RU2242653C2

RU2242653C2 - Method of infinitely variable conveying of rotation

Info

Publication number: RU2242653C2
Application number: RU2000120007/11A
Authority: RU
Inventors: А.А. Травин (RU); А.А. Травин
Original assignee: Травин Александр Александрович
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2000-07-28
Publication date: 2004-12-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: method includes converting rotation of driving shaft into reciprocation of a rocker. The reciprocation is transformed into the reciprocation of the movable link. The movement of the movable link is transmitted to a mechanism, e.g. overrunning clutch, which transforms reciprocation of the movable link into the unidirectional rotation of the driven shaft. To provide uniform rotation of the driven shaft it should rotate with a maximum uniform velocity. To change the speed of rotation of the driven shaft the movable link is displaced with the use of a control mechanism, e.g. hydraulic cylinder, along the axis of rotation of the rocker. The movable link is affected by the rocker in so manner that, when the lines of action of the force which acts on the movable link and axis of rotation of the rocker are aligned, the movable link stops.

EFFECT: enhanced transmitted power and torque.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам механической бесступенчатой передачи вращательного движения.The invention relates to the field of engineering, and in particular to methods of mechanical continuously variable transmission of rotational motion.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является вариатор с жесткой кинематической связью между ведущим и ведомым валами.The problem to which the invention is directed is a variator with a rigid kinematic connection between the drive and driven shafts.

Техническим результатом изобретения является увеличение передаваемой мощности и крутящего момента механическими вариаторами.The technical result of the invention is to increase the transmitted power and torque by mechanical variators.

Указанная задача решается тем, что по способу бесступенчатой трансформации вращательного движения, при жесткой кинематической связи элементов передачи, с нижним пределом угловой скорости ведомого вала, равным нулю, вращательное движение ведущего вала преобразуют в возвратно-вращательное движение коромысла, которое преобразуют в возвратно-поступательное движение подвижного звена, а движение подвижного звена передают на механизм, например обгонную муфту, которым преобразуют возвратно-поступательное движение подвижного звена в одностороннее вращательное движение ведомого вала, причем для равномерного вращения ведомого вала на некоторой фазе движения коромысла и подвижного звена ведомый вал вращают с максимальной, равномерной скоростью; для изменения скорости вращения ведомого вала подвижное звено перемещают управляющим механизмом, например гидравлическим цилиндром, параллельным переносом вдоль коромысла относительно его оси; на подвижное звено действуют коромыслом таким образом, что при совмещении линии действия силы на подвижное звено с осью коромысла подвижное звено останавливается; для непрерывного вращения ведомого вала весь цикл взаимодействий дублируют, при этом движения этих циклов разносят во времени, с таким расчетом, что фазы воздействия подвижных звеньев на ведомый вал, при которых ведомый вал вращается с максимальной, равномерной скоростью, перекрывают друг друга.This problem is solved by the fact that by the method of stepless transformation of rotational motion, with rigid kinematic connection of the transmission elements with a lower limit of the angular velocity of the driven shaft equal to zero, the rotational motion of the drive shaft is converted into a reciprocating motion of the rocker arm, which is converted into reciprocating motion of the mobile link, and the movement of the mobile link is transmitted to a mechanism, for example a freewheel, which transforms the reciprocating movement of the mobile link into one Oron rotational movement of the driven shaft, and to the uniform rotation of the driven shaft at a certain phase of the motion of the rocker link and the movable driven shaft is rotated at a maximum, uniform speed; to change the speed of rotation of the driven shaft, the movable link is moved by a control mechanism, for example, a hydraulic cylinder, parallel transfer along the beam relative to its axis; the rocker acts on the movable link in such a way that when the line of action of the force on the movable link with the axis of the beam is combined, the movable link stops for continuous rotation of the driven shaft, the entire cycle of interactions is duplicated, while the movements of these cycles are separated in time, so that the phases of the action of the moving links on the driven shaft, in which the driven shaft rotates at a maximum, uniform speed, overlap each other.

На чертеже изображено устройство, реализующее способ. Звенья, обозначенные одинаковыми номерами, идентичны и симметрично расположены друг к другу относительно плоскости, проходящей через ось вращения кулачка 2.The drawing shows a device that implements the method. The links indicated by the same numbers are identical and symmetrically located to each other relative to the plane passing through the axis of rotation of the cam 2.

