BG64537B1

BG64537B1 - Сателитен инерционен модул и безстепенна автоматична трансмисия включваща този модул

Info

Publication number: BG64537B1
Application number: BG105976A
Authority: BG
Original assignee: СТОЯНОВ Добромир; Бангиев Бранимир
Priority date: 2001-10-04
Filing date: 2001-10-04
Publication date: 2005-06-30
Also published as: DE60203640D1; ATE292764T1; EP1442236B1; DE60203640T2; ES2239722T3; EP1442236A1; WO2003029691A1; BG105976A

Abstract

Модулът е приложим в трансмисии за транспортни средства. Конструкцията е компактна, с намалени габарити, с възможност за предаване на по-голям въртящ момент и за постигане на по-равномерна ъглова скорост на изходящия вал. Модулът включва държач (1) със закрепени радиално подвижно към него четен брой тежести, изпълнени като сектори (2) с еднаква маса и конфигурация и дъгообразен профил. Двете части (3 и 4) на прилежащата на сектора (2) дъга са с различен радиус. Частта от дъгата (4) на сектора (2), която е разположена по посока на движението му, отговаря на прилежащ ъгъл алфа, равен или по-малък от половината от централния ъгъл на сектора, и е изпълнена с по-малък радиус. Масовият център (С) на сектора (2) лежи в частта му, изпълнена с по-малък радиус на дъгата. Трансмисията включва корпус(7), в който е лагеруван входящ вал (8) с централно зъбно колело (9) с вътрешни зъби, кинематично свързано с валове (10) с подвижни геометрични оси чрез монтирани към валовете зъбни колела (15). Валовете (10) са най-малко два на брой и към тях са монтирани неподвижно в един или няколко реда сателитните инерционни модули (11), които контактуват механично с водило (12), лагерувано в корпуса (7) и механично свързано с изходящ вал (13). Модулите (11) са дефазирани един спрямо друг на ъгъл 0<бета<360, като предпочитаните стойности се изчисляват по формулата бета = 360 m . n . p в която m означава брой сектори в един модул, n - брой сателитни валове в един ред и р е брой редове

Description

(54) САТЕЛИТЕН ИНЕРЦИОНЕН МОДУЛ И БЕЗСТЕПЕННА АВТОМАТИЧНА ТРАНСМИСИЯ, ВКЛЮЧВАЩА ТОЗИ МОДУЛ

Област на техниката

Изобретението се отнася до сателитен инерционен модул и безстепенна автоматична трансмисия, включваща този модул, приложими при транспортни средства.

Предшестващо състояние на техниката

От BG 61286 е известен сателитен инерционен модул, който включва диск със закрепени радиално подвижно към него четен брой тежести, изпълнени като сектори с еднаква маса и конфигурация. Секторите са с дъгообразен профил, като половината от прилежащата на централния ъгъл дъга е с по-голям радиус от другата половина, а масовият център на сектора лежи на ъглополовящата на образуващия ги ъгъл. От цитирания документ е известна и автоматична импулсна предавателна кутия, която се състои от корпус с лагеруван в него входящ вал с централно зъбно колело, кинематично свързано със сателитни валове с подвижни геометрични оси посредством паразитни сателитни колела, зацепени едновременно и с централното зъбно колело, и с монтирани върху сателитните валове зъбни колела. Към валовете са прикрепени неподвижно описаните погоре сателитни инерционни модули, които контактуват механично с водило, лагерувано в корпус и механично свързано с изходящ вал. Частта от сектора, която е изпълнена с по-голям радиус на дъгата, контактува механично с опорен лагер, монтиран съосно на водилото, а дисковете са дефазирани на половината от централния ъгъл на секторите.

Този известен модул и трансмисията се характеризират с големи динамични натоварвания на свързаните с изходящия вал механизми, породени от неравномерната ъглова скорост на изходящия вал, вследствие пулсиращото изменение на създавания на водилото въртящ момент от нула до някаква стойност. Освен това въртящият момент, който действа на водилото, респективно на изходящия вал, при дадени габарити е малък. Всичко това намалява надеждността и ефективността на трансмисията и затруднява практическото й приложение.

Техническа същност на изобретението

Задачата на изобретението е да създаде сателитен инерционен модул и безстепенна автоматична трансмисия с него, които осигуряват равномерна ъглова скорост на изходящия вал и възможност за предаване на по-голям въртящ момент на изходящия вал при същата ъглова скорост на входящия вал и запазени габаритни размери на избрания прототип.

Тази задача се решава, като се създава сателитен инерционен модул за безстепенна автоматична трансмисия. Сателитният инерционен модул включва държач със закрепени радиално подвижно към него четен брой тежести, изпълнени като сектори с еднаква маса и конфигурация и дъгообразен профил. Двете части на прилежащата на сектора дъга са с различен радиус, като частта от дъгата на сектора, която е разположена по посока на движението му, отговаря на прилежащ ъгъл а, равен или по-малък на половината от централния ъгъл на сектора и е изпълнена с по-малък радиус. Масовият център С на сектора лежи в частта му, изпълнена с помалък радиус на дъгата.

