RU2171928C2 - Automatic infinitely variable mechanical transmission - Google Patents
Automatic infinitely variable mechanical transmission Download PDFInfo
- Publication number
- RU2171928C2 RU2171928C2 RU2000107365/28A RU2000107365A RU2171928C2 RU 2171928 C2 RU2171928 C2 RU 2171928C2 RU 2000107365/28 A RU2000107365/28 A RU 2000107365/28A RU 2000107365 A RU2000107365 A RU 2000107365A RU 2171928 C2 RU2171928 C2 RU 2171928C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wheel
- shaft
- input shaft
- inertial
- central
- Prior art date
Links
Landscapes
- Structure Of Transmissions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортном машиностроении и станкостроении. The invention relates to mechanical engineering and can be used in transport engineering and machine tools.
Известна инерционная муфта Б.Ф.Кочеткова, содержащая ведущую полумуфту и ведомую полумуфту в виде соосных центральных конических зубчатых колес, сателлиты с инерционными грузами, выполненные в виде конических зубчатых колес, установленных с возможностью вращения на оси, перпендикулярной оси муфты, и находящихся в зацеплении с центральными коническими колесами, ось сателлитов установлена с возможностью вращения относительно осей центральных зубчатых колес, а инерционные грузы выполнены в виде соосных сателлитам маховиков (авторское свидетельство СССР N 1821584, кл. F 16 D 43/20, 15.06.93, Бюл. N 22). The inertial coupling of B.F. Kochetkov is known, comprising a leading coupling half and a driven coupling half in the form of coaxial central bevel gears, inertial loads made in the form of bevel gears mounted for rotation on an axis perpendicular to the coupling axis and engaged with central bevel wheels, the axis of the satellites is mounted to rotate relative to the axes of the central gears, and inertial loads are made in the form of flywheels coaxial to the satellites (the author’s USSR Vision N 1821584, class F 16 D 43/20, 06/15/93, Bull. N 22).
Эта инерционная муфта способна автоматически изменять частоту вращения выходного вала в обратной зависимости от приложенной к нему нагрузки, однако она не может трансформировать передаваемый вращающий момент и не передает его при одинаковой частоте вращения входного и выходного валов, когда маховики на своих осях не вращаются, а также имеет низкий КПД при частоте вращения выходного вала, близкой к частоте вращения входного вала. This inertial clutch is able to automatically change the speed of the output shaft in inverse proportion to the load applied to it, however, it cannot transform the transmitted torque and does not transmit it at the same speed of the input and output shafts when the flywheels do not rotate on their axes, and has a low efficiency at an output shaft speed close to that of the input shaft.
Наиболее близким по совокупности признаков техническим решением к заявленной передаче является автоматическая бесступенчатая механическая передача, содержащая соосные входной и выходной валы, инерционное тормозное устройство, содержащее ведущий и опорный элементы, механически взаимодействующие при помощи включенных в состав инерционного тормозного устройства инерционных грузов, которые установлены на ведущем валу инерционного тормозного устройства с возможностью вращения вместе с этим валом, дифференциал, водило которого закреплено на входном валу и выполнено в виде радиальных осей, на которых установлены с возможностью вращения сателлиты, которые входят в зацепление с размещенными по разные стороны от указанных радиальных осей центральными колесами дифференциала, одно из которых закреплено на полом ведущем валу инерционного тормозного устройства и воспринимает от него тормозящий вращающий момент, а второе центральное колесо закреплено на выходном валу, полый ведущий вал инерционного тормозного устройства установлен коаксиально с входным валом (патент РФ N 2109188, МПК F 16 H 33/10, 3/74, 1998 г.). The closest set of features to the technical solution to the claimed transmission is an automatic continuously variable mechanical transmission containing coaxial input and output shafts, an inertial braking device containing a leading and supporting elements mechanically interacting with the inertial loads included in the inertial brake device, which are mounted on the leading the shaft of the inertial brake device with the possibility of rotation together with this shaft, the differential, the carrier of which is fixed leno on the input shaft and is made in the form of radial axes on which satellites are mounted for rotation, which are engaged with central differential wheels located on opposite sides of the indicated radial axes, one of which is mounted on the hollow drive shaft of the inertial brake device and receives braking torque, and the second central wheel is mounted on the output shaft, the hollow drive shaft of the inertial brake device is mounted coaxially with the input shaft (RF patent N 2109188, IPC F 16 H 33/10, 3/74, 1998).
