С. Тилоев, М.Х.Саидов, Р.Э. Махмуродов, С.М. Саидамиров,
Ф.Б. Шарипов, С.З. Валиев
(К.т.н., доцент, ассистенты и
соискатели ТАУ имени Ш. Шотемура г.Душанбе
Республики Таджикистан)
Двухступенчатый планетарный механизм
с двойным составным кулисным
водилом.
Изобретение относится к машиностроению и может быть
использовано в технологических машинах, в состав которых входят эпициклические
передачи, например в приводах рабочих органов чеканочных, хлопкоуборочных
машин, корчевателей стеблей хлопчатника, измельчителей зерновых и фруктов, а
также в приводах очисток зерноуборочных комбайнов.
Цель изобретения – повышение надежности механизма и
обеспечение высокого КПД.
Для достижения указанной цели разработан
эпициклический механизм, состоящий из двух ступеней и содержащий солнечное
колесо, взаимодействующий с ним сателлит, кривошип (водило) первой ступени,
шатун шарнирно соединенный с ползуном посредством направляющей, находящейся в
полости кулисы и направляющей, шарнирно соединенной с сателлитом второй ступени,
который перекатывается по второму солнечному колесу.
На рис 1. изображен эпициклический механизм (двухступенчатый) с внутренним
зацеплением сателлита и солнечного колеса, где,А, В, С, О1 и О2
– шарнирные соединения; α – расстояние между шарнирами О1 и О2;
ψ – угол поворота кулисы;
ρ – длина кулисы (составного водила); S – ход ползуна и направляющей равная 2α.
Эпициклический механизм содержит корпус 1, в котором
первая ступень выполнена из размещенного в нем солнечного колеса 2, водила 4
(кривошипа) шарнирно соединенного с сателлитом 3, причем сателлит 3 шарнирно
соединен с шатуном 5, шатун 5 с ползуном 6, ползун 6 с направляющей 8,
направляющая 8 с ползуном 6 находится в полости кулисы 7, причем направляющая 8
шарнирно соединена с центром сателлита 9 второй ступени механизма, при этом
сателлит 9 перекатывается по солнечному колесу 10 второй ступени.
Направляющая 8 связанная с сателлитом 9 размещена в
полости кулисы 7 с возможностью перемещения вдоль нее на S = 2a
где,
S – ход ползуна, α – расстояние между шарнирами О1
и О2.
Устройство работает следующим образом.
При вращения водила 4 (кривошип) сателлит 3
перекатывается по солнечному колесу 2 первой ступени, при этом движения от
сателлита 3 передается через шатун 5 к ползуну 6 и направляющим 8, при этом
происходит перемещение ползуна и направляющей 8 внутри кулисы 8. Направляющая 8
совместно с кулисой 7 и сателлитом 9 вращается и сателлит 9 перекатывается по
солнечному колесу 10 второй ступени механизма, так как центр вращения водила 4
и кулисы 7 не совпадают. При этом изменяется расстояние О2В = ρ
[где, ρ – длина кулисы (составного водила)] в зависимости от вращения
кулисной пары составного водила (водила 4, шатун 5, ползун 6, направляющая 8),
а скорость точки В (центр сателлита 9) увеличивается и уменьшается в
зависимости от угла поворота кулисы 7 (ψ = ωНt, где, ψ – угол поворота кулисы, ωН - угловой скорость кулисы (р/с) t – время в (сек).
Заявляемое изобретение позволяет с большой степенью надежности обеспечить переменные скоростные характеристики, переменные передаточные отношения и ускорения сателлита – кулисной пары (составного) водила за счет телескопического выполнения кулисы 7 с направляющими 8.
Рис 1. Эпициклический
механизм (двухступенчатый)
Дальнейшие развитие Tj 225 является двухступенчатый планетарный механизм с
двойным составным кулисным водилом и относится
к машиностроению и может быть применено в приводах рабочих органов
сельскохозяйственных машин.
Цель изобретения – повышение надежности
механизма, обеспечение высокого КПД и повышение производительности машин за
счет переменных скоростных характеристик.
