RU2174203C2 - Automatic stepless gearing - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: gearing contains driving 1 and driven 2 shafts, basic carrier 3 with radial axles 5, whereon basic 6 and additional 11 intermediate wheels are mounted, and differential whose pinion carrier 10 is mounted on the driving shaft, second center wheel 13 is mounted on the driving shaft, and first center wheel 12 is mounted on the hollow countershaft 4 located coaxially to the driving shaft. The first center wheel of the differential and the basic carrier are mounted on the hollow countershaft. The basic intermediate wheels 6 are engaged with fixed enter wheel 8 mounted inside housing 7 of the gearing and additional intermediate wheel 11 are engaged with movable supporting wheel 9 mounted on the shaft. EFFECT: automatic changing of the torque and rotation speed of the driven shaft in dependence on load on the driven shaft. 9 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортном машиностроении, в частности в автомобилестроении и станкостроении. The invention relates to mechanical engineering and can be used in transport engineering, in particular in the automotive industry and machine tool industry.

Известна инерционная автоматическая бесступенчатая передача, содержащая соосные входной и выходной валы, инерционное тормозное устройство, состоящее из ведущего и опорного элементов, механически взаимодействующих при помощи включенных в состав инерционного тормозного устройства инерционных грузов, которые установлены при помощи водила на валу инерционного тормозного устройства с возможностью вращения вместе с этим валом, дифференциал, один из концевых валов которого связан с инерционным тормозным устройством, два других - с входным и выходным валами (патент РФ N 2072718, МПК F 16 H 33/10, 3/74, 27.01.97, Бюл. N 3). Known inertial automatic continuously variable transmission containing coaxial input and output shafts, inertial braking device, consisting of the leading and supporting elements, mechanically interacting with the inertial loads included in the inertia braking device, which are mounted with a carrier on the shaft of the inertial braking device with rotation along with this shaft, a differential, one of the end shafts of which is connected to an inertial brake device, the other two to the input and output shafts (patent of RF N 2072718, IPC F 16 H 33/10, 3/74, 27.01.97, Bulletin. 3 N).

Наиболее близким по совокупности признаков техническим решением к заявленной передаче является автоматическая бесступенчатая механическая передача, содержащая соосные входной и выходной валы, инерционное тормозное устройство, состоящее из ведущего и опорного элементов, первый из которых включает водило, закрепленное на размещенном коаксиально с входным валом полом промежуточном валу и снабженное радиальными осями, на которых симметрично оси передачи размещены зубчатые конические сателлиты, введенные в зацепление с закрепленным в корпусе передачи коническим центральным неподвижным опорным колесом, являющимся опорным элементом передачи, с промежуточным валом жестко соединено первое центральное колесо размещенного на выходе из передачи дифференциала, водило дифференциала закреплено на входном валу и выполнено в виде радиальных осей, на которых установлены сателлиты, входящие в зацепление с центральными колесами дифференциала, при этом второе центральное колесо дифференциала закреплено на выходном валу (патент РФ N 2109188, МПК F 16 H 33/10, 3/74, 20.04.98, Бюл. N 11). The technical solution closest to the claimed transmission in terms of features is an automatic continuously variable mechanical transmission containing coaxial input and output shafts, an inertial braking device consisting of a drive and support elements, the first of which includes a carrier mounted on a hollow intermediate shaft mounted coaxially with the input shaft and provided with radial axes on which gear conical satellites are placed symmetrically to the transmission axis and are engaged with the transmission housing with the conical central fixed support wheel, which is the transmission support element, with the intermediate shaft, the first central wheel of the differential located at the output of the transmission is rigidly connected, the differential carrier is mounted on the input shaft and made in the form of radial axes on which satellites are engaged the central wheels of the differential, while the second central wheel of the differential is mounted on the output shaft (RF patent N 2109188, IPC F 16 H 33/10, 3/74, 04/20/98, Bull. N 11).

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 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 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 braking device, when the inertial loads on the carrier and 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 carrier speed and approaching the indicated upper limit of the output shaft rotation frequency, 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 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. Одновременно с этим упрощается управление транспортной машиной и уменьшается износ двигателя в связи с плавным преобразованием нагрузки на выходном валу. 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 and with an equal speed of output and input shafts, creating the maximum torque on a stationary (braked by the load) to the output shaft in the absence of a threat of engine shutdown, the possibility of automatic th working vehicle deceleration using engine off (e.g., when the vehicle downhill) and starting the engine using the towing machine. This ensures optimal use of engine power. At the same time, control of the transport machine is simplified and engine wear is reduced due to the smooth conversion of the load on the output shaft.

