RU203450U1 - TRANSMISSION - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к механическим редукторам для передачи вращательного движения, и является бесступенчатой трансмиссией.Из уровня техники известны различные варианты механических редукторов, позволяющие передавать вращательное усилие между двумя или более валами. Назначение этих редукторов состоит в согласовании моментов на входном (ведущем) и выходном (ведомом) валах, с ведомого вала его крутящее усилие поступает на исполнительный механизм. Такое построение механического редуктора базируется на соотношении длин окружностей шкивов, установленных на входном и выходном, валах. В качестве средства передачи механического усилия от одного шкива к другому шкиву выступает ремень, выполняемый гибким в виде кольца, что позволяет ему обтягивать в натяг шкивы. К недостаткам таких решений является необходимость натяга ремня, который теряет эластичность и усилие обжатия шкивов в процессе работы. Это требует обеспечения компенсации растягивания ремня.Также известно решение, выбранное за основной прототип, в котором для передачи усилия между валами используется передаточное кольцо, выполняемое в виде окружности из металла, покрытое резиной для увеличения коэффициента трения с поверхностями шкивов. Использование размещенных совместно шкивов конической формы во взаимно-обратном расположении обеспечивает постоянство угла наклона в зазоре между ними. Передаточное кольцо выполняется с наклоном краев, имеющим тот же угол, что и наклон боковых поверхностей конических шкивов, и может передвигаться вдоль оси вращения шкивов. К недостаткам такого решения относится сцепление на силах трения между поверхностями.В предлагаемом решении используется зубчатое колесо для передачи усилия между двумя конусообразными валами, расположенными взаимно параллельно-обратно. Зубчатое колесо имеет изменяемую геометрию, для согласования шага зубцов при изменении диаметра конусообразных валов и обеспечения передачи усилия между ними.The utility model relates to mechanical gearboxes for transmitting rotary motion, and is a continuously variable transmission. From the prior art, various versions of mechanical gearboxes are known, allowing the transmission of rotational force between two or more shafts. The purpose of these gearboxes is to coordinate the moments on the input (driving) and output (driven) shafts, from the driven shaft its torque is fed to the actuator. This construction of a mechanical gearbox is based on the ratio of the lengths of the circles of the pulleys installed on the input and output shafts. A belt made flexible in the form of a ring acts as a means of transferring mechanical force from one pulley to another pulley, which allows it to tighten the pulleys in an interference fit. The disadvantage of such solutions is the need for belt tension, which loses its elasticity and the force of compression of the pulleys during operation. This requires compensation for belt stretching. Also known is the solution chosen for the main prototype, in which a transfer ring made in the form of a circle made of metal, covered with rubber to increase the coefficient of friction with the surfaces of the pulleys, is used to transfer the force between the shafts. The use of co-located tapered pulleys in a reciprocal arrangement ensures a constant angle of inclination in the gap between them. The transfer ring is made with an inclination of the edges having the same angle as the inclination of the side surfaces of the tapered pulleys, and can move along the axis of rotation of the pulleys. The disadvantages of this solution include adhesion on the forces of friction between the surfaces. The proposed solution uses a gear wheel to transfer the force between two tapered shafts, located mutually in parallel and back. The gear wheel has a variable geometry to match the pitch of the teeth when the diameter of the tapered shafts changes and to ensure the transfer of force between them.

Description

Область техники, к которой относится полезная модель. Полезная модель относится к механическим редукторам для передачи вращательного движения, и представляет собой бесступенчатую трансмиссию.The technical field to which the utility model belongs. The utility model relates to mechanical gearboxes for transmitting rotary motion, and is a continuously variable transmission.

Уровень техники. Известен согласующий редуктор комбинированной энергосиловой установки [Патент РФ на полезную модель №116102], содержащий ведущий шкив, расположенный на валу двигателя внутреннего сгорания, и ведомый шкив, расположенный на выходном валу редуктора, соединенного с трансмиссией. На валу электродвигателя располагается ведущий шкив, находящийся с ним в постоянном зацеплении, и опорный шкив, которые соединены клиновым ремнем.State of the art. Known matching gearbox combined power plant [RF patent for utility model No. 116102], containing a drive pulley located on the shaft of an internal combustion engine, and a driven pulley located on the output shaft of the gearbox connected to the transmission. On the shaft of the electric motor there is a drive pulley, which is in constant engagement with it, and a support pulley, which are connected by a V-belt.

К недостаткам такого решения можно отнести невозможность регулирования передаточного числа редуктора, а также растягивание ремня в длину, что ведет к ухудшению сцепления шкива и ремня.The disadvantages of this solution include the impossibility of adjusting the gear ratio of the gearbox, as well as stretching the belt in length, which leads to a deterioration in the adhesion of the pulley and the belt.

