RU2279596C1 - Automatic infinitely variable mechanical transmission - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering; transport engineering; machine-tool industry.

SUBSTANCE: proposed transmission includes drive shaft 1 and driven shaft 2, drive gear wheel 3 and driven gear wheel 4, carrier with radial shafts 7, main satellites 5 and 6, additional satellite 8 which are mounted on carrier radial shafts 7, flywheel 17, balancing weight 19, bearing wheel 9 mounted on dive shaft for rotation relative to it and provided with two gear rims 14 and 15. Gear rim 14 is thrown into engagement with additional satellite 8 and gear rim 15 is thrown into engagement with intermediate wheel 11 of bearing wheel drive. Bearing wheel drive has main wheel 10 and intermediate wheel 11 whose axle 12 is mounted in transmission body 13 beyond 0-0 line of transmission. Drive and driven wheels are mounted on opposite sides from radial shafts.

EFFECT: extended range of control of transmitted torque and rotational speed of driven shaft depending on loading.

9 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к общему машиностроению, в частности к передачам, и может быть использовано в транспортном машиностроении, преимущественно в автомобилестроении, а также в станкостроении.The invention relates to general engineering, in particular to gears, and can be used in transport engineering, mainly in the automotive industry, as well as in machine tools.

Известна инерционная передача, содержащая установленное с возможностью вращения вокруг оси передачи водило с радиальными осями, размещенные по разные стороны от радиальных осей конические зубчатые центральные колеса, закрепленные на соосных ведущем и ведомом валах, конические зубчатые сателлиты, введенные в зацепление с центральными колесами и образующие с последними пары колес, и маховики, установленные на радиальных осях водила. Передача снабжена жестко соединенным с корпусом передачи опорным коническим зубчатым центральным колесом, установленными на радиальных осях водила сателлитами, жестко соединенными с маховиками и введенными в зацепление с опорным колесом, и установленными на осях водила по разные стороны от оси передачи сблокированными по два сателлитами, введенными порознь в зацепление с разными центральными колесами, при этом блоки сателлитов и сателлиты с маховиками размещены с возможностью независимого друг от друга вращения вокруг радиальных осей водила (см. патент РФ 2072715, МПК 6 F 16 Н 33/10, 3/74, 27.01.97, Бюл. №3).An inertial transmission is known comprising a carrier with radial axles mounted rotatably around the transmission axis, conical gear central wheels mounted on coaxial drive and driven shafts mounted on opposite sides of the radial axes, conical gear satellites engaged with the central wheels and forming with the last pair of wheels, and flywheels mounted on the radial axles of the carrier. The transmission is equipped with a support conical gear central wheel rigidly connected to the transmission housing, mounted on the radial axles of the carrier and fixed to the flywheels and engaged with the support wheel, and mounted on the carrier axes on opposite sides of the transmission axis, locked in two satellites separately inserted meshing with different central wheels, while the blocks of satellites and satellites with flywheels are placed with the possibility of independent rotation from each other around radial axles th carrier (see. Russian patent 2072715, MPK 6 F 16 H 33/10, 3/74, 01.27.97, Bulletin. №3).

Недостатком этой инерционной передачи является то, что при максимальной частоте вращения ведомого вала водило неподвижно и сателлиты не вращаются вокруг его радиальных осей, что сводит к минимуму величину передаваемого на ведомый вал вращающего момента.The disadvantage of this inertial transmission is that at the maximum speed of the driven shaft, the carrier is stationary and the satellites do not rotate around its radial axes, which minimizes the amount of torque transmitted to the driven shaft.

Наиболее близкой по совокупности признаков является автоматическая бесступенчатая механическая передача, у которой на соосных ведущем и ведомом валах установлены соответственно ведущее и ведомое центральные зубчатые колеса, введенные в зацепление со сблокированными основными сателлитами, размещенными по разные стороны от линии оси передачи на радиальных осях водила, которое установлено на ведущем валу. На других радиальных осях водила размещены по разные стороны от линии оси передачи маховики, сблокированные с сателлитами, введенными в зацепление с опорным колесом, закрепленном на полом промежуточном валу, установленном коаксиально с ведущим валом с возможностью независимого от него вращения. Промежуточный вал связан с приводом опорного колеса, который содержит зубчатые колеса, установленные соответственно на ведущем и промежуточном валах и введенные в зацепление с промежуточным колесом, ось которого установлена в корпусе передачи. Центральные колеса размещены по разные стороны от радиальных осей водила (см. патент РФ 2171927, МПК 7 F 16 Н 33/14, 3/74, 10.08.2001, Бюл. №22).The closest in combination of features is an automatic continuously variable mechanical transmission, in which the drive and driven central gears are mounted on the coaxial drive and driven shafts, which are engaged with interlocked main gears located on different sides of the transmission axis line on the carrier’s radial axes, which mounted on the drive shaft. On the other radial axes of the carrier, flywheels are located on opposite sides of the transmission axis line, locked to satellites engaged with a support wheel fixed to the hollow intermediate shaft mounted coaxially with the drive shaft with the possibility of independent rotation. The intermediate shaft is connected to the drive of the support wheel, which contains gears mounted respectively on the drive and intermediate shafts and engaged with the intermediate wheel, the axis of which is mounted in the transmission housing. The central wheels are placed on opposite sides from the radial axes of the carrier (see RF patent 2171927, IPC 7 F 16 H 33/14, 3/74, 08/10/2001, Bull. No. 22).