Указанный технический результат достигается тем, что автоматическая бесступенчатая механическая передача содержит соосные входной и выходной валы, основное водило, закрепленное на размещенном коаксиально с входным валом полом промежуточном валу и снабженное радиальными осями, на которых симметрично оси передачи размещены зубчатые конические основные сателлиты, введенные в зацепление с закрепленным в корпусе передачи коническим центральным неподвижным опорным колесом. С промежуточным валом жестко соединено первое центральное колесо размещенного на выходе из передачи дифференциального механизма. На входном валу закреплено водило указанного дифференциального механизма и на этом водиле размещены сателлиты, входящие в зацепление с центральными колесами дифференциального механизма, при этом второе из упомянутых центральных колес закреплено на выходном валу. Согласно изобретению, на входном валу закреплено зубчатое коническое центральное подвижное опорное колесо, введенное в зацепление с коническими дополнительными сателлитами, размещенными на радиальных осях основного водила с возможностью независимого вращения на этих осях от основных сателлитов. Упомянутым основным и дополнительным сателлитом придана масса, обеспечивающая возможность одновременного выполнения ими функций инерционных грузов в виде маховиков. The indicated technical result is achieved in that the automatic stepless mechanical transmission comprises coaxial input and output shafts, a main carrier mounted on a hollow intermediate shaft located coaxially with the input shaft and provided with radial axes on which gear conical main gears are placed symmetrically to the transmission axis and engaged with a conical central fixed support wheel fixed in the transmission housing. The first central wheel located at the output of the gear of the differential mechanism is rigidly connected to the intermediate shaft. A carrier of the indicated differential mechanism is fixed on the input shaft, and satellites are placed on this carrier, which mesh with the central wheels of the differential mechanism, while the second of the said central wheels is fixed on the output shaft. According to the invention, a gear conical central movable support wheel is fixed on the input shaft, engaged with conical additional satellites placed on the radial axes of the main carrier with the possibility of independent rotation on these axes from the main satellites. The aforementioned primary and secondary satellites are given mass, which enables them to simultaneously perform the functions of inertial loads in the form of flywheels.

Основные сателлиты и дополнительные сателлиты снабжены массивными ободами и одновременно выполняют функции маховиков. The main satellites and additional satellites are equipped with massive rims and simultaneously serve as flywheels.

Как частный случай выполнения, основные сателлиты и дополнительные сателлиты жестко соосно связаны с размещенными на радиальных осях основного водила маховиками. As a special case of execution, the main satellites and additional satellites are rigidly coaxially connected with the flywheels located on the radial axes of the main carrier.

Как частный случай выполнения, передача содержит две размещенные на одной диаметральной линии радиальные оси основного водила, на каждой из которых размещены основные и дополнительные сателлиты. As a special case of execution, the transmission contains two radial axes of the main carrier placed on the same diametrical line, on each of which the main and additional satellites are placed.

Как частный случай выполнения, основное водило содержит две пары перпендикулярных между собой радиальных осей и на одной из этих пар радиальных осей размещены основные сателлиты, а на другой паре осей - дополнительные сателлиты. As a special case of execution, the main carrier contains two pairs of radial axes perpendicular to each other and main satellites are placed on one of these pairs of radial axes, and additional satellites are located on the other pair of axes.

Геометрические оси радиальных осей основного водила и геометрическая ось передачи пересекаются в центральной точке, совмещенной с этими осями. The geometric axes of the radial axes of the main carrier and the geometric axis of the transmission intersect at a central point aligned with these axes.

Как частный случай выполнения, центральные колеса и сателлиты дифференциального механизма выполнены коническими, а оси сателлитов размещены под углом, в том числе под прямым углом, к оси передачи. As a special case of execution, the central wheels and satellites of the differential mechanism are conical, and the axis of the satellites are placed at an angle, including at a right angle, to the transmission axis.

Как частный случай выполнения, центральные колеса и сателлиты дифференциального механизма выполнены цилиндрическими, при этом второе из упомянутых центральных колес, установленное на выходном валу, имеет внутреннее зацепление, а оси сателлитов параллельны оси передачи. As a special case of execution, the central wheels and satellites of the differential mechanism are cylindrical, while the second of the said central wheels mounted on the output shaft has internal engagement, and the axis of the satellites are parallel to the transmission axis.

Промежуточный вал связан с корпусом передачи механизмом свободного хода с обеспечением возможности вращения промежуточного вала только в одном направлении с входным валом. The intermediate shaft is connected to the transmission housing by a freewheel with the possibility of rotation of the intermediate shaft in only one direction with the input shaft.