Также известен ременной редуктор вертолета соосной схемы [патент РФ на изобретение №2658745], содержащий корпус, выполненный с возможностью привода вращения в противоположных направлениях вертикальных коаксиальных пустотелых ведомых валов от одного ведущего вала. Ведущие и ведомые валы выполнены с закрепленными на них шкивами, а шкивы ведомых валов расположены на различной высоте, при этом привод обеспечен за счет двух ременных передач, одна из которых выполнена с односторонним зубчатым ремнем, а другая ременная передача выполнена с двусторонним зубчатым ремнем и с блоком вспомогательных шкивов, обеспечивающих противоположное направление вращения одного ведомого вала относительно другого.Also known is a coaxial helicopter belt reducer [RF patent for invention No. 2658745], containing a housing made with the possibility of driving the vertical coaxial hollow driven shafts from one drive shaft to rotate in opposite directions. The drive and driven shafts are made with pulleys attached to them, and the driven shaft pulleys are located at different heights, while the drive is provided by two belt drives, one of which is made with a one-sided toothed belt, and the other belt drive is made with a double-sided toothed belt and with a block of auxiliary pulleys providing the opposite direction of rotation of one driven shaft relative to the other.

К недостаткам такого решения можно отнести невозможность регулирования передаточного числа редуктора.The disadvantages of this solution include the impossibility of regulating the gear ratio of the gearbox.

Также из уровня техники известен зубчатый реверсный вариатор [патент РФ на изобретение №2546047], содержащий два вала-шестерни в виде конусных многозаходных равнонаправленных винтов. Оси упомянутых валов-шестерен расположены параллельно друг другу, а сами они обращены встречно-параллельно, в зацепление с ними входит промежуточная шестерня, перемещаемая вдоль валов-шестерен за счет винтовой пары, которой являются ступица и винт, привод винтовой пары осуществляется червячным мотором-редуктором через муфту. Ограничение на продольное перемещение промежуточной шестерни вдоль винта осуществляется датчиками концевого положения, изменение режима работы зубчатого реверсного вариатора, соответствующего движению транспортного средства в прямом направлении, задним ходом или находящегося на месте при работающем двигателе, достигается соответствующей комбинацией шестерен привода ведущего вала-шестерни.Also known from the prior art is a gear reverse variator [RF patent for invention No. 2546047], containing two pinion shafts in the form of conical multi-threaded equidirectional screws. The axes of the aforementioned gear shafts are located parallel to each other, and they themselves are facing counter-parallel, an intermediate gear enters into engagement with them, which moves along the gear shafts due to a helical pair, which is a hub and a screw, the helical pair is driven by a worm gear motor through the clutch. The limitation on the longitudinal movement of the intermediate gear along the screw is carried out by the end position sensors, the change in the operating mode of the gear reverse variator corresponding to the movement of the vehicle in the forward direction, in reverse or in place when the engine is running is achieved by a corresponding combination of gears of the drive of the drive shaft-gear.

К недостаткам такого решения можно отнести малую площадь в зоне контакта снаружи передаточного кольца и поверхности шкива.The disadvantages of this solution include a small area in the contact zone outside the transfer ring and the pulley surface.

Также из уровня техники известен механический редуктор [патент РФ на полезную модель №189572], содержащий два шкива, один из которых ведущий, другой ведомый. Упомянутые шкивы имеют коническую форму в продольном сечении к оси вращения, и располагаются взаимно-обратно, так что большему диаметру одного шкива соответствует меньший диаметр другого, причем один из шкивов установлен внутри передаточного кольца, имеющего диаметр больше диаметра шкива, и выполненного с наклоном стенок вовнутрь, совпадающим по углу с углом наклона рабочих поверхностей шкивов. Упомянутое передаточное кольцо оснащено резиновым покрытием изнутри и снаружи. Данное решение по своей сущности является наиболее близким прототипом.Also known from the prior art is a mechanical gearbox [RF patent for utility model No. 189572], containing two pulleys, one of which is leading, the other is driven. The said pulleys have a conical shape in longitudinal section to the axis of rotation, and are mutually reversed, so that the larger diameter of one pulley corresponds to the smaller diameter of the other, and one of the pulleys is installed inside a transmission ring having a diameter greater than the diameter of the pulley, and made with the inclination of the walls inward coinciding in angle with the angle of inclination of the working surfaces of the pulleys. The said transmission ring is equipped with a rubber coating on the inside and outside. In essence, this solution is the closest prototype.

