СПОСОБ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ И ПЕРЕДАТОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НА ВЫХОДЕ СООСНОГО ОСЕВОГО И КРУГОВОГО ВРАЩЕНИЯ
METHOD OF MECHANICAL TRANSMISSION AND TRANSMISSION DEVICE FOR OBTAINING OF COAXIAL AXIAL AND CIRCLE ROTATION AT THE OUTPUT

Область техники, к которой относится предлагаемое изобретение
Предлагаемое изобретение относится к области механической передачи, а более конкретно - к способу механической передачи и передаточному устройству для получения на выходе соосного осевого вращения и кругового вращения, т.е. вращения вокруг внешней оси.
Предпосылки создания предлагаемого изобретения
В настоящее время механическая передача, главным образом, относящаяся к передаче мощности и движения механическими средствами, находит широкое применение в машиностроении. В настоящее время большинство механических передаточных механизмов являются одновходными и одновыходными. Однако в некоторых специальных отраслях машиностроения исполнительный механизм требует соосного осевого и кругового вращения. Например, в отрасли нефтехимической промышленности машинное оборудование для объемной транспортировки текучих сред в большинстве случаев содержит насосную установку вытесняющего действия, которая для реализации процесса объемной транспортировки текучей среды использует осевое вращение, т.е. вращение вокруг своей оси, и круговое вращение рабочего колеса (ротора) во внутренней полости корпуса (статора). В отрасли машинного оборудования для обработки полимеров некоторые пластификационные транспортировочные устройства требуют наличия передаточного механизма для получения на выходе одноосного осевого вращения и кругового вращения.
В известных устройствах, используемых в отрасли машиностроения, часто требуется, чтобы ротор одновременно совершал и осевое вращение, и круговое вращение, что, однако, достигается взаимодействием статора и ротора силового механизма, система механической передачи, применяемая в машинном оборудовании, является только пассивным приемником такого составного движения вала ротора через универсальный шарнир, но не обеспечивает осевого и кругового вращения активным образом. Известный передаточный механизм, основанный на универсальном шарнире, когда он соединен с силовым механизмом осевого вращения - кругового вращения (ротации), может зависеть только от зацепления ротора и статора, чтобы достичь вращения пассивным образом, при этом в большинстве случаев нужно, чтобы порождалась осевая нагрузка, возникающая в процессе транспортировки, что уменьшает общую устойчивость системы передачи, следствием чего являются такие проблемы, как неустойчивая работа ротора, износ и деформации ротора и внутренней полости статора. В настоящее время не существует передаточного устройства, которое обеспечивало бы на выходе соосное осе-вое и круговое вращение и выдерживало бы осевую нагрузку.
Поэтому для решения вышеназванных проблем важно разработать новый способ механической передачи и передаточное устройство, которые обеспечивали бы на выходе как соосное осевое и круговое вращение, так и выдерживание осевой нагрузки.
Краткое описание предлагаемого изобретения
Для преодоления недостатков уровня техники целью предлагаемого изобретения поставлено создание способа механической передачи и передаточного устройства, которые обеспечивали бы на выходе соосное осевое и круговое вращение и эффективно повышали бы общую жесткость и несущую способность системы и повышение устойчивости механизма движения.
Еще одна цель предлагаемого изобретения состоит в создании передаточного устройства для создания на выходе соосного осевого и кругового вращения, которое может быть использовано для осуществления упомянутого способа механической передачи.
Технические решения предлагаемого изобретения включают следующее.
1. Способ механической передачи для получения на выходе соосного осевого и кругового вращения, в котором приводной вал подвода мощности представляет собой эксцентриковый вал, имеющий цапфу и коленчатый вал, соединенные между собой; приводной вал отбора мощности совершает круговое движение, т.е. вращение вокруг оси цапфы приводного вала подвода мощности и в то же время совершает осевое вращение в противоположном направлении с той же скоростью и может выдерживать осевую нагрузку, при этом процесс протекает следующим образом:
вал подвода мощности через передачу с помощью планетарного механизма типа K-H-V с малой разницей чисел зубьев использован для того, чтобы вынуждать ось вала отбора мощности совпадать с осью коленчатого вала и вынуждать вал отбора мощности совершать круговое движение вокруг оси цапфы вала подвода мощности со скоростью осевого вращения, равной скорости вращения вала подвода мощности; в то же время основная мощность вала подвода мощности через наложение промежуточной зубчатой передачи и планетарного механизма типа K-H-V с малой разницей чисел зубьев вынуждает вал отбора мощности совершать вращение в противоположном направлении с той же скоростью, что и вал подвода мощности; для восприятия осевой нагрузки использован набор последовательных упорных осевых подшипников.