На фиг. 1 дан общий вид автоматической бесступенчатой механической передачи (далее - передача) с показом ее элементов и отличительных признаков, характеризующих изобретение. На фиг. 2 показано устройство передачи в частном случае ее выполнения с изображением только тех ее элементов, которые попадают в плоскость сечения, перпендикулярную геометрической оси передачи и совмещенную с радиальными осями основного водила. При этом приведен вариант устройства без применения маховиков и с основными и дополнительными сателлитами, снабженными массивными ободами, выполняющими функции маховиков. In FIG. 1 is a general view of an automatic stepless mechanical transmission (hereinafter referred to as transmission) with a display of its elements and distinguishing features characterizing the invention. In FIG. 2 shows a transmission device in the particular case of its implementation with the image of only those elements that fall into a section plane perpendicular to the geometrical axis of transmission and combined with the radial axes of the main carrier. In this case, a variant of the device without the use of flywheels and with the main and additional satellites equipped with massive rims that perform the functions of flywheels is shown.

Передача содержит соосные входной 1 и выходной 2 валы, основное водило 3, закрепленное на размещенном коаксиально с входным валом 1 полом промежуточном валу 4 и снабженное радиальными осями 5, на которых симметрично оси О-О передачи размещены зубчатые конические основные сателлиты 6, введенные в зацепление с закрепленным в корпусе 7 передачи центральным неподвижным опорным колесом 8. На выходе из передачи размещен дифференциальный механизм, концевые валы которого связаны с входным 1, и выходным 2 и промежуточным 4 валами и соответственно составляют с ним одно целое. На входном валу 1 последовательно в направлении к выходному валу 2 закреплены зубчатое коническое центральное подвижное опорное колесо 9 и водило 10 дифференциального механизма. При этом входной вал 1 является одновременно концевым валом водила 10 дифференциального механизма. Подвижное опорное колесо 9 введено в зацепление с коническими дополнительными сателлитами 11, размещенными на радиальных осях 5 основного водила 3 с возможностью независимого вращения на этих осях от основных сателлитов 6. Промежуточный вал 4 одновременно является также концевым валом первого центрального колеса 12 дифференциального механизма. Второе центральное колесо 13 дифференциального механизма закреплено на выходном валу 2, который одновременно соответственно является одним из концевых валов дифференциального механизма. На водиле 10 дифференциального механизма размещены сателлиты 14 дифференциального механизма, введенные в зацепление одновременно с первым 12 и вторым 13 центральными колесами дифференциального механизма. Указанные выше основные 6 и дополнительные 11 сателлиты совмещены с инерционными грузами в виде маховиков. The transmission contains coaxial input 1 and output 2 shafts, the main carrier 3, mounted on a hollow intermediate shaft 4 mounted coaxially with the input shaft 1 and provided with radial axes 5, on which gear conical main satellites 6 are placed symmetrically to the O-O axis of the transmission, engaged with a central fixed support wheel 8 fixed in the transmission housing 7. At the output of the transmission, a differential mechanism is placed, the end shafts of which are connected to the input 1 and output 2 and intermediate 4 shafts and, accordingly, pour with him one whole. A gear conical central movable support wheel 9 and a carrier 10 of a differential mechanism are sequentially fixed on the input shaft 1 in the direction of the output shaft 2. In this case, the input shaft 1 is simultaneously the end shaft of the carrier 10 of the differential mechanism. The movable support wheel 9 is engaged with conical additional satellites 11 located on the radial axes 5 of the main carrier 3 with the possibility of independent rotation on these axes from the main satellites 6. The intermediate shaft 4 is also the end shaft of the first central wheel 12 of the differential mechanism. The second Central wheel 13 of the differential mechanism is mounted on the output shaft 2, which at the same time is respectively one of the end shafts of the differential mechanism. On the carrier 10 of the differential mechanism there are satellites 14 of the differential mechanism engaged in meshing with the first 12 and second 13 central wheels of the differential mechanism. The above-mentioned main 6 and additional 11 satellites are combined with inertial loads in the form of flywheels.

Как частный случай выполнения, основные сателлиты 6 и дополнительные сателлиты 11 снабжены массивными ободами и выполняют одновременно функции маховиков. As a special case of execution, the main satellites 6 and additional satellites 11 are equipped with massive rims and simultaneously serve as flywheels.

Как частный случай выполнения, основные сателлиты 6 и дополнительные сателлиты 11 жестко соосно связаны с размещенными на радиальных осях 5 основного водила 3 маховиками 15. As a special case of execution, the main satellites 6 and additional satellites 11 are rigidly coaxially connected to the flywheels 15 located on the radial axes 5 of the main carrier 3.

Как частный случай выполнения, передача содержит две размещенные на одной диаметральной линии радиальные оси 5 основного водила 3, на каждой из которых размещены независимо друг от друга основные 6 и дополнительные 11 сателлиты. Данный частный случай выполнения передачи приведен на фиг. 1. As a special case of execution, the transmission contains two radial axes 5 of the main carrier 3 located on the same diametrical line, on each of which the main 6 and additional 11 satellites are placed independently of each other. This particular case of transmission is shown in FIG. 1.