У этой автоматической бесступенчатой механической передачи верхним пределом повышения частоты вращения выходного вала является режим работы при неподвижном ведущем элементе инерционного тормозного устройства, когда инерционные грузы на своем водиле и вместе с ним не вращаются и не передают на первое центральное колесо дифференциала тормозящий момент силы. При этом не передается вращающий момент и на выходной вал. С уменьшением частоты вращения водила инерционных грузов и приближением к указанному верхнему пределу частоты вращения выходного вала соответственно уменьшается КПД и эффективность использования мощности применяемого двигателя. In this automatic stepless mechanical transmission, the upper limit for increasing the output shaft rotation frequency is the mode of operation with the fixed leading element of the inertial brake device, when the inertial loads on their carrier and together with it do not rotate and do not transmit the braking torque to the first central differential wheel. In this case, the torque is not transmitted to the output shaft either. With a decrease in the rotational speed of the carrier of inertial loads and approaching the specified upper limit of the rotational speed of the output shaft, the efficiency and efficiency of using the power of the engine used accordingly decreases.
Предлагаемое изобретение обеспечивает достижение технического результата, который заключается в автоматическом бесступенчатом изменении передаваемого вращающего момента в зависимости от нагрузки на выходном валу, осуществлении возможности передачи вращающего момента при неподвижном водиле инерционного тормозного устройства и при равной частоте вращения выходного и входного валов, создании максимального по величине вращающего момента на неподвижном (заторможенном нагрузкой) выходном валу при отсутствии при этом угрозы остановки двигателя, возможности автоматического торможения рабочей машины при помощи выключенного двигателя (например, при движении машины под уклон) и запуска двигателя с применением буксировки машины. При этом обеспечивается оптимальное использование мощности двигателя с высокими показателями КПД, экономное расходование моторного топлива и уменьшение в связи с этим вредного экологического воздействия на окружающую среду применяемых двигателей внутреннего сгорания. Одновременно с этим упрощается управление транспортной машиной и уменьшается износ двигателя и трансмиссии в связи с плавным приложением нагрузки. The present invention ensures the achievement of a technical result, which consists in an automatic stepless change in the transmitted torque depending on the load on the output shaft, the possibility of transmitting torque with a stationary carrier of an inertial brake device and with an equal speed of rotation of the output and input shafts, creating a maximum rotating torque on a stationary (braked by load) output shaft with no threat of stopping engine, automatic braking of the working machine with the engine turned off (for example, when the machine is moving downhill) and starting the engine using towing the machine. This ensures optimal use of engine power with high efficiency indicators, economical consumption of motor fuel and, therefore, reduction of the harmful environmental impact on the environment of the internal combustion engines used. At the same time, the control of the transport machine is simplified and the wear of the engine and transmission is reduced due to the smooth application of the load.
Указанный технический результат достигается тем, что автоматическая бесступенчатая механическая передача содержит соосные входной и выходной валы, инерционное тормозное устройство и дифференциал. Инерционное тормозное устройство содержит зубчатое коническое центральное колесо, механически взаимодействующее с сателлитами и жестко соосно связанными с ними инерционными грузами в виде маховиков, размещенными на радиальных осях водила, которое установлено с возможностью независимого вращения на входном валу. У дифференциала один из концевых валов является ведущим валом инерционного тормозного устройства, установленным коаксиально с входным валом, а два других концевых вала являются соответственно входным и выходным валами передачи. Сателлиты дифференциала входят в зацепление с размещенными по разные стороны от радиальных осей водила дифференциала коническими зубчатыми центральными колесами дифференциала, одно из которых закреплено на ведущем валу инерционного тормозного устройства и воспринимает от него тормозящий момент силы. The specified technical result is achieved by the fact that the automatic stepless mechanical transmission contains coaxial input and output shafts, an inertial brake device and a differential. The inertial braking device contains a gear conical central wheel mechanically interacting with satellites and inertia loads rigidly coaxially connected with them in the form of flywheels placed on the radial axes of the carrier, which is mounted with the possibility of independent rotation on the input shaft. At the differential, one of the end shafts is the drive shaft of the inertial braking device mounted coaxially with the input shaft, and the other two end shafts are the input and output shafts of the transmission, respectively. The differential satellites engage with the bevel gears of the differential placed on opposite sides of the radial axes of the differential carrier, one of which is mounted on the drive shaft of the inertial braking device and receives a braking torque from it.
