RU2204750C1 - Variable-speed drive - Google Patents
Variable-speed drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2204750C1 RU2204750C1 RU2001129879/28A RU2001129879A RU2204750C1 RU 2204750 C1 RU2204750 C1 RU 2204750C1 RU 2001129879/28 A RU2001129879/28 A RU 2001129879/28A RU 2001129879 A RU2001129879 A RU 2001129879A RU 2204750 C1 RU2204750 C1 RU 2204750C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- washers
- drive
- housing
- inclination
- angle
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортных средствах. The invention relates to mechanical engineering and can be used in vehicles.
Известен автоматический импульсный вариатор, содержащий ведущий и ведомые валы, преобразующий механизм в виде наклонной шайбы с регулируемым углом наклона, кинематически связанной с механизмами свободного хода, размещенными в конических шестернях, взаимодействующих с коническим колесом, закрепленным на ведомом валу, и механизм автоматической регулировки с осевой пружиной и связанной с ней подвижной относительно ведущего вала опорой (SU 1019152 А, МПК3 F 16 Н 29/04, 1983).Known automatic pulse variator containing drive and driven shafts, the converting mechanism in the form of an inclined washer with an adjustable angle of inclination kinematically connected with free-wheeling mechanisms placed in bevel gears interacting with a bevel gear fixed to the driven shaft, and an automatic adjustment mechanism with axial a spring and associated support movable relative to the drive shaft (SU 1019152 A, IPC 3 F 16 H 29/04, 1983).
Технический недостаток подобных импульсных вариаторов: повышенная длина из-за наличия пружины, нестабильность автоматической регулировки вследствие перемещения опоры по резьбе, коэффициент трения в которой изменяется под влиянием ряда факторов, и наличие только одного ведомого (выходного) вала, который расположен соосно ведущему валу, что затрудняет использование вариатора в составе транспортного средства. The technical drawback of such pulse variators is the increased length due to the presence of a spring, the instability of automatic adjustment due to the movement of the support along the thread, the friction coefficient in which changes under the influence of a number of factors, and the presence of only one driven (output) shaft, which is aligned with the drive shaft, which complicates the use of the variator in the vehicle.
Известен также автоматический (бесступенчатый) привод, содержащий корпус, ведущий вал с качающейся шайбой, механизм изменения угла наклона шайбы, передаточные звенья с механизмами свободного хода, два ведомых вала и маховики по числу ведомых валов (SU 1753117 А1, МПК5 F 16 Н 29/22, 1992; часть названных элементов не включена в формулу изобретения, но показана на чертежах и в описании).Also known is an automatic (stepless) drive comprising a housing, a drive shaft with a swinging washer, a mechanism for changing the angle of inclination of the washer, transmission links with freewheeling mechanisms, two driven shafts and flywheels according to the number of driven shafts (SU 1753117 A1, IPC 5 F 16 H 29 / 22, 1992; a part of these elements is not included in the claims, but is shown in the drawings and description).
Технический недостаток данного привода: ограниченные углы наклона качающейся шайбы и, как следствие, повышенная виброактивность привода; невозможность (по представленным материалам) изменения угла наклона шайбы при вращении ведущего вала, что ограничивает функциональные возможности привода; выполнение механизмов свободного хода с элементами храпового устройства (фиг. 3 и 4), что нерационально для быстроходных приводов; возможность "зависания" привода - перехода в стоповый режим (без указаний о выходе из этого режима), что недопустимо для транспортных средств. Отмеченные недостатки снижают стабильность и надежность работы привода. Technical disadvantage of this drive: limited tilt angles of the swash plate and, as a consequence, increased vibration activity of the drive; the impossibility (according to the materials presented) of changing the angle of inclination of the washer during rotation of the drive shaft, which limits the functionality of the drive; the execution of free-wheeling mechanisms with elements of a ratchet device (Fig. 3 and 4), which is irrational for high-speed drives; the possibility of the drive “freezing” - switching to stop mode (without instructions to exit this mode), which is unacceptable for vehicles. The noted disadvantages reduce the stability and reliability of the drive.
