SU763632A1 - Gear speed variator - Google Patents

Description

(54) ЗУБЧАТЫЙ ВАРИАТОР(54) TEETH VARIATOR

1one

Изобретение относитс  к области машиностроени  и может быть испо.льзовано во всех област х народного хоз йства в приводах машин, 3 которых необходимо обеспечить регулирование скорости рабочего вала.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used in all areas of national economy in drives of machines, 3 of which it is necessary to control the speed of the working shaft.

Известны зубчатые вариаторы, содержащие блок конических зубчатых колес, вход щих поочередно в зацепление с ведущей цилиндрической шестерней, скольз щей на шлицевом валу fl и 2.Gear variators are known that contain a block of bevel gears which alternately engage with a drive spur gear sliding on a splined shaft fl and 2.

Недостатком известного вариатора  вл етс  зиачите-льные осевые габариты.A disadvantage of the known variator is its axial axial dimensions.

Наиболее близким по технической сущности к о ;йс вае«юг у изобретению  вл етс  вариатор, содержащий ведущий и ведомый в.-1ЛЬ. ),;фференииал, одно из звеньев которогО р змеше о на ведомом валу, установленный на ведущем валу блок эвольвентно-коничеек .их колес, взачмодействующие с ним ti цилкнлрическне зубчатые колеса f3}The closest in technical essence to the body; you are the south of the invention is a variator containing a master and slave in-1L. );; fferenial, one of the links of the snake on the driven shaft, mounted on the drive shaft of a unit of involute-conic wheels of their wheels, interacting with it ti cylindrical gears f3}

Оседые габариты известного зубчатого вариатора могут быть уменьшены приблизительно в два раза, так как число силовых KOHTaKiOB увеличено .. Это достигаетс  за 31;ачительного усложнег;и  конструкции , так как в этом случае в осевом направлении 7;сремсщаетс  rvTcxaHHSw -The settled dimensions of the known gear variator can be reduced by approximately two times, as the number of power KOHTaKiOBs is increased .. This is achieved in 31, the most complicated complexity and design, as in this case in the axial direction 7, rvTcxaHHSw slips

зубчатый дифференциал. Кроме того, при прин том диапазоне регулировани  число венцов конического блока не уменьшаетс .gear differential. In addition, when the adjustment range is received, the number of rims of the conical block is not reduced.

Целью изобретени   вл етс  уменьшение габаритов вариатора.The aim of the invention is to reduce the size of the variator.

LJ,evTb достигаетс  тем, что вариатор снабжен двум  промежуточными валами, каждый из которых кинематически св зан с одним из двух других центральных звеньев дифференциала, а цилиндрические зубчатые 10 колеса установлены на промежуточных валах с возможностью перемещени  вдоль них.LJ, evTb is achieved by the fact that the variator is equipped with two intermediate shafts, each of which is kinematically connected with one of the two other central parts of the differential, and the cylindrical gears 10 are mounted on the intermediate shafts so that they can move along them.

Кроме того, с целью увеличени  коэффициента полезного действи , вариатор снабжен блокирующей муфтой, а в кинематическую цепь одного из промежуточных валов введен механизм свободного хода.In addition, in order to increase the efficiency, the variator is equipped with a locking clutch, and a free wheeling mechanism is introduced into the kinematic chain of one of the intermediate shafts.

