицу превышает число деталей с волнообразно-замкнутыми канавками. 3. Коробка передач по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что по крайней мере на одну из содержащихся в передаточных модулях цевок надеты втулка либо подшипник качения.(56) 1. А.с. СССР 956323, 1980. 2. Патент на изобретение 8687, 2003. 3. Ксеневич И.П., Гуськов В.В., Бочаров Н.Ф. и др. Тракторы. Проектирование, конструирование и расчет Учебник. - М. Машиностроение, 1991. - 554 с. 4. Патент на изобретение 2288391, 2002. 5. А.с. СССР 1216498, 1984. 43062008.04.30 Область применения полезной модели - сельскохозяйственное и транспортное машиностроение, станкостроение. В первую очередь касается построения тех машин и агрегатов, в списки приоритетных требований к которым включают при малых мощностях двигателей (и поэтому при малых расходах топливно-энергетических ресурсов, малых массах и габаритах) обеспечивать их исполнительным органам и создание больших моментов, и оптимальные режимы работы по фактору скорость. Известны редуцирующие устройства, содержащие корпус, соосные входной и выходной валы, основанные на использовании зацепления с синусоидальными канавками и содержащие устройства переключения передаточных модулей в 1 эту роль выполняет кулачковый валик переключения передач в 2 - двухпозиционный переключатель на основе кулачковой муфты. Их недостаток - слабые кинематически-преобразовательные возможности. Известно также множество коробок передач на основе зубчатых зацеплений. Общий их недостаток - сложность при необходимости обеспечивать машинам и агрегатам большие понижения частот вращения валов двигателей. Если, в частности, вести речь о транспортных средствах, то об этой сложности свидетельствует лишь один перечень употребляемых терминов базовая коробка передач, главная передача, коробкаделитель, коробка-демультипликатор, концевая передача 3. Наиболее близка по технической сущности и достигаемому результату к полезной модели коробка передач, содержащая установленные соосно в корпусе ведущий и ведомый валы, передающие модули и устройство переключения передач 4. Недостатки прототипа - сложность и малые значения увеличения момента, создаваемого двигателем. Задача, решаемая использованием полезной модели, - получение относительно простого устройства при больших передаточных числах с обеспечением возможности оптимизировать режимы работы машин и агрегатов по фактору скорость. Решение указанных задач обеспечивается тем, что в синусоэксцентриковой коробке передач, включающей в себя корпус, соосные ведущий и ведомый валы, передаточные модули и систему их переключения, согласно полезной модели, по крайней мере одна из используемых в составе передаточных модулей деталей с волнообразно-замкнутой канавкой содержит еще и кольцевую канавку. Число передаточных модулей по крайней мере на единицу превышает число деталей с волнообразно-замкнутыми канавками. По крайней мере на одну из содержащихся в передаточных модулях цевок надеты втулка либо подшипник качения. Сущность полезной модели пояснена приложенными фигурами. Фиг. 1 - главный вид синусоэксцентриковой коробки передач. Фиг. 2-8 поясняют изображения на фиг. 1 фиг. 2 водило с четырьмя рядами цевок фиг. 3 - вид вдоль оси вращения на волнообразнозамкнутую (в литературе чаще используется термин синусоидальную) канавку фиг. 4 вид со стороны стопорных валиков на переходные кольца ударно-демпфирующих узлов фиг. 5 - виды обратных сторон деталей по фиг. 3 и 4 фиг. 6 - вид по стрелкам А (фиг. 5) на упор демпфирующей пружины фиг. 7 - ударно-демпфирующий узел фиг. 8 - электромагнитный узел (как составляющая системы переключения скоростей). Фиг. 9-12 изображают положение деталей коробки скоростей на второй, третьей, четвертой и пятой передачах(взаимное положение деталей коробки на первой передаче изображено на фиг. 1). Синусоэксцентриковая коробка передач, представленная на фиг. 1-12, содержит 1 корпус 2 - ведущий вал с эксцентриком 3, ось эксцентрика расположена параллельно оси вращения валов 4 - ведомый вал с диском 5 6, 7, 8, 9 - кольца с волнообразнозамкнутыми (кругосинусоидными) канавками. 10 - диск с четырьмя жестко связанными с ним рядами цевок - 11, 12, 13, 14. 15 - деформированная кольцеобразно-волнистая пружина, расположена между кольцом 5 ведомого вала и деформирующим ее кольцом 16 усилия к кольцу 16 приложены со стороны сердечника 17, втянутого в электромагнитную катушку, по которой проходит электрический ток. 18 - положение сердечника при отключенной электромагнитной катушке. 19 - другое деформирующее кольцо, взаимодействующее с пружиной 20, т.к. электромагнитная катушка с сердечником 18 обесточена, пружина 20 не деформирована. 21, 22, 23 - электромагнитные включатели-выключатели еще трех 2 43062008.04.30 передаточных модулей. 24 - противовесы (для устранения неуравновешенности эксцентриковой передачи). 25 - кольцо с кругосинусоидной канавкой. 