RU2558414C2 - Automatic power train - Google Patents

Automatic power train Download PDF

Info

Publication number
RU2558414C2
RU2558414C2 RU2014137620/11A RU2014137620A RU2558414C2 RU 2558414 C2 RU2558414 C2 RU 2558414C2 RU 2014137620/11 A RU2014137620/11 A RU 2014137620/11A RU 2014137620 A RU2014137620 A RU 2014137620A RU 2558414 C2 RU2558414 C2 RU 2558414C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rollers
drive shaft
gear
cage
cartridge
Prior art date
Application number
RU2014137620/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014137620A (en
Inventor
Юрий Иванович Сиволапов
Original Assignee
Юрий Иванович Сиволапов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юрий Иванович Сиволапов filed Critical Юрий Иванович Сиволапов
Priority to RU2014137620/11A priority Critical patent/RU2558414C2/en
Publication of RU2014137620A publication Critical patent/RU2014137620A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2558414C2 publication Critical patent/RU2558414C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Friction Gearing (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: automatic power train contains casing, drive shaft, on its hub the suspensions with shaped surface with rollers are installed, the support rollers and dismountable cartridge, also made with shaped surface, planetary gear containing heliacal wheel, installed on drive shaft, satellite gears, installed on cartridge, and support gear, installed on casing using the free movement mechanism. The rollers have possibility of interaction with the internal shaped surface of the cartridge, acting as drive link. The support rollers installed on the cartridge have the possibility to roll off the shaped surface of the suspensions. The helical wheel engages with the satellite gears, and satellite gears engage with the support gear. Areas of the internal shaped surface of the cartridge corresponding to increasing of the radius of rotation of the rollers are made out of elastic material.
EFFECT: toothed couplings of step-down gearing in continuous rotation are eliminated, its inertia parameters are improved.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано на различных видах транспорта, а также в механизмах, где необходима плавная регулировка скорости вращения валов.The invention relates to mechanical engineering and can be used on various types of transport, as well as in mechanisms where smooth adjustment of the shaft rotation speed is required.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является автоматический вариатор (заявка на изобретение №2012138723 F16H 33/08, 2012), содержащий корпус, ведущий вал, на ступице которого уставлены подвесы с профилированной поверхностью с роликами, опорные ролики и разборную обойму, также выполненную с профилированной поверхностью, понижающую передачу, содержащую промежуточный вал с двумя неподвижно закрепленными зубчатыми колесами, зубчатое колесо, установленное неподвижно на ведущем валу и зубчатое колесо, установленное на обойме при помощи обгонной муфты.The closest technical solution, selected as a prototype, is an automatic variator (application for invention No. 2012138723 F16H 33/08, 2012), comprising a housing, a drive shaft, on the hub of which suspensions with a profiled surface with rollers are set, support rollers and a collapsible clip, also made with a profiled surface, downshift, containing an intermediate shaft with two fixed gears, a gear mounted motionless on the drive shaft and a gear mounted and a holder by means of the overrunning clutch.

Ролики имеют возможность взаимодействовать с внутренней профилированной поверхностью обоймы, выполняющей роль ведомого звена. Опорные ролики, установленные на обойме, имеют возможность обкатывать профилированную поверхность подвесов. Зубчатое колесо, установленное на ведущем валу, взаимодействует с одним из двух зубчатых колес, закрепленных на промежуточном валу, установленном на корпусе, а второе зубчатое колесо взаимодействует с зубчатым колесом, установленным на обойме при помощи обгонной муфты. Участки внутренней профилированной поверхности обоймы, соответствующие увеличению радиуса вращения роликов, выполнены из эластичного материала.The rollers have the ability to interact with the inner profiled surface of the cage, acting as a driven link. Support rollers mounted on a cage have the ability to run around the profiled surface of the suspensions. A gear mounted on a drive shaft interacts with one of two gears mounted on an intermediate shaft mounted on the housing, and a second gear interacts with a gear mounted on a ferrule using an overrunning clutch. The sections of the inner profiled surface of the cage, corresponding to an increase in the radius of rotation of the rollers, are made of elastic material.