Или же с целью увеличени  диапазона регу.чировани , вариатор снабжен четырьм  механизмами свободного хода, двум  шлицевыми валами, каждый из которых соединен посредством кинематической цепи через один из механизмов свободного хода этой же цепи с соответствующим центральным звеном дифференциала, и взаимодейстзчющими с венцами блока эвольвентно-конических колес дополнительными зубчатыми колесами, установленными на шлицевых валах с возможностью перемещени  вдоль них. В последнем случае AZ разность чисел зубьев двух соседних венцов конического блока, число зубьев на наибольшем венце блока эвольвентно-конических колес Z, и передаточное отношение UK участка кинематической цепи от шлицевого вала к промежуточному определены отношениемAlternatively, in order to increase the range of the regulator, the variator is equipped with four free-wheeling mechanisms, two splined shafts, each of which is connected via a kinematic chain through one of the free-running mechanisms of the same chain to the corresponding central differential link, and interacting with the crowns of the evolvent bevel wheels with additional gear wheels mounted on splined shafts with the possibility of movement along them. In the latter case, AZ, the difference in the number of teeth of two adjacent rims of the conical block, the number of teeth on the largest rim of the block of involute-conical wheels Z, and the gear ratio UK of the kinematic chain from the splined shaft to the intermediate one are determined by the ratio

2п.л2,2pl2,

На фиг. 1 представлена конструктивна  схема зубчатого вариатора; на фиг. 2 представлена схема зубчатого вариатора с блокирующим устройством; на фиг. 3 представлена конструктивна  схема зубчатого вариатора с четырьм  механизмами свободного хода.FIG. 1 shows the structural scheme of the gear variator; in fig. 2 shows a diagram of a gear variator with a locking device; in fig. 3 shows a structural diagram of a gear variator with four free-wheeling mechanisms.

Зубчатый вариатор (фиг. 1) содержит блок 1 эвольвентно-конических колес, закрепленный на ведущем валу (на чертеже не показан). .Gear variator (Fig. 1) contains a block 1 involute-bevel wheels, mounted on the drive shaft (not shown). .

На двух промежуточных валах 2 и 3 порознь установлены два цилиндрических колеса 4 и 5, вход щие в зацепление с венцами блока.On two intermediate shafts 2 and 3 two cylindrical wheels 4 and 5, which are engaged with the block rims, are separately installed.

Промежуточный вал 2 кинематически св зан с центральным звеном 6 дифференциала , а промежуточный вал 3 св зан кинематически с другим центральным звеном 7 дифференциала, третье центральное звено 8 которого св зано с ведомым в.алом (на чертеже не показан).The intermediate shaft 2 is kinematically connected with the central link 6 of the differential, and the intermediate shaft 3 is connected kinematically with another central link 7 of the differential, the third central link 8 of which is connected with the driven shaft (not shown).

Зубчатый вариатор, представленный на фиг. 2, содержит также механизм 9 свободного хода (МСХ), установленный в кинематической цепи, св зывающей промежуточный вал 3 с центральным, звеном 7 дифференциала , и блокирующую муфту 10.The gear variator shown in FIG. 2 also contains a free wheeling mechanism (MCA) 9 installed in a kinematic chain connecting the intermediate shaft 3 to the central, differential link 7, and the locking clutch 10.

Причем параметры (внутреннее передаточное отнощение дифференциала и боковых передач) зубчатого вариатора с блокирующим устройством (фиг. 2) подобраны таким образом, чтобы при всех возможных положени х колес 4 и 5 передаточное отношение вариатора было положительным. Другими словами, наименьшее передаточное отношение вариатора не может быть меньше нул .Moreover, the parameters (internal gear ratio of the differential and side gears) of the gear variator with locking device (Fig. 2) are chosen so that at all possible positions of the wheels 4 and 5 the gear ratio of the variator is positive. In other words, the smallest gear ratio of the variator cannot be less than zero.

Зубчатый вариатор, представленный на фиг. 3, содержит блок 1 эвольвентно-конических колес с разницей в числе зубьев двух соседних венцов AZ.The gear variator shown in FIG. 3, contains block 1 of involute-conic wheels with a difference in the number of teeth of two adjacent crowns AZ.

На двух промежуточных валах 2 и 3 свободно установлены втулки 11 и 12, на которых, в свою очередь, установлены цилиндрические колеса 4 и 5. Кажда  из втулок через механизмы свободного хода (МСХ 13 и 14 св зана со своим промежуточным валом 2 и 3.The two intermediate shafts 2 and 3 loosely install the sleeves 11 and 12, on which cylindrical wheels 4 and 5, in turn, are mounted. Each of the sleeves is via free wheeling mechanisms (MCX 13 and 14 connected to its intermediate shaft 2 and 3.