Передаточное устройство для получения на выходе соосного осевого и кругового вращения выполнено с возможностью использования его для осуществления вышеуказанного способа механической передачи и в качестве основных компонентов содержит вал подвода мощности, систему промежуточных зубчатых колес и планетарный механизм типа K-H-V с малой разницей чисел зубьев, водило эксцентричного движения, вал отбора мощности, набор последовательных упорных подшипников и базу, при этом
упомянутый вал подвода мощности представляет собой эксцентриковый вал, имеющий цапфу и коленчатый вал, соединенные между собой,
упомянутая система промежуточных зубчатых колес содержит главное зубчатое колесо распределения мощности, первое промежуточное зубчатое колесо и набор вторых промежуточных зубчатых колес,
упомянутый планетарный механизм типа K-H-V с малой разницей чисел зубьев содержит колесо с наружными и внутренними зубьями и зубчатое колесо отбора мощности планетарной передачи,
упомянутый набор последовательных упорных подшипников содержит первый упорный подшипник и второй упорный подшипник,
упомянутое главное зубчатое колесо распределения мощности установлено на цапфе вала подвода мощности, упомянутое водило эксцентричного движения установлено на коленчатом вале вала подвода мощности, при этом главное зубчатое колесо распределения мощности находится в зацеплении с первым промежуточным зубчатым колесом, упомянутое первое промежуточное зубчатое колесо находится в зацеплении с одним концевым зубчатым колесом набора вторых промежуточных зубчатых колес, в то время как другое концевое зубчатое колесо этого набора вторых промежуточных зубчатых колес находится в зацеплении с наружными зубьями колеса, имеющего наружные и внутренние зубья, при этом своими внутренними зубьями это колесо с наружными и внутренними зубьями находится в зацеплении с зубчатым колесом отбора мощности планетарной передачи, которое установлено на валу отбора мощности,
упомянутая цапфа вала подвода мощности предпочтительно снабжена первым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения, упомянутое первое промежуточное зубчатое колесо снабжено вторым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения, упомянутый набор вторых промежуточных зубчатых колес снабжен третьим шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения, упомянутое водило эксцентричного движения снабжено четвертым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения и седьмым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения, упомянутое колесо с наружными и внутренними зубьями снабжено пятым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения, упомянутое зубчатое колесо отбора мощности планетарной передачи снабжено восьмым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения, а упомянутый вал отбора мощности снабжен шестым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения и девятым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения, при этом упомянутые первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой шариковые подшипники с глубокой дорожкой качения установлены соответствующим образом на базе, седьмой шариковый подшипник с глубокой дорожкой качения установлен на водиле эксцентричного движения, восьмой шариковый подшипник с глубокой дорожкой качения установлен на зубчатом колесе отбора мощности планетарной передачи, а девятый шариковый подшипник с глубокой дорожкой качения установлен на валу отбора мощности.
Первый упорный осевой подшипник установлен соосно цапфе вала подвода мощности на заднем конце водила эксцентричного движения, а второй упорный осевой подшипник установлен соосно валу отбора мощности на заднем конце зубчатого колеса отбора мощности планетарной передачи.
Упомянутый набор вторых промежуточных зубчатых колес содержит два вторых промежуточных зубчатых колеса, которые соединены между собой валом вторых промежуточных зубчатых колес и расположены на концах этого соединительного вала вторых промежуточных зубчатых колес, при этом второе промежуточное зубчатое колесо, расположенное на одном конце этого соединительного вала, находится в зацеплении с первым промежуточным зубчатым колесом, а второе промежуточное зубчатое колесо, расположенное на другом конце этого соединительного вала, находится в зацеплении с наружными зубьями колеса с наружными и внутренними зубьями.