К недостаткам такого решения можно отнести малую площадь в зоне контакта снаружи передаточного кольца и поверхности шкива.The disadvantages of this solution include a small area in the contact zone outside the transfer ring and the pulley surface.

Раскрытие полезной модели. Из уровня техники известны различные варианты механических редукторов, позволяющие передавать вращательное усилие между двумя или более валами. Назначение этих редукторов состоит в согласовании моментов на входном (ведущем) и выходном (ведомом) валах, с ведомого вала его крутящее усилие поступает на исполнительный механизм. Такое построение механического редуктора базируется на соотношении длин окружностей шкивов, установленных на входном и выходном, валах. В качестве средства передачи механического усилия от одного шкива к другому шкиву выступает ремень, выполняемый гибким в виде кольца, что позволяет ему обтягивать в натяг шкивы.Disclosure of the utility model. Various variants of mechanical gearboxes are known from the prior art, allowing the transfer of rotational force between two or more shafts. The purpose of these gearboxes is to match the moments on the input (driving) and output (driven) shafts, from the driven shaft its torque is fed to the actuator. This construction of a mechanical gearbox is based on the ratio of the lengths of the circles of the pulleys installed on the input and output shafts. A belt made flexible in the form of a ring acts as a means of transferring mechanical force from one pulley to another pulley, which allows it to tighten the pulleys in an interference fit.

К недостаткам таких решений является необходимость натяга ремня, который теряет эластичность и усилие обжатия шкивов в процессе работы. Это требует обеспечения компенсации растягивания ремня.The disadvantages of such solutions are the need for belt tension, which loses its elasticity and the force of the pulley compression during operation. This requires the provision of compensation for the stretching of the belt.

На фигуре 1 представлена схема редуктора с ременной передачей, представляющая собой известный из уровня техники простейший вариант изменения передаточного числа. В таких устройствах два цилиндрических шкива располагаются раздельно друг от друга на некотором расстоянии. При этом в качестве передачи механического вращательного движения выступает гибкий ремень, который служит для переноса момента вращения. В таком случае, соотношение диаметров шкивов определяет пропорцию скорости вращения ведущего и ведомого валов механического редуктора.Figure 1 shows a diagram of a belt-driven gearbox, which is the simplest variant of changing the gear ratio known from the prior art. In such devices, two cylindrical pulleys are spaced apart from each other at a certain distance. In this case, a flexible belt acts as a transmission of mechanical rotational movement, which serves to transfer the torque. In this case, the ratio of the pulley diameters determines the proportion of the rotational speed of the driving and driven shafts of the mechanical gearbox.

Подобные решения имеют ряд недостатков, в том числе при работе происходит растягивание гибкого ремня, и последующее проскальзывание при больших усилиях на валу. Для этого из уровня техники известны решения, направленные на улучшение контакта ремня и шкива, в том числе всевозможные системы подпружиненных шкивов для создания постоянного усилия для выборки избытка длины гибкого ремня.Such solutions have a number of disadvantages, including stretching of the flexible belt during operation, and subsequent slippage at high forces on the shaft. To this end, prior art solutions are known to improve the contact between the belt and the pulley, including all kinds of spring-loaded pulley systems for creating a constant force to extract the excess length of the flexible belt.

Гибкий ремень в таких решениях выполняется, как правило, из резины и устанавливается на шкивах в натяг. Со временем, он начинает провисать и может порваться при больших механических нагрузках.The flexible belt in such solutions is made, as a rule, of rubber and is installed on the pulleys in an interference fit. Over time, it begins to sag and can break under heavy mechanical stress.

В редукторах, подобных изображенным на фигуре 1, возможны разные коэффициенты передачи вращательного движения (передаточные числа). В общем случае, передача вращательного движения будет пропорциональна соотношению диаметров двух шкивов между собой. При этом будет происходить преобразование значения момента силы на ведомом (выходном) валу в зависимости от соотношения диаметров шкивов.In gearboxes like those shown in figure 1, different transmission ratios of the rotary motion (gear ratios) are possible. In general, the transmission of rotary motion will be proportional to the ratio of the diameters of the two pulleys to each other. This will transform the value of the moment of force on the driven (output) shaft, depending on the ratio of the diameters of the pulleys.

Возможно как увеличение скорости вращения ведомого (выходного) вала, так и понижение скорости его вращения - в соотношении размеров двух шкивов. Преобразование скорости сопровождается изменением момента на валу - таким образом, происходит механическое преобразование не только скорости, но и усилия, при постоянной мощности на валу.It is possible both to increase the speed of rotation of the driven (output) shaft, and to decrease the speed of its rotation - in the ratio of the sizes of the two pulleys. The transformation of speed is accompanied by a change in the moment on the shaft - thus, there is a mechanical transformation not only of speed, but also of effort, with constant power on the shaft.