При вращении ведущего вала крутящий момент от него на обойму передается двумя потоками. Первый поток получается от роликов, движущихся в радиальном направлении и обкатывающих внутреннюю профилированную поверхность обоймы. Второй поток передается обойме через зубчатые соединения понижающей передачи. С увеличением скорости вращения ведущего вала доля второго потока в общем крутящем моменте падает до нуля и зубчатые соединения продолжают вращаться без нагрузки.When the drive shaft rotates, the torque from it to the clip is transmitted in two streams. The first stream is obtained from rollers moving in the radial direction and rolling around the inner profiled surface of the cage. The second stream is transmitted to the cage through the gear joints of the lower gear. With an increase in the speed of rotation of the drive shaft, the proportion of the second stream in the total torque drops to zero and the gear joints continue to rotate without load.

Недостатком данной конструкции является нахождение в постоянном вращении зубчатых соединений понижающей передачи.The disadvantage of this design is the constant rotation of the gear joints of the lower gear.

Технический результат, достигаемый в заявленном изобретении, заключается в устранении находящихся в постоянном вращении зубчатых соединений понижающей передачи и повышении инерционных показателей силовой передачи.The technical result achieved in the claimed invention is to eliminate the constantly decreasing gear joints of the reduction gear and increasing the inertia of the power train.

Указанный технический результат достигается тем, что автоматическая силовая передача содержит корпус, ведущий вал, на ступице которого установлены подвесы с профилированной поверхностью с роликами, опорные ролики и разборную обойму, также выполненную с профилированной поверхностью, планетарную передачу, содержащую солнечное колесо, установленное на ведущем валу, сателлиты, установленные на обойме и опорную шестерню, установленную на корпусе при помощи механизма свободного хода.The specified technical result is achieved in that the automatic power transmission comprises a housing, a drive shaft, on the hub of which suspensions with a profiled surface with rollers are installed, support rollers and a collapsible cage, also made with a profiled surface, a planetary gear containing a sun wheel mounted on the drive shaft , satellites mounted on a ferrule and a support gear mounted on the housing using the freewheel mechanism.

Ролики имеют возможность взаимодействовать с внутренней профилированной поверхностью обоймы, выполняющей роль ведомого звена. Опорные ролики, установленные на обойме, имеют возможность обкатывать профилированную поверхность подвесов. Солнечное колесо входит в зацепление с сателлитами, а сателлиты с опорной шестерней. Участки внутренней профилированной поверхности обоймы, соответствующие увеличению радиуса вращения роликов, выполнены из эластичного материала.The rollers have the ability to interact with the inner profiled surface of the cage, acting as a driven link. Support rollers mounted on a cage have the ability to run around the profiled surface of the suspensions. The sun wheel engages with the satellites, and the satellites with the support gear. The sections of the inner profiled surface of the cage, corresponding to an increase in the radius of rotation of the rollers, are made of elastic material.

На Фиг. 1 изображена автоматическая силовая передача (разьемы корпуса не показаны); на Фиг. 2 - разрез по А-А на Фиг. 1.In FIG. 1 shows an automatic power train (housing connectors not shown); in FIG. 2 is a section along AA in FIG. one.

Автоматическая силовая передача содержит корпус 1, ведущий вал 2, на ступице 3 которого установлены подвесы с профилированной поверхностью 4 с роликами 5, которые имеют возможность взаимодействовать с профилированной поверхностью 6 разборной обоймы 7, а опорные ролики 8 имеют возможность обкатывать профилированную поверхность подвесов 4. На ведущем валу 2 установлено солнечное колесо 9, которое входит в зацепление с сателлитами 10, установленными на обойме 7, а опорная шестерня 11 установлена на корпусе 1 при помощи механизма свободного хода 12 и взаимодействует с сателлитами 10. Участки 13 внутренней профилированной поверхности 6, соответствующие увеличению радиуса вращения роликов 5, выполнены из эластичного материала.The automatic power transmission comprises a housing 1, a drive shaft 2, on the hub 3 of which suspensions with a profiled surface 4 with rollers 5 are installed, which are able to interact with the profiled surface 6 of the collapsible cage 7, and the support rollers 8 have the ability to run around the profiled surface of the suspensions 4. On the drive shaft 2 has a sun wheel 9, which engages with the satellites 10 mounted on the yoke 7, and the support gear 11 is mounted on the housing 1 using the freewheel 12 and interacts with satellites 10. Sections 13 of the inner profiled surface 6, corresponding to an increase in the radius of rotation of the rollers 5, are made of elastic material.