Два шлицевых вала 15 (на чертеже показан один шлицевой вал) порознь св заны кинематической цепью 16 с промежуточными валами 2 и 3.Two splined shafts 15 (in the drawing one splined shaft is shown) are separately connected by a kinematic chain 16 with intermediate shafts 2 and 3.

В одно из звеньев кинематической цепи 16 встроен механизм свободного хода (МСХ) 17.One of the links in the kinematic chain 16 has a free wheeling mechanism (MAM) 17.

На каждом из щлицевых валов 15 установлено дополнительно зубчатое колесо 18, зацепл ющеес  с венцами блока 1. Передвижение колес 5 и 18 производитс  также, как и вариаторах 1.On each of the slit shafts 15, an additional gear wheel 18 is mounted, which engages with the rims of the block 1. The movement of the wheels 5 and 18 is carried out in the same way as the variators 1.

Число зубьев Z на наибольшем венце конического блока при разности AZ в числах зубьев двух соседних венцов и передаточном отношении U| от дополнительного шлицевого вала к основному принимают с выполнением услови : The number of teeth Z on the largest rim of the conical block with the difference AZ in the numbers of teeth of two adjacent rows and the gear ratio U | from the additional spline shaft to the main shaft, the following condition is accepted:

Зубчатый вариатор работает следующим образом (фиг. 1). Венцы конического блока , зацепл  сь с цилиндрическими колесами 4 и 5, передают вращение на центральные звень  6 и 7 дифференциала. В результате звено 8, св занное с ведомым валом, получает вполне определенную скорость вращени . Если необходимо изменить скорость вращени , то одно из их цилиндрических колес 4 или 5 перемещают в осевом направлении . Это приводит к изменению скорости соответствующего центрального звена дифференциала , а следовательно, и ведомого вала.Gear variator works as follows (Fig. 1). The rims of the conical block, hooking with cylindrical wheels 4 and 5, transmit rotation to the central links 6 and 7 of the differential. As a result, the link 8 associated with the driven shaft receives a well-defined rotational speed. If it is necessary to change the speed of rotation, then one of their cylindrical wheels 4 or 5 is moved in the axial direction. This leads to a change in the speed of the corresponding central link of the differential, and hence of the driven shaft.

Поскольку изменение скорости вращени  ведомого вала достигаетс  независимым изменением положени  двух цилиндрических колес, при заданном диапазоне изменени  скорости габариты предлагаемого вариатора значительно уменьшены по сравнению с известным.Since the change in the speed of rotation of the driven shaft is achieved by an independent change in the position of the two cylindrical wheels, for a given range of speed changes, the dimensions of the proposed variator are significantly reduced compared with the known.

Зубчатый вариатор, представленный на фиг. 2, работает следуюшим образом: при необходимости работы на ступен х, обеспечивающих малые скорости вращени  ведомого вала, блокирующа  муфта 10 разомкнута . Мощность с ведущего вала через зацепление цилиндрического колеса 4 с венцами блока 1 передаетс  на промежуточный вал 2. В дифференциале поток мощности разветвл етс . Часть ее поступает на ведомое центральное звено 8, а втора  часть через центральное звено 6 на ведущий элемент МСХ 9. Так. как параметры вариатора подобраны таким образом, чтобы передаточное отношение (при условии принудительного замыкани  МСХ) было положительным , то скорость ведущего элемента МСХ (при условии, что МСХ не накладывает св зей) больше скорости ведомого элеменга МСХ.The gear variator shown in FIG. 2, works as follows: if it is necessary to work on steps that provide low rotational speeds of the driven shaft, the locking clutch 10 is open. The power from the drive shaft through the engagement of the cylindrical wheel 4 with the rims of the block 1 is transmitted to the intermediate shaft 2. In the differential, the power flow is branched. Part of it goes to the slave central link 8, and the second part through the central link 6 to the leading element of the Ministry of Agriculture 9. So. as the parameters of the variator are chosen in such a way that the gear ratio (under the condition of forced closing of the MSC) is positive, then the speed of the master element of the MSC (provided that the MSC does not impose connections) is greater than the speed of the driven element of the MSC.