Вышеописанное передаточное устройство для получения на выходе соосного осевого вращения и кругового движения может приводиться в работу непосредственно от двигателя, от гидроцилиндра, или от другого средства привода, при этом вал подвода мощности, будучи приводимым во вращение от средства привода, приводит в движение вал отбора мощности через планетарный механизм типа K-H-V с малой разницей чисел зубьев (то есть, когда вращается вал подвода мощности, вал отбора мощности вращается относительно внутренней периферии колеса с наружными и внутренними зубьями через зубчатое колесо отбора мощности планетарной передачи с обеспечением, тем самым, эксцентричного вращения), при наложении промежуточной зубчатой передачи на планетарный механизм типа K-H-V с малой разницей чисел зубьев зубчатое колесо отбора мощности планетарной передачи приводит в круговое движение вал отбора мощности в противоположном направлении с той же скоростью, упорный подшипник, который совершает осевое вращение и круговое движение и расположен соосно валу отбора мощности, и упорный подшипник, соосный цапфе вала подвода мощности, соединены последовательно для восприятия осевой нагрузки. Осевая нагрузка передается на зубчатое колесо отбора мощности планетарной передачи через вал отбора мощности и передается на водило эксцентричного движения и первый упорный шариковый подшипник, соосный цапфе вала подвода мощности, и наконец, воспринимается базой.
Вышеописанное передаточное устройство для получения на выходе соосного осевого и кругового вращения с целью создания экструдера может быть скомбинировано с транспортировочным устройством с эксцентриковым ротором, работающим на принципе объемного импульсного деформирования пластичного материала.
2. Способ механической передачи для получения на выходе соосного осевого и кругового вращения, в котором вал отбора мощности совершает круговое вращение вокруг оси вала подвода мощности и в то же время совершает осевое вращение в противоположном направлении с той же скоростью и может выдерживать осевую нагрузку, при этом процесс протекает еле-дующим образом:
вал подвода мощности через приводную систему передачи крутящего момента с помощью универсальных шарниров используют для придания оси вала отбора мощности эксцентриситета относительно оси вала подвода мощности и через систему промежуточных зубчатых колес заставляет вал отбора мощности совершать круговое движение вокруг оси вала подвода мощности, при этом скорость этого кругового движения равна скорости вращения вала подвода мощности, а направление противоположно направлению вращения вала подвода мощности, в то же время основная мощность вала подвода мощности через приводную передаточную систему универсальных шарниров заставляет вал отбора мощности совершать осевое вращение в том же направлении с той же скоростью, что и вал подвода мощности, а для восприятия осевой нагрузки использован набор упорных подшипников.
Передаточное устройство для получения на выходе соосного осевого и кругового вращения, используемое для осуществления вышеописанного способа механической передачи, в качестве основных компонентов содержит вал подвода мощности, промежуточную зубчатую передачу, приводную систему универсальных шарниров, водило эксцентричного движения, вал отбора мощности, набор упорных подшипников и базу, при этом
упомянутая система промежуточных зубчатых колес содержит главное зубчатое колесо распределения мощности, первое промежуточное зубчатое колесо, набор вторых промежуточных зубчатых колес и зубчатое колесо отбора мощности,
упомянутая приводная система универсальных шарниров содержит два универсальных шарнира, соединенных последовательно,
упомянутый набор упорных подшипников содержит первый упорный подшипник и второй упорный подшипник,
упомянутый вал подвода мощности соединен с валом отбора мощности через упомянутые два универсальных шарнира, а вал отбора мощности установлен относительно вала подвода мощности эксцентрично,
упомянутое главное зубчатое колесо распределения мощности установлено на валу подвода мощности, водило эксцентричного движения установлено на валу отбора мощности, главное зубчатое колесо распределения мощности находится в зацеплении с первым промежуточным зубчатым колесом, первое промежуточное зубчатое колесо находится в зацеплении с одним концевым зубчатым колесом набора вторых промежуточных зубчатых колес, в то время как другое концевое зубчатое колесо набора вторых промежуточных зубчатых колес находится в зацеплении с силовым зубчатым колесом отбора мощности, а вал отбора мощности проходит сквозь упомянутое зубчатое колесо отбора мощности,
упомянутый вал подвода мощности предпочтительно снабжен первым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения, первое промежуточное зубчатое колесо снабжено вторым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения, набор вторых промежуточных зубчатых колес снабжен третьим шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения, водило эксцентричного движения снабжено четвертым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения и седьмым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения, зубчатое колесо отбора мощности снабжено пятым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения и восьмым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения, а вал отбора мощности снабжен шестым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения и девятым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения, при этом первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой шариковые подшипники с глубокой дорожкой качения установлены на базе, седьмой шариковый подшипник с глубокой дорожкой качения установлен на водиле эксцентричного движения, восьмой шариковый подшипник с глубокой дорожкой качения установлен на зубчатом колесе отбора мощности, а девятый шариковый подшипник с глубокой дорожкой качения установлен на валу отбора мощности.