Для достижения указанной цели
разработан двухступенчатый планетарный механизм с двойным составным кулисным
водилом, состоящий из двух ступеней (первая ступень с постоянным водилом и
вторая ступень с двойным составным телескопическим водилом) и содержащий
солнечные колеса первой и второй ступеней, взаимодействующие с ними сателлиты,
кривошипы (водилы) первой ступени, шатуны, шарнирно соединенные с ползунами и
направляющими, находящимися в полости кулис и шарнирно соединенных с
сателлитами, перекатывающимися по солнечному колесу второй ступени. Механизм
выполнен так, что центр вращения кулис не совпадает с центром вращения
солнечных колес.
На рис 2. изображено заявляемое
устройство, где, А, В, С1, С2, О1, О2
– шарнирные соединения осей вращения; α
- расстояние между осями вращения О1, О2; - угол поворота
составного кулисного водила второй ступени;
Двухступенчатый планетарный механизм с
двойным составным кулисным водилом выполнена из двух ступеней: первая ступень
содержит кривошипы (водилы) 1,2, шарнирно соединенных с центром вращения О1
и с сателлитами 3,4, перекатывающихся с внутренним зацеплением по солнечному
колесу 5 первой ступени; шатуна 6, шарнирно соединенного с сателлитом 3 и
ползуном 8; шатуна 7, шарнирно соединенного с сателлитом 4 и ползуном 9.
Ползуны 8 и 9 имеют шарнирное соединение соответственно с направляющими 10 и 11,
которые в свою очередь также шарнирно соединены соответственно с сателлитами 12
и 13 второй ступени. Сателлиты 12 и 13 перекатываются по солнечному колесу 14
второй ступени с внешнем зацеплением.
В зависимости от угла поворота кулисных
пар составного водила (водила 1,2, шатуны 6,7, ползуны 8,9, направляющей 10,11)
изменяются расстояния и
и скорости точек С1
и С2 в сторону увеличения от 0° до 180° или уменьшения от 180° до
360°, что определяется по формуле
, где,
- угол поворота
кулисы,
- угловая скорость кулисных пар (р/с); t – время в с (сек).
Заявляемое изобретение позволяет с
большой степенью надежности обеспечить переменные скоростные характеристики,
переменные передаточные отношения и ускорения сателлитов – кулисных пар
(поскольку сателлиты являются рабочими органами) составного кулисного водила за
счет телескопического выполнения кулисных пар и направляющих 10,11.
Изобретение может быть использовано в сельскохозяйственных машинах, в частности, в приводах рабочих органов хлопкоуборочных и зерноуборочных комбайнов, чеканочных машин, корчевателей стеблей хлопчатника, измельчителей сухофруктов, метальных и верстальных машин и початкоотделяющих комбайнов, а также в приводах измельчителей зерновых культур.
Рис. 2. Двухступенчатый
планетарный механизм
с двойным составным кулисным
водилом.
Исползование
одной ступени планетарного механизма привода рабочих органов сеноуборочных и
зерноуборочных машин показан на рис.3.
Кинетическая
энергия исследуемого механизма [4].
(1)
Рис.3. Динамическая схема планетарного механизма привода режущего
аппарата СК-5.
Уравнения движения в форме Лагранжа II-рода
(2)
Переменные коэффициенты:
;
;
. (3)
Решая уравнения движения
(2) имеем возможность
проектировать механизмы привода режущих аппаратов комбайна СК-5, , роторные
сенокосилки КРН-2,1А и многошпиндельный измельчитель фруктов с переменными
скоростными характеристиками.
Таким образом, методика динамического исследования
планетарных механизмов с переменным по длине (составным) водилом на основе
использования уравнений Лагранжа-II –рода
позволяет использовать в приводах сельхозмашин механизмы с переменными
скоростными характеристиками [4].
Литература
1. Артоболевский И.И. Механизмы современной
техники, Т.3, стр.110.
2.Усманходжаев Х.Х., Каримов К.А., Тилоев С.
«Эпициклический механизм».
А.С. 1033797. Бюл. № 29. 1983 стр. 49.
3. Тилоев С. и др. Малый патент РТ Тj 200, Tj 225 Бюл. 53
от 25.12.2008 г.
4. Тилоев С. Автореферат
кандидатской диссертатции г. Каунас
1988 18 стр.