Недостатком этой автоматической бесступенчатой механической передачи является размещение массивных сателлитов, выполняющих роль маховиков или инерционных грузов, в стороне от линии оси передачи, что приводит к возникновению больших центробежных сил при их вращении вокруг линии оси передачи и создает необходимость усиления всех элементов передачи с соответствующим усложнением устройства и увеличением их массы. В составе передачи имеется полый промежуточный вал, несущий закрепленные на нем два зубчатых колеса и установленный коаксиально с ведущим валом, что усложняет устройство указанной передачи, увеличивает его массу и размеры в осевом направлении.The disadvantage of this automatic stepless mechanical transmission is the placement of massive satellites acting as flywheels or inertial loads, away from the transmission axis line, which leads to the emergence of large centrifugal forces when they rotate around the transmission axis line and creates the need to strengthen all transmission elements with the corresponding complication of the device and an increase in their mass. The transmission includes a hollow intermediate shaft that carries two gear wheels fixed on it and mounted coaxially with the drive shaft, which complicates the device of the specified transmission, increases its mass and dimensions in the axial direction.

Предлагаемое изобретение обеспечивает достижение технического результата, который заключается в уменьшении динамических нагрузок на элементы передачи с возможностью уменьшения при этом прочности этих элементов, а соответственно и их массы, уменьшении размеров и упрощении устройства передачи.The present invention ensures the achievement of a technical result, which consists in reducing the dynamic loads on the transmission elements with the possibility of reducing the strength of these elements, and accordingly their mass, reducing the size and simplifying the transmission device.

Указанный технический результат достигается тем, что автоматическая бесступенчатая механическая передача содержит соосные ведущий и ведомый валы, на которых установлены соответственно ведущее и ведомое центральные конические зубчатые колеса, введенные в зацепление с основными сателлитами, размещенными на радиальных валах водила с возможностью вращения относительно этих валов. Водило размещено соосно с ведущим и ведомым валами с возможностью независимого от них вращения. На радиальном валу водила размещен конический дополнительный сателлит, введенный в зацепление с опорным колесом, которое размещено на ведущем валу с возможностью вращения относительно этого вала. Упомянутое опорное колесо связано с приводом опорного колеса, содержащим зубчатые колеса, основное из которых установлено на ведущем валу и введено в зацепление с промежуточным колесом, ось которого размещена в корпусе передачи в стороне от линии оси передачи, а само промежуточное колесо имеет связь с опорным колесом. Ведущее и ведомое центральные колеса размещены по разные стороны от радиальных валов водила.The indicated technical result is achieved in that the automatic stepless mechanical transmission contains coaxial drive and driven shafts, on which are mounted the drive and driven central bevel gears, engaged with the main satellites placed on the carrier’s radial shafts with the possibility of rotation relative to these shafts. The carrier is placed coaxially with the driving and driven shafts with the possibility of rotation independent of them. A conical additional satellite is placed on the carrier’s radial shaft, engaged with the support wheel, which is rotatably mounted on the drive shaft relative to this shaft. Said support wheel is connected to a support wheel drive containing gears, the main one of which is mounted on the drive shaft and engaged with the intermediate wheel, the axis of which is located in the transmission housing away from the transmission axis line, and the intermediate wheel itself is connected to the supporting wheel . The driving and driven central wheels are placed on different sides from the radial shafts of the carrier.

Согласно изобретению опорное колесо имеет два зубчатых венца, расположенных на противоположных сторонах диска колеса. Первый из упомянутых зубчатых венцов введен в зацепление с дополнительным сателлитом, а второй зубчатый венец введен в зацепление с промежуточным колесом привода опорного колеса, при этом опорное колесо размещено непосредственно на ведущем валу. Водило имеет упомянутые выше радиальные валы, проходящие в пределы совмещенного с линией оси передачи рамочного корпуса водила, внутри которого размещен инерционный груз в виде маховика водила, закрепленного на упомянутых радиальных валах водила. Рамочный корпус водила имеет соосные с ведущим и ведомым валами оси с возможностью вращения рамочного корпуса и водила в целом относительно и независимо от упомянутых ведущего и ведомого валов. Центр массы маховика водила совмещен с линией оси передачи. Дополнительный сателлит закреплен на конце радиального вала водила и уравновешен относительно линии оси передачи соответствующим грузом, расположенным на противоположном радиальном валу водила.According to the invention, the support wheel has two gears located on opposite sides of the wheel disk. The first of said gears is engaged with an additional satellite, and the second gear is engaged with an intermediate drive wheel of the support wheel, wherein the support wheel is placed directly on the drive shaft. The carrier has the above-mentioned radial shafts extending within the limits of the carrier frame housing aligned with the transmission axis line, inside which an inertial load is placed in the form of a carrier flywheel mounted on the carrier’s radial shafts. The carrier frame has axles coaxial with the driving and driven shafts with the possibility of rotation of the frame housing and the carrier as a whole with respect to and independently of the said driving and driven shafts. The center of mass of the flywheel of the carrier is aligned with the line of the transmission axis. An additional satellite is mounted on the end of the carrier’s radial shaft and is balanced relative to the transmission axis line with a corresponding load located on the carrier’s opposite radial shaft.

