RU2202721C2 - Cardan-differential variable-speed drive - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering; machine tool industry. SUBSTANCE: invention relates to automatic converters of torques and gear ratios. Proposed variable-speed drive consists of input shaft 1, output shaft 16 with gears 2,2' and 15, 15', carrier 20, gear clusters 13 and 14, 13' and 14', and two cardan drives, all installed in housing. Gears 3,3; of driving shafts 4,4' of cardan drives are in meshing with gears 2,2' of input shaft. Driving shafts 4,4' and driven shaft 8 with gear 9 of cardan drives are interconnected by double joint cardans 5 and 6, 5' and 6' with cardan shaft 6 in between. Driving shafts 4 and 4' are installed in supports of housing and its bridges for rotation and axial displacement. Driven shaft 8 is installed on rocker 11 connected with carrier 20. carrier 20 is installed on supports of housing bridge. Central gear of planet pinion shaft 19 of carrier 20 is engaged with gear 9 of driven shaft, and end gears 12, 12' are connected, through gear cluster 13 and 14, 13' and 14' with gears 15, 15' of output shaft 16. EFFECT: enlarged range of gear rations, reduced labor input and material usage in manufacture. 3 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к транспортному станкостроению, а именно к конструкции устройств для обеспечения автоматического соответствия приводного крутящего момента действующим на исполнительный орган изделия нагрузкам. The invention relates to mechanical engineering, mainly to transport machine-tool industry, and in particular to the design of devices for automatically matching the drive torque to the loads acting on the executive body of the product.

В технике известны бесступенчатые коробки передач (пат. РФ 2097215, В 60 К 17/16 за 1997 г.) или автоматические коробки передач, содержащие двухрядные планетарные передачи, гидротрансформатор с планетарными и шестеренчатыми узлами (пат. РФ 2111870, В 60 К 17/10 за 1998 г.). Stepless gearboxes (US Pat. RF 2097215, 60 K 17/16 for 1997) or automatic transmissions containing two-row planetary gears, a torque converter with planetary and gear assemblies (US Pat. RF 2111870, 60 K 17 / 10 for 1998).

По а. с. СССР 968549, F 16 H 29/04 за 1982 г. известен импульсный вариатор, преобразующий крутящий момент посредством изменения эксцентриситета механизма, содержащего коромысла, водила, кинематически связанные с входным и выходным валами вариатора. By a. from. USSR 968549, F 16 H 29/04 for 1982, a pulse variator is known that converts torque by changing the eccentricity of the mechanism containing the rocker arms, carrier, kinematically connected with the input and output shafts of the variator.

Известны также импульсные вариаторы скорости, содержащие цепи с двойными универсальными карданными шарнирами, см. а.с. СССР 320658 и 540091, F 16 Н 29/16 за 1964 и 1975 гг. соответственно. Pulse speed variators are also known, containing chains with double universal cardan joints, see.with. USSR 320658 and 540091, F 16 H 29/16 for 1964 and 1975. respectively.

Недостатками известных решений является низкая технологичность изготовления на этапе сборки изделия, большая материало-и трудоемкость с низкой надежностью вариаторов в эксплуатации. Эти механизмы имеют малую нагрузочную способность и не имеют автоматического обеспечения соответствия крутящего приводного момента нагрузке на выходном валу и передаточного отношения. The disadvantages of the known solutions are the low manufacturability at the assembly stage of the product, the large material and complexity with low reliability of the variators in operation. These mechanisms have a low load capacity and do not automatically ensure that the drive torque corresponds to the load on the output shaft and the gear ratio.

