РЕДУКТОР КУЛЬТИВАТОРА

Полезная модель относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности, к ручным, снабженным автономным приводом, почвообрабатывающим машинам (культиваторам), предназначенным для работы на малоконтурных земельных участках и теплицах. Более конкретно, полезная модель касается конструкции одного из основных механизмов культиватора - редуктора, обеспечивающего передачу крутящего момента от двигателя к рабочему органу, т.е. фрезе.
В качестве прототипа заявляемой полезной модели принят редуктор культиватора, описанный в патенте Японии №4236166, кл МПК A01B 33/00. Конструкция редуктора-прототипа, выполненная в виде зубчатого механизма, в котором валы расположены по развернутой схеме и помещены в единый корпус, снабженный эффективной системой жидкой смазки. Смена скоростей осуществляется посредством переключателя, представляющего собой систему подвижных узлов и деталей, взаимодействующих с отдельными зубчатыми колесами и их блоками и кинематически связанными с рукояткой управления. Редуктор содержит входной и выходной валы, установленные в подшипниках качения и несущие на себе зубчатые колеса. Эти валы связаны между собой промежуточными зубчатыми передачами, каждая из которых представляет собой ту или иную совокупность, связанных между собой, отдельных зубчатых колес или их блоков. Кроме того, редуктор помимо входного и выходного валов имеет дополнительный входной вал, который через пару конических зубчатых колес связан непосредственно с вышеупомянутым выходным валом, что обеспечивает культиватору повышенную транспортную скорость при замене рабочего органа на колеса.
Существенным недостатком редуктора-прототипа является его кинематическая сложность, выражающаяся в необходимости иметь на валах, преимущественно промежуточных, конструктивно сложные подвижные детали и отдельные узлы системы переключения, сведенные посредством гибких связей к рукоятке управления скоростями рабочего органа. Принятая конструкция редуктора предусматривает наличие валов различной длины, что требует сложной и разнообразной формы, соединенных между собой, отдельных фрагментов корпуса, выполняемых, как правило, литьем из алюминиевых сплавов. Кроме того, редуктор имеет значительные габариты, а значит и повышенную материалоемкость.
Таким образом, задачей полезной модели является, в первую очередь, упрощение его конструкции в целом и, в частности, переключателя, что снизит затраты на изготовление, эксплуатацию и ремонт. Уменьшение габаритов позволит снизить материалоемкость. Поставленная задача решается за счет того, что в редукторе культиватора, выполненного в виде зубчатого механизма, содержащего корпус с входным и выходным валами, несущими зубчатые колеса и соединяемые между собой через промежуточные зубчатые передачи посредством переключателя, кинематически связанного с рукояткой управления, переключатель выполнен в виде диска с выемкой на торцовой части, установленного с возможностью вращения на выходном валу, при этом его торцовая часть постоянно контактирует с каждой из подпружиненных втулок, размещенных подвижно в осевом направлении на валах промежуточных передач и снабженных кулачками, имеющими возможность взаимодействовать с аналогичными кулачками, выполненными на ближайшем к каждой втулке зубчатом колесе, при этом кинематическая связь представляет собой одноступенчатую передачу с вращающимися звеньями, одно из которых закреплено на боковой поверхности диска, в то время как другое звено смонтировано на внутренней стенке корпуса редуктора и связано с помощью гибкого вала с рукояткой управления, в виде полноповоротного штурвала.
Кинематическая связь может быть выполнена в различных вариантах, например, зубчатой передачи, цепной передачи, ременной зубчатой передачи и т.п.
Технический эффект полезной модели заключается в том, что выполнение переключателя в виде диска, установленного с возможностью вращения, дает возможность сгруппировать вокруг его торцовой части валы промежуточных передач, зубчатые колеса которых с помощью подпружиненных втулок, попадающих в выемку торцовой части диска, попеременно образуют зубчатые пары с колесами другого вала с определенным передаточным отношением. Кроме того, значительно упрощается конструкция кинематической связи переключателя с рукояткой управления. В результате такого решения получается простая в технологическом плане, малогабаритная и компактная конструкция редуктора.