Как частный случай выполнения, основное водило 3 содержит две пары перпендикулярных между собой радиальных осей 5 и на одной из этих пар радиальных осей размещены основные сателлиты 6, а на другой паре осей - дополнительные сателлиты 11. Данный частный случай выполнения передачи приведен на фиг. 2, при этом указанные сателлиты 6 и 11 показаны без связи с маховиком. As a special case of execution, the main carrier 3 contains two pairs of radial axes 5 perpendicular to each other and the main satellites 6 are placed on one of these pairs of radial axes, and additional satellites 11 on the other pair of axes. This particular case of transmission is shown in FIG. 2, while said satellites 6 and 11 are shown without communication with the flywheel.

Геометрические оси О₁-О₁ радиальных осей 5 основного водила 3 и геометрическая оси О-О передачи пересекаются в центральной точке О¹, совмещенной с этими осями.The geometric axis O ₁ -O _{1 of the} radial axes 5 of the main carrier 3 and the geometric axis O-O transmission intersect at a central point O ¹ combined with these axes.

Как частный случай выполнения, центральные колеса 12, 13 дифференциального механизма выполнены коническими, а оси сателлитов этого механизма размещены под углом, в том числе под прямым углом, к оси О-О передачи. As a special case of execution, the central wheels 12, 13 of the differential mechanism are conical, and the axis of the satellites of this mechanism are placed at an angle, including at a right angle, to the axis O-O transmission.

Как частный случай выполнения, центральные колеса и сателлиты дифференциального механизма выполнены по известной схеме цилиндрическими, при этом второе из упомянутых центральных колес, установленное на выходном валу 2, имеет внутреннее зацепление, а оси сателлитов параллельны оси О-О передачи. As a special case of execution, the central wheels and satellites of the differential mechanism are cylindrical according to the known scheme, while the second of the said central wheels mounted on the output shaft 2 has internal engagement, and the axis of the satellites is parallel to the axis O-O transmission.

Промежуточный вал 4 связан с корпусом 7 передачи механизмом свободного хода 16 с обеспечением возможности свободного вращения только в одном направлении с входным валом 1. The intermediate shaft 4 is connected to the transmission housing 7 by a freewheel 16 to allow free rotation in only one direction with the input shaft 1.

Автоматическая бесступенчатая механическая передача работает следующим образом. Automatic stepless mechanical transmission operates as follows.

За исходное положение принимается, что входной вал 1 вращается с постоянной частотой и передает неизменный по величине вращающий момент. For the initial position it is assumed that the input shaft 1 rotates at a constant frequency and transmits an unchanged torque.

При вращении входного вала 1 вместе с установленными на нем подвижным опорным колесом 9 и водилом 10 дифференциального механизма и неподвижном выходном вале 2 в связи с приложенной к ней нагрузкой или началом вращения из неподвижного положения, вращающееся подвижное опорное колесо 9 приводит во вращение размещенные на радиальных осях 5 основного водила 3 дополнительные сателлиты 11. Одновременно с этим вращающееся водило дифференциального механизма приводит во вращение вокруг оси О-О передачи сателлиты 14 дифференциального механизма, которые при неподвижном (заторможенной нагрузкой) втором центральном колесе 13 дифференциального механизма приводят во вращение с удвоенной частотой по сравнению с частотой вращения входного вала 1 первое центральное колесо 12 дифференциального механизма, установленное на промежуточном валу 4, в направлении вращения входного вала 1. When the input shaft 1 is rotated together with the movable support wheel 9 and the carrier 10 of the differential mechanism mounted on it and the stationary output shaft 2 due to the load applied to it or the start of rotation from a stationary position, the rotating movable support wheel 9 rotates the radial axes 5 of the main carrier 3 additional satellites 11. At the same time, the rotating carrier of the differential mechanism drives the transmission of the satellite 14 of the differential mechanism around the O-O axis The second central wheel 12 of the differential mechanism mounted on the intermediate shaft 4 in the direction of rotation of the input shaft 1 is driven when the second central wheel 13 of the differential mechanism is stationary (braked by the load) and rotates at twice the speed of the input shaft 1.