Наиболее близким по технической сути к заявляемому решению является импульсный вариатор скорости, содержащий установленные в корпусе входной и выходной валы, двухступенчатую планетарную передачу с центральным колесом второй ступени на ведомом валу и водилом на входном валу, кинематически связанных посредством цепей с двойными универсальными карданными шарнирами, описанным в а. с. СССР 815374, F 16 Н 29/16, 3/56 за 1981 г. Он имеет две карданные цепи, каждая из которых имеет возможность радиального перемещения входного конца цепей с осевым смещением в ограниченном интервале элементов кинематической связи и механизм регулирования передаточного отношения механическим воздействием оператора. The closest in technical essence to the claimed solution is a pulse speed variator containing input and output shafts installed in the housing, a two-stage planetary gear with a second-stage central wheel on the driven shaft and a carrier on the input shaft, kinematically connected by means of chains with double universal cardan joints described in a. from. USSR 815374, F 16 H 29/16, 3/56 for 1981. It has two cardan chains, each of which has the ability to radially move the input end of the chains with axial displacement in a limited range of kinematic coupling elements and a mechanism for regulating the gear ratio by mechanical action of the operator .

Данное решение исключает некоторые недостатки известных решений (сложность конструкции, большие материало-и трудоемкость изготовления), но имеет при этом недостаточный интервал регулирования передаточных отношений, отсутствие автоматического регулирования его и крутящего момента. This solution eliminates some of the shortcomings of the known solutions (design complexity, large material and laboriousness of manufacture), but at the same time has an insufficient regulation interval of gear ratios, lack of automatic regulation of it and torque.

Изобретение решает задачу бесступенчатого обеспечения соответствия приводного крутящего момента и передаточных отношений эксплуатационным нагрузкам в широком их диапазоне с одновременным уменьшением трудоемкости и материалоемкости изготовления и надежности вариатора в эксплуатации. The invention solves the problem of steplessly ensuring compliance of the drive torque and gear ratios with operational loads in a wide range while reducing the complexity and material consumption of manufacturing and the reliability of the variator in operation.

Сущность изобретения состоит в том, что карданно-дифференциальный вариатор, содержащий корпус, установленные в нем входной и выходной валы, шестеренчатые передачи и две карданные передачи, имеющие возможность смещения в ограниченном интервале перемещений, в том числе осевых, выполнен с двумя перемычками в корпусе с опорами, с блоками шестерен и водилом на каждой, сателлитный вал водила имеет центральную шестерню в середине вала и концевые шестерни на концах его, карданные передачи выполнены из ведущих валов с шестернями, размещенными в опорах стенок корпуса и его перемычках с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с шестернями входного вала, ведомого вала с шестерней, соединенного с ведущими валами двухшарнирными карданами с карданным валом между ними и установленного на свободном конце коромысла, другой конец которого шарнирно установлен на сателлитном валу и соединен пружиной с водилом, а шестерня ведомого вала зацеплена с центральной шестерней сателлитного вала, концевые шестерни которого зацеплены с малыми шестернями блоков шестерен, большие шестерни которых зацеплены с шестернями выходного вала, при этом зубчатые венцы шестерен входного вала выполнены с шириной, обеспечивающей зацепление их с шестернями ведущих валов карданных передач на всем интервале их перемещения в опорах. The essence of the invention lies in the fact that the gimbal-differential variator, comprising a housing, input and output shafts installed in it, gears and two cardan gears that can be displaced in a limited range of movements, including axial ones, is made with two jumpers in a housing with supports, with gear blocks and a carrier on each, the satellite shaft of the carrier has a central gear in the middle of the shaft and end gears at its ends, cardan gears are made of drive shafts with gears placed in the pores of the walls of the housing and its jumpers with the possibility of axial movement and interaction with the gears of the input shaft, the driven shaft with the gear connected to the drive shafts by double-jointed cardans with a cardan shaft between them and mounted on the free end of the beam, the other end of which is pivotally mounted on the satellite shaft and connected spring with a carrier, and the gear of the driven shaft is engaged with the central gear of the satellite shaft, the end gears of which are engaged with the small gears of the gear blocks, large gears which are engaged with the gears of the output shaft, while the gear rims of the gears of the input shaft are made with a width that ensures their engagement with the gears of the drive shafts of the cardan gears over the entire interval of their movement in the bearings.