Устройство состоит из ведущего вала 1, пространственного, цилиндрического, кулачкового механизма однократного действия с профильным пазом на боковой поверхности, состоящего из кулачка 2, роликов 3, толкателей 4 и направляющих 5. На толкателях 4 закреплены поворачивающиеся муфты 6, в которые помещены коромысла 7, вращающиеся на осях 8, расположенных вне зоны перемещения ползунов 9 вдоль коромысел 7. Ползуны 9 шарнирно соединены с рейками 10. Рейки перемещаются в направляющих 11, параллельных направляющим 5. Входные валы 12 обгонных муфт 13, находятся в постоянном зацеплении с рейками 10, а выходные валы 14 обгонных муфт 13, в постоянном зацеплении с промежуточными валами 15. Обгонные муфты 13, направляющие 11 и промежуточные валы 15 объединены в механизме 16 преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное движение ведомого вала 17. Также в состав устройства входят управляющий степенью трансформации гидравлический цилиндр 18 и направляющие 19, расположенные перпендикулярно направляющим 5 и 11.The device consists of a drive shaft 1, a spatial, cylindrical, single-acting cam mechanism with a profile groove on the side surface, consisting of a cam 2, rollers 3, pushers 4 and guides 5. On the pushers 4, rotary couplings 6 are fixed, in which the rocker arms 7, rotating on axes 8 located outside the zone of movement of the sliders 9 along the rocker arms 7. The sliders 9 are pivotally connected to the racks 10. The rails move in guides 11 parallel to the guides 5. Input shafts 12 of the overrunning clutches 13 are in continuous engagement with the rails 10, and the output shafts 14 of the overrunning clutch 13, in constant engagement with the intermediate shafts 15. The overrunning clutch 13, the guides 11 and the intermediate shafts 15 are combined in the mechanism 16 for converting the reciprocating motion into the rotational movement of the driven shaft 17. Also the device includes a hydraulic cylinder 18 controlling the degree of transformation and guides 19 located perpendicular to the guides 5 and 11.

Способ бесступенчатой трансформации вращательного движения, при жесткой кинематической связи элементов передачи, с нижним пределом угловой скорости ведомого вала, равным нулю, заключается в том, что вращательное движение ведущего вала 1 преобразовывают в возвратно-поступательное движение толкателей 4, которое преобразовывают в возвратно-вращательное движение коромысел 7. Движение коромысел 7 преобразуют в возвратно-поступательное движение реек 10. Движение реек 10, в свою очередь, преобразовывают во вращательное движение ведомого вала 17. Амплитуда возвратно-поступательного движения реек 10, соответственно и скорость вращения ведомого вала 17, будет зависеть от расположения реек 10 относительно осей 8: чем ближе к осям 8, тем меньше амплитуда движения реек 10 и скорость вращения ведомого вала 17. При совмещении линий действия силы на рейки 10 с осями 8 рейки 10 и ведомый вал 17 останавливаются. Для равномерного вращения ведомого вала 17 рейки 10, на некотором отрезке возвратно-поступательного движения, должны иметь максимальную, равномерную скорость, а для непрерывного вращения ведомого вала 17, движения реек 10 с максимальной, равномерной скоростью должны быть разнесены во времени так, чтобы перекрывать друг друга. Способ осуществляется следующим образом.The method of stepless transformation of the rotational movement, with a rigid kinematic connection of the transmission elements, with the lower limit of the angular velocity of the driven shaft equal to zero, is that the rotational motion of the drive shaft 1 is converted into a reciprocating motion of the pushers 4, which is converted into a reciprocating rotation rocker 7. The movement of the rocker 7 is converted into a reciprocating movement of the racks 10. The movement of the racks 10, in turn, is converted into rotational movement of the driven shaft 17 The amplitude of the reciprocating movement of the rails 10, respectively, and the speed of rotation of the driven shaft 17, will depend on the location of the rails 10 relative to the axes 8: the closer to the axes 8, the smaller the amplitude of the movement of the rails 10 and the speed of rotation of the driven shaft 17. When combining the lines of action forces on the rails 10 with the axes 8 of the rails 10 and the driven shaft 17 are stopped. For uniform rotation of the driven shaft 17, the rails 10, at a certain length of the reciprocating movement, should have a maximum, uniform speed, and for the continuous rotation of the driven shaft 17, the movements of the rails 10 with a maximum, uniform speed should be spaced in time so as to overlap each other friend. The method is as follows.

Ведущий вал 1 вращает кулачок 2. Кулачок, вращаясь, передает через ролики 3 возвратно-поступательное движение толкателям 4, перемещающимся в направляющих 5. Направляющие 5 параллельны оси вращения кулачка 2 и расположены относительно этой оси под углом 90 градусов друг к другу. При полном обороте кулачка форма элементов кулачка 2 и роликов 3 должна обеспечивать толкателям 4, на отрезке движения между фазами смены направления движения, максимальную, равномерную скорость. Длина этих отрезков такова, что при входе одного из толкателей 4 в фазу смены направления движения другой толкатель 4 из этой фазы выходит.The drive shaft 1 rotates the cam 2. The cam, rotating, transmits the reciprocating motion through the rollers 3 to the pushers 4 moving in the guides 5. The guides 5 are parallel to the axis of rotation of the cam 2 and are located relative to this axis at an angle of 90 degrees to each other. With a full rotation of the cam, the shape of the elements of the cam 2 and rollers 3 should provide the pushers 4, on the segment of movement between the phases of the change of direction, the maximum, uniform speed. The length of these segments is such that when one of the pushers 4 enters the phase of changing the direction of movement, the other pusher 4 leaves this phase.