При указанном вращении основного водила 3 относительно неподвижного опорного колеса 8 и подвижного опорного колеса 9 установленные на радиальных осях 5 основного водила 3 основные 6 и дополнительные 11 сателлиты перекатываются соответственно по неподвижному опорному колесу 8 и подвижному опорному колесу 9 и вращаются при этом на радиальных осях 5 основного водила 3 вокруг осей О₁-О₁ и вместе с радиальными осями 5 - вокруг оси О-О передачи. Вращение основных 6 и дополнительных 11 сателлитов одновременно вокруг осей О₁-О₁ радиальных осей 5 основного водила и оси О-О передачи равнозначно их вращению относительно центральной точки О¹ пересечения этих осей. Частота вращения основного водила 3 с его радиальными осями 5 вокруг оси О-О передачи будет максимальной, поскольку, как указано выше, промежуточный вал 4 вращается при неподвижном выходном вале 2 с удвоенной частотой по сравнению с входным валом 1, исходя из известного свойства дифференциального механизма. Соответственно и частота вращения основных сателлитов 6 вокруг упомянутых осей О-О и О₁-О₁ и относительно центральной точки О¹ будет максимальной. В то же время, частота вращения дополнительных сателлитов 11 вокруг упомянутых осей О₁-О₁ и относительно центральной точки О¹ будет минимальной, поскольку основное водило 3 с его радиальными осями 5 при данных условиях вращается с максимальной частотой вокруг оси О-О передачи в одном направлении с входным валом 1 и подвижным опорным колесом 9.With the indicated rotation of the main carrier 3 relative to the stationary support wheel 8 and the movable support wheel 9 mounted on the radial axes 5 of the main carrier 3, the main 6 and additional 11 satellites roll over the stationary support wheel 8 and the movable support wheel 9, respectively, and rotate on the radial axles 5 the main carrier 3 around the axis O ₁ -O ₁ and together with the radial axes 5 - around the axis O-O transmission. The rotation of the main 6 and additional 11 satellites simultaneously around the axes O ₁ -O _{1 of the} radial axes 5 of the main carrier and the O-O axis of transmission is equivalent to their rotation relative to the central point O ^{1 of the} intersection of these axes. The rotation frequency of the main carrier 3 with its radial axes 5 around the O-O axis of the transmission will be maximum, since, as indicated above, the intermediate shaft 4 rotates with the output shaft 2 stationary at twice the frequency compared to the input shaft 1, based on the known property of the differential mechanism . Accordingly, the rotation frequency of the main satellites 6 around the mentioned axes O-O and O ₁ -O ₁ and relative to the central point O ¹ will be maximum. At the same time, the rotation frequency of additional satellites 11 around the mentioned axes O ₁ -O ₁ and relative to the central point O ¹ will be minimal, since the main carrier 3 with its radial axes 5 under these conditions rotates with a maximum frequency around the O-O axis of transmission one direction with the input shaft 1 and the movable support wheel 9.

При частном случае выполнения передачи, когда основные 6 и дополнительные 11 сателлиты жестко соосно сблокированы с маховиками 15, указанные выше вращательные движения совершают одновременно упомянутые стеллиты и жестко связанные с ними маховики. In the particular case of transmission, when the main 6 and additional 11 satellites are rigidly coaxially interlocked with flywheels 15, the above-mentioned rotational movements are performed simultaneously by the mentioned stellites and flywheels rigidly connected with them.

Известно, что момент количества движения при вращении тела относительно точки является векторной величиной и направление этого вектора совпадает с направлением оси вращения непосредственно тела, в данном случае с направлением радиальных осей О₁-О₁ основного водила 3 ("Политехнический словарь" под ред. академика Ишлинского А. Ю., изд. "Советская энциклопедия", М. - 1980, стр. 310/2). Но поскольку оси О₁-О₁ основного водила 3 совершают вращение вокруг оси О-О передачи и относительно центральной точки О¹ пересечения этих осей, направление векторов моментов количества движения сателлитов 6 и 11 постоянно изменяется.It is known that the angular momentum of rotation of a body relative to a point is a vector quantity and the direction of this vector coincides with the direction of the axis of rotation of the body itself, in this case with the direction of the radial axes O ₁ -O _{1 of the} main carrier 3 (Polytechnic Dictionary, edited by academician Ishlinsky A. Yu., Ed. "Soviet Encyclopedia", M. - 1980, p. 310/2). But since the axis O ₁ -O _{1 of the} main carrier 3 rotates around the axis O-O of the transmission and relative to the central point O ^{1 of the} intersection of these axes, the direction of the moment vectors of the angular momentum of the satellites 6 and 11 is constantly changing.

Известно также, что действия над векторами являются отражением соответствующих действий над векторными величинами, а векторные величины являются равными, если совпадают их числовые значения и направления (см. там же стр. 73/1). It is also 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 (see also p. 73/1).

