RU2086833C1 - Device for steplessly changing speed of rotation - Google Patents
Device for steplessly changing speed of rotation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2086833C1 RU2086833C1 RU95100197A RU95100197A RU2086833C1 RU 2086833 C1 RU2086833 C1 RU 2086833C1 RU 95100197 A RU95100197 A RU 95100197A RU 95100197 A RU95100197 A RU 95100197A RU 2086833 C1 RU2086833 C1 RU 2086833C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- rotor
- shaft
- drive
- rotation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structure Of Transmissions (AREA)
- Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению и может применяться для передачи вращательного движения с плавным регулированием скорости вращения и крутящего момента в приводах различных механизмов. The invention relates to mechanical engineering and can be used to transmit rotational motion with smooth regulation of rotational speed and torque in the drives of various mechanisms.
Известно устройство с регулированием скорости вращения, содержащее дифференциальную планетарную передачу и средство управления передаточным числом, выполненное в виде фрикционной муфты с тормозом и механизмами свободного хода (1). A device with speed control containing a differential planetary gear and gear ratio control, made in the form of a friction clutch with a brake and freewheeling mechanisms (1).
Вследствие того, что управление дифференциальной передачей производится с помощью фрикционных устройств, возможны большие потери энергии на трение, что вызывает нагрев элементов и их преждевременный выход из строя. Это снижает надежность устройства. Due to the fact that the differential transmission is controlled by friction devices, large losses of energy due to friction are possible, which causes the elements to heat up and their premature failure. This reduces the reliability of the device.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство бесступенчатого изменения скорости вращения, содержащее соосные входной, промежуточный и выходной валы и два блока, один из которых представляет собой дифференциальную планетарную передачу, а другой является средством регулирования скорости вращения. Ведущее звено дифференциальной планетарной передачи жестко соединено с входным валом и кинематически связано с промежуточным валом, а ведомое звено кинематически связано с промежуточным и выходным валами. Средство регулирования скорости кинематически связывает входной и промежуточный валы. Средство регулирования определяет скорость вращения промежуточного вала и выполнено в виде задающего фрикционного варианта с диском, барабаном и роликом (2). Closest to the technical nature of the proposed device is a stepless change of rotation speed, containing coaxial input, intermediate and output shafts and two blocks, one of which is a differential planetary gear, and the other is a means of controlling the rotation speed. The leading link of the differential planetary gear is rigidly connected to the input shaft and kinematically connected to the intermediate shaft, and the driven link is kinematically connected to the intermediate and output shafts. The speed control means kinematically connects the input and intermediate shafts. The control means determines the speed of rotation of the intermediate shaft and is made in the form of a master friction variant with a disk, a drum and a roller (2).
Недостатки данной конструкции заключаются в следующем. The disadvantages of this design are as follows.
Средство регулирования скорости имеет сложную конструкцию, основанную на фрикционном взаимодействии передающих элементов, что ведет к ограничению диапазона применения устройства по передаваемой мощности и к снижению его надежности. The speed control means has a complex structure based on the frictional interaction of the transmitting elements, which leads to a limitation of the range of application of the device in terms of transmitted power and to a decrease in its reliability.
Так как скорость вращения промежуточного вала задается жестко, ударные нагрузки (усилия), возникающие на выходном валу, передаются на всю конструкцию, и при больших значениях ударных нагрузок возможно разрушение деталей задающего вариатора или передающих элементов дифференциальной планетарной передачи. Конструкция не предохраняет от ударных нагрузок также и двигатель. Все это снижает надежность и универсальность устройства. Since the speed of rotation of the intermediate shaft is set rigidly, the shock loads (forces) arising on the output shaft are transmitted to the entire structure, and with large values of the shock loads, it is possible to destroy parts of the master variator or transmission elements of the differential planetary gear. The design does not protect against shock loads as well as the engine. All this reduces the reliability and versatility of the device.
Задача изобретения повышения надежности и универсальности устройства. The objective of the invention to improve the reliability and versatility of the device.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве бесступенчатого изменения скорости вращения, содержащем соосные входной, промежуточный и выходной валы и два блока, один из которых является дифференциальной планетарной передачей, ведущее звено которой жестко соединено с входным валом и кинематически связано с промежуточным валом, а ведомое звено связано с промежуточным и выходным валами, а другой блок представляет собой средство регулирования скорости вращения, связывающее входной и промежуточный валы, согласно изобретению, средство регулирования скорости вращения выполнено в виде магнитного привода с механизмом его автоматического регулирования. Магнитный привод содержит два многополюсных магнитных ротора, обращенных магнитными элементами друг к другу, причем первый ротор жестко соединен с промежуточным валом, а второй ротор установлен с возможностью осевого смещения относительно входного вала и подпружинен. The problem is solved in that in the device of stepless change of rotation speed, containing coaxial input, intermediate and output shafts and two blocks, one of which is a differential planetary gear, the drive link of which is rigidly connected to the input shaft and kinematically connected to the intermediate shaft, and the driven the link is connected to the intermediate and output shafts, and the other block is a means of controlling the speed of rotation connecting the input and intermediate shafts, according to the invention, means regulation of the speed of rotation is designed as a magnetic drive mechanism with its automatic regulation. The magnetic drive contains two multi-pole magnetic rotors facing the magnetic elements to each other, the first rotor being rigidly connected to the intermediate shaft, and the second rotor mounted axially displaceable relative to the input shaft and spring-loaded.