Первый упорный подшипник установлен соосно валу подвода мощности на заднем конце водила эксцентричного движения, а второй упорный подшипник установлен соосно валу отбора мощности на заднем конце вала отбора мощности.
Упомянутый набор вторых промежуточных зубчатых колес содержит два вторых промежуточных зубчатых колеса, которые соединены между собой валом вторых промежуточных зубчатых колес и расположены на концах этого соединительного вала вторых промежуточных зубчатых колес, при этом второе промежуточное зубчатое колесо, расположенное на одном конце этого соединительного вала, находится в зацеплении с первым промежуточным зубчатым колесом, а второе промежуточное зубчатое колесо, расположенное на другом конце этого соединительного вала, находится в зацеплении с зубчатым колесом отбора мощности.
Вышеописанное передаточное устройство для получения на выходе соосного осевого и кругового вращения может приводиться непосредственно от двигателя, от гидроцилиндра, или от другого средства привода, после при-ведения вала подвода мощности от передаточного устройства наложение приводной системы универсальных шарниров на промежуточную зубчатую передачу заставляет вал отбора мощности совершать круговое движение эксцентрично, в то же время вал подвода мощности приводит вал отбора мощности во вращение прямо через приводную систему универсальных шарниров в противоположном направлении и с той же скоростью (то есть, со скоростью кругового вращения), первый упорный шариковый подшипник, соосный валу подвода мощности, и второй упорный шариковый подшипник, соосный валу отбора мощности, соединены последовательно для восприятия осевой нагрузки. Осевая нагрузка передается через вал отбора мощности на второй упорный подшипник, соосный валу отбора мощности, и через водило эксцентричного движения передается на первый упорный подшипник, соосный валу подвода мощности, и наконец, воспринимается базой.
Вышеописанное передаточное устройство для получения на выходе соосного осевого и кругового вращения с целью создания экструдера может быть скомбинировано с транспортировочным устройством с эксцентриковым ротором, работающим на принципе объемного импульсного деформирования пластичного материала.
Предлагаемое изобретение имеет следующие преимущества по сравнению с уровнем техники.
Предлагаемые способ механической передачи и механическая передача, т.е. передаточное устройство для получения на выходе соосного осевого и кругового вращения могут быть применены к экструдеру с эксцентриковым ротором, так чтобы было обеспечено решение таких проблем, как недостаточная устойчивость передачи крутящего момента, неустойчивая работа ротора, износ и деформация ротора и внутренней полости статора в процессе вращения системы передачи крутящего момента при осуществлении процесса работы экструдера с эксцентриковым ротором.
Предлагаемое передаточное устройство для получения на выходе соосного осевого и кругового вращения имеет простую и компактную конструкцию, большую несущую способность и высокую эффективность передачи крутящего момента по сравнению с известными механизмами для передачи крутящего момента, построенными на основе универсального шарнира. Предлагаемое передаточное устройство выдерживает повышенное осевое давление и большую отклоняющую нагрузку, а также эффективно обеспечивает более высокую устойчивость при высокой скорости присоединенного ротора, кроме того, давление при экструдировании с эксцентриковым ротором не ограничено, благодаря чему обеспечены высокая производительность процесса обработки непосредственно формуемых с большим крутящим моментом полимерных материалов.
Краткое описание графических материалов
На фиг. 1 изображена кинематическая схема, иллюстрирующая принцип действия предлагаемого передаточного устройства для получения на выходе соосного осевого и кругового вращения согласно первому примеру (Пример 1) его осуществления.
На фиг. 2 изображена кинематическая схема, иллюстрирующая принцип действия предлагаемого передаточного устройства для получения на выходе соосного осевого вращения и кругового движения согласно второму примеру (Пример 2) его осуществления.
На фиг. 3 изображена кинематическая схема, иллюстрирующая принцип действия предлагаемого передаточного устройства для получения на выходе осевого и кругового вращения согласно третьему примеру (Пример 3) его осуществления.
На фиг. 4 схематично изображена конструкция транспортировочного устройства II с эксцентриковым ротором, работающего на принципе объемного импульсного деформирования пластичного материала.
Подробное описание предлагаемого изобретения
Далее предлагаемое изобретение будет описано подробно на примерах, однако варианты осуществления предлагаемого изобретения не ограничиваются этими примерами.