Согласно изобретению параллельно оси передачи в корпусе передачи установлен опорный вал, на котором закреплено два зубчатых колеса, одно из которых введено в зацепление с зубчатым колесом, закрепленном на входном валу, а другое колесо - с зубчатым колесом, жестко соосно связанным с опорным колесом при помощи установленного коаксиально с входным валом полого промежуточного вала с обеспечением постоянного вращения этого опорного колеса в направлении вращения входного вала и с большей по сравнению с ним частотой. Инерционное тормозное устройство содержит зубчатое коническое центральное ведущее колесо, жестко соосно связанное с первым центральным колесом дифференциала при помощи ведущего вала инерционного тормозного устройства. Ведущее колесо введено в зацепление с сателлитами инерционного тормозного устройства и размещено по другую сторону от радиальных осей водила по отношению к опорному колесу. Другое центральное колесо дифференциала закреплено на входном валу передачи, а водило дифференциала закреплено на выходном валу передачи. According to the invention, a support shaft is mounted parallel to the transmission axis in the transmission housing, on which two gear wheels are fixed, one of which is engaged with a gear fixed to the input shaft, and the other wheel with a gear rigidly coaxially connected to the support wheel by installed coaxially with the input shaft of the hollow intermediate shaft with the constant rotation of this support wheel in the direction of rotation of the input shaft and with a higher frequency compared to it. The inertial braking device comprises a gear conical central driving wheel rigidly coaxially connected to the first central differential wheel using the drive shaft of the inertial braking device. The drive wheel is engaged with the satellites of the inertial braking device and placed on the other side of the radial axes of the carrier in relation to the support wheel. The other central differential wheel is fixed to the input gear shaft, and the differential carrier is fixed to the output gear shaft.
Каждый из сателлитов инерционного тормозного устройства выполнен в виде жестко соосно соединенных между собой в единый блок двух конических зубчатых колес - внешнего и внутреннего относительно геометрической оси передачи, которые находятся в зацеплении соответственно с опорным колесом и с ведущим колесом инерционного тормозного устройства, при этом передаточные отношения этих зацепляющихся пар колес различны. Each of the satellites of the inertial braking device is made in the form of two bevel gears rigidly coaxially interconnected to each other - an external and an internal gear relative to the geometrical axis, which are engaged respectively with the support wheel and with the drive wheel of the inertial brake device, while the gear ratios these engaging pairs of wheels are different.
Как частный случай устройства, каждый из сателлитов дифференциала выполнен из одного конического зубчатого колеса, находящегося в зацеплении с обоими центральными колесами дифференциала, при этом передаточные отношения между сателлитами и находящимися с ними в зацеплении центральными колесами одинаковы. As a special case of the device, each of the differential gears is made of one bevel gear meshing with both central differential wheels, while the gear ratios between the gears and the central gears engaged with them are the same.
Как частный случай выполнения, центральные колеса дифференциала имеют разные диаметры и передаточные отношения между ними и введенными с ними в зацепление сателлитами различны. As a special case of execution, the central wheels of the differential have different diameters and the gear ratios between them and the gears engaged with them are different.
Как частный случай выполнения, сблокированные колеса сателлитов инерционного тормозного устройства имеют массу, позволяющую им выполнять одновременно функции маховиков. As a special case of execution, the locked wheels of the satellites of the inertial brake device have a mass that allows them to simultaneously perform the functions of flywheels.
Входной и выходной валы связаны механизмом свободного хода, ведущая обойма которого установлена на выходном валу, а ведомая обойма - на входном валу. The input and output shafts are connected by a freewheel mechanism, the leading clip of which is mounted on the output shaft, and the driven clip - on the input shaft.
Геометрическая ось радиальных осей сателлитов и маховиков инерционного тормозного устройства и геометрическая ось входного вала пересекаются в центральной точке, совмещенной с обоими осями. The geometric axis of the radial axes of the satellites and the flywheels of the inertial braking device and the geometric axis of the input shaft intersect at a central point aligned with both axes.
На чертеже дан общий вид автоматической бесступенчатой механической передачи (далее - передача) с показом всех ее элементов и отличительных признаков, характеризующих изобретение. The drawing shows a General view of an automatic continuously variable mechanical transmission (hereinafter referred to as the transmission) with the display of all its elements and distinctive features that characterize the invention.
Передача содержит соосные входной 1 и выходной 2 валы, инерционное тормозное устройство, дифференциал и механизм свободного хода. The transmission contains coaxial input 1 and output 2 shafts, an inertial brake device, a differential and a freewheel.
