Результат интеллектуальной деятельности: Сцепление с универсальной самоцентрирующейся системой

Изобретение относится к трансмиссиям или к выключаемым муфтам.

Изобретение может быть использовано в машиностроении при конструировании оборудования, содержащего муфты или трансмиссии.

Известны многочисленные виды сцеплений, обеспечивающих связь двух валов. Например, RU 2286262 C2.

Недостатком такого вида сцеплений является содержание в них вращающихся относительно друг друга трущихся частей.

Известен способ реализации сцепления, заключающийся в затормаживании тормозной шестерни в системе взаимосвязи двух валов. При торможении тормозной шестерни внешней тормозной муфтой или тормозной колодкой происходит передача вращающего момента между входным и выходным валами. DE 102014003957 A1, 2015.09.17.

Недостатком этого изобретения является наличие фрикционных поверхностей, вращающихся относительно друг друга.

Целью изобретения является реализация сцепления без использования вращающихся фрикционных пар.

Поставленная цель достигается тем, что в сцеплении с универсальной самоцентрирующейся системой используется универсальная самоцентрирующаяся система, которая содержит внешнее и внутреннее основания, на основаниях закреплены ролики, шестерни или звездочки вращения, которые соединены между собой замкнутым тросом, цепью или ремнем, входной вал соединен с внешним основанием, которое совпадает по направлению движения с валом на внутреннем основании, соосно с шестернями внешнего основания закреплены шестерни, передающие вращающий момент выходному валу, вращающий момент с входного вала на выходной вал передают путем смещения оси вала на внутреннем основании относительно оси внешнего основания с помощью рычага, имеющего возможность сдвига относительно корпуса сцепления.

Универсальная самоцентрирующаяся система известна из изобретений: RU 2014106630 A, RU 2014106628 A, RU 2014106627 A, RU 2014106146 A, RU 2013157051 A, RU 2013154311 A, RU 2013153163 A, RU 2013152649 A, RU 2013148896 A, RU 2013145988 A, RU 2013145987 A, RU 2013145253 A, RU 2013144445 A, RU 2013144444 A, RU 2013142690 A, RU 2013142204 A, RU 2013142203 A, DE 102013019629 A1, DE 102013019628 A1, DE 102013019627 A1, DE 102013019593 A1, DE 102013019592 A1, DE 102013019404 A1, DE 102013019402 A1, DE 102012018132 A1, DE 102012018131 A1, DE 102012017180 A1, DE 102012016380 A1, DE 102012016314 A1, DE 102012013308 A1, DE 102012012586 A1, DE 102012002076 A1, DE 102012001232 A1, DE 102012000316 A1.

Универсальная самоцентрирующаяся система имеет внешнее и внутреннее основания, расположенные в одной плоскости. Внешнее основание охватывает внутреннее основание. На каждом основании закреплены три или более роликов, звездочек или шестерней вращения. Число роликов на каждом основании одинаково. Каждый ролик может быть заменен на два ролика замены для того, чтобы использовать участок троса, ремня или цепи между роликами для натяжения. Воздействие силы натяжения на участок троса, цепи или ремня между роликами замены не влияет на свойства универсальной самоцентрирующейся системы. Способ натяжения ремня, троса или цепи известен из изобретения RU 2013147711 A. В приведенных изобретениях использовались статические свойства универсальной самоцентрирующейся системы. В заявляемом изобретении использовано одно из динамических свойств универсальной самоцентрирующейся системы: совместное вращение внутреннего и внешнего оснований возможно даже при несовпадении осей вращения оснований. Это означает, что внутреннее и внешнее основания могут вращаться каждое относительно своих не совпадающих осей вращения при воздействии вращающего момента на одно из оснований.

На фигуре 1 представлено сцепление с универсальной самоцентрирующейся системой.

На фигуре 2 представлен вертикальный разрез сцепления с универсальной самоцентрирующейся системой.

На фигуре 3 представлен горизонтальный разрез сцепления с универсальной самоцентрирующейся системой.

На фигуре 4 представлено сцепление с универсальной самоцентрирующейся системой, вид сзади.

На фигуре 5 представлен разрез с передней стороны сцепления.

На фигуре 6 представлено расположение шестерней на основаниях универсальной самоцентрирующейся системы.

На фигуре 7 представлена схема для ориентировочной оценки величины смещения цепи при не совпадающих осях внутреннего и внешнего оснований.