Автоматическая силовая передача работает следующим образом.Automatic power transmission operates as follows.

Ведущий вал 2 начинает вращаться. Крутящий момент от ведущего вала 2 передается обойме 7, выполняющей роль ведомого звена, двумя потоками, под действием которого ведомая обойма 7 начинает вращаться. Первый поток передается по цепочке: ведущий вал 2, ступица 3, подвес 4, ролик 5, обойма 7.Drive shaft 2 begins to rotate. The torque from the drive shaft 2 is transmitted to the yoke 7, which acts as a driven link, in two streams, under the action of which the driven yoke 7 starts to rotate. The first stream is transmitted along the chain: drive shaft 2, hub 3, suspension 4, roller 5, clip 7.

Ролики 5 под действием центробежных сил отклоняются на подвесах 4 от центра силовой передачи и начинают обкатывать участки профилированной поверхности 6, уменьшающие радиус вращения роликов 5, и создают на обойме 7 движущий момент Мд The rollers 5 under the action of centrifugal forces deviate on the suspensions 4 from the center of the power transmission and begin to run in sections of the profiled surface 6, reducing the radius of rotation of the rollers 5, and create a driving moment M d on the clip 7

Мд=Fц·r·sin α, гдеM d = F c · r · sin α, where

Fц - центробежная сила от массы роликов 5 и подвесов 4;F n - the centrifugal force of the weight of the rollers 5 and 4 hangers;

α - значение угла наклона траектории движения центра массы роликов 5 к окружностям, проходящим через центры масс роликов 5;α is the value of the angle of inclination of the trajectory of the center of mass of the rollers 5 to the circles passing through the centers of mass of the rollers 5;

r - значение радиуса движения центра масс роликов 5.r is the value of the radius of motion of the center of mass of the rollers 5.

При движении роликов 5 по участкам профилированной поверхности 6, увеличивающих радиус вращения роликов, линейная скорость роликов 5 возрастает от Vp min до Vp max и от ведущего вала 2 отнимается работа, равная изменению кинетической энергии роликов 5 на этих участках. При движении роликов 5 по участкам, где радиус вращения роликов 5 уменьшается, одновременно уменьшается линейная скорость движения роликов от Vp max до Vp min, то есть скорость движения тормозится профилированной поверхностью 6 обоймы 7 и ведущим валом 2. Во время торможения роликов 5 обойме 7 передается импульс силыWhen the rollers 5 move along sections of the profiled surface 6 that increase the radius of rotation of the rollers, the linear speed of the rollers 5 increases from V p min to V p max and the work equal to the change in the kinetic energy of the rollers 5 in these sections is taken away from the drive shaft 2. When the rollers 5 move to areas where the radius of rotation of the rollers 5 decreases, the linear speed of the rollers decreases from V p max to V p min , that is, the speed is slowed by the profiled surface 6 of the yoke 7 and the drive shaft 2. During braking of the rollers 5, the yoke 7 transmitted momentum of force

Fи·Δt=m·ΔV, гдеF and Δt = m ΔV, where

Fи - сила инерции роликов 5;F and - the inertia force of the rollers 5;

Δt - время изменения скорости роликов 5 от Vp max до Vp min:Δt is the change in speed of the rollers 5 from V p max to V p min :

m - масса роликов 5 (включает в себя массу подвесов, приведенную к центру ролика);m is the mass of the rollers 5 (includes the mass of suspensions, reduced to the center of the roller);

ΔV - разность Vp max-Vp min ΔV is the difference V p max -V p min

Под действием силы инерции Fи на обойме 7 развивается движущий момент инерции Ми Under the action of the inertia force F and on the clip 7, a moving moment of inertia M and

Ми=Fи·rср, гдеM and = Fi · r cf , where

rср - среднее значение радиуса движения центра масс роликов 5 на участках уменьшения радиуса вращения роликов 5.r cf - the average value of the radius of motion of the center of mass of the rollers 5 in areas of decreasing the radius of rotation of the rollers 5.