Инерционное тормозное устройство содержит зубчатое коническое центральное опорное колесо 3, механически взаимодействующее при помощи сателлитов 4, 5 с жестко соосно связанными с этими сателлитами инерционными грузами в виде маховиков 6, размещенными вместе с сателлитами на радиальных осях 7 водила, которое установлено при помощи подшипника 8 на входном валу 1 с возможностью независимого от этого вала вращения. Каждый из сателлитов инерционного тормозного устройства выполнен в виде жестко соосно соединенных в единый блок двух конических зубчатых колес - внешнего 4 и внутреннего 5 относительно геометрической оси О-О передачи. Внешнее колесо 4 блока сателлитов находится в зацеплении с опорным колесом 3 инерционного тормозного устройства, а внутреннее колесо 5 блока сателлитов введено в зацепление с ведущим колесом 9 инерционного тормозного устройства, при этом передаточные отношения этих зацепляющихся пар колес различны. The inertial brake device contains a gear conical central support wheel 3, mechanically interacting with the help of satellites 4, 5 with inertial loads rigidly coaxially connected with these satellites in the form of flywheels 6, placed together with the satellites on the radial axes 7 of the carrier, which is mounted using a bearing 8 on input shaft 1 with the possibility of rotation independent of this shaft. Each of the satellites of the inertial brake device is made in the form of two bevel gears rigidly coaxially connected into a single block - external 4 and internal 5 relative to the geometric axis of the O-O transmission. The outer wheel 4 of the satellite block is engaged with the reference wheel 3 of the inertial brake device, and the inner wheel 5 of the satellite block is engaged with the drive wheel 9 of the inertia brake device, while the gear ratios of these engaging pairs of wheels are different.
У дифференциала один из концевых валов 10 установлен коаксиально с входным валом 1 и является ведущим валом инерционного тормозного устройства. Сателлиты 11 дифференциала установлены на радиальных осях 12 водила 13 дифференциала и входят в зацепление с его центральными колесами 14 и 15, которые размещены по разные стороны от радиальных осей 12 водила 13 дифференциала. Первое из центральных колес 14 закреплено на ведущем валу 10 инерционного тормозного устройства и воспринимает от него тормозящий момент силы. Второе центральное колесо 15 дифференциала закреплено на входном валу 1 передачи. Водило 13 дифференциала установлено на выходном валу 2 передачи. At the differential, one of the end shafts 10 is mounted coaxially with the input shaft 1 and is the drive shaft of the inertial braking device. The differential gears 11 are mounted on the radial axles 12 of the differential carrier 13 and enter into engagement with its central wheels 14 and 15, which are placed on opposite sides of the radial axles 12 of the differential carrier 13. The first of the central wheels 14 is mounted on the drive shaft 10 of the inertial braking device and receives a braking torque from it. The second central differential wheel 15 is fixed to the input shaft 1 of the transmission. Drove 13 differential installed on the output shaft of the 2nd gear.
Параллельно геометрической оси О-О передачи в корпусе 16 передачи установлен опорный вал 17, на котором закреплено два зубчатых колеса 18 и 19, одно из которых 18 введено в зацепление с зубчатым колесом 20, закрепленном на входном валу 1, а другое колесо 19 находится в зацеплении с зубчатым колесом 21, жестко соосно связанным с опорным колесом 3 при помощи установленного коаксиально с входным валом 1 полого промежуточного вала 22 с обеспечением постоянного вращения этого опорного колеса в направлении вращения входного вала 1 и с большей по сравнению с ним частотой. Parallel to the geometrical axis O-O of the transmission, a support shaft 17 is mounted in the transmission housing 16, on which two gear wheels 18 and 19 are fixed, one of which 18 is engaged with the gear wheel 20 mounted on the input shaft 1, and the other wheel 19 is in meshing with a gear wheel 21, rigidly coaxially connected with the support wheel 3 by means of a hollow intermediate shaft 22 mounted coaxially with the input shaft 1 to ensure constant rotation of this support wheel in the direction of rotation of the input shaft 1 and with a greater than nim frequency.
Ведущий вал 10 инерционного тормозного устройства жестко связывает первое центральное колесо 14 дифференциала с ведущим колесом 9 инерционного тормозного устройства, которое размещено по другую сторону от радиальных осей 7 водила инерционного тормозного устройства по отношению к опорному колесу 3. The drive shaft 10 of the inertial brake device rigidly connects the first Central wheel 14 of the differential with the drive wheel 9 of the inertial brake device, which is located on the other side from the radial axes 7 of the carrier of the inertial brake device with respect to the support wheel 3.
Как частный случай устройства, каждый из сателлитов 11 дифференциала выполнен из одного конического зубчатого колеса, находящегося в зацеплении с обоими центральными колесами дифференциала, при этом передаточные отношения между сателлитами и находящимися с ними в зацеплении центральными колесами 14, 15 одинаковы. As a special case of the device, each of the differential gears 11 is made of one bevel gear meshing with both central differential wheels, while the gear ratios between the satellites and the central gears 14, 15 engaged with them are the same.