Карданные передачи вариатора установлены в корпусе и водиле с разворотом на угол 90^o относительно друг друга.CVT transmission drives are installed in the body and carrier with a 90 ^° turn relative to each other.

Карданно-дифференциальный вариатор снабжен вторым водилом с коромыслом и карданными передачами, смещенными в окружном направлении на 45^o.Cardan-differential variator is equipped with a second carrier with a beam and cardan gears shifted in the circumferential direction by 45 ^o .

Карданно-дифференциальный вариатор может быть снабжен карданными цепями с использованием карданов любого вида гомокинетических сочленений (Spiecer, Rzeppa, Viess и пр.), а также их усовершенствования. Cardan-differential variator can be equipped with cardan chains using cardans of any kind of homokinetic joints (Spiecer, Rzeppa, Viess, etc.), as well as their improvements.

Выполнение КДВ с механизмом разделения приводного крутящего момента на импульсы или моменты управляемого углом В плечевого и радиального позволяет осуществлять передачу их на выходной вал вариатора с учетом суммирования и дифференцирования нагрузки на вал, центробежных сил коромысла и сил упругости пружины с соответствующим передаточным отношением обеспечивает выполнение решения поставленной задачи - расширения диапазона автоматического регулирования момента и скорости вращения исполнительного органа изделия в интервале значении передаточного отношения 1-10. The implementation of the KDV with a mechanism for separating the driving torque into pulses or moments controlled by the angle of the shoulder and radial allows them to be transmitted to the output shaft of the variator taking into account the summation and differentiation of the load on the shaft, centrifugal rocker forces and spring elastic forces with the corresponding gear ratio provides the solution to the set tasks - expanding the range of automatic control of the moment and speed of rotation of the Executive body of the product in the range and a gear ratio of 1-10.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема одинарного карданно-дифференциального вариатора (вид в плане); на фиг.2 - вид слева на водило; на фиг.4 - вид сверху на часть водила в статическом положении вариатора (при отсутствии нагрузки на выходном валу 16); на фиг.3, 5 - то же, в процессе работы вариатора в момент минимального угла отклонения карданных валов от оси карданной цепи; на фиг.6 - графики соотношения радиальных и плечевых моментов в положении карданной цепи, изображенном на фиг.2, 4; на фиг.7 - то же, для положения карданной цепи в положении фиг.3, 5; на фиг.8 - график генерации импульсов плечевого момента из приводного и их регенерации и суммирования в общий плечевой момент; на фиг.9 - график суммарного плечевого момента в двойном вариаторе. In FIG. 1 shows a kinematic diagram of a single cardan differential variator (plan view); figure 2 is a left view of the carrier; figure 4 is a top view of a part of the carrier in the static position of the variator (in the absence of load on the output shaft 16); figure 3, 5 - the same, in the process of operation of the variator at the time of the minimum angle of deviation of the propeller shafts from the axis of the propeller chain; figure 6 - graphs of the ratio of radial and shoulder moments in the position of the universal joint circuit shown in figure 2, 4; Fig.7 is the same for the position of the cardan chain in the position of Fig.3, 5; on Fig is a graph of the generation of impulses of the brachial moment from the drive and their regeneration and summation in the total brachial moment; figure 9 is a graph of the total brachial moment in a double variator.

