RU2221946C2 - Stepless reversible variable-speed drive - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: invention relates to belt variable-speed drives with stepless changing of angular velocity and direction of output shaft rotation. It can be used in instrument engineering, drives household appliances, vehicles, etc. Proposed stepless reversible variable-speed drive contains housing 1, input shaft 2 with fitted-on carrier 4 made in form of three-prong fork carrying of each end two ends two pairs of balance rollers 6 and on third end, intermediate shaft 8 with adjustable extensible sheaves 11, 12, trunnion 10 installed on input shaft 2 and rigidly connected with housing 1, extensible sheave 9 installed on trunnion 10 and coupled by drive belt 14 with sheave 11 and rollers 6, output shaft 3, extensible adjustable sheave 13 installed on output shaft 3 and coupled with sheave 12 and rollers 6 by drive belt 15. EFFECT: increased gear ratio and improved reversing of output shaft at constant direction of rotation of input shaft. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к ременным вариаторным передачам с бесступенчатым изменением угловой скорости и направления вращения выходного вала, и может быть использовано в приборостроении, приводных устройствах бытовой техники, в транспортных средствах, точном машиностроении. The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to variable-speed belt drives with stepless variation of the angular velocity and direction of rotation of the output shaft, and can be used in instrumentation, drive devices for household appliances, in vehicles, precision engineering.

Известна реверсивная клиноременная передача (а.с. РФ 1588950, МКИ F 16 H 9/12), содержащая охватываемые приводным ремнем и установленные на ведущем и ведомом валах шкивы, выполненные в виде двух расположенных симметрично ремня полушкивов с фиксаторами взаимного углового положения, имеющих внутреннюю резьбу различного направления и установленных с возможностью ограниченного осевого перемещения, а участки ведущего и ведомого валов, расположенных по одну сторону ремня, имеют резьбу противоположного направления. Known reverse V-belt drive (AS RF 1588950, MKI F 16 H 9/12), containing pulleys covered by a driving belt and mounted on the driving and driven shafts, made in the form of two symmetrically mounted half pulleys with interlock angular position locks having an internal threads of various directions and installed with the possibility of limited axial movement, and sections of the drive and driven shafts located on one side of the belt have threads in the opposite direction.

Недостатками указанной передачи является то, что реверсирование достигается только после останова кинематических звеньев механизма с последующим переключением, что ограничивает функциональные возможности и, следовательно, сферу практического использования механизма. Изменение передаточного числа осуществляется при окончании рабочего хода исполнительного органа машины с применением ряда автоматических регулирующих устройств, что удорожает и усложняет конструкцию, приводит к повышению себестоимости затрат на эксплуатацию. The disadvantages of this transmission is that the reversal is achieved only after stopping the kinematic links of the mechanism and then switching, which limits the functionality and, therefore, the scope of the practical use of the mechanism. The gear ratio is changed at the end of the working stroke of the executive body of the machine using a number of automatic control devices, which increases the cost and complicates the design, leading to an increase in the cost of operating costs.

Известна также планетарная передача (а.с. РФ 846895, МКИ F 16 H 9/26), содержащая два центральных колеса, одно из которых заторможено, водило с четырьмя сателлитами, оси каждого из сателлитов расположены параллельно между собой к плоскости вращения водила, центральные колеса выполнены с наружными зубьями, а сателлиты связаны попарно между собой и с центральными колесами охватывающим их гибким звеном. Also known is a planetary gear (AS RF 846895, MKI F 16 H 9/26), containing two central wheels, one of which is inhibited, a carrier with four satellites, the axes of each of the satellites are parallel to each other to the plane of rotation of the carrier, central the wheels are made with external teeth, and the satellites are connected in pairs with each other and with the central wheels covering them with a flexible link.

Недостатком такой передачи является отсутствие реверсирования и, следовательно, ограниченность в использовании, а также невозможность регулирования скорости вращения выходного вала. The disadvantage of this transmission is the lack of reversal and, consequently, limited use, as well as the inability to control the speed of rotation of the output shaft.

Известен бесступенчатый силовой привод (а.с. РФ 1499011, F 16 H 9/02), содержащий корпус, входной, промежуточный и выходной валы, ременную передачу, ведущий шкив, установленный на ведущем валу, двухступенчатый вариатор с двумя последовательно расположенными клиноременными передачами с четырьмя регулируемыми шкивами, установленными на входном, промежуточном и выходном валах, регулирующие механизмы для воздействия на подвижные диски шкивов. Known stepless power drive (AS RF 1499011, F 16 H 9/02), comprising a housing, input, intermediate and output shafts, a belt drive, a drive pulley mounted on a drive shaft, a two-speed variator with two sequentially located V-belt drives with four adjustable pulleys mounted on the input, intermediate and output shafts, regulating mechanisms for acting on the movable pulley disks.

Указанный привод используется как силовой агрегат с постоянным односторонним направлением вращения. Основными недостатками его являются невозможность реверсирования в процессе работы механизма, а также сложность конструкции. The specified drive is used as a power unit with a constant one-sided direction of rotation. Its main disadvantages are the impossibility of reversing during the operation of the mechanism, as well as the complexity of the design.