Как частный случай выполнения, привод опорного колеса содержит только конические зубчатые колеса, при этом ось промежуточного зубчатого колеса установлена в корпусе передачи под углом, в том числе под прямым углом, к линии оси передачи, а оба зубчатых венца опорного колеса выполнены также коническими.As a special case of execution, the drive of the support wheel contains only bevel gears, while the axis of the intermediate gear is mounted in the transmission housing at an angle, including at right angles, to the line of the transmission axis, and both gear rings of the support wheel are also bevel.

Как частный случай выполнения, привод опорного колеса содержит цилиндрические зубчатые колеса, а ось промежуточного зубчатого колеса установлена в корпусе передачи параллельно линии оси передачи, при этом один зубчатый венец опорного колеса, входящий в зацепление с дополнительным сателлитом, выполнен коническим, а другой зубчатый венец опорного колеса, введенный в зацепление с промежуточным зубчатым колесом привода опорного колеса, выполнен цилиндрическим с внутренним зацеплением.As a special case of execution, the drive of the support wheel contains cylindrical gears, and the axis of the intermediate gear is mounted in the transmission housing parallel to the line of the transmission axis, while one gear ring of the support wheel, which engages with the additional satellite, is conical, and the other gear ring of the support wheels engaged with the intermediate gear of the support wheel drive are cylindrical with internal gearing.

Основные сателлиты выполнены с массивными ободами.The main satellites are made with massive rims.

Линия оси передачи и продольная линия валов маховика пересекаются в центральной точке, совмещенной с упомянутыми линиями.The line of the transmission axis and the longitudinal line of the flywheel shafts intersect at a central point aligned with the mentioned lines.

Как частный случай выполнения, основные сателлиты выполнены в виде жестко соосно соединенных между собой в единый блок двух зубчатых конических колес, внутреннего и внешнего относительно линии оси передачи, одно из которых находится в зацеплении с ведущим колесом, а другое - с ведомым колесом, и указанные зацепляющиеся пары колес имеют разные по величине передаточные отношения.As a special case of execution, the main satellites are made in the form of two bevel gears rigidly coaxially connected to each other in a single block, internal and external relative to the axis of the transmission axis, one of which is engaged with the drive wheel, and the other with the driven wheel, and the specified the catching pairs of wheels have different gear ratios.

Как частный случай выполнения, каждый из основных сателлитов выполнен в виде одного зубчатого колеса и находится в зацеплении одновременно с ведущим и ведомым колесами, образуя при этом с каждым из них пары колес, имеющие одинаковые по величине передаточные отношения.As a special case of execution, each of the main satellites is made in the form of one gear wheel and is meshed simultaneously with the drive and driven wheels, forming at the same time pairs of wheels with each gear having the same gear ratio.

Передача снабжена размещенным на линии оси передачи механизмом свободного хода, ведущий элемент которого связан с водилом или валами маховика водила, а ведомый элемент закреплен в корпусе передачи и не допускает вращения водила в направлении вращения ведомого вала.The transmission is equipped with a freewheel mechanism located on the line of the transmission axis, the leading element of which is connected to the carrier or the shafts of the carrier flywheel, and the driven element is fixed in the transmission housing and does not allow the carrier to rotate in the direction of rotation of the driven shaft.

На чертеже фиг.1 показано в общем виде устройство автоматической бесступенчатой механической передачи. На фиг.2 дано изображение привода опорного колеса, выполненного, как частный случай, из цилиндрических зубчатых колес.The drawing of figure 1 shows in General terms a device for automatic stepless mechanical transmission. Figure 2 shows the image of the drive of the support wheel, made, as a special case, of cylindrical gears.