Възможно е масовият център С на сектора да лежи върху радиуса, минаващ през точката от профила му, в която се събират дъгите с различни радиуси.

Възможно е и към всеки един от секторите да са прикрепени неподвижно допълнителни инерционни маси, които са разположени симетрично от двете страни на секторите и са изнесени радиално и аксиално извън тях, така че инерционният радиус на допълнителните инерционни маси да е по-голям от инерционния радиус на сектора. Масовият център на допълнителните маси съвпада по направление с масовия център на носещия ги сектор.

Задачата на изобретението се решава и като се създава безстепенна автоматична трансмисия, включваща корпус, в който е лагеруван входящ вал с централно зъбно колело с вътрешни зъби, кинематично свързано с валове с подвижни геометрични оси посредством монтирани върху тях сателитни зъбни колела. Валовете с подвижни геометрични оси са най-малко два на брой и към тях са монтирани неподвижно в един или повече реда сателитните инерционни модули, описани по-горе. Последните контактуват механично с водило, лагерувано в корпуса и механично свързано с изходящ вал. Сателитните модули са дефазирани един спрямо друг на ъгъл 0<β<360, а част от външния им контур контактува механично с опорен лагер, монтиран съосно на водилото.

Възможно е ъгълът на дефазиране β да бъде определен съответно по формулата

36(7 β = т. п. р в която m е броят сектори в един модул; η е броят сателитни валове в един ред; р е броят редове.

Предимството на изобретението е повишената равномерност на ъгловата скорост на изходящия вал, което се дължи на увеличаване на контактната повърхност между сателитния инерционен модул и опорния лагер, поради което се увеличава интервалът от време, през който на водилото се създава въртящ момент.

Дефазирането на сателитните инерционни модули един спрямо друг на точно определен ъгъл β съгласно формула (1), допълнително увеличава равномерността на ъгловата скорост на изходящия вал, тъй като осигурява последователно, през равномерен интервал от време, влизане на пореден сектор от трансмисията в контакт с опорния лагер, което води до по-равномерни сумарни стойности на създавания на водилото, респективно на изходящия вал, въртящ момент. Друго предимство на изобретението е, че при равни други условия се постига увеличаване на предавания на водилото, а от там и на изходящия вал, въртящ момент М чрез намаляване на вътрешните загуби от триене на трансмисията като цяло, в резултат на опростяване на кинематичната връзка между входящия вал и валовете с подвижни геометрични оси чрез използване на зъбно колело с вътрешни зъби, заделени директно с монтирани върху валовете с подвижни геометрични оси зъбни колела.

Конструктивното увеличаване на инерционния радиус на секторите и монтирането на допълнителни редове сателитни модули също води до увеличаване на предавания на изходящия вал въртящ момент.

Посочените предимства на изобретението позволяват при равни други условия да се намалят габаритите на безстепенната автоматична трансмисия и я правят надеждна, ефективна и практически приложима в транспортни средства.

Описание на приложените фигури

Изобретението се пояснява по-подробно с примерни изпълнения на сателитния инерционен модул и безстепенната автоматична трансмисия, показани на приложените фигури, от които: фигура 1 представлява надлъжен разрез по оста на сателитен инерционен модул;

фигура 2 - напречен разрез на сателитен инерционен модул;

фигура 3 - надлъжен разрез по оста на вариант на сателитен инерционен модул;

фигура 4 - напречен разрез на вариант на сателитен инерционен модул;

фигура 5 - надлъжен разрез по оста на безстепенна автоматична трансмисия;

фигура 6 - напречен разрез на безстепенна автоматична трансмисия;

фигура 7 - кинематична схема на двуредова безстепенна автоматична трансмисия;

фигура 8 - схема на силите, възникващи при работа на сателитния инерционен модул в безстепенната автоматична трансмисия.

Примерни изпълнения на изобретението

Изобретението се пояснява по-подробно с две примерни изпълнения на сателитен инерционен модул и две примерни изпълнения на безстепенна автоматична трансмисия.

Сателитният инерционен модул за безстепенна автоматична трансмисия, показан на фиг. 1 и 2, включва държач 1 със закрепени радиално подвижно към него четен брой тежести, изпълнени като сектори 2 с еднаква маса и конфигурация и дъгообразен профил. Двете части 3 и 4 на прилежащата на сектора 2 дъга са с различен радиус, като частта от дъгата 4 на сектора 2, която е разположена по посока на движението му, отговаря на прилежащ ъгъл а, по-малък от половината от централния ъгъл на сектора 2 и е изпълнена с по-малък радиус. Масовият център С на сектора 2 лежи върху радиуса, минаващ през точката от профила му, в която се събират дъгите с различни радиуси.