Карданно-дифференциальный вариатор состоит из установленного в корпусе входного вала 1 (фиг. 1) с шестернями 2, 2', имеющими зубчатый венец с шириной (длиной зуба), равной осевому перемещению валов 4, 4' с жестко закрепленными на них шестернями 3, 3' соответственно. Ведущие карданные валы 4, 4' соединены двухшарнирными карданами 5, 5' и 7, 7' с валами карданными 6, 6' и ведомым 8 с шестерней 9 в середине, взаимодействующей с центральной шестерней 10 сателлитного вала. Установлен вал 8 на свободном конце коромысла 11, другой конец его шарнирно установлен на сателлитном валу, имеющем сателлитные шестерни 12, 12', взаимодействующие с шестернями 13, 13' блоков шестерен, шестерни 14, 14' которых взаимодействуют с шестернями 15, 15' выходного вала 16. Упомянутые блоки шестерен размещены на соответствующих опорах 17 перемычек корпуса, в полости опор установлены валы 4, 4' с возможностью вращения в них и осевого перемещения, как и в опорах 18 стенок корпуса. Вал 19 сателлитных шестерен 12, 12' установлен и зафиксирован от осевых перемещений в боковых стенках водила 20, также зафиксированного от осевого смещения на опорах 17 перемычек корпуса. Зафиксированы от осевых перемещений коромысло 11 на валу 19, вал 8 в коромысле 11, соединенном пружиной 21 со стенкой водила 20. Cardan-differential variator consists of an input shaft 1 installed in the housing (Fig. 1) with gears 2, 2 'having a gear rim with a width (tooth length) equal to the axial movement of the shafts 4, 4' with gears 3 fixed to them 3 ', respectively. The drive driveshafts 4, 4 'are connected by double-jointed driveshafts 5, 5' and 7, 7 'with the driveshafts 6, 6' and driven 8 with gear 9 in the middle, interacting with the central gear 10 of the satellite shaft. A shaft 8 is mounted on the free end of the rocker arm 11, its other end is pivotally mounted on a satellite shaft having satellite gears 12, 12 ′ interacting with gears 13, 13 ′ of gear blocks, gears 14, 14 ′ of which interact with output gears 15, 15 ′ the shaft 16. The mentioned blocks of gears are placed on the respective supports 17 of the body jumpers, shafts 4, 4 'are installed in the cavity of the bearings with the possibility of rotation in them and axial movement, as in the supports 18 of the housing walls. The shaft 19 of the satellite gears 12, 12 'is installed and fixed from axial movements in the side walls of the carrier 20, also fixed from axial displacement on the supports 17 of the body jumpers. Fixed from axial movements of the beam 11 on the shaft 19, the shaft 8 in the beam 11 connected by a spring 21 to the wall of the carrier 20.

Работает карданно-дифференциальный вариатор следующим образом. Cardan differential variator works as follows.

Вращающий момент от привода с входного вала 1 через пары шестерен 2-3, 2'-3' передается на карданную цепь 4-8, 4'-8'. Поскольку перед включением машины механизмы трансмиссии ее были разгружены, коромысло 11 с шестерней 9 пружиной 21 притянуто /смещено/ к стенке водила 20. Угол β в данном положении (фиг. 2, 4, 6) максимальный, что соответствует режиму храповой муфты, дающей наименьшее передаточное отношение. Преодоление пускового момента для такого передаточного отношения затруднено и создается увеличивающее усилие на ось шестерни 9. Шестерня 9, имея свободу обкатывания шестерни 10б смещается, преодолевая натяжение пружины 21. При этом благодаря возможности ведущих карданных валов 4, 4' смещаться в опорах 17 и 18 карданная цепь 4-8, 8'-4' начинает выпрямляться, уменьшая тем самым угол β. Пары шестерен при этом выполняет функции шлицевого соединения. Вместе с уменьшением угла β, уменьшается плечевой момент М_п карданных валов 6, 6' (фиг.3, 5, 7). Суммарное действие на водило моментов, действующих в системе, вынуждает его вращаться против направления вращения карданной цепи. Вращающий момент водила будет накладываться на момент очередного импульса вращения ведущего карданного вала 4, 4', увеличивая тем самым момент результирующий. Величина трансформации определяется углом β.The torque from the drive from the input shaft 1 through a pair of gears 2-3, 2'-3 'is transmitted to the driveshaft 4-8, 4'-8'. Since the transmission mechanisms were unloaded before turning on the machine, the beam 11 with the gear 9, the spring 21 is pulled / shifted / to the wall of the carrier 20. The angle β in this position (Figs. 2, 4, 6) is maximum, which corresponds to the mode of the ratchet clutch, which gives the smallest gear ratio. Overcoming the starting torque for such a gear ratio is difficult and an increasing force is created on the axis of the gear 9. The gear 9, having the freedom to run the gear 10b, is shifted, overcoming the tension of the spring 21. At the same time, thanks to the ability of the drive driveshafts 4, 4 'to move in the supports 17 and 18 of the cardan shaft chain 4-8, 8'-4 'begins to straighten, thereby reducing the angle β. A pair of gears in this case performs the functions of a splined joint. Together with a decrease in the angle β, the brachial moment M _{p of the} cardan shafts 6, 6 'is reduced (Figs. 3, 5, 7). The total effect on the carrier of the moments acting in the system forces it to rotate against the direction of rotation of the universal joint chain. The carrier torque will be superimposed at the time of the next rotation pulse of the drive universal joint shaft 4, 4 ', thereby increasing the resulting moment. The magnitude of the transformation is determined by the angle β.