26 - вид переходных колец ударно-демпфирующих узлов, изображенных на фиг. 7. Обратные стороны деталей 25 и 26,изображенных на фиг. 3 и 4, содержат кольцевые канавки они изображены на фиг. 5. Детали 25 и 26 в коробке соприкасаются поверхностями, содержащими кольцевые канавки, и поэтому совокупность деталей 25 и 26 содержит тороидальную полость. Кольцевые канавки деталей 25 и 26 имеют перегородки - пружинные стопоры 27 их форма изображена на фиг. 5 и 6. 28 - стенка кругосинусоидной канавки детали 25 (фиг. 3), взаимодействующая с тем или иным рядом цевок 1114. В тороидальной полости размещена пружина 29 при отсутствии переходного процесса, в частности при отключенной передаточной ступени, пружинные стопоры деталей 25 и 26 соприкасаются друг с другом и с концами пружины 29. 30 - отверстие в переходном кольце 26 под стопорный валик 31 изображенного на фиг. 8 электромагнитного узла, где 32 - возвращающая валик 31 (при отсутствии тока в катушке) пружина 33 - электромагнитная катушка- определяемый из расчета ход стопорного валика 31. Длина пружины берется несколько большей длины окружности тороида и устанавливается на свое место с натягом, но так, чтобы зазоры между ее витками были не меньше толщины проволоки в этом случае в переходных процессах поворот детали 25 относительно 26 будет существенным (примерно 180). Пять пар стопорных валиков 31 на фиг. 9-12 обозначены буквами А, Б, В, Г, Д с индексами, которые означают- деталь с кругосинусоидными канавками стопорными валиками в зацепление включена 0 - отключена, т.е. на фиг. 9 передача осуществляется зацеплениями БГ, на фиг. 10 - зацеплениями А-Д, на фиг. 11 - зацеплениями Б-Д, на фиг. 12 - зацеплениями В-Д. На фиг. 1 изображено положение, когда передаточную ступень образуют синусоэксцентриковые зацепления А-Г. Синусоэксцентриковая коробка передач работает следующим образом. Вращающийся со скоростью ВЩ ведущий вал 2 через эксцентрик 3 приводит диск 10 с цевками во вращательно-колебательное движение, независимо какая передаточная ступень включена. Цевки, взаимодействуя со стенками пары кругосинусоидных канавок, приводят ведомый вал 4 во вращение с угловой скоростью ВМ , зависящей от того, какая ступень из пяти (А-Г, или Б-Г, или А-Д, или Б-Д, или В-Д) включена. Передаточные отношенияопределяются по следующим структурно-кинематическим соотношениям(впервые стали известны из 5 - содержатся в указанном авторском свидетельстве СССР на изобретение в отличительной части его формулы) КВМ ВМ ВМВМ 1 ВМК ВМ ВМВМ 1 ,где- числа волн (периодов) кругосинусоидных канавок (А, Б, ВГ и Д) в общем случае эти числа различные- максимально возможное число цевок, которые можно разместить в сопряженной с ними канавке таких цевок в коробке четыре ряда (А, Б, ВГ и Д) в общем случае и эти числа различные индексы К означают, что кругосинусоидная канавка при работе передаточной ступени связана с корпусом коробки для цевок - это максимально возможное количество того ряда цевок, которые сопряжены с кругосинусоидой К 3 43062008.04.30 индексы ВМ означают, что канавка при работе передаточной ступени связана с ведомым валом коробки для цевок - это максимально возможное количество того ряда цевок, которые сопряжены с кругосинусоидой ВМ. Возможно-иллюстративные передаточные отношения конструктивного варианта синусоэксцентриковой коробки передач по фиг. 112 приведены в табл. 15. Возможны другие схемы компоновок синусоэксцентриковых коробок передач и, как видно из табл. 14, возможны другие диапазоны передаточных отношений, существенно отличающиеся от приведенных конкретных примеров. При этом для всех ступеней силовых синусоэксцентриковых коробок передач целесообразно придерживаться условия 614 нижняя граница гарантирует передачу мощности в любой момент времени не менее, чем тремя цевками (расположенными примерно через 120) верхняя граница рекомендована по соображениям получения больших диаметров цевочных подшипников. Таблица 1 Первый иллюстративный ряд возможных передаточных отношений любой ступени синусоэксцентриковой коробки передач Таблица 2 Второй иллюстративный ряд возможных передаточных отношений любой ступени синусоэксцентриковой коробки передач Таблица 3 Третий иллюстративный ряд возможных передаточных отношений любой ступени синусоэксцентриковой коробки передач 43062008.04.30 Таблица 4 Четвертый иллюстративный ряд возможных передаточных отношений любой ступени синусоэксцентриковой коробки передач- индексамии - отражены структурные соотношения передаточной ступени- используется вариант, когда максимально возможное для установки в канавку цевок на единицу больше числа волн этой канавки - - используется вариант, когда максимально возможное для установки в сопряженную канавку цевок на единицу меньше числа волн этой канавки. Таблица 5 Иллюстрация возможных рядов передаточных чисел, обеспечиваемых синусоэксцентриковой коробкой по фиг. 112 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.