На прилагаемых к описанию чертежах даны схематические изображения:
- на фиг.1 - продольное сечение одной из передач редуктора;
- на фиг.2 - вид сбоку на зубчатый механизм редуктора.
Рассматриваемый в качестве примера редуктор культиватора имеет три промежуточные зубчатые передачи, обеспечивающие две рабочие скорости вращения рабочего органа и реверсивное вращение. Ниже рассматривается конструкция редуктора на примере включения одной из рабочих передач, например, реверсивной.
Редуктор (фиг.1) содержит корпус 1, в подшипниковых опорах которого установлены входной вал-шестерня 2 и выходной вал 3, несущий блок из пары неподвижно закрепленных зубчатых колес 4 и 5. Между валами 2 и 3 смонтированы промежуточные валы-шестерни 6 и 7 со свободно установленными на них зубчатыми колесами 8 и 9 соответственно. На этих же валах посредством шлицевого соединения установлены с возможностью перемещения в осевом направлении втулки 10 и 11 (далее - подпружиненные втулки), каждая из которых имеет боковой кольцевой выступающий элемент 12. Подпружиненные втулки 10 и 11 со стороны подшипниковых опор взаимодействуют с пружинами 13, а со стороны зубчатых колес 8 и 9 снабжены кулачками 14, которые имеют возможность соединения с аналогичными по конструкции кулачками 15, выполненными на упомянутых зубчатых колесах. На выходном валу 3 смонтирован с возможностью вращения диск 16, на торцовой части 17 которого имеется одна выемка 18. Все подпружиненные втулки имеют возможность кольцевым выступающим элементом 12 постоянно взаимодействовать (контактировать) с торцовой частью 17. При этом при повороте диска 16 в выемку 18 может «провалиться» лишь одна подпружиненная втулка. На выходном валу 3 между блоком зубчатых колес 4 и 5 и диском 16 закреплена звездочка 19, которая с помощью цепи 20 связана со звездочкой 21, установленной на валу 22, несущего рабочий орган в виде пары фрез (на чертеже не показаны). На фиг.2 позицией 23 обозначен вал еще одной промежуточной передачи, обеспечивающей одну из рабочих скоростей вращения рабочего органа. Все валы промежуточных передач расположены вокруг диска 16 по дуге окружности, центр которой лежит на оси выходного вала 3. Подпружиненные втулки всех промежуточных валов аналогичны по конструкции, а выемка 18 на торцовой части 17 диска 16 расположена по траектории попеременного взаимодействия со всеми подпружиненными втулками. Кинематическая связь диска 16 с рукояткой 24 управления представляет собой одноступенчатую передачу с вращающимися звеньями, например, в виде цилиндрической зубчатой передачи, колесо 25 которой закреплено на боковой поверхности диска 16, а шестерня 26 смонтирована с возможностью вращения на внутренней стенке корпуса 1 редуктора и связана с помощью гибкого вала 27 с рукояткой 24. Последняя выполнена в виде полноповоротного штурвала. На фиг.1 и 2 сплошной жирной линией 28 показано направление передачи крутящего момента от входного вала 2 до рабочего органа.
Работает редуктор следующим образом.
Поворотом штурвала 24 через гибкий вал 27 вращение передается на шестерню 26, а значит и на зубчатое колесо 25 и связанный с ним диск 16. Вращение осуществляется таким образом, чтобы подпружиненная втулка 11, постоянно контактирующая с торцовой частью 17 диска 16, своим кольцевым выступающим элементом 12, оказалась в выемке 18. В этом случае под действием пружины 13 втулка 11 сместится в направлении зубчатого колеса 9 и своими кулачками 14 войдет с его кулачками 15 в контакт, образуя с ним неподвижное соединение (фиг.1). Крутящий момент с входного вала 2 через зубчатые колеса 8 и 9 и подпружиненную втулку 11 передастся на вал-шестерню 7, а с последней на зубчатое колесо 4, расположенное на выходном валу 3. С вала 3 через звездочку 19, цепь 20 и звездочку 21 крутящий момент будет подан на вал 22 рабочего органа. Путь и последовательность передачи крутящего момента от входного вала 2 до выходного вала 3 на чертежах дублируется сплошной линией 28.