Для повышения эффективности использования магнитного поля и, следовательно, улучшения силовых характеристик магнитного привода роторы снабжены магнитоизолирующими решетками, разделяющими их магнитные элементы, которые набраны с переменной полярностью. To increase the efficiency of using the magnetic field and, therefore, improve the power characteristics of the magnetic drive, the rotors are equipped with magnetically insulating gratings that separate their magnetic elements, which are dialed with variable polarity.
Число магнитных элементов в роторах выбрано в соответствии с формулами
N1 4n, N2 4(n+1),
где N1 число магнитных элементов первого ротора;
N2 число магнитных элементов второго ротора;
n целое положительное число, не равное единице.The number of magnetic elements in the rotors is selected in accordance with the formulas
N 1 4n, N 2 4 (n + 1),
where N 1 the number of magnetic elements of the first rotor;
N 2 the number of magnetic elements of the second rotor;
n is a positive integer not equal to one.
Магнитоизолирующие решетки в роторах выполнены из токопроводящего немагнитного материала. Magnetically insulating lattices in rotors are made of conductive non-magnetic material.
Механизм автоматического регулирования магнитного привода в качестве примера выполнен в виде взаимодействующих друг с другом фигурных выступов, один из которых расположен на втором роторе, а другой на входном валу. As an example, the automatic control mechanism of the magnetic drive is made in the form of curly protrusions interacting with each other, one of which is located on the second rotor and the other on the input shaft.
На фиг. 1 изображен общий вид устройства, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 вариант выполнения устройства с обратной передачей, кинематическая схема. In FIG. 1 shows a General view of the device, a longitudinal section; in FIG. 2 is a section AA in FIG. one; in FIG. 3 section BB in FIG. one; in FIG. 4 embodiment of the device with reverse gear, kinematic diagram.
Устройство бесступенчатого изменения скорости вращения содержит соосные друг другу входной вал 1, промежуточный вал 2 и выходной вал 3, причем входной и выходной валы 1 и 3 соответственно выполнены одинаковой конфигурации и размерами, и два блока Д и P. Блок Д представляет собой дифференциальную планетарную передачу, а блок P средство регулирования скорости вращения. The device of stepless rotation speed variation comprises an
Дифференциальная планетарная передача Д содержит ведущую шестерню 4, жестко закрепленную на входном валу 1 и кинематически связанную с промежуточным валом 2. Ведущая шестерня 4 находится в постоянном зацеплении с тремя сателлитами 5, которые жестко соединены валами 6 с сателлитами 7 ведомой шестерни 8, которая жестко закреплена на выходном валу 3 и кинематически связана с промежуточным валом 2. The differential planetary gear D contains a pinion gear 4, rigidly mounted on the
Средство P регулирования скорости кинематически связывает входной вал 1 и промежуточный вал 2 и выполнено в виде магнитного привода с механизмом его автоматического регулирования. The means P of speed control kinematically connects the
Магнитный привод содержит два дисковых многополюсных магнитных ротора, первый ротор 9 и второй ротор 10, обращенные своими магнитными элементами 11 и 12 соответственно друг к другу. Первый ротор 9 жестко соединен с промежуточным валом 2, а второй ротор 10 установлен с возможностью осевого смещения относительно входного вала 1 и подпружинен пружиной 13 сжатия. The magnetic drive contains two disk multi-pole magnetic rotors, the
Первый и второй роторы 9 и 10 соответственно снабжены магнитоизолирующими решетками 14 и 15, соответственно разделяющими их магнитные элементы 11 и 12, соответственно набранные с переменной полярностью. Число магнитных элементов 11 и 12 в роторах 9 и 10 соответственно выбрано в соответствии с формулами
N1=4n, N2=4(n+1),
где N1 число магнитных элементов 11 первого ротора 9;
N2 число магнитных элементов 12 второго ротора 10;
n целое положительное число, не равное единице.The first and
N 1 = 4n, N 2 = 4 (n + 1),
where N 1 the number of
N 2 the number of magnetic elements 12 of the second rotor 10;
n is a positive integer not equal to one.