Задача изобретения - в максимально упрощенной конструкции вариаторного механизма получить большое передаточное число, а также реверсирование хода кинематических звеньев механизма при неизменном направлении вращения входного вала. The objective of the invention is in the most simplified design of the variator mechanism to obtain a large gear ratio, as well as reversing the movement of the kinematic links of the mechanism with a constant direction of rotation of the input shaft.

Решение поставленной задачи достигается тем, что бесступенчатый реверсивный вариатор содержит корпус, четыре раздвижных регулируемых шкива, установленные на входном, промежуточном и выходном валах и связанные бесконечными приводными ремнями, на входном валу перпендикулярно его оси жестко закреплено водило, выполненное в виде трехрожковой вилки, на двух концах которой смонтированы по две пары балансирных роликов, а на третьем смонтирован с возможностью вращения промежуточный вал с регулируемыми шкивами на его концах, причем входной вал смонтирован внутри цапфы, жестко соединенной с корпусом, на которой с возможностью только осевого перемещения установлен раздвижной регулируемый шкив, который связан с регулируемым шкивом промежуточного вала и балансирными роликами одним приводным ремнем, а регулируемый шкив выходного вала связан с регулируемым шкивом промежуточного вала и балансирными роликами другим приводным ремнем. The solution to this problem is achieved by the fact that the stepless reversing variator contains a housing, four adjustable adjustable pulleys mounted on the input, intermediate and output shafts and connected by endless drive belts, a carrier made in the form of a three-arm fork is rigidly fixed on the input shaft perpendicular to its axis, on two the ends of which are mounted on two pairs of balancing rollers, and on the third mounted with the possibility of rotation of the intermediate shaft with adjustable pulleys at its ends, and the input l mounted inside an axle rigidly connected to the housing, on which, with axial displacement only, an adjustable adjustable pulley is mounted, which is connected to the adjustable intermediate shaft pulley and balancing rollers by one drive belt, and the adjustable output shaft pulley is connected to the adjustable intermediate shaft pulley and balancing rollers another drive belt.

Предлагаемая конструкция состоит из 2-х блоков кинематических звеньев, объединенных в единую кинематическую систему при помощи бесконечных приводных ремней, что позволяет значительно упростить конструкцию, а также засчет возможности регулирования расстояния между полушкивами и изменения диаметров обхвата их ремнями достигать большого передаточного числа, а при определенном значении соотношение

реверсирования выходного вала при неизменном направлении вращения входного вала.The proposed design consists of 2 blocks of kinematic links, combined into a single kinematic system using endless drive belts, which can greatly simplify the design, as well as due to the possibility of adjusting the distance between the half-pulleys and changing the diameter of the girth of their belts to achieve a large gear ratio, and at a certain value ratio

reversing the output shaft with the direction of rotation of the input shaft unchanged.

На фиг. 1 изображен бесступенчатый реверсивный вариатор. In FIG. 1 shows a stepless reversing variator.

На фиг. 2 - вид А-А фиг. 1. In FIG. 2 is a view aa of FIG. 1.

Бесступенчатый реверсивный вариатор конструктивно выполнен следующим образом. Stepless reversing variator is structurally made as follows.

В корпусе 1, на одной оси и не связанные друг с другом, смонтированы приводной вал 2 и выходной вал 3. К валу 2 строго перпендикулярно прикреплено водило 4, сконструированное в виде трехрожковой вилки, на двух концах которой при помощи вала - оси 5 - смонтированы две пары роликов 6, выполняющих роль балансиров. На третьем конце вилки водила 4 прикреплен корпус 7 со встроенным свободновращающимся промежуточным валом 8. A drive shaft 2 and an output shaft 3 are mounted on the same axis and not connected to each other in the housing 1, a carrier 4, constructed in the form of a three-arm fork, is mounted on the shaft 2 strictly in the form of a three-arm fork, mounted on its two ends with a shaft - axis 5 two pairs of rollers 6, acting as balancers. At the third end of the fork carrier 4 is attached a housing 7 with a built-in freely rotating intermediate shaft 8.

Вариатор имеет четыре регулируемых раздвижных шкива, выполненные в виде тарельчатых дисков, имеющих возможность осевого перемещения: дисков 9 по цапфе 10, жестко прикрепленной к корпусу 1, дисков 11 и 12 по промежуточному валу 8 и дисков 13 по выходному валу 3. Диски 9 имеют возможность только осевого перемещения по цапфе 10 и не могут совершить вращательное движение. Диски 9, 11 и пара балансирных роликов 6 обхвачены одним бесконечным клиновым ремнем 14, а диски 12, 13 и вторая пара балансирных роликов 6 обхвачена другим бесконечным клиновым ремнем 15 (фиг. 2). The variator has four adjustable sliding pulleys made in the form of disk disks having the possibility of axial movement: disks 9 along a trunnion 10, rigidly attached to the housing 1, disks 11 and 12 along the intermediate shaft 8 and disks 13 along the output shaft 3. The disks 9 have the ability only axial movement on the axle 10 and can not make a rotational movement. Disks 9, 11 and a pair of balancing rollers 6 are wrapped around one endless V-belt 14, and discs 12, 13 and a second pair of balancing rollers 6 are wrapped around another endless V-belt 15 (Fig. 2).