Как частный случай выполнения, центральные колеса 14, 15 дифференциала имеют разные диаметры и передаточные отношения между ними и введенными с ними в зацепление сателлитами 11 различны. As a special case of execution, the central differential wheels 14, 15 have different diameters and the gear ratios between them and the gears 11 engaged with them are different.
Как частный случай выполнения, сблокированные колеса 4 и 5 сателлитов инерционного тормозного устройства имеют массу, позволяющую им выполнять одновременно функции маховиков. При этом инерционные грузы в виде сблокированных с сателлитами маховиков не применяются. As a special case of execution, the interlocked wheels of the 4 and 5 satellites of the inertial brake device have a mass that allows them to simultaneously perform the functions of flywheels. Inertia loads in the form of flywheels interlocked with satellites are not used.
Входной и выходной валы передачи связаны механизмом свободного хода 23, ведущая обойма которого установлена на выходном валу 2, а ведомая обойма - на входном валу 1. The input and output transmission shafts are connected by a freewheeling mechanism 23, the driving cage of which is mounted on the output shaft 2, and the driven cage - on the input shaft 1.
Геометрическая ось О1-О1 радиальных осей 7 сателлитов и маховиков инерционного тормозного устройства и геометрическая ось О-О входного вала 1 пересекаются в центральной точке О1, совмещенной с обоими этими осями.The geometric axis O 1 -O 1 of the radial axes of 7 satellites and flywheels of the inertial braking device and the geometric axis O-O of the input shaft 1 intersect at the central point O 1 , combined with both of these axes.
Автоматическая бесступенчатая механическая передача работает следующим образом. Automatic stepless mechanical transmission operates as follows.
При вращении входного вала 1 вместе с установленным на нем вторым центральным колесом 15 дифференциала и неподвижном выходном вале 2 с установленном на нем водилом 13 дифференциала в связи с приложенной к этому валу нагрузкой или началом движения из неподвижного положения, сателлиты 11 дифференциала приводятся во вращение на неподвижных радиальных осях 12 водила 13 дифференциала в связи с тем, что они находятся в зацеплении со вторым колесом 15 дифференциала. При этом приводится во вращение находящееся в зацеплении с сателлитами первое центральное колесо 14 дифференциала и жестко связанный с ним ведущий вал 10 инерционного тормозного устройства. Это вращение в данном случае осуществляется с максимальной частотой, равной частоте вращения входного вала 1, и в противоположном направлении по отношению к входному валу. When the input shaft 1 is rotated together with the second central differential wheel 15 mounted on it and the stationary output shaft 2 with the differential carrier 13 mounted on it, due to the load applied to this shaft or the beginning of movement from the stationary position, the differential gears 11 are driven to rotate on stationary radial axles 12 drove 13 differential due to the fact that they are engaged with the second differential wheel 15. In this case, the first central differential wheel 14 engaged with the satellites and the drive shaft 10 of the inertial braking device rigidly connected with it are driven into rotation. This rotation in this case is carried out with a maximum frequency equal to the frequency of rotation of the input shaft 1, and in the opposite direction with respect to the input shaft.
В свою очередь опорное колесо 3 посредством связанных с входным валом 1 двух пар зубчатых колес 20, 18 и 19, 21 приводится во вращение в одном направлении с вращением входного вала. При этом благодаря соответствующим передаточным отношениям указанных двух пар зубчатых колес частота вращения опорного колеса 3 превышает частоту вращения входного вала 1. In turn, the support wheel 3 by means of two pairs of gears 20, 18 and 19, 21 connected with the input shaft 1 is rotated in the same direction as the input shaft. Moreover, due to the corresponding gear ratios of these two pairs of gears, the speed of the support wheel 3 exceeds the speed of the input shaft 1.
Вращающиеся в противоположных направлениях опорное колесо 3 и ведущее колесо 9 приводят во вращение с максимальной частотой на радиальных осях 7 водила находящиеся с ними в зацеплении соответственно внешние 4 и внутренние 5 колеса блока сателлитов, а также связанные с ними маховики 6. В связи с тем, что опорное колесо 3 вращается с большей частотой по сравнению с ведущим колесом 9, водило с радиальными осями 7, блоками сателлитов 4, 5 и маховиками 6 будет вращаться в одном направлении с опорным колесом 3 с максимальной частотой. The support wheel 3 and the driving wheel 9 rotating in opposite directions are driven into rotation with a maximum frequency on the radial axes 7 of the carrier, the outer 4 and inner 5 wheels of the satellite block, and also the flywheels associated with them, are engaged with them respectively 6. In connection with this, that the support wheel 3 rotates with a higher frequency compared to the drive wheel 9, the carrier with radial axes 7, satellite blocks 4, 5 and flywheels 6 will rotate in the same direction with the support wheel 3 with the maximum frequency.
