В инерционно-импульсных механизмах энергия передается в виде импульсов от периодического движения вращающегося неуравновешенного звена. На сателлиты устанавливают неуравновешенные грузы. При вращении этих неуравновешенных сателлитов на выходном валу привода создаются не только статический, но и динамический моменты. Однако динамические нагрузки передаются элементам привода. Часть динамических нагрузок через центральное колесо с внутренними зубьями передаётся к корпусу редуктора, в результате чего может произойти поломка корпуса.
На кафедре теории механизмов и машин и основ конструирования СибГИУ была поставлена задача: разработать новый уравновешенный инерционно-импульсный механизм.
Была предложена следующая кинематическая схема привода (рисунок).
Привод состоит из двигателя 1, жестко закрепленного на основании и трёхступенчатого планетарного редуктора, установленного на основании 2 свободно. Корпус 3 редуктора связан с основанием 2 посредством пружин 4. Входной вал 11 и вал двигателя 1 соединены жёстко. Редуктор включает три последовательно соединённых планетарных механизма, образуя три его ступени. Каждая ступень редуктора включает центральное зубчатое колесо 5 с наружными зубьями, взаимодействующие с ним сателлиты 6 с неуравновешенными грузами 7 и центральное зубчатое колесо 8 с внутренними зубьями, взаимодействующее с сателлитами 6 и жёстко связанное с корпусом 3 редуктора. Сателлиты 6 связаны с водилом 9. Водила 9 первой и второй ступени жёстко связаны с центральными колёсами 5 соответственно второй и третьей ступени. Водило третьей ступени жёстко связано с выходным валом 10.
Привод вращения работает следующим образом.
При включении двигателя 1 вращение через центральное зубчатое колесо 5 первой ступени передаётся сателлитам 6 с неуравновешенными грузами 7. При этом на водило 9 воздействуют создаваемые неуравновешенными сателлитами 6 импульсы знакопеременного момента. Импульс, действующий по направлению вращения центрального колеса 5, считается положительным, а импульс противоположного знака - отрицательным. В положительной части цикла импульс знакопеременного момента, слагаясь со статическим моментом, передаётся на центральное колесо 5 второй ступени. При этом сателлиты 6 с неуравновешенными грузами 7 второй ступени также создают на водиле 9 импульс знакопеременного момента, который передаётся центральному колесу 5 третьей ступени. А на водило 9 третьей ступени будет действовать импульс момента, создаваемого при вращении сателлитов 6 с неуравновешенными грузами 7 третьей ступени. Таким образом, динамический момент на выходном валу привода включает динамические моменты, созданные сателлитами 6 с неуравновешенными грузами 7 всех трёх ступеней.
Часть динамических нагрузок, возникающих при вращении сателлитов 6 с неуравновешенными грузами 7, передаются через зубчатое колесо 8 к корпусу 3 редуктора. Эти динамические нагрузки гасятся пружинами 4.
При остановке выходного вала 10, например, при заклинивании рабочего органа машины, происходит предотвращение поломки привода. Так как корпус редуктора установлен на основании свободно, при работе двигателя происходит проворот корпуса 3 редуктора.
В разработке нового решения поставленной задачи принимал участие автор статьи и в настоящее время получено решение о выдаче патента на изобретение по заявке 2009143701/11.
Предлагаемый привод обладает большей надёжностью, так как возникающий при вращении сателлитов с неуравновешенными грузами динамический момент гасится пружинами, посредством которых корпус связан с основанием.