Момент количества движения тела проявляется с соблюдением всеобщего физического закона сохранения и может быть изменен только под действием внешних сил. Проявление указанного всеобщего закона сохранения у вращающихся относительно центральной точки О¹ сателлитов 6 и 11 противодействует вращению радиальных осей 5 и водила 3 и связанного с ними первого центрального колеса 12 дифференциального механизма вокруг оси О-О передачи. В связи с этим упомянутые радиальные оси 5 основного водила 3 и первое центральное колесо 12 дифференциального механизма являются опорами для передачи вращающего момента от входного вала 1 через дифференциальный механизм на выходной вал 2. Основной первичной опорой для передачи вращающего момента является корпус 7 передачи, который через закрепленное в нем неподвижное опорное колесо 8 обеспечивает вращение основного сателлита 6 относительно центральной точки О¹ и создание при этом тормозящего момента силы на основном водиле 3 и первом центральном колесе 12 дифференциального механизма.The moment of momentum of a body is manifested in compliance with the universal physical law of conservation and can only be changed under the influence of external forces. The manifestation of this universal conservation law for the satellites 6 and 11 rotating relative to the central point O ¹ counteracts the rotation of the radial axes 5 and carrier 3 and the associated first central wheel 12 of the differential mechanism around the transmission axis O-O. In this regard, the aforementioned radial axes 5 of the main carrier 3 and the first central wheel 12 of the differential mechanism are supports for transmitting torque from the input shaft 1 through the differential mechanism to the output shaft 2. The main primary support for transmitting torque is the transmission housing 7, which through fixed therein stationary support wheel 8 supports the rotation of the main satellite 6 relative to the central point O ¹ and thus create a retarding force moment on the main planet carrier 3 and the first prices eral wheel 12 of the differential mechanism.

Как указано выше, при неподвижном выходном вале 2 частота вращения основных сателлитов 6 относительно центральной точки О¹ будет максимальной, а частота вращения дополнительных сателлитов 11 соответственно минимальной. В связи с этим при неподвижном выходном вале 2 вращающий момент на него передается примущественно за счет принудительного изменения моментов количества движения основных сателлитов 6.As indicated above, when the output shaft 2 is stationary, the rotation frequency of the main satellites 6 relative to the central point O ¹ will be maximum, and the rotation frequency of the additional satellites 11 will be correspondingly minimal. In this regard, when the output shaft 2 is stationary, the torque is transmitted to it mainly due to the forced change in the moments of momentum of the main satellites 6.

При начале вращения выходного вала 2 и по мере увеличения частоты его вращения частота вращения промежуточного вала 4 и основного водила 3 с его радиальными осями 5 вокруг оси О-О передачи уменьшается. При этом уменьшается частота вращения основных 6 и дополнительных 11 сателлитов вокруг радиальных осей 5 основного водила и относительно центральной точки О¹ с соответствующим уменьшением создаваемого ими тормозящего момента силы на первом центральном колесе 12 дифференциального механизма.When the rotation of the output shaft 2 begins and as its rotation frequency increases, the rotation frequency of the intermediate shaft 4 and the main carrier 3 with its radial axes 5 about the transmission axis O-O decreases. This reduces the frequency of rotation of the main 6 and an additional 11 satellites around the radial axes 5 of the main carrier and relative to the central point O ¹ with a corresponding decrease in the braking torque created by them on the first central wheel 12 of the differential mechanism.

При одинаковой частоте вращения входного 1 и выходного 2 валов (прямая передача) все подвижные элементы передачи вращаются с одинаковой частотой как единое целое. При этом дополнительные сателлиты 11 относительно осей О₁-О₁ не вращаются, а следовательно, их момент количества движения проявляется только относительно одной оси О-О передачи и в связи с этим он не является векторной величиной, а поэтому упомянутые сателлиты не принимают участия в передаче вращающего момента от входного вала 1 на выходной вал 2. В то же время, основные сателлиты 6 перекатываются по неподвижному опорному колесу 8 и совершают вращение одновременно вокруг упомянутых осей О-О и О₁-О₁ и относительно центральной точки О¹, что по приведенным выше причинам обеспечивает передачу вращающего момента на выходной вал 2.With the same speed of input 1 and output 2 shafts (direct transmission), all moving transmission elements rotate at the same frequency as a single unit. In this case, the additional satellites 11 relative to the O ₁ -O ₁ axes do not rotate, and therefore, their angular momentum is manifested only relative to one O-O axis of transmission and, therefore, it is not a vector quantity, and therefore the said satellites do not participate in transmitting torque from the input shaft 1 to the output shaft 2. At the same time, the main satellites 6 roll along the stationary support wheel 8 and rotate simultaneously around the mentioned axes O-O and O ₁ -O ₁ and relative to the central point O ¹ , which by the above reasons provides the transmission of torque to the output shaft 2.