Исходя из сказанного следует, что блоки сателлитов 4, 5 и маховики 6 будут совершать вращение одновременно вокруг оси О-О передачи и оси О1-О1 водила, а следовательно, относительно центральной точки О1 пересечения этих осей. При этом частоты вращения блоков сателлитов и маховиков вокруг оси О1-О1 водила в данном случае, т.е. при неподвижном выходном вале 2 будет максимальной.Based on the foregoing, it follows that the satellite blocks 4, 5 and flywheels 6 will rotate simultaneously about the O-O axis of the transmission and the O 1 -O 1 axis of the carrier, and therefore relative to the central point O 1 of the intersection of these axes. In this case, the rotation frequencies of the blocks of satellites and flywheels around the axis O 1 -O 1 drove in this case, i.e. with a stationary output shaft 2 will be maximum.
Известно, что вращающееся тело имеет определенный момент количества движения, который проявляется с соблюдением фундаментального всеобщего физического закона сохранения, согласно которому момент количества движения может быть изменен только под действием внешних сил. Известно также, что момент количества движения при вращении тела относительно точки является векторной величиной и направление вектора совпадает с направлением оси вращения непосредственно тела, в данном случае с направлением оси О1-О1 водила инерционного тормозного устройства, перпендикулярной оси О-О передачи. Но поскольку ось О1-О1 водила совершает вращение вокруг оси О-О передачи и относительно центральной точки О1 пересечения этих осей, направление векторов моментов количества движения сателлитов и маховиков постоянно изменяется.It is known that a rotating body has a certain moment of momentum, which manifests itself in compliance with the fundamental universal physical conservation law, according to which the moment of momentum can only be changed under the influence of external forces. It is also known that the angular momentum during rotation of the body relative to the point is a vector quantity and the direction of the vector coincides with the direction of the axis of rotation of the body itself, in this case, with the direction of the axis O 1 -O 1 of the carrier of the inertial braking device perpendicular to the axis O-O transmission. But since the axis O 1 –O 1 of the carrier rotates around the O – O axis of transmission and relative to the central point O 1 of the intersection of these axes, the direction of the moment vectors of the momentum of the satellites and flywheels is constantly changing.
Известно, что действия над векторами являются отражением соответствующих действий над векторными величинами, а векторные величины являются равными, если совпадают их числовые значения и направления. Исходя из этого, при указанном выше вращении сателлитов и маховиков относительно двух осей одновременно их моменты количества движения принудительно изменяются под воздействием в конечном итоге от вращающего момента, передаваемого входным валом 1, и момента сопротивления, приложенного к выходному валу 2. Проявление при этом закона сохранения противодействует вращению осей 7 водила инерционного тормозного устройства вокруг оси О-О передачи, которые стремятся сохранить свое стабильное положение. Возникающий при этом тормозящий момент силы посредством ведущего вала 10 инерционного тормозного устройства передается на первое центральное колесо 14 дифференциала, что обеспечивает передачу вращающего момента от входного вала 1 и второго центрального колеса 15 на водило 13 дифференциала и далее на выходной вал 2. При этом внешней опорой для торможения радиальных осей 7 инерционного тормозного устройства и первого центрального колеса 14 дифференциала и обеспечения при этом передачи и преобразования вращающего момента является корпус 16 передачи, в котором установлен опорный вал 17. Эта зависимость обусловлена тем, что создание и изменение моментов количества движения маховиков 6 и сателлитов 4, 5 инерционного тормозного устройства при любых режимах работы передачи обеспечивается вращением опорного колеса 3 с большей частотой по сравнению с входным валом 1 и за счет установленного в корпусе передачи 16 опорного вала 17. It is known that actions on vectors are a reflection of the corresponding actions on vector quantities, and vector quantities are equal if their numerical values and directions coincide. Based on this, with the above rotation of the satellites and flywheels relative to two axes at the same time, their angular momenta are forced to change under the influence ultimately from the torque transmitted by the input shaft 1 and the moment of resistance applied to the output shaft 2. The manifestation of the conservation law counteracts the rotation of the axes 7 of the carrier of the inertial brake device around the axis O-O transmission, which tend to maintain their stable position. The resulting braking moment of force is transmitted through the drive shaft 10 of the inertial brake device to the first central differential wheel 14, which ensures the transmission of torque from the input shaft 1 and the second central wheel 15 to the differential carrier 13 and then to the output shaft 2. In this case, an external support for braking the radial axes 7 of the inertial braking device and the first central differential wheel 14 and ensuring the transmission and conversion of torque is the housing 16 ne of the driver in which the support shaft 17 is installed. This dependence is due to the fact that the creation and change of the angular momentum of the flywheel 6 and the satellites 4, 5 of the inertial brake device under any transmission operation modes is ensured by the rotation of the support wheel 3 with a higher frequency compared to the input shaft 1 and due to the support shaft 17 installed in the transmission housing 16.