Пример 1
В этом примере рассматривается способ механической передачи для получения на выходе соосного осевого и кругового вращения, в котором вал подвода мощности является эксцентриковым валом, имеющим цапфу и коленчатый вал, соединенные друг с другом. Вал отбора мощности совершает круговое движение вокруг оси цапфы вала подвода мощности и в то же время с той же скоростью совершает осевое вращение в противоположном направлении и может выдерживать осевую нагрузку, при этом процесс протекает следующим образом.
Вал подвода мощности через передачу с помощью планетарного механизма типа K-H-V с малой разницей чисел зубьев используют для того, чтобы вынуждать ось вала отбора мощности совпадать с осью коленчатого вала и вынуждать вал отбора мощности совершать круговое движение (круговое вращение) вокруг оси цапфы вала подвода мощности со скоростью вращения, равной скорости вращения вала подвода мощности. В то же время основная мощность вала подвода мощности через наложение системы промежуточных зубчатых колес и планетарного механизма типа K-H-V с малой разницей чисел зубьев вынуждает вал отбора мощности совершать осевое вращение в противоположном направлении с той же скоростью, что и вал подвода мощности. Второй упорный подшипник, который совершает осевое и круговое вращение и установлен соосно валу отбора мощности, и первый упорный подшипник, соосный цапфе вала подвода мощности, соединены последовательно для восприятия осевой нагрузки.
В этом способе число зубьев зубчатых колес удовлетворяет следующему соотношению:
1
3
3
4
5
6
где Z - число зубьев главного зубчатого колеса распределения мощности, Z - число зубьев второго промежуточного зубчатого колеса, находящегося в зацеплении с первым промежуточным зубчатым колесом, Z' - число зубьев второго промежуточного зубчатого колеса, находящегося в зацеплении с наружными зубьями колеса, имеющего наружные и внутренние зубья, Z - число наружных зубьев колеса с наружными и внутренними зубьями, Z - число внутренних зубьев колеса с наружными и внутренними зубьями и Z - число зубьев зубчатого колеса отбора мощности планетарной передачи (см. фиг. 1).
Передаточное устройство для получения на выходе соосного осевого и кругового вращения выполнено с возможностью использования его для осуществления вышеуказанного способа механической передачи и, как можно видеть на фиг. 1, в качестве основных компонентов содержит вал 1 подвода мощности, систему промежуточных зубчатых колес А и планетарный механизм В типа K-H-V с малой разницей чисел зубьев, водило 13 эксцентричного движения, вал 17 отбора мощности, набор последовательных упорных подшипников, первый шариковый подшипник 2 с глубокой дорожкой качения, второй шариковый подшипник 4 с глубокой дорожкой качения, третий шариковый подшипник 6 с глубокой дорожкой качения, четвертый шариковый подшипник 9 с глубокой дорожкой качения, пятый шариковый подшипник 10 с глубокой дорожкой качения, шестой шариковый подшипник 16 с глубокой дорожкой качения, седьмой шариковый подшипник 8 с глубокой дорожкой качения, восьмой шариковый подшипник 11 с глубокой дорожкой качения, девятый шариковый подшипник 15 с глубокой дорожкой качения и базу, при этом упомянутый набор последовательных упорных подшипников включает первый упорный шариковый подшипник 18 и второй упорный шариковый подшипник 19, упомянутая промежуточная зубчатая передача А включает главное зубчатое колесо 3 распределения мощности, первое промежуточное колесо 5 и набор вторых промежуточных колес 7, упомянутый планетарный механизм В типа K-H-V с малой разницей чисел зубьев содержит колесо 14 с наружными и внутренними зубьями и колесо 12 отбора мощности планетарной передачи, упомянутое главное зубчатое колесо 3 распределения мощности установлено на цапфе вала подвода мощности и находится в зацеплении с первым промежуточным зубчатым колесом, первое промежуточное зубчатое колесо находится в зацеплении с одним концевым зубчатым колесом набора вторых промежуточных зубчатых колес, в то время как другое конце-вое зубчатое колесо набора вторых промежуточных зубчатых колес находится в зацеплении с наружными зубьями колеса с наружными и внутренними зубьями, а своими внутренними зубьями колесо с наружными и внутренними зубьями находится в зацеплении с зубчатым колесом отбора мощности планетарной передачи, которое установлено на валу отбора мощности,
упомянутая цапфа вала подвода мощности снабжена первым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения, упомянутое первое промежуточное зубчатое колесо снабжено вторым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения, упомянутый набор вторых промежуточных зубчатых колес снабжен третьим шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения, упомянутое водило эксцентричного движения снабжено четвертым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения и седьмым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения, упомянутое колесо с наружными и внутренними зубьями снабжено пятым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения, упомянутое зубчатое колесо отбора мощности планетарной передачи снабжено восьмым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения, а упомянутый вал отбора мощности снабжен шестым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения и девятым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения, при этом упомянутые первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой шариковые подшипники с глубокой дорожкой качения установлены соответствующим образом на базе, седьмой шариковый подшипник с глубокой дорожкой качения установлен на водиле эксцентричного движения, восьмой шариковый подшипник с глубокой дорожкой качения установлен на зубчатом колесе отбора мощности планетарной передачи, а девятый шариковый подшипник с глубокой дорожкой качения установлен на валу отбора мощности.