В ряде практических приложений требуется плавное регулирование скорости вращений ведомого (выходного) вала механического редуктора - примерами таких приложений могут быть различные электроприводы механизмов, а также вариаторы транспортных средств. Например, вариаторы применяются в снегоходах Ямаха и легковых автомобилях как импортного, так и отечественного производства.In a number of practical applications, a smooth control of the rotational speed of the driven (output) shaft of a mechanical gearbox is required - examples of such applications can be various electric drives of mechanisms, as well as variators of vehicles. For example, variators are used in Yamaha snowmobiles and passenger cars, both imported and domestically produced.

Различные известные из уровня техники редукторы имеют либо одно фиксированное передаточное число, либо ограниченный ряд значений для ступеней преобразования скорости вращения. Такие решения реализуются в том числе на зубчатых колесах, что усложняет переключение скоростей и значения передаточного числа редуктора.Various gearboxes known from the prior art have either one fixed gear ratio or a limited range of values for the speed conversion stages. Such solutions are implemented, among other things, on gear wheels, which complicates the switching of speeds and the value of the gear ratio of the gearbox.

Например, “автоматическая коробка передач”, применяемая в машинах представляет собой, по сути, ступенчатую механическую коробку передач с несколькими зубчатыми колесами, к которым подключаются передаточное зубчатое колесо выходного вала (то есть подключаясь к зубчатым колесам на входном вале, имеющим разный диаметр - мы меняем и общее передаточное число механического редуктора). В так называемых вариаторах используется того или иного рода механическое трение для передачи усилия вращения от входного вала на выходной.For example, the “automatic transmission” used in machines is essentially a stepped manual transmission with several gears, to which the output shaft gear wheel is connected (that is, connecting to the gear wheels on the input shaft that have different diameters - we we also change the total gear ratio of the mechanical gear). In the so-called variators, some kind of mechanical friction is used to transfer the rotational force from the input shaft to the output shaft.

Принцип действия решения, выбранного за основной прототип, становится очевиден из фигуры 2. На ней изображены два передаточных шкива в форме усеченного конуса. Рабочие (боковые) поверхности шкивов имеют одинаковый угол наклона относительно друг друга. Таким образом, как это видно из фигуры 2, будучи установленными в обратном друг к другу порядке, упомянутые шкивы полностью совпадают между собой рабочими поверхностями. При этом передаточное число в комбинации конических шкивов изменяется как в сторону увеличения или уменьшения - в зависимости от точки на продольных осях, где снимется характеристика.The principle of operation of the solution chosen as the main prototype becomes obvious from figure 2. It shows two transmission pulleys in the form of a truncated cone. The working (side) surfaces of the pulleys have the same angle of inclination relative to each other. Thus, as can be seen from figure 2, being installed in the reverse order to each other, the said pulleys completely coincide with each other with their working surfaces. In this case, the gear ratio in the combination of tapered pulleys changes both in the direction of increasing or decreasing - depending on the point on the longitudinal axes where the characteristic is taken.

Однако, передача момента между коническими шкивами при касании их рабочих поверхностей непосредственно по всей длине продольных осей, невозможна. Это объясняется разными угловыми скоростями - а значит, и передаточными числами редукции. С одной крайней стороны шкивов будет действовать понижение передаточного числа, с другой стороны - будет повышение передаточного числа. В середине шкивов будет действовать равное передаточное число, когда скорость вращения ведущего и ведомого шкивов будут совпадать. По этой причине возможно снятие механического вращательного усилия только на ограниченном участке рабочей поверхности шкивов.However, the transfer of moment between tapered pulleys when their working surfaces touch directly along the entire length of the longitudinal axes is impossible. This is due to different angular velocities - and hence the gear ratios of the reduction. On one extreme side of the pulleys, a reduction in the gear ratio will act, on the other hand, there will be an increase in the gear ratio. An equal gear ratio will act in the middle of the pulleys when the rotational speed of the driving and driven pulleys coincide. For this reason, it is possible to remove the mechanical rotational force only in a limited area of the working surface of the pulleys.

В качестве передачи механического усилия между ведущим и ведомым валами предлагалось использовать передаточное кольцо, выполняемое в виде окружности из металла, покрытое изнутри и снаружи резиной для увеличения коэффициента сцепления с поверхностями шкивов (показано на фигуре 2 под номером 4).As a transfer of mechanical force between the drive and driven shafts, it was proposed to use a transfer ring made in the form of a circle of metal, covered inside and outside with rubber to increase the coefficient of adhesion to the surfaces of the pulleys (shown in figure 2 under the number 4).