Максимальная частота вращения выходного вала 2 при минимальной величине передаваемого на него вращающего момента происходит при неподвижном основном водиле 3, когда основные сателлиты 6 вокруг оси передачи О-О, осей О₁-О₁ радиальных осей 5 основного водила и относительно центральной точки О¹ не вращаются, а следовательно, не участвуют в передаче вращающего момента на выходной вал. При этом торможение вращения промежуточного вала 4 и первого центрального колеса 12 дифференциального механизма происходит за счет действия гироскопических сил, противодействующих вращению радиальных осей 5 основного водила. Указанные гироскопические силы обусловлены вращением дополнительных сателлитов 11 вокруг осей О₁-О₁ радиальных осей 5 основного водила 3.The maximum speed of the output shaft 2 with the minimum torque transmitted to it occurs when the main carrier 3 is stationary, when the main satellites 6 around the transmission axis O-O, axes O ₁ -O _{1 of the} radial axes 5 of the main carrier and relative to the central point O ^{1 are} not rotate, and therefore do not participate in the transmission of torque to the output shaft. In this case, the braking of the rotation of the intermediate shaft 4 and the first central wheel 12 of the differential mechanism occurs due to the action of gyroscopic forces that counteract the rotation of the radial axes 5 of the main carrier. These gyroscopic forces are due to the rotation of the additional satellites 11 around the axes O ₁ -O _{1 of the} radial axes 5 of the main carrier 3.

Исходя из сказанного следует, что предложенная передача обеспечивает силовую связь входного вала 1 и выходного вала 2 с автоматическим бесступенчатым изменением частоты вращения последнего из них в обратной зависимости от приложенной к нему нагрузки и при любых соотношениях в частотах вращения упомянутых валов. Based on the foregoing, it follows that the proposed transmission provides a power connection between the input shaft 1 and the output shaft 2 with an automatic stepless change in the rotational speed of the last of them inversely to the load applied to it and at any ratios in the rotational speeds of the said shafts.

Исходя из отличительных признаков изобретения, приведенных в зависимых пунктах формулы изобретения, сателлиты 6 и 11 передачи могут быть выполнены или с массивными ободами и осуществлять при этом функции маховиков, или могут быть дополнительно жестко соосно связаны с маховиками 15. Приведенное выше описание работы передачи в обоих указанных частных случаях ее выполнения не имеет отличий. При этом действие передачи осуществляется в диапазоне частоты вращения выходного вала 2 от неподвижного до удвоенной частоты вращения входного вала 1. Based on the distinguishing features of the invention given in the dependent claims, the transmission satellites 6 and 11 can either be made with massive rims and perform flywheel functions, or can be additionally rigidly coaxially connected to the flywheels 15. The above description of the transmission operation in both These particular cases of its implementation have no differences. The action of the transmission is carried out in the range of the speed of the output shaft 2 from a fixed to twice the speed of the input shaft 1.

При частотном случае выполнения передачи, приведенном на фиг. 2, когда основное водило 3 содержит две пары перпендикулярных между собой радиальных осей 5, взаимодействие всех элементов передачи не имеет отличий от приведенного выше описания, поскольку все силовые и кинематические связи элементов передачи остаются без изменений. In the frequency case of the transmission shown in FIG. 2, when the main carrier 3 contains two pairs of radial axes 5 perpendicular to each other, the interaction of all transmission elements does not differ from the above description, since all power and kinematic connections of the transmission elements remain unchanged.

Приведенные в описании и формуле изобретения другие частные случаи ее выполнения позволяют конкретизировать устройство с учетом заданных конструктивных особенностей. Вместе с тем, изложенный выше характер работы передачи при этом не изменяется. Given in the description and claims, other special cases of its implementation allow to specify the device taking into account the specified design features. However, the above nature of the transmission does not change.

При необходимости передачи вращающего момента и вращения от выходного вала 2 на входной вал 1 с целью торможения рабочей машины (например, при движении ее под уклон), работа двигателя прекращается. При этом под воздействием вращающего момента, передаваемого через дифференциальный механизм от выходного вала 2 на входной вал 1, происходит замыкание механизма свободного хода 16, который обеспечивает передачу потока мощности от выходного вала 2 на входной вал 1 и далее на двигатель, принудительное вращение вала которого приводит к торможению рабочей машины. Таким образом производится запуск двигателя путем буксировки транспортной машины. If it is necessary to transfer torque and rotation from the output shaft 2 to the input shaft 1 in order to brake the working machine (for example, when moving it downhill), the engine stops. In this case, under the influence of the torque transmitted through the differential mechanism from the output shaft 2 to the input shaft 1, the free-wheeling mechanism 16 is closed, which ensures the transmission of power flow from the output shaft 2 to the input shaft 1 and further to the engine, the forced rotation of the shaft of which to braking the working machine. Thus, the engine is started by towing a transport vehicle.