На фигуре 8 представлен разрез с задней стороны сцепления.

На фигуре 9 представлено расположение шестерней и цепи при совпадении осей оснований.

В примере конкретного исполнения сцепления с универсальной самоцентрирующейся системой используется универсальная самоцентрирующаяся система, содержащая внутреннее основание 1 и внешнее основание 2. На внутреннем основании 1 закреплены с возможностью вращения шестерни 3, 4, 5. На внешнем основании 2 закреплены шесть шестерней вращения 6, 7, 8, 9, 10, 11, оси которых закреплены в подшипниках 18. На одной оси с шестернями 6, 7, 8, 9, 10, 11 закреплены шестерни 12, передающие вращающий момент на шестерню 13, передающую вращающий момент на выходной вал 29 через шестерни 28 и 27. Между парами шестерней 6-7, 8-9, 10-11 включены шестерни натяжения 20, которые подпружинены пружиной 19. Шестерни 20 не влияют на свойства универсальной самоцентрирующейся системы, так как воздействуют на участки цепи 15 между роликами одного, в данном случае внешнего, основания. Переходной вал 17 соединен с внешним основанием и имеет общую ось с ним и шестерней 13, которые выполнены полыми для размещения сдвигаемого вала 16. Внутреннее основание 1 имеет вал 16, ось которого при отсутствии поперечной нагрузки на этот вал совпадает с осью вращения внешнего основания, шестерни 13 и переходного вала 17.

При совпадении осей внутреннего и внешнего оснований, как показано на фигуре 9, и наличии вращающего момента на одном из оснований оба основания вращаются с одинаковой угловой скоростью. Все шестерни и цепь остаются неподвижными. Шестерня 13 вращается вместе с основаниями, если суммарная сила трения в осях шестерней 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 20 больше силы трения оси выходного вала. Если к выходному валу приложить силу, превышающую суммарную силу трения шестерней 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 20, то выходной вал 29 остановится, а все шестерни 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 20, 12 будут вращаться. Цепь 15 соответственно будет перемещаться вдоль своего периметра. При этом мощность, передаваемая на выходной вал, будет минимальна и определяется силами трения на осях шестерней.

При смещении оси 16 внутреннего основания относительно осей внешнего основания и шестерни 13 происходит вынужденное перемещение цепи 15 вдоль своего периметра и соответственно вращение шестерней 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 20, 12. Смещение оси 16 осуществляется рычагом 23 в направлении 30. Корпус 22 служит для крепления через подшипники всех вращающихся частей сцепления. При этом вращающий момент будет передаваться шестернями 12 на выходной вал 29 через шестерни 13, 27, 28. Вращающий момент может быть приложен к входному валу 26, соединенному с внешним основанием через шестерни 25, 24 и переходной вал 17, или к валу 16 внутреннего основания. Величина смещения цепи 15 и угол поворота шестерней за один оборот основания 2 будут пропорциональны величине смещения оси 16 относительно оси внешнего основания 2. Ориентировочное значение смещения цепи 15 за один оборот внешнего основания можно оценить, используя схему на фигуре 7. Шестерня 6 и шестерня 3 при повороте основания 2 на 120 градусов займут положение шестерней 10 и 5. При этом отрезок 21 цепи 15 длиной 231,92 займет положение отрезка 14 цепи и увеличит свою длину до 434,53. За полный оборот цепь переместится на величину (434,53 - 231,92)*3=607,83. При диаметре 100 шестерней 6, 7, 8, 9, 10, 11 они повернутся за один оборот внешнего основания на величину 607,83/ 3,14*100 = 1,936 оборотов. При передаточном отношении между шестернями 12 и шестерней выходного вала 13, равном 0,5, за один оборот входного вала 17 выходной вал повернется тоже на один оборот при смещении оси 16 на 100, при этом диаметр внешнего основания имеет ориентировочное значение 1000. Устройство для реализации способа может содержать универсальную самоцентрирующуюся систему с замкнутым ремнем, тросом или цепью. При этом на основаниях могут быть закреплены ролики, шестерни или звездочки вращения.

В предлагаемом сцеплении нет трущихся вращающихся относительно друг друга частей. Зубчатое зацепление всех частей является постоянным и непереключаемым. Передача вращательного момента с входного вала на выходной осуществляется плавно с начальной скоростью, равной нулю.