Благодаря этому становится возможным снятие вращательного усилия на локальном участке рабочих поверхностей шкивов. При перемещении передаточного кольца вдоль оси вращения шкивов, оно позволяет изменять передаточное соотношение между ведомым и ведущим шкивами. Именно на таком принципе основано действие основного прототипа.Thanks to this, it becomes possible to remove the rotational force in the local area of the working surfaces of the pulleys. When moving the transfer ring along the axis of rotation of the pulleys, it allows you to change the gear ratio between the driven and driving pulleys. It is on this principle that the action of the main prototype is based.

Использование размещенных совместно шкивов конической формы во взаимно-обратном расположении обеспечивает изменение соотношения между ними. Упомянутое выше передаточное кольцо благодаря возможности передвигаться вдоль шкивов реализует изменение передаточного числа.The use of co-located conical pulleys in a mutually reverse arrangement provides a change in the ratio between them. The aforementioned transmission ring, due to the ability to move along the pulleys, implements a change in the gear ratio.

Основным достигаемым результатом является плавное регулирование коэффициента передачи механического редуктора за счет перемещения передаточного кольца вдоль оси вращения. Однако, сцепление валов в таком редукторе не является жестким механическим, и работает за счет трения.The main result achieved is a smooth control of the transmission ratio of the mechanical gear by moving the transmission ring along the axis of rotation. However, the coupling of the shafts in such a gearbox is not a rigid mechanical one, and works by means of friction.

На фигуре 3 показан поперечный разрез основного прототипа, откуда видно, что передаточное кольцо охватывает один из шкивов, который оказывается расположенным внутри. Это сокращает объем пространства, необходимый для реализации решения. Диаметр упомянутого передаточного кольца должен превышать наибольший диаметр конического шкива, однако степень превышения может быть мала. Это позволяет сократить размеры известного из уровня техники редуктора. Описанные особенности редуктора позволяют повысить надежность работы средства передачи механического вращения (передаточного кольца), и обеспечить возможность плавного регулирования передаточного числа от минимального до максимального значения - с проходом через участок равенства угловых скоростей (то есть равенство 1 передаточного числа).Figure 3 shows a cross-section of the main prototype, from which it can be seen that the transfer ring covers one of the pulleys, which is located inside. This reduces the amount of space required to implement the solution. The diameter of said transfer ring must be greater than the largest diameter of the tapered pulley, but the degree of excess may be small. This makes it possible to reduce the size of the gearbox known from the prior art. The described features of the gearbox make it possible to increase the reliability of the operation of the transmission means of mechanical rotation (transfer ring), and to provide the possibility of smooth regulation of the gear ratio from the minimum to the maximum value - with a passage through the section of equality of angular velocities (that is, equality of 1 gear ratio)

Однако, описанная в основном прототипе конфигурация имеет разные условия работы места контакта шкивов и единого передаточного кольца, то есть разную площадь контакта. При выполнении передаточного кольца с незначительным превышением диаметра над наибольшим диаметром шкива, шкив расположенный внутри будет иметь большую площадь контакта с резиновой поверхностью кольца передаточного, в сравнении с тем из шкивов который расположен снаружи передаточного кольца. Поскольку наружный шкив будет работать с выпуклой поверхностью передаточного кольца, его площадь контакта будет меньше - а значит и допустимая для редуктора по условия сцепления нагрузка будет меньше.However, the configuration described in the main prototype has different operating conditions of the contact point of the pulleys and a single transmission ring, that is, a different contact area. When the transfer ring is made with a slight excess of the diameter over the largest diameter of the pulley, the pulley located inside will have a larger contact area with the rubber surface of the transfer ring, in comparison with that of the pulleys located outside the transfer ring. Since the outer pulley will work with the convex surface of the transfer ring, its contact area will be smaller - which means that the load permissible for the gearbox under the adhesion conditions will be less.

На фигуре 4 показана упрощенная схема предлагаемого решения, где наглядно видно его устройство и принцип работы. Из рисунка видно, что оба конусообразных шкива расположены взаимно-обратно, то есть их рабочие поверхности параллельны, а уширению одного шкива соответствует сужение другого шкива, что и позволяет изменять передаточное число. Отличие от основного прототипа заключается в жесткой механической передачи между шкивами, что позволяет значительно увеличить максимальный механический момент, который можно передать между шкивами.Figure 4 shows a simplified diagram of the proposed solution, where you can clearly see its structure and principle of operation. The figure shows that both tapered pulleys are mutually opposite, that is, their working surfaces are parallel, and the widening of one pulley corresponds to the narrowing of the other pulley, which allows you to change the gear ratio. The difference from the main prototype lies in the rigid mechanical transmission between the pulleys, which significantly increases the maximum mechanical moment that can be transmitted between the pulleys.