В друго изпълнение на сателитния инерционен модул (фиг. 3 и 4), към всеки един от секторите 2 са прикрепени неподвижно допълнителни инерционни маси 5 и 6, разположени симетрично от двете страни на секторите и изнесени радиално и аксиално извън тях, така че инерционният радиус Ид на допълнителните инерционни маси да е по-голям от инерционния радиус Rc на сектора. Масовият център Сд на допълнителните маси лежи върху радиуса, минаващ през масовия център С на носещия ги сектор.

Безстепенната автоматична трансмисия (фиг. 5 и 6) включва корпус 7, в който е лагеруван входящ вал 8 с централно зъбно колело с вътрешни зъби 9, кинематично свързан с валове 10 с подвижни геометрични оси. Към валовете 10 са монтирани неподвижно един ред сателитни инерционни модули 11, които контактуват механично с водило 12, лагерувано в корпуса 7 и механично свързано с изходящ вал 13. Част от външния контур на сателитния инерционен модул 11 контактува механично с опорен лагер 14, монтиран съосно на водилото 12. Връзката между входящия вал 8 и валовете 10 е посредством монтирани върху тях сателитни зъбни колела 15, които са зацепени с вътрешните зъби на централното зъбно колело 9. Сателитните модули 11 са изпълнени съгласно фиг. 1 и 2 и са дефазирани един спрямо друг на ъгъл β, определен по формула (1):

360 β = — =45’ 2.4

Върху валовете 10 на показаното на фиг. 7 изпълнение на двуредова безстепенна автоматична трансмисия, са монтирани два реда сателитни модули 11, които контактуват механично с водилото 12 и опорните лагери 14, монтирани съосно на него. Валовете 10 са два на брой, а всеки сателитен модул 11 има два сектора 2. Сателитните модули 11 са дефазирани един спрямо друг на ъгъл β определен по формула (1):

360 β = — =45’, 2.2.2

Използване на изобретението

Сателитният инерционен модул се използва в безстепенни автоматични трансмисии. Безстепенната автоматична трансмисия намира приложение в транспортни средства за безстепенно предаване на въртеливото движение от изходящия вал на двигателя към входящия вал на работни механизми.

При завъртане в дадената посока на входящия вал 8 (фиг. 8 а) се задвижват централното зъбно колело с вътрешни зъби 9 и зацепените с него сателитни зъбни колела 15 (фиг. 5 и 6). Вследствие на това валовете 10 заедно с неподвижно монтираните към тях сателитни инерционни модули 11 получават въртеливо движение около оста си в същата посока, както и входящия вал 8. При въртенето се създават центробежни сили F, чиито директриси лежат на правата, свързваща центъра на оста на вала 10 и масовия център С на сектора 2. Под действие на центробежните сили F секторите 2 се изместват радиално до ограничаването им в държача 1 (фиг. 8 а).

При въртенето на сателитния инерционен модул 11 с вала 10 около оста им директрисите на центробежните сили също се въртят и периодично пресичат нормалата NN (фиг. 86), прекарана между геометричните центрове на вала 10 и опорния лагер 14, респ. на водилото 12.

Тъй като секторите 2 са четен брой, създадените центробежни сили F, приложени в масовите им центрове С, се уравновесяват срещуположно и на осите на вала 10 не действа неуравновесена сила, респ. на водилото 12 не действа въртящ момент.

Равновесието на центробежните сили F се запазва до момента, когато изпълнената с по-голям радиус прилежаща дъга 3 на сектора 2 влезе в механичен контакт с опорния лагер 14. През времето на контакта (фиг. 86) центробежната сила F, приложена на срещулежащия на контактуващия сектор 2, остава неуравновесена и оказва натиск чрез държача 1 и вала 10 на водилото 12.

Тъй като директрисата на центробежната сила F се върти заедно със сектора 2 и държача 1, тя започва да се отклонява от нормалата NN между геометричните центрове на вала 10 и опорния лагер 14, като по този начин създава въртящ момент М спрямо геометричния център, респ. оста на водилото 12.

Секторите 2 контактуват с опорния лагер 14 само с частта от дъгата си 3, изпълнена с поголям радиус, а масовият център С на сектора 2 лежи в частта му, изпълнена с по-малък радиус на дъгата 4, така че центробежната сила F, приложена на срещулежащия сектор 2, се оказва неуравновесена и оказва натиск върху водилото 12 само когато дирекгрисата й се отклонява в една и съща посока от нормалата NN и следователно създаденият на водилото въртящ момент е постоянен по знак.