Техническая задача - повышение стабильности и надежности работы за счет: двустороннего привода ведомых валов посредством двух качающихся шайб, управляемых при вращении валов; простых передаточных звеньев в виде зубчатых передач, расположенных совместно с механизмами свободного хода и маховиками непосредственно на корпусе. The technical task is to increase stability and reliability due to: two-way drive of the driven shafts by means of two swinging washers, controlled by rotation of the shafts; simple gear links in the form of gears located together with freewheel mechanisms and flywheels directly on the housing.
Согласно изобретению ведущий вал снабжен второй качающейся шайбой, механизм изменения угла наклона подвижно установлен на ведущем валу между качающимися шайбами и снабжен поводками различной длины, шарнирно соединенными с внутренними кольцами шайб с возможностью качания шайб в противофазе, при этом опоры наружного кольца каждой шайбы снабжены выведенными за пределы корпуса цапфами, на которых посредством механизма свободного хода посажены шестерни, каждая пара которых, из числа расположенных с одной стороны корпуса, находится в зацеплении с промежуточным зубчатым колесом, образующим две пары передаточных звеньев, которые заканчиваются ведомым валом, посаженным в ступице колеса. According to the invention, the drive shaft is provided with a second swinging washer, the angle changing mechanism is movably mounted on the drive shaft between the swinging washers and is equipped with leashes of various lengths pivotally connected to the inner rings of the washers so that the washers can swing in antiphase, while the supports of the outer ring of each washer are provided with the limits of the case with trunnions, on which gears are mounted by means of the freewheel mechanism, each pair of which, among those located on one side of the case, is located in lenii with an intermediate gear wheel, forming two pairs of gear units which end the driven shaft, fitted in the wheel hub.
Наряду с этим расположенные по бокам корпуса шестерни и промежуточное колесо размещены в кожухах с опорами для ведомого вала; в механизмах свободного хода наружной обоймой является ступица шестерни; механизмы с одной стороны корпуса развернуты на 180o по отношению к механизмам противоположной стороны; делительный диаметр промежуточного зубчатого колеса больше соответствующих диаметров взаимодействующих с ним шестерен, размеры которых одинаковы; механизм изменения угла наклона шайб включает шлицевой ползун, на котором посредством радиально-упорных подшипников качения смонтирована обойма, снабженная управляющим рычагом, выведенным за пределы корпуса; этот механизм снабжен винтовым устройством с самотормозящейся резьбой, подвижный элемент которого соединен с указанным рычагом; ведущий вал имеет два хвостовика, выведенных за пределы корпуса; величина смещения ползуна и длины поводков выполнены из возможности одновременного наклона обеих шайб в противоположные стороны на углы от нуля до ±30o; маховики посажены на ведомых валах.Along with this, gears and an intermediate wheel located on the sides of the housing are housed in casings with bearings for the driven shaft; in free-wheeling mechanisms, the outer ring is the hub of the gear; mechanisms on one side of the body are rotated 180 o in relation to the mechanisms of the opposite side; the pitch diameter of the intermediate gear is larger than the corresponding diameters of the gears interacting with it, the dimensions of which are the same; the mechanism for changing the angle of inclination of the washers includes a spline slider on which a yoke is mounted using angular contact rolling bearings, equipped with a control lever that is extended outside the housing; this mechanism is equipped with a screw device with a self-braking thread, the movable element of which is connected to the specified lever; the drive shaft has two shafts brought out of the housing; the amount of displacement of the slider and the length of the leashes are made from the possibility of simultaneous tilt of both washers in opposite directions at angles from zero to ± 30 o ; flywheels are planted on driven shafts.