Второй поток передается по цепочке: ведущий вал 2, солнечное колесо 9, сателлиты 10, опорная шестерня 11, механизм свободного хода 12, обойма 7. Крутящий момент, передаваемый вторым потоком, будет равен крутящему моменту ведущего вала, умноженному на передаточное отношение планетарной передачи, т.е.The second stream is transmitted in a chain: drive shaft 2, sun wheel 9, satellites 10, support gear 11, freewheel 12, clip 7. The torque transmitted by the second stream will be equal to the torque of the drive shaft multiplied by the gear ratio of the planetary gear, those.

М7=М2·i, гдеM 7 = M 2 · i, where

М7 - крутящий момент на обойме 7 от планетарной передачи;M 7 - torque on the cage 7 from the planetary gear;

М2 - крутящий момент ведущего вала 2;M 2 - torque drive shaft 2;

i - передаточное отношение планетарной передачи.i is the planetary gear ratio.

При работе силовой передачи в режиме трансформации момента общий движущий момент (М) силовой передачи равен сумме моментовWhen the power transmission is in torque transformation mode, the total driving torque (M) of the power transmission is the sum of the moments

М=Мд+Ми+М7 M = M d + M and + M 7

При увеличении скорости вращения ведущего вала происходит изменение величин крутящих моментов, составляющих общий движущий момент М. Доля крутящего момента по первому потоку увеличивается, а доля второго потока уменьшается. Когда крутящий момент по второму потоку станет равен нулю, вступает в работу механизм свободного хода, опорная шестерня начинает вращаться в направлении вращения ведущего вала, а сателлиты начинают вращаться без нагрузки. Теперь силовая передача работает как центробежно-инерционный вариатор. По мере увеличения частоты вращения ведомой обоймы 7 (ω7) увеличивается скорость вращения опорной шестерни и одновременно уменьшается скорость вращения вокруг своих осей сателлитов и уменьшается частота колебаний роликов 5, пропорциональная разности частот вращения ведущего вала 2 (ω2) и ведомой обоймы 7 (ω7)With an increase in the speed of rotation of the drive shaft, there is a change in the magnitudes of the torques that make up the total driving moment M. The proportion of torque in the first stream increases, and the proportion of the second stream decreases. When the torque in the second stream becomes equal to zero, the freewheel mechanism comes into operation, the support gear begins to rotate in the direction of rotation of the drive shaft, and the satellites begin to rotate without load. Now the power train works as a centrifugal inertial variator. As the rotation frequency of the driven yoke 7 (ω 7 ) increases, the speed of the support gear increases, while the rotation speed around its satellite axles decreases and the oscillation frequency of the rollers 5 is proportional to the difference in the rotational speeds of the drive shaft 2 (ω 2 ) and the driven yoke 7 (ω 7 )

Δω=ω2-ω7 Δω = ω 2 -ω 7

а часть кинетической энергии роликов 5 передается ведомой обойме 7 и момент сопротивления на ведущем валу 2 возрастает, что вызывает уменьшение общего движущего момента М. Когда момент сопротивления нагрузки на ведомой обойме 7 Мн достигает значения Мд или станет меньше егоand a part of the kinetic energy of the rollers 5 is transmitted to the driven clip 7 and the moment of resistance on the drive shaft 2 increases, which causes a decrease in the total driving moment M. When the load resistance moment on the driven clip 7 M n reaches the value of M d or becomes less than

Мн≤Мд M n ≤M d

Происходит синхронизация вращения ведомой обоймы 7 с ведущим валом 2 (ω2=ω7, Δω=0). Силовая передача работает как единое целое. Вращения зубчатых соединений не происходит. Масса планетарной передачи увеличивает инерционные показатели силовой передачи. Технический результат получен. Теперь силовая передача работает как упругоцентробежная муфта.The rotation of the driven clip 7 is synchronized with the drive shaft 2 (ω 2 = ω 7 , Δω = 0). Power train works as a whole. Gear rotation does not occur. The mass of the planetary gear increases the inertia of the power train. The technical result is obtained. Now the power train works as an elastic centrifugal clutch.