В качестве аналогичных процессов можно упомянуть процессы трансформации в регулируемом гидротрансформаторе. As similar processes, we can mention the transformation processes in an adjustable torque converter.

Когда пусковая нагрузка будя преодолена, ослабевает момент противодействия приводному моменту (двс, электродвигателю и т.п.). Пружина 21 притягивает шестерню на некоторое расстояние к стенке водила, увеличивая угол β и плечевой момент. Водило приобретает нулевой суммарный момент и останавливается, создавая полную аналогию механическому редуктору на данном этапе работы КДВ - начале второго режима вариатора. When the starting load is overcome, the moment of counteraction to the driving moment (internal combustion engine, electric motor, etc.) weakens. The spring 21 attracts the gear some distance to the carrier wall, increasing the angle β and the brachial moment. The carrier acquires zero total moment and stops, creating a complete analogy to the mechanical gearbox at this stage of the KDV operation - the beginning of the second mode of the variator.

При дальнейшем уменьшении противодействия пружина еще притягивает шестерню 9 к стенке, и при определенном увеличении угла β увеличение плечевого момента приводит к вращению водила, одинаковому по направлению с вращением карданной цепи. При этом вращаются как шестерни планетарного механизма (шестеренчатых пар), так и водило. Когда противодействие достигнет минимального значения, а угол β увеличится до расчетного, плечевой момент достигнет величины, при которой сателлитный блок (шестерни 10, 12, 12') приобретает свойство рычага, т. е. вращение блока прекратится вокруг своей оси. Работа вариатора в этом случае уподобляется храповой муфте. With a further decrease in counteraction, the spring still attracts the gear 9 to the wall, and with a certain increase in the angle β, an increase in the shoulder moment leads to rotation of the carrier, the same direction as the rotation of the universal joint chain. At the same time, both the gears of the planetary mechanism (gear pairs) and the carrier rotate. When the counteraction reaches the minimum value, and the angle β increases to the calculated value, the shoulder moment reaches the value at which the satellite block (gears 10, 12, 12 ') acquires the property of a lever, i.e., the rotation of the block stops around its axis. The operation of the variator in this case is likened to a ratchet clutch.