На фиг. 1 изображен бесступенчатый привод, вид сбоку, в разрезе; на фиг. 2 - привод, вид в плане, в разрезе, фрагмент; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1, повернуто. In FIG. 1 shows a stepless drive, side view, in section; in FIG. 2 - drive, view in plan, in section, fragment; in FIG. 3 is a section AA in FIG. 1, rotated.
Бесступенчатый привод содержит корпус 1, в котором на подшипниках смонтирован ведущий вал 2 с двумя хвостовиками 3 и 4, выведенными за пределы корпуса. Хвостовики предназначены соответственно для связи с приводным двигателем и, например, со шкивом ременной передачи генератора и вентилятора (на чертежах не показаны). На ведущем валу 2 посредством осей 5 установлены две качающиеся шайбы 6 и 7. Между шайбами на шлицевом участке 8 ведущего вала подвижно установлен механизм 9 изменения угла наклона шайб. Последний снабжен поводками 10 и 11 различной длины, шарнирно соединенными с внутренними кольцами 12 соответствующих шайб. Длина поводков и места их расположения на механизме 9 и на внутренних кольцах 12 выбраны из возможности качания шайб 6 и 7 в противофазе. Обе качающиеся шайбы имеют посаженный на внутреннем кольце 12 подшипник 13, промежуточное кольцо 14 и связанное с ним осями 15 наружное кольцо 16. Опоры 17 наружных колец смонтированы в корпусе 1 на подшипниках. Продолжением опор 17 являются цапфы, которые выведены за пределы корпуса и на которых посредством механизма свободного хода 18 посажены шестерни 19 и 20 - каждая пара этих шестерен, из числа расположенных с одной стороны корпуса 1, находится в зацеплении с промежуточным зубчатым колесом 21, образующим две пары передаточных звеньев - по обе стороны корпуса 1. Каждая пара этих звеньев заканчивается ведомым валом 22, посаженным в ступице колеса 21. The stepless drive includes a
Расположенные по бокам шестерни 19, 20 и промежуточное колесо 21 размещены в кожухах 23, при этом подшипниковые опоры для ведомого вала 22 установлены и в корпусе, и в кожухе. Каждый ведомый вал выходит за пределы кожуха 23, на котором посажен маховик 24. Заканчиваются ведомые валы хвостовиком 25 для соединения с дифференциалами и т.п. элементами транспортного средства (на чертежах не показаны). В механизмах свободного хода 18 наружной обоймой является ступица соответствующей шестерни 19 и 20; это способствует упрощению и снижению габаритов конструкции. Механизмы свободного хода с одной стороны корпуса 1 развернуты на 180o по отношению к механизмам противоположной стороны. В передаточных звеньях делительный диаметр промежуточного зубчатого колеса 21 больше соответствующих диаметров взаимодействующих с ним шестерен 19 и 20, размеры которых одинаковы. Это означает, что при передаче момента от шестерни 19 или от шестерни 20 к колесу 21 (и далее на ведомый вал 22) реализуется дополнительное передаточное отношение в системе ведущий вал 2 - ведомые валы 22.The
Механизм 9 изменения угла наклона качающихся шайб 6 и 7 включает шлицевой ползун 26, на котором посредством радиально-упорных подшипников качения 27 смонтирована обойма 28. Последняя снабжена управляющим рычагом 29, выведенным за пределы корпуса. Дополнительно к этому механизм изменения угла наклона шайб снабжен винтовым устройством 30, смонтированным в приливе корпуса 1. Винтовое устройство содержит приводной винт 31, посаженный в приливе на подшипниках скольжения и заканчивающийся хвостовиком 32 для связи с соответствующим приводным элементом транспортного средства. Винт 31 находится в зацеплении с пустотелым подвижным ведомым элементом 33 с внутренней резьбой. Резьба на винте 31 и в элементе 33 является мелкой и самотормозящейся. На наружной поверхности ведомого элемента 33 выполнен паз, в который введен выступ 34 на крышке винтового устройства 30. Вследствие этого исключается возможность вращения элемента 33 - он может передвигаться лишь возвратно-поступательно. На конце ведомого элемента выполнено отверстие, с помощью которого элемент соединен с указанным управляющим рычагом 29. В механизме 9 изменения угла наклона шайб величина смещения ползуна 26 по шлицевому участку 8 ведущего вала 2 и длины поводков 10 и 11 выполнены из возможности одновременного наклона обеих качающихся шайб 6 и 7 в противоположные стороны на углы β от нуля до ±30o.The mechanism 9 of changing the angle of inclination of the swinging
Бесступенчатый привод работает следующим образом. Stepless drive operates as follows.