Автоматическая бесступенчатая механическая передача содержит соосные ведущий 1 и ведомый 2 валы, на которых установлены соответственно ведущее 3 и ведомое 4 центральные конические зубчатые колеса, введенные в зацепление с основными сателлитами 5, 6, размещенными на радиальных валах 7 водила с возможностью вращения относительно этих валов. Водило размещено соосно с ведущим 1 и ведомым 2 валами с возможностью независимого от них вращения. На радиальном валу 7 водила размещен конический дополнительный сателлит 8, введенный в зацепление с опорным колесом 9, которое размещено на ведущем валу с возможностью вращения относительно этого вала. Упомянутое опорное колесо связано с приводом опорного колеса, содержащим зубчатые колеса, основное 10 из которых установлено на ведущем валу и введено в зацепление с промежуточным колесом 11, ось 12 которого размещена в корпусе 13 передачи в стороне от линии оси О-О передачи, а само промежуточное колесо имеет связь с опорным колесом. Ведущее 3 и ведомое 4 центральные колеса размещены по разные стороны от радиальных валов водила. Опорное колесо 9 имеет два зубчатых венца, расположенных на противоположных сторонах диска колеса. Первый 14 из упомянутых зубчатых венцов введен в зацепление с дополнительным сателлитом 8, а второй 15 зубчатый венец введен в зацепление с промежуточным колесом 11 привода опорного колеса, при этом опорное колесо 9 размещено непосредственно на ведущем валу 1. Водило имеет упомянутые выше радиальные валы 7, проходящие в пределы совмещенного с линией оси О-О передачи рамочного корпуса 16 водила, внутри которого размещен инерционный груз в виде маховика 17 водила, закрепленного на упомянутых радиальных валах 7 водила, которые являются валами маховика 17. Рамочный корпус 16 водила имеет соосные с ведущим 1 и ведомым 2 валами оси 18 с возможностью вращения рамочного корпуса и водила в целом вместе с радиальными валами 7 и маховиком 17 относительно и независимо от упомянутых ведущего и ведомого валов. Центр массы маховика 17 водила совмещен с линией оси О-О передачи, дополнительный сателлит 8 закреплен на конце радиального вала 7 водила и уравновешен относительно линии оси О-О передачи соответствующим грузом 19, расположенным на противоположном радиальном валу водила.An automatic stepless mechanical transmission contains coaxial drive 1 and driven 2 shafts, on which drive 3 and driven 4 central bevel gears are mounted, engaged with the main gears 5, 6 located on the carrier radial shafts 7 and can be rotated relative to these shafts. The carrier is placed coaxially with the leading 1 and driven 2 shafts with the possibility of rotation independent of them. A conical additional satellite 8 is placed on the carrier’s radial shaft 7, which is engaged with the support wheel 9, which is rotatably mounted on the drive shaft relative to this shaft. Said support wheel is connected with a support wheel drive containing gears, the main 10 of which are mounted on the drive shaft and engaged with the intermediate wheel 11, the axis 12 of which is located in the transmission housing 13 away from the axis of the transmission axis O-O, and the intermediate wheel is in communication with the support wheel. The driving 3 and driven 4 central wheels are placed on opposite sides of the carrier radial shafts. The support wheel 9 has two gear rims located on opposite sides of the wheel disk. The first 14 of the said gears is engaged with the additional satellite 8, and the second 15 gears are engaged with the intermediate wheel 11 of the drive of the support wheel, while the support wheel 9 is placed directly on the drive shaft 1. The carrier has the above-mentioned radial shafts 7, passing within the limits of the transmission of the carrier frame 16 combined with the axis of the O-O axis, within which an inertial load is placed in the form of a carrier flywheel 17, mounted on the said carrier radial shafts 7, which are flywheels 17. The frame carrier 16 has axles 18 coaxial with the leading 1 and driven 2 shafts with the possibility of rotation of the frame case and the carrier as a whole together with radial shafts 7 and flywheel 17 relative to and independently of the said drive and driven shafts. The center of mass of the flywheel 17 of the carrier is aligned with the line of the O-O axis of transmission, the additional satellite 8 is fixed to the end of the radial shaft 7 of the carrier and balanced relative to the line of the axis of O-O of transmission by the corresponding load 19 located on the opposite radial shaft of the carrier.

Как частный случай выполнения, привод опорного колеса 9 содержит только конические зубчатые колеса (см. фиг.1), при этом ось 12 промежуточного зубчатого колеса 11 установлена в корпусе 13 передачи под углом, в том числе под прямым углом, к линии оси О-О передачи, а оба зубчатых венца опорного колеса выполнены также коническими.As a special case of execution, the drive of the support wheel 9 contains only bevel gears (see Fig. 1), while the axis 12 of the intermediate gear 11 is installed in the transmission housing 13 at an angle, including at right angles, to the axis axis O- On the transmission, and both gears of the support wheel are also made conical.

Как частный случаи выполнения, привод опорного колеса 9 содержит цилиндрические зубчатые колеса (см. фиг.1), а ось 12 промежуточного зубчатого колеса 11 установлена в корпусе 13 передачи параллельно линии оси О-О передачи. При этом один зубчатый венец 14 опорного колеса, входящий в зацепление с дополнительным сателлитом 8, выполнен коническим, а другой зубчатый венец 15 опорного колеса, введенный в зацепление с промежуточным зубчатым колесом 11 привода опорного колеса, выполнен цилиндрическим с внутренним зацеплением.As a special case of execution, the drive of the support wheel 9 comprises cylindrical gears (see FIG. 1), and the axis 12 of the intermediate gear 11 is mounted in the transmission housing 13 parallel to the axis of the O-O axis. In this case, one gear ring 14 of the support wheel engaged with the additional satellite 8 is made conical, and the other gear ring 15 of the support wheel engaged with the intermediate gear 11 of the drive of the support wheel is cylindrical with internal gearing.

Основные сателлиты выполнены с массивными ободами, что способствует увеличению момента количества движения при их вращении.The main satellites are made with massive rims, which contributes to an increase in the angular momentum during their rotation.

Линия оси О-О передачи и продольная линия О₁-О₁ валов маховика пересекаются в центральной точке О₁, совмещенной с упомянутыми линиями.The line of the transmission axis O-O and the longitudinal line O ₁ -O _{1 of the} flywheel shafts intersect at a central point O ₁ combined with the mentioned lines.