Кратность числа магнитных элементов в роторах выбрана равной четырем, чтобы предотвратить появление перекашивающих ударных нагрузок /усилий/ при совпадении полярностей роторов, то есть совпадения полярностей симметричны. Число n выбирается не равным единице, чтобы исключить вариант абсолютной кратности. Магнитоизолирующие решетки 14 и 15 выполнены из токопроводящего немагнитного материала, например алюминия, меди и т.п. The multiplicity of the number of magnetic elements in the rotors is chosen equal to four in order to prevent the appearance of distorting shock loads / forces / when the polarities of the rotors coincide, that is, the coincidences of the polarities are symmetrical. The number n is chosen not equal to unity in order to exclude the option of absolute multiplicity. Magnetically insulating
Роторы 9 и 10 установлены с зазором относительно друг друга, величина которого варьируется механизмом автоматического регулирования магнитного привода. The
В качестве примера выполнения механизм автоматического регулирования содержит два фигурных выступа 16 и 17. Выступ 16 расположен на втором роторе 10, а выступ 17 выполнен на входном валу 1. Выступы 16 и 17 взаимодействуют друг с другом при вращении ротора 10 относительно вала 1, при этом перемещение ротора 10 на валу 1 ограничивается пружиной 13. As an example of execution, the automatic control mechanism comprises two figured protrusions 16 and 17. The protrusion 16 is located on the second rotor 10, and the protrusion 17 is made on the
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Вращательное движение входного вала 1 через ведущую шестерню 4, сателлиты 5 и 7 передается на ведомую шестерню 8 выходного вала 3. Одновременно вращение входного вала 1 передается на промежуточный вал 2 через ротор 9 магнитного привода, при этом роторы 9 и 10 взаимодействуют между собой по принципу взаимодействия бегущих переменных магнитных полей. Таким образом, устанавливается баланс угловых скоростей и крутящих моментов. The rotational movement of the
Зависимость угловых скоростей вращения основных деталей устройства описывается следующей формулой:
,
где угловая скорость вращения входного вала;
угловая скорость вращения промежуточного вала;
угловая скорость вращения выходного вала;
K внутреннее передаточное число дифференциальной планетарной передачи.The dependence of the angular velocities of rotation of the main parts of the device is described by the following formula:
,
Where angular speed of rotation of the input shaft;
angular speed of rotation of the intermediate shaft;
angular speed of rotation of the output shaft;
K is the internal gear ratio of the differential planetary gear.
Величина K определяется соотношением диаметров передающих элементов передачи и при
Скорость вращения выходного вала изменяется от нуля до значения скорости вращения входного вала в зависимости от величины нагрузки /тормозящего момента/ на выходном валу 3.The value of K is determined by the ratio of the diameters of the transmitting elements of the transmission and at
Speed output shaft rotation changes from zero to speed rotation of the input shaft depending on the magnitude of the load / braking torque / on the output shaft 3.
При нагрузке на выходной вал 3, превышающей прочностные возможности конструкционных элементов, средство P регулирования скорости начинает работать в предохранительном режиме, при этом крутящий момент полностью воздействует на это средство. Благодаря механизму автоматического регулирования магнитного привода происходит перемещение ротора 10 вдоль вала 1, которое приводит к сжатию пружины 13, что ведет к увеличению зазора между роторами 9 и 10, а следовательно, к поддержанию оптимальной величины крутящего момента, передаваемого магнитным приводом, и, как следствие, к уменьшению скорости вращения выходного вала 3. Таким образом, средство P регулирования скорости сглаживает ударные нагрузки, возникающие на выходном валу 3, и они не передаются на элементы как самого устройства, так и того механизма, в котором оно применено. Следовательно, устройство обладает повышенной стойкостью к внешним нагрузкам без увеличения прочности передающих элементов и способно работать в широком диапазоне угловых скоростей и передаваемой мощности, что повышает надежность и универсальность его применения. When the load on the output shaft 3 exceeds the strength capabilities of the structural elements, the means P of speed control starts to work in a safety mode, while the torque fully affects this tool. Thanks to the mechanism of automatic control of the magnetic drive, the rotor 10 moves along the
При этом устройство вследствие отсутствия фрикционных элементов может работать в условиях как избыточной, так и ограниченной смазки, причем отпадает необходимость в герметизации смазываемых узлов. Это также повышает надежность в работе, одновременно упрощая конструкцию и повышая технологичность. Moreover, due to the lack of friction elements, the device can operate in conditions of both excess and limited lubrication, and there is no need to seal the lubricated units. It also improves operational reliability while simplifying design and improving manufacturability.
