RU2020331C1 - Variable-speed drive - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical transmissions in variable-speed drives. SUBSTANCE: driving and driven wheels are meshed by ball-and-rod members. The driven wheel is flat and has radial teeth with one-sided chamfer while ball-and-rod members are disposed on driving wheel, parallel to its axis. Speed ratio control mechanism is articulated with driving wheel shaft which has a linear displacement compensator and a connection with the driving shaft in the form of a universal joint or bellows. EFFECT: improved design. 2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к механическим передачам и может использоваться для оптимизации передаточного отношения при передаче мощности от вала силовой установки к валу потребителя. The invention relates to mechanical gears and can be used to optimize the gear ratio when transmitting power from the shaft of the power plant to the shaft of the consumer.

Известны коробки передач [1], нашедшие широкое применение, в частности, в автомобилестроении для обеспечения передачи вращающего момента от двигателя к колесам. Такие коробки имеют фиксированное число передач, значительную массу и требуют наличия смазки, что значительно снижает их функциональную эффективность. Transmissions are known [1], which are widely used, in particular, in the automotive industry to ensure the transmission of torque from the engine to the wheels. Such boxes have a fixed number of gears, significant weight and require lubrication, which significantly reduces their functional efficiency.

Известны вариаторы [2], содержащие ведущий и ведомый валы с взаимодействующими колесами и привод перемещения их относительно друг друга. Такие вариаторы не могут передавать значительные крутящие моменты, что ограничивает их применение. Known variators [2] containing drive and driven shafts with interacting wheels and a drive for moving them relative to each other. Such variators cannot transmit significant torques, which limits their application.

Цель изобретения - увеличение передаваемого крутящего момента. The purpose of the invention is the increase in transmitted torque.

Для этого вариатор снабжен дополнительным валом, установленным одним торцом в ведущем колесе параллельно ведущему и ведомому валам с возможностью радиального перемещения относительно ведомого колеса, связывающими второй торец дополнительно вала и торец ведущего вала и связанными между собой компенсатором расстояния между торцом ведущего вала и вторым торцом дополнительного вала при радиальном перемещении последнего и соединением, выполненным в виде или кардана, или сильфона. Привод перемещения одного из колес относительно другого установлен на дополнительном валу. Ведомое колесо может быть выполнено в виде диска с торцовыми зубьями, расположенными радиально и имеющими профиль прямоугольного треугольника. В ведущем колесе выполнены полости, расположенные по окружности аксиально оси. В этих полостях расположены полые корпуса дном наружу, в котором размещены шарики для взаимодействия с торцевыми зубьями ведомого колеса. В полых корпусах расположены пружины. Кратчайшее расстояние между диаметрально расположенными шариками выбрано большим, чем максимальный шаг между радиальными торцевыми зубьями ведомого колеса. To do this, the variator is equipped with an additional shaft installed by one end in the drive wheel parallel to the drive and driven shafts with the possibility of radial movement relative to the driven wheel, connecting the second end of the additional shaft and the end of the drive shaft and connected by a distance compensator between the end of the drive shaft and the second end of the additional shaft with the radial movement of the latter and a connection made in the form of either a cardan or a bellows. A drive for moving one of the wheels relative to the other is mounted on an additional shaft. The driven wheel can be made in the form of a disk with end teeth located radially and having the profile of a right triangle. In the drive wheel, cavities are made arranged circumferentially axially to the axis. In these cavities there are hollow bodies with the bottom outward, in which balls are placed for interaction with the end teeth of the driven wheel. In the hollow bodies are springs. The shortest distance between the diametrically spaced balls is chosen larger than the maximum pitch between the radial end teeth of the driven wheel.

На фиг.1 показан вариатор, общий вид; на фиг.2 - то же, схема; на фиг.3 - схема действия сил; на фиг.4 и 5 - взаимодействие полого корпуса, содержащего шарик и пружину, с торцовыми зубьями ведомого колеса. Figure 1 shows the variator, a General view; figure 2 is the same diagram; figure 3 is a diagram of the action of forces; Figures 4 and 5 show the interaction of a hollow body containing a ball and a spring with the end teeth of the driven wheel.

Вариатор состоит из ведущего 1 и ведомого 2 валов, ведущего 3 и ведомого 4 колес, привода управления 5, связей между колесами 3 и 4, соединения 6 и компенсатора 7 осевого перемещения. Колесо 3 находится на валу 8, связанном с приводящим валом 1 посредством компенсатора 7 и соединений 6 (они могут быть выполнены в виде кардана или сильфона) и с приводом 5. Колесо 4 связано с валом 2 и может быть выполнено плоским, а связи между колесами 3 и 4 могут быть храповиковыми (фиг.1), когда колесо 4 содержит торцовые радиальные зубья 11, скошенные в одну сторону, а колесо 3 содержит радиальные полости, в которых находятся полые корпуса 12 с шариками 13 и пружинами 14. Шарики 13 взаимодействуют с зубьями 11. Для обеспечения жесткости конструкции вариатор может содержать корпус 15, в котором на подшипниках зафиксированы валы 1 и 2, а также закреплен привод 5 с возможностью осевого перемещения (фиг.4). Конструкция вариаторов предусматривает возможность перемещения вала 8 параллельно валам 1 и 2. The variator consists of a leading 1 and driven 2 shafts, a driving 3 and driven 4 wheels, a control drive 5, connections between wheels 3 and 4, a connection 6 and an axial displacement compensator 7. The wheel 3 is located on the shaft 8, connected to the drive shaft 1 by means of a compensator 7 and connections 6 (they can be made in the form of a cardan or bellows) and with the drive 5. The wheel 4 is connected to the shaft 2 and can be made flat, and the connection between the wheels 3 and 4 can be ratchet (Fig. 1), when the wheel 4 contains radial end teeth 11, beveled to one side, and the wheel 3 contains radial cavities in which the hollow bodies 12 with balls 13 and springs 14 are located. Balls 13 interact with teeth 11. To ensure rigidity Torr may comprise a housing 15 in which the bearings are fixed on the shafts 1 and 2 and also 5 fixed to the drive for axial movement (Figure 4). The design of the variators provides for the possibility of moving the shaft 8 parallel to the shafts 1 and 2.