Как частный случай выполнения, основные сателлиты 5, 6 выполнены в виде жестко соосно соединенных между собой в единый блок двух зубчатых конических колес, внутреннего 5 и внешнего 6 относительно линии оси О-О передачи, одно из которых 5 находится в зацеплении с ведущим колесом 3, а другое 6 - с ведомым колесом 4, и указанные зацепляющиеся пары колес имеют разные по величине передаточные отношения.As a special case of execution, the main satellites 5, 6 are made in the form of two bevel gears rigidly coaxially connected to each other in a single block, internal 5 and external 6 relative to the axis of the O-O axis, one of which 5 is engaged with the drive wheel 3 and the other 6 - with the driven wheel 4, and these engaging pairs of wheels have different gear ratios.

Как частный случай выполнения, каждый из основных сателлитов 5, 6 выполнен в виде одного зубчатого колеса и находится в зацеплении одновременно с ведущим 3 и ведомым 4 колесами, образуя при этом с каждым из них пары колес, имеющие одинаковые по величине передаточные отношения.As a special case of execution, each of the main satellites 5, 6 is made in the form of one gear wheel and is engaged simultaneously with the driving 3 and driven 4 wheels, forming at the same time pairs of wheels with each of them having the same gear ratios.

Груз, уравновешивающий дополнительный сателлит 8 относительно линии оси О-О передачи, прикреплен к концу вала 7 маховика и выполнен в виде диска с массивным ободом, наличие которого увеличивает момент количества движения при вращении указанного уравновешивающего груза 19.The load balancing the additional satellite 8 relative to the axis of the O-O transmission axis is attached to the end of the flywheel shaft 7 and is made in the form of a disk with a massive rim, the presence of which increases the moment of momentum when the specified balancing load 19 is rotated.

Передача снабжена размещенным на линии оси О-О передачи механизмом свободного хода 20, ведущий элемент которого связан с водилом или валами 7 маховика, а ведомый элемент закреплен в корпусе 13 передачи и не допускает вращения водила в направлении вращения ведомого вала 2.The transmission is equipped with a freewheeling mechanism 20 located on the line of the O-O axis of the transmission, the leading element of which is connected to the carrier or the flywheel shafts 7, and the driven element is fixed in the transmission housing 13 and does not allow the carrier to rotate in the direction of rotation of the driven shaft 2.

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

При вращении ведущего вала 1 с ведущим центральным колесом 3 и неподвижном ведомом вале 2 в связи с приложенной к нему нагрузкой или началом вращения из неподвижного положения происходит вращение основных сателлитов 5, 6 вокруг продольной линии О₁-О₁ радиальных валов 7 водила, которые являются радиальными валами маховика 17. При этом внешние основные сателлиты 6 перекатываются по неподвижному ведомому центральному колесу 4 и вовлекают водило с маховиком 17, дополнительным сателлитом 8 и уравновешивающим грузом 19 во вращение вокруг линии оси О-О передачи в направлении вращения ведущего вала 1. Привод 10, 11 опорного колеса 9 обеспечивает постоянное вращение опорного колеса при любом режиме работы в противоположном направлении по сравнению с ведущим валом 1.When the drive shaft 1 rotates with the drive central wheel 3 and the stationary driven shaft 2, due to the load applied to it or the start of rotation from a fixed position, the main satellites 5, 6 rotate around the longitudinal line O ₁ -O _{1 of the} carrier radial shafts 7, which are the flywheel radial shafts 17. In this case, the outer main satellites 6 roll along the stationary driven central wheel 4 and engage the carrier with the flywheel 17, additional satellite 8 and balancing weight 19 in rotation around the axis axis O -O transmission in the direction of rotation of the drive shaft 1. The drive 10, 11 of the support wheel 9 provides a constant rotation of the support wheel during any operation in the opposite direction compared to the drive shaft 1.

При этих условиях находящийся в зацеплении с опорным колесом 9 дополнительный сателлит 8 вместе с маховиком 17 и уравновешивающим грузом 19 совершает вращение вокруг продольной линии О₁-О₁ радиальных валов 7 с увеличенной частотой по сравнению с основными сателлитами 5, 6 и в противоположном направлении.Under these conditions, the additional satellite 8 engaged with the support wheel 9, together with the flywheel 17 and the balancing weight 19, rotates around the longitudinal line O ₁ -O _{1 of the} radial shafts 7 with an increased frequency compared to the main satellites 5, 6 and in the opposite direction.