Для этого в предлагаемом решении используется особая конструкция передаточного зубчатого колеса, показанная на фигуре 5. Из рисунка видно, что зубцы передаточного зубчатого колеса проходят сквозь держатели с краю круглого основания, которые обеспечивают их перемещение в радиальном направлении. Таким образом, наружный диаметр массива зубцов в подобном передаточном зубчатом колесе будет изменяться в зависимости от положения зубцов в радиальном направлении. Для перемещения зубцов используются шарниры, закрепленные на их корпусе, как это и показано на фигуре 5.For this, the proposed solution uses a special design of the transmission gear shown in figure 5. The figure shows that the teeth of the transmission gear pass through the holders at the edge of the circular base, which ensure their movement in the radial direction. Thus, the outer diameter of the array of teeth in such a transmission gear will vary depending on the position of the teeth in the radial direction. To move the teeth, hinges are used, fixed on their body, as shown in figure 5.

На фигуре 4 очевидно, что при перемещении передаточных зубчатых колес вдоль винтовой передачи, происходит изменение угла стержней на шарнирах, один конец которых соединяется с шарниром передаточного зубчатого колеса, другой конец соединяется с шарниром на корпусе. При перемещении, происходит регулирование положения зубцов в передаточном зубчатом колесе за счет изменения угла наклона стержней относительно оси винтовой передачи. При этом необходимо исключить положение с нулевым углом наклона, поскольку это будет вести к заклиниванию всей передачи в целом. Один комплект стержней, как это видно из фигуры 4, установлен с условно положительным углом наклона относительно оси своей винтовой передачи, а другой комплект стержней установлен с условно отрицательным углом наклона относительно оси своей винтовой передачи. Это необходимо для реализуемости предлагаемого решения, так как оба шкива выполняются с изменяемым шагом зубцов в зависимости от диаметра.In figure 4, it is obvious that when the transfer gears move along the helical gear, the angle of the rods on the hinges changes, one end of which is connected to the joint of the transfer gear, the other end is connected to the hinge on the housing. When moving, the position of the teeth in the transmission gear is adjusted by changing the angle of inclination of the rods relative to the axis of the helical gear. In this case, it is necessary to exclude a position with a zero angle of inclination, since this will lead to seizure of the entire gear as a whole. One set of rods, as can be seen from figure 4, is installed with a conditionally positive angle of inclination relative to the axis of its helical gear, and the other set of rods is installed with a conditionally negative angle of inclination relative to the axis of its helical gear. This is necessary for the feasibility of the proposed solution, since both pulleys are made with a variable pitch of teeth, depending on the diameter.

С ростом диаметра шкива, увеличивается и шаг зубцов по окружности его. В таком случае, изменяемая геометрия (диаметр) передаточных зубчатых колес позволяет согласовать шаг каждого из них с шагом зубцов шкива, с которым он находится в сцеплении. Каждое из передаточных зубчатых колес находится в сцеплении со своим шкивом, которые ориентированы взаимно обратно-параллельно, расширению одного соответствует сужение другого шкива - и пропорционально изменяется и шаг зубцов. Использование здесь передаточных зубчатых колес с фиксированным шагом зубцов, на практике невозможно или значительно ограничено по диапазону регулирования, не более люфта между зубцами шкивов и передаточного зубчатого колеса.With an increase in the diameter of the pulley, the pitch of the teeth around its circumference also increases. In this case, the variable geometry (diameter) of the transmission gears makes it possible to match the pitch of each of them with the pitch of the teeth of the pulley with which it is in engagement. Each of the transmission gears is in engagement with its pulley, which are oriented mutually inversely parallel, the expansion of one corresponds to the narrowing of the other pulley - and the pitch of the teeth changes proportionally. The use here of transmission gears with a fixed pitch of the teeth is in practice impossible or significantly limited in terms of the adjustment range, no more than the backlash between the teeth of the pulleys and the transmission gear.