Автоматическое трансформирование передаваемого вращающего момента и частоты вращения в зависимости от нагрузки на выходном валу 2 обеспечивается возможностью изменения момента торможения, передаваемого от инерционного тормозного устройства на первое центральное колесо 14 дифференциала. Величина этого момента торможения зависит от совокупной массы сателлитов 4, 5 и маховиков 6 и частоты их вращения одновременно вокруг оси О1-О1 водила инерционного тормозного устройства и оси О-О передачи, а совокупно - относительно центральной точки О1 пересечения этих осей.Automatic transformation of the transmitted torque and speed depending on the load on the output shaft 2 is provided with the ability to change the braking torque transmitted from the inertial brake device to the first central differential wheel 14. The magnitude of this braking moment depends on the total mass of satellites 4, 5 and flywheels 6 and their rotation frequency simultaneously around the axis O 1 -O 1 of the carrier of the inertial braking device and the axis O-O of transmission, and collectively relative to the central point O 1 of the intersection of these axes.
В свою очередь частота вращения блоков сателлитов 4, 5 и маховиков 6 относительно оси О1-О1 при неизменной частоте вращения входного вала 1 и опорного колеса 3 находится в обратной зависимости от частоты вращения выходного вала 2 и жестко связанного с ним водила 13 дифференциала. Отсюда следует вывод, что величина создаваемого инерционным тормозным устройством тормозящего момента и обусловленная этим величина передаваемого на выходной вал вращающего момента зависит от величины разности в частотах вращения входного 1 и выходного 2 валов.In turn, the rotational speed of the blocks of satellites 4, 5 and flywheels 6 relative to the axis O 1 -O 1 with a constant speed of the input shaft 1 and the support wheel 3 is inversely dependent on the speed of the output shaft 2 and the differential carrier rigidly connected with it 13. From this it follows that the magnitude of the braking torque created by the inertial braking device and the magnitude of the torque transmitted to the output shaft depends on the difference in the rotational frequencies of the input 1 and output 2 shafts.
Исходя из сказанного следует, что максимальная величина передаваемого вращающего момента будет при неподвижном (заторможенном нагрузкой) выходном вале 2, поскольку при этом сателлиты 4, 5 и маховики 6 инерционного тормозного устройства будут иметь наибольшие моменты количества движения, изменение направления векторов которых при вращении вокруг оси О-О передачи обеспечит создание на радиальных осях 7 водила наибольшие моменты торможения, передаваемые на первое центральное колесо 14 дифференциала. Based on the foregoing, it follows that the maximum value of the transmitted torque will be at a fixed (braked load) output shaft 2, since in this case the satellites 4, 5 and the flywheels 6 of the inertial braking device will have the greatest moments of momentum, the direction of the vectors of which during rotation around the axis O-O transmission will ensure the creation on the radial axes of the carrier 7 the greatest braking moments transmitted to the first central differential wheel 14.
С увеличением частоты вращения выходного вала 2 частота вращения сателлитов 4, 5 и маховиков 6 вокруг радиальной оси О1-О1 водила по указанным выше причинам уменьшается одновременно с уменьшением передаваемого на первое колесо 14 дифференциала тормозящего момента, а следовательно, и передаваемого на выходной вал 2 вращающего момента. В этом заключается автоматизм работы передачи.With an increase in the frequency of rotation of the output shaft 2, the frequency of rotation of the satellites 4, 5 and flywheels 6 around the radial axis O 1 -O 1 drove for the above reasons, decreases simultaneously with a decrease in the braking torque differential transmitted to the first wheel 14, and therefore transmitted to the output shaft 2 torques. This is the automatism of the transmission.
В связи с вращением опорного колеса 3 с большей частотой по сравнению с входным валом 1 инерционное тормозное устройство передает на первое центральное колесо 14 дифференциала тормозящий момент силы при любых режимах работы, в том числе при одинаковой и даже большей частоте вращения выходного вала 2 по сравнению с входным валом 1, а также при неподвижных радиальных осях 7 водила, поскольку при любом из этих режимов работы обеспечивается вращение сателлитов 4, 5 и маховиков 6 инерционного тормозного устройства относительно радиальных осей О1-О1 водила и центральной точки O1.In connection with the rotation of the support wheel 3 with a higher frequency compared to the input shaft 1, the inertial braking device transmits the braking torque to the first central differential wheel 14 under any operating conditions, including at the same and even higher rotational speed of the output shaft 2 compared to the input shaft 1, and also at fixed radial axes of the carrier 7, because when either of these modes of operation is provided by rotation of the satellites 4, 5 and 6, the flywheel inertia of the braking device with respect to radial axes O 1 - Carrier 1 and the central point O 1.
