устройство для переключения скоростей при реверсировании ведущего вала с сохранением направления вращения ведомого вала

Формула изобретения

Устройство для переключения скоростей при реверсировании ведущего вала с сохранением направления вращения ведомого вала, содержащее расположенные в корпусе зубчатую коническую передачу для связи ведущего и ведомого валов между собой и два механизма свободного хода, предназначенных для взаимодействия ведущего вала с ведомым валом, отличающееся тем, что оно снабжено установленным коаксиально основному ведущему валу дополнительным ведущим валом с ведущей шестерней, тремя дополнительными ведомыми валами, дополнительной зубчатой конической передачей для связи дополнительного ведущего вала с дополнительными ведомыми валами, установленной на основном и дополнительном ведущих валах управляемой муфтой для управления ими, двумя дополнительными механизмами свободного хода с противоположным направлением заклинивания, причем основные механизмы свободного хода также выполнены с противоположным направлением заклинивания, основная и дополнительная зубчатые конические передачи выполнены четырехзвенными, и в них средние колеса установлены на основном и дополнительном ведущих валах через основные и дополнительные механизмы свободного хода соответственно, а основной и дополнительные ведомые валы установлены попарно коаксиально друг другу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчатым реверсивным механизмам с изменяемым передаточным отношением.

Известно устройство для переключения скоростей при реверсировании ведущего вала с сохранением направления вращения ведомого вала по авт. свид. СССР N 1456659, содержащее расположенные соосно ведущий вал, установленные коаксиально относительно друг друга два ведомых вала и неподвижный опорный вал, трехзвенную зубчатую коническую передачу, ведущая центральная шестерня которой выполнена двухвенцовой, две пары механизмов свободного хода, установленные в центральных шестернях и взаимодействующие с соответствующими ведомыми валами, и установленную внутри центрального ведомого вала дополнительную трехзвенную зубчатую коническую передачу (авт. свид. СССР N 1518597, кл. F 16 H 3/10, 1989).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для переключения скоростей при реверсировании ведущего вала с сохранением направления ведомого вала, содержащее расположенную в корпусе зубчатую передачу для связи ведущего и ведомого валов между собой и два механизма свободного хода для взаимодействия с ведомым валом, зубчатая передача выполнена трехзвенной, шестерни которой соосны, одна из них предназначена для жесткой установки на ведущем валу и соединена с одним механизмом свободного хода, другая соединена с другим механизмом свободного хода, а коническое колесо передачи установлено в корпусе (авт. свид. СССР N 1456659, кл. F 16 H 3/10, 1989).

Данное устройство обладает недостаточными кинематическими возможностями.

Задачей изобретения является повышение кинематических возможностей устройства путем увеличения количества управляемых кинематических цепей и обеспечения возможности перехода от однодвигательного привода к двухдвигательному и обратно.

Для этого устройство для переключения скоростей при реверсировании ведущего вала с сохранением направления вращения ведомого вала, содержащее расположенные в корпусе зубчатую коническую передачу для связи ведущего и ведомого валов между собой и два механизма свободного хода с противоположным направлением заклинивания, предназначенных для взаимодействия ведущего вала с ведомым валом, снабжено дополнительным ведущим валом, установленным коаксиально основному ведущему валу, тремя дополнительными ведомыми валами, дополнительной зубчатой конической передачей для связи дополнительного ведущего вала с дополнительными ведомыми валами, управляемой муфтой для управления ведущими валами, двумя дополнительными механизмами свободного хода с противоположным направлением заклинивания, основная и дополнительная зубчатые передачи выполнены четырехзвенными, средние колеса основной и дополнительной зубчатых передач установлены на основном и дополнительном ведущих валах через основные и дополнительные механизмы свободного хода соответственно, дополнительные ведомые валы установлены попарно коаксиально друг другу, управляемая муфта установлена на основном и дополнительном ведущих валах, а дополнительный ведущий вал снабжен ведущей шестерней.

Такое выполнение устройства позволяет увеличить количество управляемых кинематических цепей и осуществлять переход от однодвигательного привода к двухдвигательному и обратно.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство.

Устройство для переключения скоростей при реверсировании ведущего вала с сохранением направления вращения ведомого вала (УПС) содержит расположенные в корпусе 1 ведущий вал 2, ведомый вал 3, выполненную четырехзвенной основную зубчатую коническую передачу 4-7 и два механизма 8 и 9 свободного хода с противоположным направлением заклинивания.