Из описанной работы вариатора режим храповой муфты характеризуется одинаковыми скоростями вращения ведущих карданных валов и водила, т.е. Ук: Ув = 1: 1; переходный режим - остановкой водила, т.е. Ук: Ув =1:0. После него начинается режим редуктора, в котором водило начинает вращение в противоположном вращению карданной цепи направлении с постепенным увеличением скорости этого вращения до скоростей Ук: Ув = 1:-1,7. При этом карданная цепь трансформирует приводной момент, разделяя на импульсы плечевого и радиального моментов и суммируя последующий с предыдущим импульсом по двум ветвям кинематической связи валов выходного 16 и входного 1. Функция карданного дифференциала вариатора основана на четырех свойствах карданных шарниров и двух вращениях карданной цепи: вращении валов карданной цепи вокруг своих осей, независимо от их положения относительно оси водила, и вращении карданной цепи относительно оси водила. В этом вращении крутящий момент определяется положением ведомого вала 8 с шестерней 9, карданных валов 6, 6' и шарниров 5, 5' и 7, 7' относительно оси водила 20. From the described variator operation, the ratchet mode is characterized by the same rotational speeds of the drive driveshafts and the carrier, i.e. UK: UV = 1: 1; transient mode - by stopping the carrier, i.e. UK: Uv = 1: 0. After it, the gearbox mode begins, in which the carrier starts rotation in the direction opposite to the rotation of the cardan chain with a gradual increase in the speed of this rotation to speeds Yk: Uv = 1: -1.7. In this case, the cardan chain transforms the drive moment, dividing into pulses of the shoulder and radial moments and summing the next with the previous pulse over two branches of the kinematic connection of the output 16 and input 1 shafts. The function of the cardan differential of the variator is based on four properties of the cardan joints and two cardan chain rotations: rotation the shafts of the cardan chain around their axes, regardless of their position relative to the axis of the carrier, and the rotation of the cardan chain relative to the axis of the carrier. In this rotation, the torque is determined by the position of the driven shaft 8 with gear 9, cardan shafts 6, 6 'and hinges 5, 5' and 7, 7 'relative to the axis of the carrier 20.

Известными свойствами карданных шарниров являются управляемая генерация импульсов входным карданом с ведущего вала 4(4') на карданный вал 6(6') и регенерация импульсов выходным карданом с карданного вала на ведомый вал 8 (см. Техническую энциклопедию. Карданный вал. т. 9, стр. 1036-1037). Чем больше угол β, тем большую амплитуду имеют импульсы радиального и плечевого моментов. К тому же вращающие моменты из этих импульсов дополняют друг друга. В процессе вращения ведущего кардана происходит периодически перенос момента с радиального на плечевой и обратно подобно тому, как происходит перенос силы тяжести с одной опоры на другую при передвижении груза по перекладине, соединяющей опоры. Раздвоение одного вращения входного вала на два есть третье свойство карданного шарнира в данном решении и характеризует кардан как дифференциал. Known properties of cardan joints are the controlled generation of pulses by the input cardan from the drive shaft 4 (4 ') to the cardan shaft 6 (6') and the regeneration of pulses by the output cardan from the cardan shaft to the driven shaft 8 (see Technical Encyclopedia. Cardan shaft, t. 9 , pp. 1036-1037). The larger the angle β, the greater the amplitude of the pulses of the radial and shoulder moments. In addition, the torques from these pulses complement each other. In the process of rotation of the drive universal joint, the moment periodically transfers from radial to the shoulder and vice versa, similar to how the transfer of gravity from one support to another occurs when the load moves along the crossbar connecting the supports. The bifurcation of one rotation of the input shaft into two is the third property of the universal joint in this solution and characterizes the universal joint as a differential.

При синхронном вращении карданных передач, развернутых на угол 90^o относительно друг друга в карданной цепи, вращающие моменты на карданный вал создает тот ведущий кардан, который дает меньший радиальный импульс. Связан этот эффект с изменением направления действия силы в голономном соединении карданного шарнира при его повороте, из-за чего в каждом положении кардана ведущему валу нужно повернуться на определенный угол для создания действия. Поэтому в синхронной цепи карданные передачи создают действие поочередно. Как следствие, в процессе одного оборота засинхроненных карданных валов ведущих карданные шарниры каждой передачи совершают два импульса действия и два вращения сопровождения - холостого хода.With the synchronous rotation of the cardan gears, rotated at an angle of 90 ^o relative to each other in the cardan chain, the torques on the cardan shaft create that drive cardan, which gives a smaller radial impulse. This effect is associated with a change in the direction of action of the force in the holonomic connection of the cardan joint when it is rotated, because of which, in each position of the cardan, the drive shaft must be rotated by a certain angle to create an action. Therefore, in a synchronous circuit, cardan transmissions create an action in turn. As a result, during one revolution of the synchronized cardan shafts leading the cardan joints of each transmission make two impulses of action and two rotation of tracking - idling.