В исходном положении ползун 26 с обоймой 28 и управляющим рычагом 29 механизма 9 изменения угла наклона качающихся шайб 6 и 7 находится в крайнем правом положении (фиг. 1). В этом случае шайбы 6 и 7 располагаются перпендикулярно геометрической оси ведущего вала 2 - угол наклона шайб β=0. При вращении ведущего вала шайбы не совершают качательных движений, вследствие чего опоры 17 с цапфами наружных колец 16 шайб, шестерни 19, 20 и промежуточные зубчатые колеса 21 с ведомыми валами 22 остаются неподвижными. Приведение в действие привода - передача крутящего момента от двигателя, через один из хвостовиков 3 или 4 и ведущий вал 2, на ведомые валы 22 осуществляется плавным перемещением (за счет мелкой резьбы в паре приводной винт 31 - подвижный ведомый элемент 33) управляющего рычага 29, а вместе с ним обоймы 28 с ползуном 26 по шлицевому участку 8 ведущего вала 2. Вращение винта 31 производится посредством его хвостовика 32 от приводного элемента транспортного средства, при этом выступ 34, введенный в паз на ведомом элементе 33, обеспечивает ему только поступательное движение. После прекращения вращения винта 31 последний автоматически фиксируется (удерживая, в конечном итоге, ползун 26 в заданном положении) за счет самотормозящейся резьбы в винтовом устройстве 30. При вращении ведущего вала 2 его шлицевой участок приводит во вращение и ползун 26, при этом обойма 28, будучи смонтированной на ползуне посредством радиально-упорных подшипников качения 27, остается неподвижной. Незначительный момент трения в подшипниках с помощью управляющего рычага 29 передается на корпус 1. При изменении угла наклона шайб 6 и 7, путем воздействия на рычаг 29 винтового устройства 30, осевые нагрузки воспринимаются подшипниками 27. Перемещение ползуна 26 по шлицевому участку 8 вала возможно как при неподвижном, так и при вращающемся ведущем вале 2, поскольку по отношению к устройству 30 рычаг 29 с обоймой 28 неподвижно зафиксированы. In the initial position, the slider 26 with the clip 28 and the control lever 29 of the mechanism 9 for changing the angle of inclination of the swinging
Более рационально изменение углов наклона качающихся шайб 6 и 7 производить при вращающемся ведущем вале 2. В этом случае приведение в действие ведомых валов 22 производится после запуска приводного двигателя и выхода его на рабочий режим, тогда шайбы несут дополнительную функцию муфты сцепления - при β = 0 "муфта" выключена. После некоторого изменения угла наклона шайб 6 и 7 (β>0) условно можно считать, что включается первая (низшая) передача и транспортное средство, на ведущие колеса которого от валов 22 передается крутящий момент, плавно трогается с места и начинает движение с минимальной скоростью. После перемещения ползуна 26 влево (фиг. 1) поводки 10 и 11 воздействуют на внутренние кольца 12 качающихся шайб 6 и 7, вследствие чего шайбы наклоняются в противоположные стороны, разворачиваясь относительно ведущего вала 2 на осях 5. После этого элементы шайб совершают сложное движение: внутреннее кольцо 12 вращается вместе с валом 2 и совершает карательное движение на осях 5 относительно вала; внутреннее кольцо 12 вращается вместе с внутренней обоймой подшипника 13, который также участвует в качательном движении; промежуточное кольцо 14 вместе с наружной обоймой подшипника совершает пространственное качательное движение, оставаясь неподвижным относительно внутреннего кольца 12 и покачиваясь на осях 15 относительно наружного кольца 16; последнее, будучи посредством опор 17 "привязанным" к корпусу 1, совершает только качательное движение на угол ±β. It is more rational to change the angle of inclination of the swinging