Одновременное вращение маховика 17, дополнительного сателлита 8 и уравновешивающего груза 19 вокруг двух пересекающихся осей - линии оси О-О передачи и продольной линии О₁-О₁ радиальных валов 7 равнозначно их вращению относительно центральной точки О пересечения этих линий. Известно, что вращающееся тело имеет определенный момент количества движения, который проявляется с соблюдением всеобщего закона сохранения, согласно которому момент количества движения может быть изменен только под воздействием внешних сил. Известно также, что момент количества движения при вращении тел относительно точки является векторной величиной. При указанном выше характере вращения маховика, дополнительного сателлита и уравновешивающего груза относительно центральной точки О₁ векторы их моментов количества движения постоянно изменяют свое направление. Действия над векторами являются отражением соответствующих действий над векторными величинами.The simultaneous rotation of the flywheel 17, the additional satellite 8 and the balancing load 19 around two intersecting axes - the axis of the transmission axis O-O and the longitudinal line O ₁ -O _{1 of the} radial shafts 7 is equivalent to their rotation relative to the central point O of intersection of these lines. It is known that a rotating body has a certain moment of momentum, which manifests itself in compliance with the universal conservation law, according to which the moment of momentum can only be changed under the influence of external forces. It is also known that the moment of momentum during the rotation of bodies relative to a point is a vector quantity. With the above nature of the rotation of the flywheel, the additional satellite and the balancing load relative to the central point O _{1, the} vectors of their angular momentum constantly change their direction. Actions on vectors are a reflection of the corresponding actions on vector quantities.

Из сказанного следует, что проявление всеобщего закона сохранения момента количества движения противодействует вращению водила с его радиальными валами 7 вокруг линии оси О-О передачи. В связи с этим водило и его радиальные валы являются опорой для передачи вращающего момента от ведущего центрального колеса 3 через основные сателлиты 5, 6 на ведомое центральное колесо 4 и далее на ведомый вал 2.It follows from the foregoing that the manifestation of the universal law of conservation of angular momentum counteracts the rotation of the carrier with its radial shafts 7 around the line of the O-O axis of transmission. In this regard, the carrier and its radial shafts are a support for transmitting torque from the driving Central wheel 3 through the main satellites 5, 6 to the driven Central wheel 4 and then to the driven shaft 2.

При неподвижном ведомом центральном колесе 4 частота вращения дополнительного сателлита 8, маховика 17 и уравновешивающего груза 19 относительно центральной точки О₁ является наибольшей. Частота вращения блоков основных сателлитов 6, 6 вокруг линии оси О-О передачи также является наибольшей. Следовательно, при данных условиях противодействие вращению радиальных валов 7 вокруг линии оси О-О передачи также будет максимальным, что обеспечит передачу на неподвижное ведомое центральное колесо 4 и далее на ведомый вал 2 максимального по величине момента силы. При этом обеспечивается возможность работы двигателя и вращения ведущего вала 1 при неподвижном ведомом вале 2. Внешней опорой для обеспечения передачи и преобразования вращающего момента в конечном счете является корпус 13 передачи, в котором установлена параллельная линии оси О-О передачи ось 12 промежуточного колеса 11 привода опорного колеса 9.When the driven Central wheel 4 is stationary, the rotation frequency of the additional satellite 8, flywheel 17 and balancing weight 19 relative to the central point O ₁ is the highest. The rotation frequency of the blocks of the main satellites 6, 6 around the line of the axis O-O transmission is also the highest. Therefore, under these conditions, the counteraction to the rotation of the radial shafts 7 around the line of the O-O axis of the transmission will also be maximum, which will ensure transmission to the stationary driven central wheel 4 and further to the driven shaft 2 of the maximum moment of force. This makes it possible to operate the engine and rotate the drive shaft 1 with the stationary driven shaft 2. An external support for transmitting and converting torque is ultimately the transmission housing 13, in which the axis 12 of the drive intermediate wheel 11 is mounted parallel to the axis of the O-O transmission axis. jockey wheel 9.

Из сказанного следует, что величина указанного выше тормозящего момента силы зависит от совокупной массы вращающихся маховика 17, дополнительного сателлита 8, уравновешивающего груза 19 и в определенной мере основных сателлитов 5, 6 и от частоты их вращения относительно центральной точки О, а также от передаточных отношений всех включенных в состав передачи пар колес. Этим определяются основные параметры передачи.From what has been said, it follows that the magnitude of the braking torque indicated above depends on the total mass of the rotating flywheel 17, the additional satellite 8, the balancing load 19 and, to a certain extent, the main satellites 5, 6 and the frequency of their rotation relative to the central point O, as well as on the gear ratios all pairs of wheels included in the transmission. This determines the basic transmission parameters.

Под действием максимального по величине момента силы, приложенного к ведомому центральному колесу 4, оно начинает вращаться в противоположном направлении по сравнению с ведущим валом 1. Это приводит к замедлению вращения дополнительного сателлита 8, маховика 17 и уравновешивающего груза 19 вокруг линии оси О-О передачи и продольной линии О₁-О₁ радиальных валов 7, а следовательно, и относительно центральной точки О с соответствующим уменьшением тормозящего момента силы на водило. При этом величина передаваемого вращающего момента уменьшается в обратной зависимости от частоты вращения ведомого вала 2.Under the action of the maximum largest moment of force applied to the driven central wheel 4, it begins to rotate in the opposite direction compared to the drive shaft 1. This leads to a slowdown in the rotation of the additional satellite 8, flywheel 17 and balancing load 19 around the axis of the O-O axis and the longitudinal line O ₁ -O _{1 of the} radial shafts 7, and therefore relative to the central point O with a corresponding decrease in the braking torque of the carrier. In this case, the transmitted torque decreases in inverse proportion to the speed of the driven shaft 2.