Когато нормалата се пресича от директрисата на центробежните сили в противоположна посока на споменатата, частта от дъгата 4 на сектора 2, която е с по-малък радиус, не контактува с опорния лагер 14 и създадените центробежни сили F се уравновесяват взаимно, тъй като секторите са четен брой и имат еднаква маса и конфигурация.

Тъй като частта от сектора 2, която е изпълнена с по-голям радиус на дъгата 3, е по-голяма, то през по-голяма част от времето за един оборот на вала 10 се създава въртящият момент М.

Дефазирането на всеки сателитен инерционен модул 11 спрямо предходния на някакъв ъгъл 0<β<360° дава възможност за последователно включване в работен ход на отделните сектори 2 на трансмисията, което позволява да се намалят резките колебания в сумарните стойности на създадения на водилото 12 за един оборот на вала 10 въртящ момент М и от там - да се увеличи равномерността на ъгловата скорост на изходящия вал. Дефазирането на модулите 11 на точно определен ъгъл β, определен съответно по формула (1), осигурява последователно и през равномерен интервал от време влизане на дъгата 3 от сектора 2 на поредния модул 11 в контакт с опорния лагер 14. Това води до допълнително изравняване на сумарните стойности на създадения на водилото 12 за един оборот на вала 10 въртящ момент М, респ. до повишаване равномерността на ъгловата скорост на изходящия вал 13.

При достатъчна маса на секторите 2 и съответстваща честота на въртене на същите, създаденият въртящ момент М се оказва достатъчен, за да преодолее съпротивителния момент М и да приведе във въртеливо движение водило то 12, свързано с изходящия вал 13.

Въртеливите движения на водилото 12 и на централното зъбно колело 9 съвпадат по посока, като с намаляване на съпротивителния момент на изходящия вал 13 честотите на въртенето им се изравняват. Вследствие на това относителното въртеливо движение на закрепените към държаните 1 сектори 2 се прекратява и водилото 12, заедно със свързания с него изходящ вал 13, започва да работи като едно цяло с входящия вал, т.е трансмисията преминава в режим на съединител с предавателно отношение между входящия вал 8 и изходящия вал 13, равно на единица.

Claims

Патентни претенции

1. Сателитен инерционен модул за безстепенна автоматична трансмисия, включващ държан (1) със закрепени радиално подвижно към него четен брой тежести, изпълнени като сектори (2) с еднаква маса и конфигурация и дъгообразен профил, като двете части (3 и 4) на прилежащата на сектора (2) дъга са с различен радиус, характеризиращ се с това, че частта от дъгата (4) на сектора (2), която е разположена по посока на движението му, отговаря на прилежащ ъгъл а, равен или по-малък от половината на централния ъгъл на сектора, и е изпълнена с помалък радиус, като масовият център С на сектора (2) лежи в частта му, изпълнена с по-малък радиус на дъгата.
2. Сателитен инерционен модул за безстепенна автоматична трансмисия съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че масовият център С на сектора (2) лежи на радиуса, минаващ през точката от профила му, в която се събират дъгите (3,4) с различни радиуси.
3. Сателитен инерционен модул за безстепенна автоматична трансмисия съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че към всеки от секторите (2) са прикрепени неподвижно допълнителни инерционни маси (5 и 6), разположени симетрично от двете страни на секторите (2) и изнесени радиално и аксиално извън тях, така че инерционният радиус Яд на допълнителните инерционни маси е по-голям от инерционния радиус Rc на сектора (2), като масовият център Сд на допълнителните маси съвпада по направление с масовия център С на носещия ги сектор.
4. Безстепенна автоматична трансмисия, включваща корпус (7), в който е лагеруван входящ вал (8) с централно зъбно колело (9), кинематично свързано с валове (10) с подвижни геометрични оси, към които са монтирани непод- 5 вижно сателитни инерционни модули (11), които контактуват механично с водило (12), лагерувано в корпуса (7) и механично свързано с изходящ вал (13), като сателитните модули (11) са дефазирани един спрямо друг, а част от външния им контур контактува механично с опорен лагер (14), монтиран съосно на водилото (12), характеризираща се с това, че централното зъбно колело (9) е с вътрешни зъби и връзката между входящия вал (8) и валовете (10) е посредством монтирани върху тях сателитни зъбни колела (15), които са залепени с вътрешните зъби на централното зъбно колело (9), при това валовете (10) са най-малко два и върху тях са монтирани в един или повече редове сателитните модули (11), изпълнени съгласно претенция 1 и дефазирани един спрямо друг на ъгъл 0<β<360°.
5. Безстепенна автоматична трансмисия съгласно претенция 4, характеризираща се това, че ъгълът β на дефазиране на сателитните модули (11) един спрямо друг е определен съответно по формулата:

збоР β = т. п.р в която m е броят сектори в един модул; η е броят сателитни валове в един ред;

р е броят редове.