Первый упорный подшипник расположен соосно цапфе вала подвода мощности и установлен на заднем конце водила эксцентричного движения, а второй упорный подшипник установлен соосно валу отбора мощности на заднем конце зубчатого колеса отбора мощности планетарной передачи. Набор вторых промежуточных зубчатых колес включает два вторых промежуточных зубчатых колеса, которые соединены между собой посредством вала вторых промежуточных зубчатых колес и установлены по одному на каждом конце этого соединительного вала, при этом второе промежуточное колесо, установленное на одном конце этого соединительного вала, находится в зацеплении с первым промежуточным колесом, а второе промежуточное колесо, установленное на другом конце этого соединительного вала, находится в зацеплении с наружными зубьями колеса с наружными и внутренними зубьями.
Приведение вышеописанного передаточного устройства для получения на выходе соосного осевого и кругового вращения в действие может быть осуществлено как непосредственно от двигателя, так и от гидроцилиндра, или от другого средства привода. Подведение мощности осуществляют через вал подвода мощности, от которого приводится во вращение главное зубчатое колесо распределения мощности, и через вал подвода мощности подводимая мощность заставляет зубчатое колесо отбора мощности планетарной передачи совершать круговое движение вокруг оси цапфы вала подвода мощности в том же направлении с той же скоростью, что и вал подвода мощности, при этом зубчатое колесо отбора мощности приводит вал отбора мощности в круговое движение вокруг оси цапфы вала подвода мощности, в то же время основная мощность последовательно через зацепление главного зубчатого колеса распределения мощности с первым промежуточным зубчатым колесом, зацепление первого промежуточного зубчатого колеса с набором вторых промежуточных зубчатых колес и зацепление набора вторых промежуточных зубчатых колес с наружными зубьями колеса с наружными и внутренними зубьями приводит это колесо с наружными и внутренними зубьями во вращение, что заставляет вращаться зубчатое колесе- отбора мощности планетарной передачи с той же скоростью в противоположном направлении, обеспечивая таким образом сложное движение, состоящее из осевого вращения и кругового вращения в противоположном направлении с той же скоростью, что вал подвода мощности, осевая нагрузка передается к планетарной передаче через вал отбора мощности к водилу эксцентричного движения через второй упорный подшипник, соосный валу отбора мощности, и через водило эксцентричного движения и первый упорный подшипник, соосный валу подвода мощности, наконец, воспринимается базой.
Пример 2
В этом примере рассматривается способ механической передачи для получения на выходе соосного осевого и кругового вращения, в котором вал отбора мощности совершает круговое движение вокруг оси вала подвода мощности и в то же время совершает осевое вращение с той же скоростью в противоположном направлении и может нести осевую нагрузку. Процесс протекает следующим образом.
Вал подвода мощности через передаточный механизм системы универсальных валов используют для придания оси вала отбора мощности эксцентричного положения относительно оси вала подвода мощности и через передаточный механизм промежуточной зубчатой передачи для приведения вала отбора мощности в круговое вращение вокруг оси вала подвода мощности, при этом скорость этого кругового вращения равна скорости вращения вала подвода мощности, а направление кругового вращения противоположно направлению вращения вала подвода мощности. В то же время основная мощность вала подвода мощности через передаточный механизм системы привода с универсальными шарнирами приводит во вращение вал отбора мощности в том же направлении и с той же скоростью, что и вал подвода мощности, второй упорный подшипник, совершающий вращение и круговое движение и соосный валу отбора мощности, и первый упорный подшипник, соосный валу подвода мощности, соединены последовательно для восприятия осевой нагрузки.