Claims (9)

1. Автоматическая бесступенчатая механическая передача, содержащая соосные входной и выходной валы, основное водило, закрепленное на размещенном коаксиально с входным валом промежуточном валу и снабженное радиальными осями, на которых симметрично оси передачи размещены зубчатые конические основные сателлиты, введенные в зацепление с закрепленным в корпусе передачи коническим центральным неподвижным опорным колесом, с промежуточным валом жестко соединено первое центральное колесо размещенного на выходе из передачи дифференциального механизма, на входном валу закреплено водило указанного дифференциального механизма и на этом водиле размещены сателлиты, входящие в зацепление с центральными колесами дифференциального механизма, при этом второе из упомянутых центральных колес закреплено на выходном валу, отличающаяся тем, что на входном валу закреплено зубчатое коническое центральное подвижное опорное колесо, введенное в зацепление с коническими дополнительными сателлитами, размещенными на радиальных осях основного водила с возможностью независимого вращения на этих осях от основных сателлитов, упомянутым основным и дополнительным сателлитам придана масса, обеспечивающая возможность выполнения ими функций инерционных грузов в виде маховиков. 1. An automatic stepless mechanical transmission containing coaxial input and output shafts, a main carrier mounted on an intermediate shaft placed coaxially with the input shaft and provided with radial axes on which gear conical main satellites are placed symmetrically to the transmission axis, engaged into engagement with the transmission housing fixed a conical central fixed support wheel, with the intermediate shaft, the first central wheel of the differential about the mechanism, the carrier of the specified differential mechanism is fixed on the input shaft and satellites are placed on this carrier, which mesh with the central wheels of the differential mechanism, while the second of the said central wheels is fixed on the output shaft, characterized in that a gear conical central is fixed on the input shaft movable support wheel engaged with conical additional satellites placed on the radial axes of the main carrier with the possibility of independent rotation on on these axes from the main satellites, the aforementioned main and additional satellites are given mass, which makes it possible for them to perform the functions of inertial loads in the form of flywheels. 2. Передача по п.1, отличающаяся тем, что основные сателлиты и дополнительные сателлиты снабжены массивными ободами и одновременно выполняют функции маховиков. 2. The transmission according to claim 1, characterized in that the main satellites and additional satellites are equipped with massive rims and simultaneously serve as flywheels. 3. Передача по п.1, отличающаяся тем, что основные сателлиты и дополнительные сателлиты жестко соосно связаны с размещенными на радиальных осях основного водила маховиками. 3. The transmission according to claim 1, characterized in that the main satellites and additional satellites are rigidly coaxially connected with the flywheels located on the radial axes of the main carrier. 4. Передача по п.1, отличающаяся тем, что она содержит две размещенных на одной диаметральной линии радиальных оси основного водила, на каждой из которых размещены основные и дополнительные сателлиты. 4. The transmission according to claim 1, characterized in that it contains two radial axes of the main carrier placed on the same diametrical line, on each of which the main and additional satellites are placed. 5. Передача по п.1, отличающаяся тем, что основное водило содержит две пары перпендикулярных между собой радиальных осей и на одной из этих пар радиальных осей размещены основные сателлиты, на другой паре осей - дополнительные сателлиты. 5. The transmission according to claim 1, characterized in that the main carrier contains two pairs of radial axes perpendicular to each other and main satellites are placed on one of these pairs of radial axes, additional satellites on the other pair of axles. 6. Передача по п.1, отличающаяся тем, что геометрические оси радиальных осей основного водила и геометрическая ось передачи пересекаются в центральной точке, совмещенной с этими осями. 6. The transmission according to claim 1, characterized in that the geometric axes of the radial axes of the main carrier and the geometric axis of the transmission intersect at a central point aligned with these axes. 7. Передача по п.1, отличающаяся тем, что центральные колеса и сателлиты дифференциального механизма выполнены коническими, а оси сателлитов размещены под углом, в том числе под прямым углом, к оси передачи. 7. The transmission according to claim 1, characterized in that the central wheels and satellites of the differential mechanism are tapered, and the axis of the satellites are placed at an angle, including at a right angle, to the axis of the transmission. 8. Передача по п.1, отличающаяся тем, что центральные колеса и сателлиты дифференциального механизма выполнены цилиндрическими, при этом второе из упомянутых центральных колес, установленное на выходном валу, имеет внутреннее зацепление, а оси сателлитов параллельны оси передачи. 8. The transmission according to claim 1, characterized in that the central wheels and satellites of the differential mechanism are cylindrical, while the second of said central wheels mounted on the output shaft has internal engagement, and the axis of the satellites is parallel to the axis of the transmission. 9. Передача по п.1, отличающаяся тем, что промежуточный вал связан с корпусом передачи механизмом свободного хода с обеспечением вращения промежуточного вала только в одном направлении с входным валом. 9. The transmission according to claim 1, characterized in that the countershaft is connected to the transmission housing by a freewheel with rotation of the countershaft in only one direction with the input shaft.

Images