Именно конструкция передаточных зубчатых колес с регулируемым шагом зубцов обеспечивает возможность согласования их шага со шкивами и работу предлагаемого решения. Также следует отметить, что передаточные зубчатые колеса имеют стержни, подсоединенные к их шарнирам, что дает возможность изменения угла наклона при перемещении вдоль винтовой передачи, причем передаточные зубчатые колеса изменяют свою геометрию в обратном к друг другу порядке. Угол наклона стержней одного комплекта имеет условно положительный знак относительно оси винтовой передачи, а в другом комплекте - условно отрицательный. Соответственно, один из них втягивает зубцы при перемещении, а другой наоборот - выталкивает наружу. Надо отметить, что винтовые передачи являются точными устройствами и не накапливают ошибку перемещения, работая в пределах собственного люфта. При работе винтовой передачи, на стержнях будут создаваться усилия или на сжатие, или на растяжение - что и дает перемещение зубцов в держателях, по знаку их угла наклона (либо выдвигание, либо втягивание). Наиболее удобно это реализуется в крупных машинах, когда возможно создание для стержней больших углов наклона, что облегчает работу всего механизма перемещения. Также можно отметить, что длину шкивов можно снизить, путем увеличения угла наклона их рабочей поверхности относительно их оси вращения, что дает возможность управления соотношением размеров.It is the design of the transmission gears with an adjustable tooth pitch that makes it possible to match their pitch with the pulleys and the work of the proposed solution. It should also be noted that the transmission gears have rods connected to their hinges, which makes it possible to change the angle of inclination when moving along the helical gear, and the transmission gears change their geometry in the reverse order to each other. The angle of inclination of the rods of one set has a conditionally positive sign relative to the axis of the screw gear, and in the other set it is conditionally negative. Accordingly, one of them retracts the teeth when moving, and the other, on the contrary, pushes them out. It should be noted that screw drives are precise devices and do not accumulate displacement errors, working within their own backlash. When the screw drive is operating, forces will be created on the rods either in compression or in tension - which gives the movement of the teeth in the holders, according to the sign of their angle of inclination (either extension or retraction). This is most conveniently implemented in large machines, when it is possible to create large angles of inclination for the rods, which facilitates the operation of the entire movement mechanism. It can also be noted that the length of the pulleys can be reduced by increasing the angle of inclination of their working surface relative to their axis of rotation, which makes it possible to control the aspect ratio.

По мнению автора, предлагаемое решение будет наиболее удобно для крупных машин и механизмов, особенно в технологических устройствах или механизмах автоматизации сельского хозяйства. Это связано с облегчением в реализации предлагаемого устройства в крупном исполнении. При этом оно может быть дешевым, простым и надежным. Но также не исключается и его использование в транспортных средствах разного рода.According to the author, the proposed solution will be most convenient for large machines and mechanisms, especially in technological devices or agricultural automation mechanisms. This is due to the ease in the implementation of the proposed device in a large version. However, it can be cheap, simple and reliable. But its use in vehicles of various kinds is also not excluded.

Представленное решение является простым и потому практически применимым, что дает возможность применять его в промышленности.The presented solution is simple and therefore practically applicable, which makes it possible to apply it in industry.

Предлагаемое техническое решение является новым, и имеет следующие принципиальные отличия от прототипа:The proposed technical solution is new, and has the following fundamental differences from the prototype:

- передаточные зубчатые колеса имеют круглые основания, в центре которых отверстие с резьбой для винтовой передачи и оснащены зубцами, проходящими через держатели по краю основания, обеспечивающими ход зубцов в радиальном направлении;- the transmission gears have round bases, in the center of which there is a threaded hole for a helical gear and are equipped with teeth passing through the holders along the edge of the base, ensuring the movement of the teeth in the radial direction;

- зубцы имеют по шарниру каждый, к которому присоединяются стержень, соединенный с другой стороны к шарниру на корпусе механического редуктора с внутренней его стороны;- the teeth have a hinge each, to which a rod is connected, connected on the other side to the hinge on the mechanical gearbox housing from its inner side;

- все шарниры на корпусе расположены на равном расстоянии и вокруг оси винтовой передачи;- all hinges on the body are located at an equal distance and around the axis of the helical gear;

- в любом положении передаточных зубчатых колес имеется угол между винтовой передачей и стержнями, отличный от нуля;- in any position of the transmission gears, there is an angle between the helical gear and the rods that is different from zero;

- количество передаточных зубчатых колес равно двум;- the number of transmission gears is equal to two;

- передаточные зубчатые колеса оснащаются цепной передачей между собой, содержащей одну звездочку на каждом передаточном зубчатом колесе, и цепь между ними;- transmission gears are equipped with a chain transmission between themselves, containing one sprocket on each transmission gear wheel, and a chain between them;

- для каждого передаточного зубчатого колеса угол наклона между винтовой передачей и стержнями, присоединенными к шарнирам, противоположен по знаку с углом наклона стержней и винтовой передачи другого передаточного зубчатого колеса.- for each transmission gear, the angle of inclination between the helical gear and the rods connected to the hinges is opposite in sign with the angle of inclination of the rods and the helical gear of the other transfer gear.