В этом способе число зубьев зубчатых колес удовлетворяет следующему соотношению:
1
7
Z=Z
1
2
3
3
7
где Z - число зубьев главного зубчатого колеса распределения мощности, Z - число зубьев первого промежуточного зубчатого колеса, Z - число зубьев второго промежуточного зубчатого колеса, находящегося в зацеплении с первым промежуточным зубчатым колесом, Z' - число зубьев второго промежуточного зубчатого колеса, находящегося в зацеплении с колесом с наружными и внутренними зубьями, Z - число зубьев зубчатого колеса отбора мощности (см. фиг. 2).
Передаточное устройство для получения на выходе соосного осевого и кругового вращения выполнено с возможностью использования его для осуществления вышеуказанного способа механической передачи и, как можно видеть на фиг. 2, в качестве основных компонентов содержит вал 1 подвода мощности, систему промежуточных зубчатых колес А, систему привода C с универсальными шарнирами, вал 17 отбора мощности, водило эксцентричного движения 13, первый шариковый подшипник 2 с глубокой дорожкой качения, второй шариковый подшипник 4 с глубокой дорожкой качения, третий шариковый подшипник 6 с глубокой дорожкой качения, четвертый шариковый подшипник 9 с глубокой дорожкой качения, пятый шариковый подшипник 10 с глубокой дорожкой качения, шестой шариковый подшипник 16 с глубокой дорожкой качения, седьмой шариковый подшипник 8 с глубокой дорожкой качения, восьмой шариковый подшипник 11 с глубокой дорожкой качения, девятый шариковый подшипник 15 с глубокой дорожкой качения, набор последовательных упорных подшипников и базу, при этом упомянутая промежуточная зубчатая передача содержит главное колесо 3 распределения мощности, первое промежуточное зубчатое колесо 5, набор вторых промежуточных колес 7 и зубчатое колесо 14 отбора мощности, при этом упомянутая система привода с универсальными шарнирами содержит два универсальных шарнира 12, соединенных между собой последовательно, а упомянутый набор последовательных упорных подшипников содержит первый упорный шариковый подшипник 18 и второй упорный шариковый подшипник 19,
при этом вал подвода мощности соединен с валом отбора мощности через два последовательных универсальных шарнира, вал отбора мощности расположен эксцентрично относительно вала подвода мощности, главное зубчатое колесо распределения мощности установлено на валу подвода мощности, водило эксцентричного движения установлено на валу отбора мощности, главное зубчатое колесо распределения мощности находится в зацеплении с первым промежуточным зубчатым колесом, первое промежуточное зубчатое колесо находится в зацеплении с одним концевым зубчатым колесом набора вторых промежуточных зубчатых колес, в то время как другое концевое зубчатое колесо набора вторых промежуточных зубчатых колес находится в зацеплении с зубчатым колесом отбора мощности, а вал отбора мощности проходит сквозь упомянутое зубчатое колесо отбора мощности.
Вал подвода мощности снабжен первым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения, первое промежуточное зубчатое колесо снабжено вторым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения, набор вторых промежуточных зубчатых колес снабжен третьим шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения, водило эксцентричного движения снабжено четвертым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения и седьмым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения, зубчатое колесо отбора мощности снабжено пятым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения и восьмым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения, а вал отбора мощности снабжен шестым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения и девятым шариковым подшипником с глубокой дорожкой качения, при этом первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой шариковые подшипники с глубокой дорожкой качения установлены на базе, седьмой шариковый подшипник с глубокой дорожкой качения установлен на водиле эксцентричного движения, восьмой шариковый подшипник с глубокой дорожкой качения установлен на зубчатом колесе отбора мощности, а девятый шариковый подшипник с глубокой дорожкой качения установлен на валу отбора мощности.
Первый упорный подшипник расположен соосно валу подвода мощности и установлен на заднем конце водила эксцентричного движения, а второй упорный подшипник расположен соосно валу отбора мощности и установлен на заднем конце зубчатого колеса отбора мощности.
Упомянутый набор вторых промежуточных зубчатых колес содержит два вторых промежуточных зубчатых колеса, которые соединены между собой валом вторых промежуточных зубчатых колес и расположены по одному на каждом конце этого соединительного вала, при этом второе промежуточное зубчатое колесо, расположенное на одном конце соединительного вала, находится в зацеплении с первым промежуточным зубчатым колесом, а второе промежуточное зубчатое колесо, расположенное на другом конце соединительного вала, находится в зацеплении с зубчатым колесом отбора мощности.