Поворачивающиеся муфты 6 перемещают коромысла 7 на осях 8. Коромысла через ползуны 9 передают возвратно-поступательное движение рейкам 10, перемещающимся в направляющих реек 11. Движение реек 10 копирует движение соответствующих толкателей 4, но с измененной амплитудой, зависящей от расположения реек 10 относительно осей 8. Рейки 10, перемещаясь в направляющих 11, вращают входные валы 12 обгонных муфт 13. Выходные валы 14 обгонных муфт 13 передают вращение промежуточным валам 15, которые вращают ведомый вал 17.Rotatable clutches 6 move the rocker arms 7 on the axles 8. The rocker arms through the sliders 9 transmit the reciprocating movement to the rails 10 moving in the guide rails 11. The movement of the rails 10 copies the movement of the respective pushers 4, but with a changed amplitude, depending on the location of the rails 10 relative to the axes 8 The rails 10, moving in the guides 11, rotate the input shafts 12 of the freewheels 13. The output shafts 14 of the freewheels 13 transmit the rotation to the intermediate shafts 15, which rotate the driven shaft 17.

Механизм 16 преобразования возвратно-поступательного движения перемещается гидравлическим цилиндром 18 по направляющим 19, перпендикулярным направляющим 5 и 11, определяя тем самым положение реек 10 относительно осей коромысел 8 и соответственно скорость вращения ведомого вала 17 относительно ведущего вала 1.The reciprocating movement conversion mechanism 16 is moved by the hydraulic cylinder 18 along the guides 19 perpendicular to the guides 5 and 11, thereby determining the position of the rails 10 relative to the axles of the rocker arm 8 and, accordingly, the rotation speed of the driven shaft 17 relative to the drive shaft 1.

Claims

Способ бесступенчатой трансформации вращательного движения при жесткой кинематической связи элементов передачи с нижним пределом угловой скорости ведомого вала, равным нулю, отличающийся тем, что вращательное движение ведущего вала преобразуют в возвратно-вращательное движение коромысла, которое преобразуют в возвратно-поступательное движение подвижного звена, а движение подвижного звена передают на механизм, например обгонную муфту, которым преобразуют возвратно-поступательное движение подвижного звена в одностороннее вращательное движение ведомого вала, причем для равномерного вращения ведомого вала на некоторой фазе движения коромысла и подвижного звена ведомый вал вращают с максимальной равномерной скоростью; для изменения скорости вращения ведомого вала подвижное звено перемещают управляющим механизмом, например гидравлическим цилиндром, параллельным переносом вдоль коромысла относительно его оси вращения; на подвижное звено действуют коромыслом таким образом, что при совмещении линии действия силы на подвижное звено с осью вращения коромысла подвижное звено останавливается; для непрерывного вращения ведомого вала весь цикл взаимодействий дублируют, при этом движения этих циклов разносят во времени с таким расчетом, что фазы воздействия подвижных звеньев на ведомый вал, при которых ведомый вал вращается с максимальной равномерной скоростью, перекрывают друг друга.A method of stepless transformation of rotational motion with a rigid kinematic connection of transmission elements with a lower limit of the angular velocity of the driven shaft equal to zero, characterized in that the rotational motion of the drive shaft is converted into a reciprocating motion of the rocker arm, which is converted into reciprocating motion of the movable link, and the movement the moving link is transferred to a mechanism, for example a freewheel, which transforms the reciprocating movement of the moving link into a one-way rotator Noe motion of the driven shaft, the driven shaft for rotation on a uniform phase and rolling motion of the rocker link of the driven shaft is rotated at a uniform maximum speed; to change the speed of rotation of the driven shaft, the movable link is moved by a control mechanism, for example, a hydraulic cylinder, parallel transfer along the beam relative to its axis of rotation; the rocker acts on the movable link in such a way that when the line of action of the force on the movable link with the axis of rotation of the rocker is combined, the movable link stops; for continuous rotation of the driven shaft, the entire cycle of interactions is duplicated, while the movements of these cycles are spaced in time so that the phases of the action of the moving links on the driven shaft, in which the driven shaft rotates at maximum uniform speed, overlap each other.