При переходе роликов 5 на участки обоймы увеличивающие радиус вращения роликов происходит контакт и начинается обкатывание профилированных поверхностей подвесов 4 опорными роликами 8 и усилие от центробежных сил на обойму 7 передается в радиальном направлении через опорные ролики 8, а ролики 5 обкатывают профилированные участки 13, выполненные из эластичного материала, практически не оказывая на них давления, а только регулируя скорость вращения роликов 5.When the rollers 5 move to sections of the cage that increase the radius of rotation of the rollers, contact occurs and the profiled surfaces of the suspensions 4 are run in by the support rollers 8 and the force from the centrifugal forces on the cage 7 is radially transmitted through the support rollers 8, and the rollers 5 are rolled in the profiled sections 13 elastic material, practically without exerting pressure on them, but only by adjusting the speed of rotation of the rollers 5.

Противодействующего момента на обойме 7 не создается.The opposing moment on the clip 7 is not created.

Для уменьшения величины пульсации суммарного вращающего момента необходимо устанавливать на общем валу и общей ведомой обойме несколько секций роликов, сдвинутых по фазе в окружном направлении.To reduce the pulsation of the total torque, it is necessary to install several sections of rollers that are phase-shifted in the circumferential direction on a common shaft and a common driven clip.

Таким образом, скорость вращения обоймы 7 меняется от минимальной на понижающей передаче до скорости ведущего вала 2 в зависимости от нагрузки, т.е. изменение угловой скорости ведомого вала автоматически приводит к изменению передаваемого крутящего момента, а нагрузочные характеристики силовой передачи соответствуют эксплуатационным нагрузкам, при этом противодействующего момента на обойме не создается, а вращение зубчатых соединений зависит от режима работы силовой передачи.Thus, the rotation speed of the cage 7 varies from a minimum in a lower gear to the speed of the drive shaft 2 depending on the load, i.e. a change in the angular velocity of the driven shaft automatically leads to a change in the transmitted torque, and the load characteristics of the power transmission correspond to operational loads, while the opposing torque on the clip is not created, and the rotation of the gear joints depends on the operating mode of the power transmission.

Claims (2)

1. Автоматическая силовая передача, содержащая корпус, ведущий вал, на ступице которого установлены подвесы с профилированной поверхностью с роликами, опорные ролики и обойму, также выполненную с профилированной поверхностью, при этом ролики имеют возможность взаимодействовать с внутренней профилированной поверхностью обоймы, выполняющей роль ведомого звена, опорные ролики, установленные на обойме, имеют возможность обкатывать профилированную поверхность подвесов, а участки внутренней профилированной поверхности обоймы, соответствующие увеличению радиуса вращения роликов, выполнены из эластичного материала, отличающаяся тем, что между ведущим валом и обоймой в качестве понижающей передачи установлена планетарная передача, солнечное колесо которой смонтировано на ведущем валу, а опорная шестерня установлена на корпусе силовой передачи при помощи механизма свободного хода и может вращаться в направлении вращения ведущего вала на высоких оборотах двигателя, при этом роль ведомого звена выполняет обойма с установленными на ней сателлитами.1. An automatic power transmission comprising a housing, a drive shaft, on the hub of which suspensions are mounted with a profiled surface with rollers, support rollers and a cage, also made with a profiled surface, the rollers being able to interact with the inner profiled surface of the cage, acting as a driven link , support rollers mounted on a cage have the ability to run around the profiled surface of the suspensions, and sections of the inner profiled surface of the cage, respectively which increase the radius of rotation of the rollers, are made of elastic material, characterized in that a planetary gear is installed between the drive shaft and the cage as a reduction gear, the sun wheel of which is mounted on the drive shaft, and the support gear is mounted on the power transmission housing using a freewheel and can rotate in the direction of rotation of the drive shaft at high engine speeds, while the role of the driven link is performed by a clip with the satellites installed on it. 2. Силовая передача по п.1, отличающаяся тем, что обойма, выполняющая роль ведомого звена, выполнена разборной. 2. The power transmission according to claim 1, characterized in that the clip, acting as a driven link, is collapsible.
RU2014137620/11A 2014-09-16 2014-09-16 Automatic power train RU2558414C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014137620/11A RU2558414C2 (en) 2014-09-16 2014-09-16 Automatic power train