Являющиеся продолжением опор 17 цапфы приводят в качательное движение механизмы свободного хода 18. Поскольку шайбы совершают качательное движение в противофазе, то при наклоне, например, шайбы 6 вправо, а шайбы 7 влево, как показано на фиг. 1, посредством механизма свободного хода приводится во вращение на угол 2β шестерня 19, которая сообщает вращение (и передачу момента) промежуточному зубчатому колесу 21 (фиг. 2, 3). При этом вторая шестерня 20 вращается вхолостую (ее приводит в действие колесо 21 в ту же сторону, что и шестерня 19), обкатываясь относительно своего механизма свободного хода 18. При наклоне шайб 6 и 7 в противоположные стороны (на фиг. 1 показано пунктирными линиями) ведущим элементом передаточного звена становится шестерня 20 - ее увлекает механизм свободного хода. Шестерня 20, продолжая вращаться в ту же сторону, приводит во вращение промежуточное колесо 21 и вместе с ним ведомый вал 22, при этом другая шестерня 19 вращается вхолостую, обкатываясь относительно своего механизма 18. Так как колесо 21 является промежуточным, то имеющие одинаковый диаметр шестерни 19 и 20 вращаются в одну сторону, чередуя с помощью механизмов 18 рабочие и холостые пробеги, характеризуемые углами 2β. Передаточное звено, расположенное на другой стороне корпуса и содержащее такие же шестерни 19, 20 и колесо 21, работает аналогичным образом. Поскольку механизмы свободного хода 18 на этой стороне развернуты на 180o по отношению к механизмам противоположной стороны, то все шестерни и оба колеса с ведомыми валами 22 вращаются в одну сторону, с одинаковой угловой скоростью, и передают одинаковые крутящие моменты, которые снимаются с хвостовиков 25 валов. Качающиеся шайбы 6 и 7 совершают знакопеременное вращение с переменной угловой скоростью. Относительно равномерное вращение шестерен 19, 20 и колес 21 достигается за счет механизмов свободного хода 18, инерционности передаточных звеньев и наличия маховиков 24, посаженных непосредственно на ведомых валах 22.Continuing the
Плавный разгон и выход на установившийся режим движения транспортного средства происходит за счет постепенного смещения влево ползуна и, следовательно, увеличения угла наклона шайб 6 и 7. Максимальным углам β=±30o (углы качания шайб 2β = 60o) соответствует крайнее левое положение управляющего рычага 29 и обоймы 28 с ползуном 26 (фиг. 1). При увеличении угла наклона шайб условно можно считать, что транспортное средство плавно переходит с первой на вторую, третью и более высокую передачу, вплоть до прямой (высшей) передачи. Максимальное передаточное отношение привода и максимальный крутящий момент на ведомых валах 22 достигаются при минимальном угле β. С учетом передаточного числа в передаточном звене (за счет большего делительного диаметра промежуточного колеса 21 по сравнению с соответствующими диаметрами шестерен 19 и 20) общее передаточное отношение привода при минимуме β может достигать 200-250. По мере увеличения угла β этот параметр снижается в 6-8 раз. Снижение скорости движения транспортного средства, вплоть до его полной остановки, производится путем перемещения ползуна 26 вправо и уменьшения угла β до нуля. Реверсирование направления движения транспортного средства осуществляется известным образом.Smooth acceleration and reaching the steady state mode of movement of the vehicle occurs due to a gradual shift to the left of the slider and, consequently, an increase in the angle of inclination of the
Таким образом, в предлагаемом приводе простыми средствами достигается: бесступенчатое регулирование угловой скорости ведомых валов 22 и, следовательно, скорости движения транспортного средства, включая их полную остановку; широкий диапазон регулирования с варьированием углов наклона качающихся шайб до ±30o при включенном приводном двигателе и вращающемся ведущем вале 2; простота конструкции и компактность передаточных звеньев, которые расположены в кожухах 23 непосредственно на корпусе 1 - по его бокам; снижение габаритов привода, представляющего единый функциональный блок, снабженный выходными хвостовиками на ведущем и ведомых валах и на механизме 9 изменения угла наклона шайб; относительно равномерное вращение ведомых валов 22 за счет простых механизмов свободного хода 18 и посаженных непосредственно на ведомых валах маховиков 24. В итоге обеспечивается повышение стабильности и надежности работы привода.Thus, in the proposed drive simple means achieved: stepless regulation of the angular velocity of the driven