Таким образом, карданная цепь является автологом, основанным на четвертом свойстве карданного шарнира, описанного выше, и выполняет функцию муфты свободного хода. Однако у него нет заклинивания, т.к. полушарниры не разъединяются, а плавно прекращают действие друг на друга и также плавно возобновляется это взаимодействие. Thus, the cardan chain is an autologue based on the fourth property of the cardan joint described above and acts as a freewheel. However, it does not jam, as the hemispheres are not disconnected, but gradually cease to act on each other and this interaction also smoothly resumes.

На фиг. 8 показано "выпрямление" импульсов, характерное для карданного автолога. Кроме того, в карданном автологе наибольшее действие в голономном соединении приходится на положение, когда сила направлена перпендикулярно к касательным взаимодействующих плоскостей. Такая передача действия характерна для храповой муфты, которая уже не является фрикционной. Следовательно, карданный автолог относится к нефрикционным, что безусловно улучшает надежность его в работе. In FIG. Figure 8 shows the “rectification” of pulses characteristic of a gimbal autologue. In addition, in a gimbal autologue, the greatest effect in a holonomic connection falls on the position when the force is directed perpendicular to the tangents of the interacting planes. This transfer of action is characteristic of a ratchet clutch, which is no longer frictional. Therefore, gimbal autologue refers to non-friction, which certainly improves its reliability in operation.

Описанные генерация и регенерация импульсов прекращаются при смещении вала 8 с шестерней 9 на угол β, близкий к 90^o, и этот переход на режим холостого хода исключен из режимов автоматической работы КДВ средством, ограничивающим смещение коромысла на этот угол. Оно может быть выполнено в компоновке КДВ или трансмиссии объекта (изделия) (условно не показано).The described generation and regeneration of pulses cease when the shaft 8 and gear 9 are displaced by an angle β close to 90 ^° , and this transition to idle mode is excluded from the automatic operation of the KDV means limiting the shift of the rocker arm to this angle. It can be performed in the layout of the KDV or transmission of the object (product) (not shown conditionally).

Режимы и эскизы чертежа относятся к одинарному КДВ и повторяются в компоновке его со сдвоенным водилом, коромыслом и карданной цепью. В одинарном вариаторе выходной плечевой момент имеет незначительное колебание по величине, которое исключается в двойном вариаторе. Modes and sketches of the drawing relate to a single KDV and are repeated in its layout with a double carrier, rocker and cardan chain. In a single variator, the output brachial moment has a slight fluctuation in magnitude, which is excluded in the double variator.

Графики на фиг.8 и 9 показывают сложение импульсов плечевого момента в одинарном и двух плечевых в двойном вариаторе, в котором упомянутые колебания момента исключаются смещением точки взаимодействия карданных цепей с шестернями входного вала 1 на угол 45^o. На графиках 8, 9 оси Т-времени и М-ось моментов, на графике 8 штрихами изображено графически изменение импульсов плечевого момента.The graphs in Figs. 8 and 9 show the summation of the impulses of the brachial moment in a single and two brachial moment in a double variator, in which the aforementioned moment fluctuations are eliminated by shifting the point of interaction of the cardan circuits with gears of the input shaft 1 by an angle of 45 ^o . On graphs 8, 9 of the T-time axis and the M-axis of moments, on graph 8 the strokes depict graphically the change in the momentum of the brachial moment.

В конструкции описанных вариаторов использованы свойства одного из видов голономных сочленений - кардана Гука. Работа действующего макета вариатора на карданах Гука подтвердила наличие описанных режимов работы вариатора и тем самым промышленную применимость заявленного решения. The design of the variators described uses the properties of one of the types of holonomic joints - Cardan Hooke. The operation of the current mock variator on Hooke cardans confirmed the presence of the described variator operating modes and thereby the industrial applicability of the claimed solution.