Устройство снабжено дополнительным ведущим валом 10, тремя дополнительными ведомыми валами 11-13, управляемой (например, электромагнитной) муфтой 14, двумя дополнительными механизмами 15 и 18 свободного хода, дополнительной четырехзвенной зубчатой конической передачей 17-20.

Дополнительный ведущий вал 10 снабжен ведущей шестерней 21.

Основная 4-7 и дополнительная 17-20 зубчатые передачи предназначены для связи ведущих валов 2 и 10 с ведомыми валами 3, 12 и 11, 13 соответственно, а дополнительные механизмы 15 и 16 свободного хода предназначены для взаимодействия дополнительного ведущего вала 10 с ведомыми валами 11 и 13.

Ведомые валы 3 и 12 выполнены трубчатыми и установлены коаксиально относительно валов 11 и 13 соответственно.

Средние колеса 4 и 6 основной и 17, 19 дополнительной зубчатых передач установлены на основном 2 и дополнительном 10 ведущих валах через основные 8 и 9 и дополнительные 15 и 16 механизмы свободного хода соответственно.

Зубчатые колеса 22 и 23 предназначены для связи ведомых валов 3 и 12 со своими объектами (не показаны).

УПС может работать в режимах двух- и однодвигательном.

I режим.

Управляемая муфта 14 не включена, поэтому ведущие 2 и 10 валы работают независимо друг от друга. При вращении от своего двигателя (не показан), например, ведущего вала 2 (например, по часовой стрелке) включается механизм 8 свободного хода, в результате чего движение через конические шестерни 7, 4 и 5 передается ведомым валам 3 и 12 соответственно, которые будут вращаться в противоположные стороны (3 - против часовой стрелки, 12 - по часовой стрелке). Механизм 9 свободного хода при этом направлении вращения ведущего вала 2 не включается, поэтому среднее колесо 6 передавать момент не будет. При реверсировании ведущего вала 2 (против часовой стрелки) включается механизм 9 свободного хода (механизм 8 свободного хода не включается) и вращение через конические шестерни 6, 4 и 5 передается ведомым валам 3 и 12, направление вращения которых при этом не изменится - вал 3 будет продолжать вращаться против часовой стрелки, а вал 12 - по часовой стрелке.

Аналогично происходит работа устройства и при вращении от своего двигателя (не показан) через ведущую шестерню 23 дополнительного ведущего вала 10. При вращении его, например, по часовой стрелке связанные с ним ведомые валы 11 и 13 будут вращаться в противоположные стороны. При реверсировании вала 10 направление вращения ведомых валов 11 и 13 не изменится.

II режим.

В этом режиме один из приводных двигателей (например, связанный с дополнительным ведущим валом 10) отключен (находится в резерве или ремонте).

Включают управляемую муфту 14, которая соединяет между собой ведущие валы 2 и 10. При вращении от своего двигателя ведущего вала 2 включаются механизмы 8 и 15 свободного хода (механизмы 9 и 16 свободного хода не включаются) и движение от средних шестерен 4 и 17 через центральные шестерни 5, 7 и 18, 19 передается на ведомые валы 3, 12 и 11, 13 соответственно.

При этом валы 3 и 11 будут вращаться против часовой стрелки, а валы 11 и 13 - по часовой стрелке.

При реверсировании ведущего вала 2 (против часовой стрелки) ведомые валы 3, 12 и 11, 13 будут продолжать вращаться в тех же направлениях.

Режим работы кинематических цепей не изменится, если в резерв будет выведен ведущий вал 2, а задействован дополнительный ведущий вал 10.

При условии, что передаточные отношения основной и дополнительной зубчатых передач равны единице (n = 1), ведомые валы будут сохранять не только направление вращения, но и величину скорости вращения.

Расположение механизмов свободного хода в средних колесах зубчатых передач расширяет область применения устройств, так как оказывается возможным осуществлять по выбору работу кинематических цепей либо от одного двигателя (как это требуется, например, в трансмиссиях) либо независимую работу этих цепей от собственных приводов.

Следует отметить также два положительных качества данного устройства - отсутствие консольности вращающихся деталей и полная симметрия конструкции. Это повышает надежность и долговечность устройства.