Двигатель вращает вал 1 (через сцепление, фрикцион и т.п.), момент от которого через соединение 6 и компенсатор 7 подается на вал 8, вращая колесо 3. Оно взаимодействуя с колесом 4, передает вращающий момент на вал 2, что обеспечивается взаимодействием шариков 13, с зубьями 11 колеса 4 - верхний шарик 13 толкает зуб 11, передавая усилие Р на колесо 4, (фиг.4), а нижний шарик 13 проскакивает в обратном направлении по скосу зуба 11 (фиг. 5). Пружина 14 при этом сжимается. The engine rotates the shaft 1 (through the clutch, clutch, etc.), the moment from which through the connection 6 and the compensator 7 is supplied to the shaft 8, rotating the wheel 3. It interacts with the wheel 4, transmits torque to the shaft 2, which is ensured by the interaction balls 13, with teeth 11 of the wheel 4 - the upper ball 13 pushes the tooth 11, transmitting the force P to the wheel 4, (Fig. 4), and the lower ball 13 slides in the opposite direction along the bevel of the tooth 11 (Fig. 5). The spring 14 is compressed.

При необходимости изменить передаточное отношение между валами 1 и 2 осуществляют перемещение привода 5 (с помощью пневматического) или электромеханического устройства или, наконец, просто рукой) на расстоянии x между осями О₂ и О₃ валов 1 и 8.If necessary, change the gear ratio between the shafts 1 and 2, drive 5 is moved (using a pneumatic) or electromechanical device or, finally, just by hand) at a distance x between the axes O ₂ and O _{3 of the} shafts 1 and 8.

Величина передаточного отношения i может быть оценена по формуле (фиг. 3): i = 1 + x/r, где r - расстояние между осью О₃ вала 8 и точкой приложения силы взаимодействия Р.The gear ratio i can be estimated by the formula (Fig. 3): i = 1 + x / r, where r is the distance between the axis O _{3 of the} shaft 8 and the point of application of the interaction force R.

При использовании изобретения повышается эффективность вариатора: при обеспечении главного изменения передаточного отношения в соответствии с реальным изменением энергетического режима имеют место пониженная масса вариатора, его конструктивная простота и удобство эксплуатации. When using the invention, the efficiency of the variator increases: while ensuring the main change in the gear ratio in accordance with the real change in the energy regime, there is a reduced mass of the variator, its structural simplicity and ease of operation.

Claims (2)

1. ВАРИАТОР, содержащий ведущий и ведомый валы, ведущее колесо, связанное с ведущим валом, ведомое колесо, установленное на ведомом валу с возможностью взаимодействия с ведущим колесом и привод перемещения одного из колес относительно другого, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным валом, установленным одним торцом в ведущем колесе параллельно ведущему и ведомому валам с возможностью радиального перемещения относительно ведомого колеса, связывающий второй торец дополнительного вала и торец ведущего вала и связанными между собой компенсатором расстояния между торцом ведущего вала и вторым торцом дополнительного вала при радиальном перемещении последнего и соединением, выполненным в виде или кардана, или сильфона, а привод перемещения одного из колес относительно другого установлен на дополнительном валу. 1. A VARIATOR comprising a driving and driven shafts, a driving wheel connected to a driving shaft, a driven wheel mounted on a driven shaft with the possibility of interaction with the driving wheel and a drive for moving one of the wheels relative to another, characterized in that it is provided with an additional shaft installed one end in the drive wheel parallel to the drive and driven shafts with the possibility of radial movement relative to the driven wheel, connecting the second end of the additional shaft and the end of the drive shaft and connected between minutes compensator distance between the end of the drive shaft and the second shaft at the end face an additional radial movement of the latter and a compound, or formed as a cardan or bellow, and the drive movement of one wheel relative to the other mounted on the additional shaft. 2. Вариатор по п.1, отличающийся тем, что ведомое колесо выполнено в виде диска с торцевыми, расположенными радиально и имеющими профиль прямоугольного треугольника зубьями, в ведущем колесе выполнены расположенные по окружности аксиально оси полости, вариатор снабжен установленными в полостях дном наружу полыми корпусами с установленными в дне полых корпусов шариками для взаимодействия с торцевыми зубьями ведомого колеса и пружинами, установленными в полых корпусах с возможностью взаимодействия одним торцом с полым корпусом, другим торцом с ведомым колесом, а кратчайшее расстояние между диаметрально расположенными шариками выбрано большим, чем максимальный шаг между радиальными торцевыми зубьями ведомого колеса. 2. The variator according to claim 1, characterized in that the driven wheel is made in the form of a disk with teeth located radially and having a profile of a right-angled triangle, in the drive wheel there are axially arranged axially circumferential cavities, the variator is equipped with hollow bodies installed in the cavities with the bottom outward with balls installed in the bottom of the hollow bodies for interaction with the end teeth of the driven wheel and springs installed in the hollow bodies with the possibility of interaction with one end face with the hollow body, the other then with a driven wheel, and the shortest distance between diametrically spaced balls is chosen larger than the maximum pitch between the radial end teeth of the driven wheel.

Images