Подтверждением сказанному является известное свойство гироскопа (волчка) устойчиво сохранять направление оси своего вращения и противодействовать повороту этой оси. This is confirmed by the well-known property of the gyroscope (top) to stably maintain the direction of its rotation axis and counteract the rotation of this axis.
Выполнение сателлитов 4, 5 и маховика 6 инерционного тормозного устройства в виде единой детали, когда это возможно исходя из других конструктивных особенностей, упрощает устройство передачи. The implementation of the satellites 4, 5 and the flywheel 6 of the inertial braking device in the form of a single part, when possible based on other design features, simplifies the transmission device.
При частном случае выполнения передачи, когда центральные колеса 14, 15 дифференциала имеют разные диаметры и различные передаточные отношения с сателлитами, обеспечивается возможность дополнительного постоянного регулирования величины передаваемого на выходной вал 2 вращающего момента. При этом опорами для изменения величины вращающего момента являются оси водила дифференциала, которые в данном случае устанавливают к оси О-О передачи и выходному валу 2 под углом, отличным от прямого. In the particular case of transmission, when the central differential wheels 14, 15 have different diameters and different gear ratios with the satellites, it is possible to further continuously control the amount of torque transmitted to the output shaft 2. In this case, the supports for changing the magnitude of the torque are the axles of the differential carrier, which in this case are set to the transmission axis O-O and the output shaft 2 at an angle different from the straight line.
При необходимости передачи вращающего момента и вращения от выходного вала 2 на входной вал 1 с целью торможения рабочей машины, работа двигателя прекращается. При этом под воздействием вращающего момента, передаваемого от выходного вала на входной вал, происходит замыкание механизма свободного хода 23, который обеспечит передачу потока мощности от выходного вала на входной вал и далее - на двигатель, принудительное вращение вала которого приводит к торможению рабочей машины. Таким же образом обеспечивается запуск двигателя с применением буксировки рабочей машины, что может иметь место в зимнее время, при разряженных аккумуляторах, неисправном стартере и др. If necessary, the transmission of torque and rotation from the output shaft 2 to the input shaft 1 in order to brake the working machine, the engine stops. In this case, under the influence of the torque transmitted from the output shaft to the input shaft, the free-wheeling mechanism 23 is closed, which will transmit power flow from the output shaft to the input shaft and then to the engine, the forced rotation of the shaft of which leads to braking of the working machine. In the same way, the engine is started using towing a working machine, which can take place in the winter, with discharged batteries, a faulty starter, etc.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000107365/28A RU2171928C2 (en) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | Automatic infinitely variable mechanical transmission |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000107365/28A RU2171928C2 (en) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | Automatic infinitely variable mechanical transmission |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000107365A RU2000107365A (en) | 2000-09-20 |
| RU2171928C2 true RU2171928C2 (en) | 2001-08-10 |
Family
ID=36714788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000107365/28A RU2171928C2 (en) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | Automatic infinitely variable mechanical transmission |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2171928C2 (en) |
-
2000
- 2000-03-28 RU RU2000107365/28A patent/RU2171928C2/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2171928C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2172438C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2171929C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2163317C2 (en) | Automatic stepless mechanical gearing | |
| RU2171931C2 (en) | Sutomatic infinitely variabe mechanical transmission | |
| RU2171932C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2171930C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2174202C2 (en) | Automatic stepless gearing | |
| RU2163316C2 (en) | Ic stepless inertial gearing | |
| RU2174200C2 (en) | Automatic stepless gearing | |
| RU2063569C1 (en) | Automatic infinitely variable gear box | |
| RU2172878C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2109188C1 (en) | Automatic stepless mechanical transmission | |
| RU2171927C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2185553C2 (en) | Automatic stepless mechanical transmission | |
| RU2184894C2 (en) | Automatic mechanical infinitely variable transmission | |
| RU2174201C2 (en) | Automatic stepless gearing | |
| RU2172877C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2174204C2 (en) | Automatic stepless gearing | |
| RU2174203C2 (en) | Automatic stepless gearing | |
| RU2178107C2 (en) | Automatic stepless mechanical transmission | |
| RU2247884C1 (en) | Automatic stepless mechanical transmission | |
| RU2279596C1 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2036361C1 (en) | Planet gear with automatically changeable gear ratio | |
| RU2063568C1 (en) | Automatic infinitely variable gear box |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050329 |