Имеют определенный интерес вариаторы, выполненные на основе других видов, например гомокинетических сочленений (Spiecer, Rzeppa, Viess), а также шарниров Гука с увеличенным углом эффективной работоспособности карданной передачи. CVTs made on the basis of other types, for example, homokinetic joints (Spiecer, Rzeppa, Viess), as well as Hook joints with an increased angle of effective operability of the cardan transmission, are of some interest.

Области применения, преимущества и недостатки вариаторов, использующих известные сочленения и их усовершенствования, требуют дополнительных исследований и экспериментальных проверок. Описанные варианты вариаторов с шарниром Гука могут быть снабжены узлом переключения с автоматического режима на работу по заданному алгоритму или с регулирующим механическим воздействием в определенных эксплуатационных обстоятельствах (ручным, гидро- или электромеханическим). Fields of application, advantages and disadvantages of CVTs using known joints and their improvements require additional research and experimental verification. The described variator variants with a Hook hinge can be equipped with a switching unit from automatic mode to operation according to a given algorithm or with regulating mechanical action in certain operational circumstances (manual, hydro- or electromechanical).

Claims (3)

1. Карданно-дифференциальный вариатор, содержащий корпус, установленные в нем входной и выходной валы, шестеренчатые передачи и две карданные передачи, имеющие возможность смещения в ограниченном интервале перемещений, в том числе осевых, отличающийся тем, что корпус имеет две перемычки с опорами, и на каждой опоре установлен блок шестерен и водило, сателлитный вал водила имеет центральную шестерню в середине вала и концевые шестерни, карданные передачи выполнены из ведущих валов с шестернями, размещенными в опорах стенок корпуса и его перемычек с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с шестернями входного вала, и ведомого вала с шестерней, соединенного с ведущими валами двухшарнирными карданами с карданным валом между ними и установленного на свободном конце коромысла, другой конец которого шарнирно установлен на сателлитном валу и соединен пружиной с водилом, а шестерня ведомого вала зацеплена с центральной шестерней сателлитного вала, концевые шестерни которого зацеплены с малыми шестернями блоков шестерен, большие шестерни которых зацеплены с шестернями выходного вала, при этом зубчатые венцы шестерен входного вала выполнены с шириной, обеспечивающей зацепление их с шестернями ведущих валов карданных передач на всем интервале их перемещения в опорах. 1. Cardan-differential variator, comprising a housing, input and output shafts installed therein, gears and two cardan transmissions with the possibility of displacement in a limited range of movements, including axial, characterized in that the housing has two jumpers with supports, and a gear block and a carrier are installed on each support, the satellite carrier shaft has a central gear in the middle of the shaft and end gears, cardan drives are made of drive shafts with gears located in the bearings of the housing walls and its gear jumpers with the possibility of axial movement and interaction with the gears of the input shaft, and the driven shaft with a gear connected to the drive shafts with double-jointed cardans with a cardan shaft between them and mounted on the free end of the beam, the other end of which is pivotally mounted on the satellite shaft and connected by a spring to the carrier, and the gear of the driven shaft is engaged with the central gear of the satellite shaft, the end gears of which are engaged with the small gears of the gear blocks, the large gears of which are engaged with the gear the output shaft, while the gear rims of the gears of the input shaft are made with a width that ensures their engagement with the gears of the drive shafts of the cardan gears over the entire interval of their movement in the bearings. 2. Вариатор по п.1, отличающийся тем, что карданные передачи его установлены развернутыми на угол 90^o относительно друг друга.2. The variator according to claim 1, characterized in that the cardan gears are mounted deployed at an angle of 90 ^o relative to each other. 3. Вариатор по п.1 или 2, отличающийся тем, что он снабжен вторым водилом с коромыслом и карданными передачами, смещенными в окружном направлении на угол 45^o относительно друг друга.3. The variator according to claim 1 or 2, characterized in that it is equipped with a second carrier with a beam and cardan gears displaced in the circumferential direction by an angle of 45 ^o relative to each other.

Images