Таким образом, в режимах с циркул цией энергии при любом положении цилиндрических колес 4 и 5 происходит замыкание МСХ. Следовательно, энерги  с центрального звена 6 через МСХ 9 и зацепление колеса 5 с венцами блока 1 возвращаетс  на ведомый вал.Thus, in modes with energy circulation, at any position of the cylindrical wheels 4 and 5, the MSH closes. Consequently, the energy from the center link 6 through MCX 9 and the engagement of the wheel 5 with the rims of the block 1 is returned to the driven shaft.

При необходимости работы на ступен х, обеспечивающих большие скорости ведомого вала, замы1 ают блокирующую муфту 10.If it is necessary to work on the steps that provide high speeds of the driven shaft, they close the locking clutch 10.

Вращение звена 6 при этом получает то же направление, что и вал 2, направление вращени  ведущего звена МСХ 9 при этом мен етс  на протиповоложное, при оставщемс  неизменном направлении вращени  ведомого звена МСХ 9.The rotation of the link 6 in this case receives the same direction as the shaft 2, the direction of rotation of the driving member of the MCX 9 at the same time changes to the pro-positive direction, while remaining unchanged the direction of rotation of the driven link of the MCX 9.

Это соответствует об зательному размыканию МСХ 9.This corresponds to the mandatory opening of the MCX 9.

Энерги  в этом случае напр мую с основного промежуточного вала 2 через заблокированный дифференциал передаетс  на ведомый вал 8. Циркулирующа  энерги  отсутствует.Energy in this case, directly from the main intermediate shaft 2, is transmitted through the locked differential to the driven shaft 8. There is no circulating energy.

При этом дополнительно получено число ступеней, равное числу венцов блока 1, соответствующих разным положени м колеса 4.In addition, a number of stages was obtained, equal to the number of rims of block 1, corresponding to different positions of wheel 4.

Зубчатый вариатор, представленный на фиг. 3, работает следующим образом.The gear variator shown in FIG. 3, works as follows.

Колеса 5 и 18, зацепл  сь с венцами блока 1 эвольвентно - конических колес, передают вращение на промежуточный вал 3. При этом, если передаточное отнощение от блока 1 к валу 3 через колесо 5 оказываетс  больщим передаточного отнощени  от блока 1 к валу 3 через колесо 18, то замыкаетс  МСХ 14. В противном случае замыкаетс  МСХ 17. Вращени  с валов 2 и 3 передаетс  на центральные звень  6 и 7 дифференциала и далее на центральное звено 8, св занное с ведомым валом.Wheels 5 and 18, engaging with the rims of the block 1 of involute-conical wheels, transmit rotation to the intermediate shaft 3. In this case, if the gear ratio from block 1 to shaft 3 through wheel 5 turns out to be a greater gear ratio from block 1 to shaft 3 through wheel 18, the MSC 14 closes. Otherwise, the MSC 17 closes. Rotations from shafts 2 and 3 are transmitted to the central links 6 and 7 of the differential and then to the central link 8, which is connected with the driven shaft.

Следовательно, скорость ведомого вала определ етс  положением колес 5, 4 и 18.Therefore, the speed of the driven shaft is determined by the position of the wheels 5, 4 and 18.