При максимальной частоте вращения ведомого вала 2 водило со всеми входящими в его состав элементами 7, 8, 17 и 19 вокруг линии оси О-О передачи не вращается. Однако и при этом к нему приложен тормозящий момент силы, обеспечивающий передачу вращающего момента на ведомое центральное колесо 4. Это обусловлено тем, что опорное колесо 9 постоянно вращается при любом режиме работы передачи и приводит во вращение дополнительный сателлит 8, маховик 17 и уравновешивающий груз 19 вокруг продольной линии О₁-О₁ радиальных валов 7. При этом блоки основных сателлитов также вращаются с максимальной частотой.At the maximum rotation frequency of the driven shaft 2, the carrier with all the elements 7, 8, 17 and 19 included in its composition does not rotate around the line of the O-O axis. However, even with this, a braking torque is applied to it, which ensures the transmission of torque to the driven central wheel 4. This is due to the fact that the support wheel 9 constantly rotates during any transmission operation mode and drives the additional satellite 8, the flywheel 17 and the balancing load 19 around the longitudinal line O ₁ -O ₁ radial shafts 7. In this case, the blocks of the main satellites also rotate with maximum frequency.

Устойчивость водила и его радиальных валов 7 при данном режиме работы обеспечивается тем, что даже при их незначительном повороте вокруг линии оси О-О передачи происходит изменение направления векторов моментов количества движения всех упомянутых выше вращающихся элементов водила с проявлением при этом всеобщего закона сохранения момента количества движения.The stability of the carrier and its radial shafts 7 under this operating mode is ensured by the fact that even with their slight rotation around the line of the O-O axis of the transmission, the direction of the angular momentum vectors of all the aforementioned rotating elements of the carrier changes with the manifestation of the universal law of conservation of angular momentum .

При необходимости передачи вращающего момента и вращения от ведомого вала 2 на ведущий вал 1 с целью торможения рабочей машины работа двигателя прекращается. При этом под воздействием вращающегося ведомого вала 2 происходит замыкание механизма свободного хода 20, который обеспечивает передачу потока мощности от вращающегося ведомого вала на ведущий вал и далее на двигатель, который оказывает сопротивление вращению его вала при неработающем режиме. Это же обеспечивает пуск двигателя путем буксировки рабочей машины.If necessary, the transmission of torque and rotation from the driven shaft 2 to the drive shaft 1 in order to brake the working machine, the engine stops. In this case, under the influence of the rotating driven shaft 2, a free-wheeling mechanism 20 is closed, which ensures the transmission of power flow from the rotating driven shaft to the drive shaft and further to the engine, which resists the rotation of its shaft during idle mode. This also provides engine starting by towing a working machine.

Claims (9)