Вышеописанное передаточное устройство для получения на выходе соосного осевого и кругового вращения может получать привод непосредственно от двигателя, от гидроцилиндра, или от другого средства привода, основная мощность подводится через вал подвода мощности и через систему привода с универсальными шарнирами приводит вал отбора мощности во вращение в том же направлении и с той же скоростью, что и вал подвода мощности. В то же время вал подвода мощности приводит во вращение главное зубчатое колесо распределения мощности, которое приводит во вращение первое промежуточное зубчатое колесо, которое приводит во вращение набор вторых промежуточных зубчатых колес, который в свою очередь приводит во вращение зубчатое колесо отбора мощности, которое приводит вал отбора мощности в круговое движение вокруг оси вала подвода мощности с той же скоростью, что и вал подвода мощности, но в противоположном направлении, создавая таким образом сложное движение вала отбора мощности, состоящее из осевого вращения и кругового вращения в противоположном направлении с той же скоростью. Осевая нагрузка передается через вал отбора мощности на второй упорный шариковый подшипник, соосный валу отбора мощности, и в конечном счете воспринимается базой.
Пример 3
В этом примере рассматривается экструдер, выполненный как комбинация предлагаемого передаточного устройства для получения на выходе соосного осевого вращения и кругового вращения с транспортировочным устройством с эксцентриковым ротором, работающим на принципе объемного импульсного деформирования пластичного материала.
В качестве передаточного устройства I для получения на выходе соосного осевого и кругового вращения может быть использовано передаточное устройство, описанное в Примере 1 или Примере 2. В качестве транспортировочного устройства II с эксцентриковым ротором, работающим на принципе объемного импульсного деформирования пластичного материала, может быть использовано устройство, которое раскрыто в заявке на патент №201410206552.8, и, как можно видеть на фиг. 4, имеет статор 21 и ротор 22.
Как можно видеть на фиг. 3, передаточное устройство I для получения на выходе соосного осевого и кругового вращения соединено с транспортировочным устройством II, снабженным эксцентриковым ротором, работающим на принципе объемного импульсного деформирования пластичного материала, через соединительное звено 20. Вал 17 отбора мощности соединен с вращаемым соединительным звеном 20, а ротор 22 расположен во внутренней полости статора 21, при этом упомянутое соединительное звено 20 предусмотрено на одном конце ротора.
В процессе работы вал 17 отбора мощности передаточного устройства для получения на выходе соосного осевого и кругового вращения совершает круговое вращение и осевое вращение в противоположном направлении и с той же скоростью, что и круговое вращение (как описано в Примере 1) или осевое вращение и круговое вращение в противоположном направлении и с той же скоростью (как описано в Примере 2), и приводит ротор 22 в осевое вращение и в круговое вращение в противоположном направлении с той же скоростью, что и осевое вращение в статоре 21 (как показано на фиг. 4), при этом прокатывание эксцентрикового ротора во внутренней полости статора при его осевом вращении и круговом вращении в противоположном направлении и с той же скоростью, что и скорость осевого вращения, заставляет объем пространства между эксцентриковым ротором и статором периодически поочередно изменяться в осевом и радиальном направлениях относительно статора, и материал между статором и ротором испытывает пульсирующую объемную деформацию с периодическим приложением и снятием сжимающего усилия с осуществлением, таким образом, процесса транспортировки с пластификацией, включающего уплотнение в твердом состоянии, вакуумирование, пластификацию в расплавленном состоянии, перемешивание и транспортировку в расплавленном состоянии.
Экструдер, полученный комбинацией предлагаемого передаточного устройства для получения на выходе соосного осевого вращения и кругового вращения с транспортировочным устройством с эксцентриковым ротором, работающим на принципе объемного импульсного деформирования пластичного материала, имеет простую и компактную конструкцию, высокую допускаемую нагрузку и высокую эффективность передачи мощности и движения, это передаточное устройство может выдерживать повышенное осевое давление и большую отклоняющую нагрузку, а также эффективно обеспечивает более высокую устойчивость при высокой скорости присоединенного ротора, кроме того, давление при экструдировании с эксцентриковым ротором не ограничено, благодаря чему обеспечены высокая производительность процесса обработки непосредственно формуемых с большим крутящим моментом полимерных материалов.
Предлагаемое изобретение может быть с успехом осуществлено как описано выше. Описанные выше Примеры представляют собой только предпочтительные варианты осуществления предлагаемого изобретения, и они не ограничивают объем предлагаемого изобретения, то есть, входящими в объем предлагаемого изобретения считаются также вариации и модификации, согласующиеся с прилагаемой формулой изобретения.