Claims (4)

1. Зубчатый вариатор, содержащий ведущий и ведомый валы, дифференциал, одно из звеньев которого размещено на ведомом валу, установленный на ведущем валу блок эвольвентно-конических колес, взаимодействующие с ним два цилиндрические зубчатые колеса, отличающийс  тем, что, с целью уменьщени  габаритов, вариатор снабж н двум  промежуточными валами, каждый из которых кинематически св зан с одНИМ из двух других центральных звеньев, дифференциала, а цилиндрические зубчатые колеса установлены на промежуточных валах с возможностью перемещени  вдоль них.1. A gear variator containing a drive and driven shaft, a differential, one of the links of which is placed on the driven shaft, a block of involute-bevel wheels mounted on the drive shaft, two cylindrical gears interacting with it, characterized in that, in order to reduce dimensions, the variator is supplied with two intermediate shafts, each of which is kinematically connected with one of the other two central links, the differential, and the spur gears are mounted on the intermediate shafts with the possibility of moving and along them. 2.Вариатор по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  коэффициента полезного действи , он снабжен блокирующей муфтой, а в кинематическую св зь одного из промежуточных валов введен механизм свободного хода.2. A variator according to claim 1, characterized in that, in order to increase the efficiency, it is provided with a locking clutch, and a free wheeling mechanism is introduced into the kinematic connection of one of the intermediate shafts. 3.Вариатор по п. 1, отличающийс  тем, 3. The variator of claim 1, wherein 0 что, с целью увеличени  диапазона регулировани , он снабжен четырьм  механизмами свободного хода, двум  щлицевыми валами, каждый из которых соединен посредством кинематической цепи через один из механизмов свободного хода с одним из промежуточных валов, а через другой механизм свободного хода этой же цепи с соответствующим центральным звеном дифференциала , и взаимодействующими с венцаO ми блока эвольвентно-конических колес дополнительными зубчатыми колесами, установленными на шлицевых валах с возможностью перемещени  вдоль них.0 that, in order to increase the range of adjustment, it is equipped with four free-wheeling mechanisms, two slotted shafts, each of which is connected by means of a kinematic chain through one of the free-wheel mechanisms with one of the intermediate shafts, and through the other free-wheel mechanism of the same chain with the corresponding the central link of the differential, and additional gears interacting with the crowns of the block of the involute-bevel wheels mounted on splined shafts with the possibility of moving along them . 4.Вариатор по п. 1, 3, отличающийс  тем, что разность чисел зубьев двух соседS них венцов конического блока AZ, число зубьев на наибольщем венце блока эвольвентно-конических колес Z,Ti4 передаточное отнощение участка кинематической цепи от щлицевого вала к промежуточному опредеO лены отношением: 1.. i.Приоритет по п. 2, 3 и 4 формулы изобретени  исчисл ть от 23 марта 1978 г. согласно за вок № 2593831/28 и № 2593915/28.4. A variator according to claim 1, 3, characterized in that the difference in the number of teeth of two neighbors of cones of the conical block AZ, the number of teeth on the largest crown of the block of involute-conical wheels Z, Ti4 is the gear ratio of the kinematic chain from the slit shaft to the intermediate one. ratio: 1. .. i. The priority of claim 2, 3 and 4 of the claims of the invention is calculated on March 23, 1978 according to Wok No. 2593831/28 and No. 2593915/28. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination 1.Пронин Б. А. и Ревков Г. А. БесстуS пенчатые клиноременные и фрикционные передачи (вариаторы) «Мащиностроение,1. B.A.Pronin and G.A. Revkov, A. Besst, Foam V-Belt and Friction Transmissions (Variators) “Machining, М., 1967, с. 221, рис. 111.M., 1967, p. 221, fig. 111. 2.Авторское свидетельство СССР № 209173, кл. F 16 Н 37/08, 1966.2. USSR author's certificate number 209173, cl. F 16 H 37/08, 1966. 00 3.Авторское свидетельство СССР3. USSR author's certificate № 426090, кл. F 16 Н 3/22, 1974 (прототип).No. 426090, cl. F 16 N 3/22, 1974 (prototype). г/ .g /. Лг 7Lg 7 ОABOUT U2.J JL U2.J JL