Так как входной вал 1 и выходной вал 3 одинаковы, возможна перекомпоновка узлов Д и P, с целью синхронизации скоростей вращения промежуточного вала 2 и выходного вала 3. Для этого средство P регулирования скорости устанавливают не на входном валу 1, а на выходном валу 3, что обеспечивает изменение скоростных и силовых передаточных параметров устройства. Кроме этого, в устройстве в зависимости от его назначения возможна как прямая, так и обратная передачи. Это также способствует повышению универсальности устройства, расширяет диапазон его применения. Since the
Устройство может быть применено в трансмиссиях транспортных средств в качестве автоматически блокируемого дифференциала колесных машин, а в совокупности с реверсивным редуктором выполняет роль автоматической коробки передач с механизмом сцепления практически для любого типа транспортных средств. The device can be used in vehicle transmissions as an automatically locked differential of wheeled vehicles, and in conjunction with a reversing gearbox, it acts as an automatic transmission with a clutch mechanism for almost any type of vehicle.
Claims (3)
N1=4n, N2= 4(n + 1),
где N1 число магнитных элементов первого ротора;
N2 число магнитных элементов второго ротора;
n целое положительное число, не равное единице.1. A device for continuously variable rotation speed, containing coaxial input, intermediate and output shafts and two units, one of which is a differential planetary gear, the drive link of which is rigidly connected to the input shaft and kinematically connected to the intermediate shaft, the driven link is connected to the intermediate and output shafts and the other block is a means of controlling the speed of rotation connecting the input and intermediate shafts, characterized in that the means of controlling the speed of rotation is made in the form e of a magnetic drive with a mechanism for its automatic control, while the magnetic drive has two multi-pole facing each other magnetic elements typed with alternating polarity, magnetic rotors, of which the first rotor is rigidly connected to the intermediate shaft, the second rotor is mounted with the possibility of axial displacement relative to the output shaft and spring-loaded, and both rotors have magnetically insulating lattices, separating their magnetic elements, the number of which in the rotors is selected, respectively
N 1 = 4n, N 2 = 4 (n + 1),
where N 1 the number of magnetic elements of the first rotor;
N 2 the number of magnetic elements of the second rotor;
n is a positive integer not equal to one.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95100197A RU2086833C1 (en) | 1995-01-12 | 1995-01-12 | Device for steplessly changing speed of rotation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95100197A RU2086833C1 (en) | 1995-01-12 | 1995-01-12 | Device for steplessly changing speed of rotation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95100197A RU95100197A (en) | 1996-10-27 |
RU2086833C1 true RU2086833C1 (en) | 1997-08-10 |
Family
ID=20163788
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95100197A RU2086833C1 (en) | 1995-01-12 | 1995-01-12 | Device for steplessly changing speed of rotation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2086833C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000077420A1 (en) * | 1999-06-10 | 2000-12-21 | Aimbridge Pty. Ltd. | Transmission |
AU764449B2 (en) * | 1999-06-10 | 2003-08-21 | Aimbridge Pty Ltd | Transmission |
-
1995
- 1995-01-12 RU RU95100197A patent/RU2086833C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1208376, кл. F 16 H 3/44, 1986. 2. Авторское свидетельство СССР N 1788365, кл. F 16 H 3/44, 1993. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000077420A1 (en) * | 1999-06-10 | 2000-12-21 | Aimbridge Pty. Ltd. | Transmission |
AU764449B2 (en) * | 1999-06-10 | 2003-08-21 | Aimbridge Pty Ltd | Transmission |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU95100197A (en) | 1996-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2487284C2 (en) | Infinitely variable transmission | |
RU2088821C1 (en) | Drive with continuously varying gear ratio | |
US3641843A (en) | Variable-speed transmission | |
US4125037A (en) | Variable speed transmission means | |
JPS6162653A (en) | Continuous variable transmission | |
RU96115190A (en) | STAINLESS TRANSMISSION WITH POSSIBILITY TO TORQUE CONTROL | |
CA1075038A (en) | Dual path, dual range transmission | |
US4279177A (en) | Variable speed transmission | |
JPH03539B2 (en) | ||
EP0149892A2 (en) | Continuously variable transmission system | |
EP0375798B1 (en) | Variable-speed power transmission device | |
EP0416492B1 (en) | Continuous speed-shifting device | |
US6527660B1 (en) | Method and apparatus to transfer torque at a nominally constant speed to a dynamoelectric machine from a variable speed engine | |
RU2086833C1 (en) | Device for steplessly changing speed of rotation | |
JPH04501163A (en) | Continuously variable transmission | |
US3527119A (en) | Transmission | |
EP0040904B1 (en) | Planetary gear assembly and application thereof | |
JPS63285351A (en) | Multiple-range dissipation infinite variable-ratio power transmitter | |
US4557160A (en) | Hydraulic differential transmission | |
RU2675305C1 (en) | Motor with the generator connection mechanism for the torque transformation | |
WO1995033146A1 (en) | Continuous, and infinitely variable transmission | |
RU2096672C1 (en) | Hydromechanical transmission | |
EP0198534A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
KR100203482B1 (en) | Belt type cvt | |
RU2457379C1 (en) | Differential variator |