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014137620/11A RU2558414C2 (en) 2014-09-16 2014-09-16 Automatic power train

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014137620A RU2014137620A (en) 2014-12-20
RU2558414C2 true RU2558414C2 (en) 2015-08-10

Family

ID=53278275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014137620/11A RU2558414C2 (en) 2014-09-16 2014-09-16 Automatic power train

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2558414C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU28217U1 (en) * 2002-10-14 2003-03-10 Умняшкин Владимир Алексеевич AUTOMATIC INERTIAL PULSE TRANSMISSION
RU2397388C2 (en) * 2008-09-18 2010-08-20 ГОУ ВПО "Ковровская государственная академия им. В.А. Дегтярева" Stepless impulse-type mechanical transmission
CN201944210U (en) * 2011-01-05 2011-08-24 邢绍东 Automatic speed changer for electric vehicle
RU2012138723A (en) * 2012-09-10 2013-03-10 Юрий Иванович Сиволапов AUTOMATIC VARIATOR

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU28217U1 (en) * 2002-10-14 2003-03-10 Умняшкин Владимир Алексеевич AUTOMATIC INERTIAL PULSE TRANSMISSION
RU2397388C2 (en) * 2008-09-18 2010-08-20 ГОУ ВПО "Ковровская государственная академия им. В.А. Дегтярева" Stepless impulse-type mechanical transmission
CN201944210U (en) * 2011-01-05 2011-08-24 邢绍东 Automatic speed changer for electric vehicle
RU2012138723A (en) * 2012-09-10 2013-03-10 Юрий Иванович Сиволапов AUTOMATIC VARIATOR

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014137620A (en) 2014-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8020681B2 (en) Wedge one-way clutch
US9145947B2 (en) Torsional vibration damping device
US7987958B2 (en) Wedge one-way clutch
RU2484335C2 (en) Variator
RU2448292C1 (en) Planetary transmission
SU458994A3 (en) Torque converter
RU2558414C2 (en) Automatic power train
US8033371B2 (en) Single component one-way clutch
US7757829B2 (en) Frictionally guided radial one-way clutch
US20180209503A1 (en) Transmission with a torsion spring and method for operating a transmission
US7344467B2 (en) Self-regulating continuously variable transmission
RU2287102C1 (en) Centrifugal-inertial variator
RU2403469C2 (en) Automatic centrifugal inertial variator
US1950580A (en) Automatic variable speed transmission
RU2397388C2 (en) Stepless impulse-type mechanical transmission
RU2610236C2 (en) Transmission with smoothly varying gear ratio beginning from zero and with displaced external base of universal self-centering system
RU2662309C1 (en) Centrifugal-inertial variator
EP3118488B1 (en) Roller-based drive systems with compliance for accommodating non-conjugate meshing
JP6461969B2 (en) Continuously variable transmission
RU2586803C1 (en) Pulse variator
JPH04219528A (en) Rolling fluid frictional bearing
JP2016164457A (en) Continuously variable transmission
SU1391976A1 (en) Power transmission
RU2453750C1 (en) Stepless pulse transmission
AU2022395823A1 (en) Device for increasing the efficiency of any rotary power generating system with progressive variation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160917