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001129879/28A RU2204750C1 (en) | 2001-11-05 | 2001-11-05 | Variable-speed drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001129879/28A RU2204750C1 (en) | 2001-11-05 | 2001-11-05 | Variable-speed drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2204750C1 true RU2204750C1 (en) | 2003-05-20 |
Family
ID=20254151
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001129879/28A RU2204750C1 (en) | 2001-11-05 | 2001-11-05 | Variable-speed drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2204750C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2713421C2 (en) * | 2015-11-04 | 2020-02-05 | Зе Боинг Компани | Method and system of gearing based on swinging motion and elliptic interface |
RU2716396C1 (en) * | 2019-07-08 | 2020-03-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования ФГБОУ ВО "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ПГУ") | Continuously variable transmission with increased range of transmission ratio |
-
2001
- 2001-11-05 RU RU2001129879/28A patent/RU2204750C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2713421C2 (en) * | 2015-11-04 | 2020-02-05 | Зе Боинг Компани | Method and system of gearing based on swinging motion and elliptic interface |
RU2716396C1 (en) * | 2019-07-08 | 2020-03-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования ФГБОУ ВО "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ПГУ") | Continuously variable transmission with increased range of transmission ratio |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6044718A (en) | Continuously variable transmission utilizing oscillating torque and one way drives | |
US6062096A (en) | Continuously variable transmission utilizing oscillating torque and one way drives | |
US4824419A (en) | Flat belt continuously variable transmission with geared speed ratio control system | |
US6595084B2 (en) | Continuously variably reciprocating transmission | |
RU2204750C1 (en) | Variable-speed drive | |
US5860320A (en) | Variable ratio power transmission | |
US7344467B2 (en) | Self-regulating continuously variable transmission | |
RU2239738C1 (en) | Mechanical holonomic part of continuous-action transmission at variable change of ratios | |
JP2014511980A (en) | Transmission | |
RU2229643C2 (en) | Pulse variable-speed drive | |
JPH0721947Y2 (en) | Belt type continuously variable transmission | |
AU697452B2 (en) | Variable ratio power transmission | |
RU2172438C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
RU2179673C1 (en) | High-torque variable-speed drive | |
RU2163317C2 (en) | Automatic stepless mechanical gearing | |
RU31268U1 (en) | Mechanical holonomic part of continuous transmission with stepless gear ratio change | |
RU2185553C2 (en) | Automatic stepless mechanical transmission | |
JP2002031206A (en) | Toroidal type continuously variable transmission and continuously variable transmission | |
RU2258853C1 (en) | Pulse variator | |
RU2188975C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
RU2171929C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
US5297449A (en) | Transmission device | |
RU2211971C1 (en) | Power-driven variable-speed transmission | |
RU2171928C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
AU772343B2 (en) | Continuously variable reversible transmission |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20031106 |