1. Автоматическая бесступенчатая механическая передача, содержащая соосные ведущий и ведомый валы, на которых установлены соответственно ведущее и ведомое центральные конические зубчатые колеса, введенные в зацепление с основными сателлитами, размещенными на радиальных валах водила с возможностью вращения относительно этих валов, водило размещено соосно с ведущим и ведомым валами с возможностью независимого от них вращения, на радиальном валу водила размещен конический дополнительный сателлит, введенный в зацепление с опорным колесом, которое размещено на ведущем валу с возможностью вращения относительно этого вала, упомянутое опорное колесо связано с приводом опорного колеса, содержащим зубчатые колеса, основное из которых установлено на ведущем валу и введено в зацепление с промежуточным колесом, ось которого размещена в корпусе передачи в стороне от линии оси передачи, а само промежуточное колесо имеет связь с опорным колесом, ведущее и ведомое центральные колеса размещены по разные стороны от радиальных валов водила, отличающаяся тем, что опорное колесо имеет два зубчатых венца, расположенных на противоположных сторонах диска колеса, первый из упомянутых зубчатых венцов введен в зацепление с дополнительным сателлитом, а второй зубчатый венец введен в зацепление с промежуточным колесом привода опорного колеса, при этом опорное колесо размещено непосредственно на ведущем валу, водило имеет упомянутые выше радиальные валы, проходящие в пределы совмещенного с линией оси передачи рамочного корпуса водила, внутри которого размещен инерционный груз в виде маховика водила, закрепленного на упомянутых радиальных валах водила, рамочный корпус водила имеет соосные с ведущим и ведомым валами оси с возможностью вращения рамочного корпуса и водила в целом относительно и независимо от упомянутых ведущего и ведомого валов, центр массы маховика водила совмещен с линией оси передачи, дополнительный сателлит закреплен на конце радиального вала водила и уравновешен относительно линии оси передачи соответствующим грузом, расположенным на противоположном радиальном валу водила.1. An automatic stepless mechanical transmission containing coaxial drive and driven shafts, on which are mounted the drive and driven central bevel gears, engaged with the main satellites mounted on the carrier’s radial shafts with the possibility of rotation relative to these shafts, the carrier is aligned with the drive and driven shafts with the possibility of rotation independent of them, a conical additional satellite is placed on the carrier’s radial shaft, engaged into engagement with the support wheels m, which is rotatably mounted on the drive shaft relative to this shaft, said support wheel is connected to the support of the support wheel, comprising gears, the main one of which is mounted on the drive shaft and engaged with the intermediate wheel, the axis of which is located on the side of the transmission housing from the axis of the transmission axis, and the intermediate wheel itself is in communication with the support wheel, the driving and driven central wheels are located on opposite sides from the radial shafts of the carrier, characterized in that the supporting wheel has VA gears located on opposite sides of the wheel disc, the first of the mentioned gears is engaged with an additional satellite, and the second gear is engaged with the intermediate drive wheel of the support wheel, while the support wheel is placed directly on the drive shaft, the carrier has the aforementioned above radial shafts extending within the limits of the carrier axle frame aligned with the transmission axis line, inside which an inertial load is placed in the form of a carrier flywheel fixed to the aforementioned radial shafts of the carrier, the carrier frame housing has axes coaxial with the driving and driven shafts with the possibility of rotation of the frame housing and the carrier as a whole relatively and independently of the said drive and driven shafts, the center of mass of the carrier flywheel is aligned with the transmission axis line, an additional satellite is fixed at the end radial shaft drove and balanced relative to the line of the axis of transmission of the corresponding load located on the opposite radial shaft of the carrier. 2. Передача по п.1, отличающаяся тем, что как частный случай выполнения привод опорного колеса содержит только конические зубчатые колеса, при этом ось промежуточного зубчатого колеса установлена в корпусе передачи под углом, в том числе под прямым углом, к линии оси передачи, а оба зубчатых венца опорного колеса выполнены также коническими.2. The transmission according to claim 1, characterized in that, as a special case of execution, the drive of the support wheel contains only bevel gears, while the axis of the intermediate gear is mounted in the transmission housing at an angle, including at right angles, to the line of the transmission axis, and both gears of the support wheel are also conical. 3. Передача по п.1, отличающаяся тем, что как частный случай выполнения привод опорного колеса содержит цилиндрические зубчатые колеса, а ось промежуточного зубчатого колеса установлена в корпусе передачи параллельно линии оси передачи, при этом один зубчатый венец опорного колеса, входящий в зацепление с дополнительным сателлитом, выполнен коническим, а другой зубчатый венец опорного колеса, введенный в зацепление с промежуточным зубчатым колесом привода опорного колеса, выполнен цилиндрическим с внутренним зацеплением.3. The transmission according to claim 1, characterized in that, as a special case of execution, the drive of the support wheel contains cylindrical gears, and the axis of the intermediate gear is mounted in the transmission housing parallel to the axis of the transmission axis, while one gear ring of the support wheel engages with an additional satellite is made conical, and the other gear ring of the support wheel, engaged with the intermediate gear of the support wheel drive, is cylindrical with internal gearing. 4. Передача по п.1, отличающаяся тем, что основные сателлиты выполнены с массивными ободами.4. The transmission according to claim 1, characterized in that the main satellites are made with massive rims. 5. Передача по п.1, отличающаяся тем, что линия оси передачи и продольная линия валов маховика пересекаются в центральной точке, совмещенной с упомянутыми линиями.5. The transmission according to claim 1, characterized in that the line of the transmission axis and the longitudinal line of the flywheel shafts intersect at a central point aligned with said lines. 6. Передача по п.1, отличающаяся тем, что как частный случай выполнения основные сателлиты выполнены в виде жестко соосно соединенных между собой в единый блок двух зубчатых конических колес, внутреннего и внешнего относительно линии оси передачи, одно из которых находится в зацеплении с ведущим колесом, а другое - с ведомым колесом, и указанные зацепляющиеся пары колес имеют разные по величине передаточные отношения.6. The transmission according to claim 1, characterized in that, as a special case of execution, the main satellites are made in the form of two bevel gears rigidly coaxially connected to each other in a single block, internal and external relative to the transmission axis line, one of which is engaged a wheel, and the other with a driven wheel, and said engaging pairs of wheels have different gear ratios. 7. Передача по п.1, отличающаяся тем, что как частный случаи выполнения каждый из основных сателлитов выполнен в виде одного зубчатого колеса и находится в зацеплении одновременно с ведущим и ведомым колесами, образуя при этом с каждым из них пары колес, имеющие одинаковые по величине передаточные отношения.7. The transmission according to claim 1, characterized in that, as a particular case of execution, each of the main satellites is made in the form of one gear wheel and is engaged simultaneously with the driving and driven wheels, forming at the same time pairs of wheels with each of them having the same gear ratio. 8. Передача по п.1, отличающаяся тем, что груз, уравновешивающий дополнительный сателлит относительно линии оси передачи, прикреплен к концу радиального вала и выполнен в виде диска с массивным ободом.8. The transmission according to claim 1, characterized in that the load balancing the additional satellite relative to the axis of the transmission axis is attached to the end of the radial shaft and is made in the form of a disk with a massive rim. 9. Передача по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена размещенным на линии оси передачи механизмом свободного хода, ведущий элемент которого связан с водилом или радиальными валами, а ведомый элемент закреплен в корпусе передачи и не допускает вращения водила в направлении вращения ведомого вала.9. The transmission according to claim 1, characterized in that it is equipped with a freewheeling mechanism located on the transmission axis line, the driving element of which is connected to the carrier or radial shafts, and the driven element is fixed in the transmission housing and does not allow the carrier to rotate in the direction of rotation of the driven shaft .

Images