Таким образом, совокупность существенных отличительных признаков полезной модели приводит к новому техническому результату - улучшению передачи механического усилия и обеспечению плавного регулирования для коэффициента передачи в широком диапазоне.Thus, the set of essential distinctive features of the utility model leads to a new technical result - an improvement in the transmission of mechanical force and provision of smooth control for the transmission coefficient in a wide range.

Краткое описание чертежей. На фигуре 1 изображен классический ременной редуктор. Здесь 1 - шкив, 2 - ремень. На фигуре 2 изображен разрез известного из уровня техники механического редуктора в продольной плоскости. Здесь 3 - конусообразный шкив, 4 - передаточное кольцо. На фигуре 3 изображено сечение известного из уровня техники механического редуктора в поперечной плоскости. Здесь 3 - конусообразный шкив, 4 - передаточное кольцо. На фигуре 4 изображена упрощенная схема предлагаемого решения. Здесь 3 - конусообразный шкив, 6 - винтовая передача, 8 - передаточное зубчатое колесо, 9 - шарнир, 12 - цепная передача. На фигуре 5 изображен внешний вид передаточного зубчатого колеса. Здесь 9 - шарнир, 10 - держатель, 11 - круглое основание.Brief description of the drawings. Figure 1 shows a classic belt drive. Here 1 is a pulley, 2 is a belt. Figure 2 shows a longitudinal section of a mechanical gearbox known from the prior art. Here 3 is a tapered pulley, 4 is a transmission ring. Figure 3 shows a cross-sectional view of a mechanical gearbox known from the prior art in a transverse plane. Here 3 is a tapered pulley, 4 is a transmission ring. Figure 4 shows a simplified diagram of the proposed solution. Here 3 is a tapered pulley, 6 is a helical gear, 8 is a gear wheel, 9 is a hinge, 12 is a chain drive. Figure 5 shows the external view of the transmission gear. Here 9 is a hinge, 10 is a holder, 11 is a round base.

Claims (1)

Механический редуктор, содержащий два конусообразных шкива, оба выполненных по типу шестерни с зубцами, а также передаточные зубчатые колеса на винтовой передаче, причем конусообразные шкивы расположены встречно-параллельно относительно друг друга, а передаточные зубчатые колеса размещены между ними, и каждое находится в сцеплении с зубцами одного из конусообразных шкивов, отличающийся тем, что передаточные зубчатые колеса выполнены в виде круглого основания, имеющего в центре отверстие с резьбой для винтовой передачи, и зубцы, которые проходят через держатели на краю окружности круглого основания, обеспечивающие ход зубцов в радиальном направлении, зубцы оснащаются шарниром, к которым присоединяются стержни, присоединенные к шарнирам, расположенным на корпусе механического редуктора с внутренней его стороны, причем все они расположены на равном расстоянии вокруг оси винтовой передачи, в любом положении передаточного зубчатого колеса вдоль конусообразных шкивов имеется угол наклона между винтовой передачей и стержнями, отличный от нуля, количество передаточных зубчатых колес на винтовой передаче равно двум, и они оснащаются цепной передачей между собой, содержащей одну звездочку на каждом передаточном зубчатом колесе, и цепь между ними, для каждого передаточного зубчатого колеса угол наклона между его винтовой передачей и стержнями, присоединенными к его шарнирам, противоположен по знаку с углом наклона между стержнями и винтовой передачей другого передаточного зубчатого колеса.A mechanical gearbox containing two tapered pulleys, both made in the form of a gear with teeth, as well as transmission gears on a helical transmission, and the tapered pulleys are located counter-parallel to each other, and the transmission gears are placed between them, and each is in engagement with teeth of one of the cone-shaped pulleys, characterized in that the transmission gears are made in the form of a circular base having a threaded hole in the center for a helical gear, and teeth that pass through holders at the edge of the circumference of the circular base, ensuring the movement of the teeth in the radial direction, teeth are equipped with a hinge, to which rods are attached, attached to the hinges located on the housing of the mechanical gearbox from its inner side, and all of them are located at an equal distance around the axis of the helical gear, in any position of the transfer gear along the tapered pulleys there is an angle of inclination between du helical gear and rods other than zero, the number of gears on the helical gear is equal to two, and they are equipped with a chain gear between themselves, containing one sprocket on each gear wheel, and a chain between them, for each transfer gear, the angle of inclination between its helical gear and rods attached to its hinges is opposite in sign with the angle of inclination between the rods and the helical gear of the other transmission gear.

Images