Бесступенчатый реверсивный вариатор работает следующим образом. Stepless reversing variator works as follows.

Привод вариатора осуществляется через приводной вал 2. Далее вращательное движение передается водилу 4, которое в свою очередь приводит во вращение всю систему кинематических звеньев вокруг оси вращения приводного вала 2 (фиг. 2). The variator is driven through the drive shaft 2. Next, the rotational movement is transmitted to the carrier 4, which in turn drives the entire system of kinematic links around the axis of rotation of the drive shaft 2 (Fig. 2).

Так как тарельчатые диски 9 жестко связаны с корпусом 1 и, следовательно, лишены возможности совершать вращательное движение, то вся кинематическая система при помощи обхватывающего ремня 14 обкатывает тарельчатые диски 9, придавая вращательное движение дискам 11 и далее через промежуточный вал 8 дискам 12, которые в свою очередь при помощи другого обхватывающего ремня 15 приводят во вращение тарельчатые диски 13 выходного вала 3. Since the disk disks 9 are rigidly connected to the housing 1 and, therefore, are unable to make a rotational movement, the entire kinematic system, using the clasp belt 14, rolls around the disk disks 9, imparting rotational movement to the disks 11 and then through the intermediate shaft 8 to the disks 12, which in turn, with the help of another clasping belt 15, the disk disks 13 of the output shaft 3 are rotated.

Изменение передаточного числа происходит за счет осевого перемещения дисков 9, 11, 12, 13. Сближение и удаление друг от друга тарельчатых дисков осуществляется известными устройствами (не показано). The gear ratio changes due to the axial movement of the disks 9, 11, 12, 13. The approach and removal of the disk disks from each other is carried out by known devices (not shown).

Реверсирование выходного вала 3, т.е. изменение направления его вращения, происходит при определенном соотношении диаметров обхвата ремней 14 и 15 между дисками 9, 11, 12 и 13, а именно при условии

- одно направление вращения выходного вала, при

- другое направление.Reverse output shaft 3, i.e. a change in the direction of its rotation occurs at a certain ratio of the diameters of the girth of the belts 14 and 15 between the disks 9, 11, 12 and 13, namely, under the condition

- one direction of rotation of the output shaft, with

- another direction.

Отличительной особенностью и основным преимуществом предлагаемой конструкции бесступенчатого реверсивного вариатора в сравнении с известными образцами редуктивных устройств и механизмов является то, что в простейшей конструкции соединены элементы планетарного редуктора с известными звеньями бесступенчатого вариирования, что позволяет достичь по сравнению с известными редукторами увеличения передаточного числа в несколько раз, а также реверсирования вращения выходного вала при неизменном направлении вращения входного вала механизма. A distinctive feature and the main advantage of the proposed design of a stepless reversing variator in comparison with the known models of gearboxes and mechanisms is that the elements of the planetary gearbox with the known steps of stepless variation are connected in the simplest design, which makes it possible to achieve several times increase in comparison with the known gearboxes , as well as reversing the rotation of the output shaft with a constant direction of rotation of the input shaft of the fur ism.

Claims (1)

Бесступенчатый реверсивный вариатор, содержащий корпус, входной, промежуточный и выходной валы, четыре регулируемых раздвижных шкива, установленные на входном, промежуточном и выходном валах, бесконечные приводные ремни, обхватывающие шкивы, отличающийся тем, что к выходному валу, перпендикулярно оси его вращения, жестко прикреплено водило, выполненное в виде трехрожковой вилки, на двух концах которой, на осях смонтированы две пары балансирных роликов, на третьем конце смонтирован с возможностью вращения промежуточный вал с регулируемыми раздвижными шкивами на концах, причем входной вал смонтирован внутри цапфы, жестко соединенной с корпусом вариатора, на которой с возможностью лишь осевого перемещения установлен раздвижной регулируемый шкив, обхватываемый со шкивом промежуточного вала и парой балансирных роликов одним бесконечным приводным ремнем, а регулируемый раздвижной шкив выходного вала обхвачен со шкивом промежуточного вала и второй парой сбалансированных роликов другим бесконечным приводным ремнем.An infinitely reversible variator comprising a housing, an input, intermediate and output shafts, four adjustable sliding pulleys mounted on the input, intermediate and output shafts, endless drive belts gripping the pulleys, characterized in that the output shaft, perpendicular to the axis of rotation, is rigidly attached the carrier, made in the form of a three-arm fork, on two ends of which, on the axes two pairs of balancing rollers are mounted, on the third end is mounted an intermediate shaft with adjustable rotation with sliding pulleys at the ends, and the input shaft is mounted inside the axle, rigidly connected to the variator housing, on which, with the possibility of only axial movement, a sliding adjustable pulley is installed, grasped with an intermediate shaft pulley and a pair of balancing rollers by one endless drive belt, and an adjustable sliding output pulley the shaft is grasped with an intermediate shaft pulley and a second pair of balanced rollers by another endless drive belt.

Images