MD1720Z

MD1720Z - Speed variator

Info

Publication number: MD1720Z
Application number: MDS20220042A
Authority: MD
Inventors: Фима МОР; Якоб ВАЛУЦА; Леонид МАЛАЙ
Original assignee: Якоб ВАЛУЦА; Леонид МАЛАЙ
Priority date: 2022-07-08
Filing date: 2022-07-08
Publication date: 2024-04-30
Also published as: MD1720Y

Abstract

Invenţia se referă la industria constructoare de maşini, în special la variatoare de viteză, şi poate fi utilizată în diferite mijloace de transport pentru reglarea continuă a vitezei.Variatorul de viteză, conform invenţiei, conţine un arbore al unei surse de energie (1), pe care este fixat rigid printr-un butuc (2) un disc conducător (3), amplasat cu posibilitatea contactării prin suprafeţe conice cu un disc condus (4), pe care este fixat un organ de execuţie (5), formând un cuplu elicoidal cu un arbore condus (7), pe care prin rulmenţi (8, 9) este amplasat un rotor al unui motor electric (6) cu frecvenţă de rotaţie variabilă.The invention relates to the machine building industry, in particular to speed variators, and can be used in various means of transport for continuous speed regulation. The speed variator, according to the invention, contains a shaft of an energy source (1), on which a driving disc (3) is rigidly fixed through a hub (2), located with the possibility of contact through conical surfaces with a driven disc (4), on which an execution organ (5) is fixed, forming a helical torque with a driven shaft (7), on which a rotor of an electric motor (6) with variable rotation frequency is placed through bearings (8, 9).

Description

Invenţia se referă la industria constructoare de maşini, în special la variatoare de viteză, şi poate fi utilizată în diferite mijloace de transport pentru reglarea continuă a vitezei. The invention relates to the machine building industry, in particular to speed variators, and can be used in various means of transport for continuous speed regulation.

Este cunoscut un variator de viteză frontal, compus din discuri conducătoare şi conduse, amplasate cu posibilitatea unui contact direct [1]. A front speed variator is known, composed of driving and driven discs, located with the possibility of direct contact [1].

Dezavantajele soluţiei cunoscute constau în necesitatea unui dispozitiv de prindere şi inexactitatea raportului de transmisie din cauza alunecării la sarcini moderate. The disadvantages of the known solution are the need for a clamping device and the inaccuracy of the transmission ratio due to slippage at moderate loads.

Cea mai apropiată soluţie prezintă un variator de viteză frontal, în care discurile conducătoare şi conduse sunt amplasate în plane paralele, iar transmiterea vitezei de la discul conducător la cel condus se efectuează cu ajutorul unor role auxiliare, amplasate simetric pe ambele părţi ale discurilor [2]. The closest solution presents a front speed variator, in which the driving and driven discs are located in parallel planes, and the transmission of speed from the driving disc to the driven one is carried out with the help of auxiliary rollers, located symmetrically on both sides of the discs [2 ].

Dezavantajul principal al soluţiei cunoscute constă în diapazonul de reglare redus din cauza creşterii inacceptabile a dimensiunilor (diametrelor) discurilor conducătoare pe măsura creşterii raportului de transmisie. The main disadvantage of the known solution consists in the reduced adjustment range due to the unacceptable increase in the dimensions (diameters) of the driving discs as the transmission ratio increases.

Problema pe care o rezolvă invenţia propusă constă în sporirea posibilităţilor de reglare cu dimensiuni neschimbate şi capacitatea de a transmite momente de torsiune semnificative. The problem that the proposed invention solves consists in increasing the adjustment possibilities with unchanged dimensions and the ability to transmit significant torques.

Problema se soluţionează prin aceea că variatorul de viteză conţine un arbore al unei surse de energie, pe care este fixat rigid printr-un butuc un disc conducător, amplasat cu posibilitatea contactării prin suprafeţe conice cu un disc condus, pe care este fixat un organ de execuţie, formând un cuplu elicoidal cu un arbore condus, pe care prin rulmenţi este amplasat un rotor al unui motor electric cu frecvenţă de rotaţie variabilă. The problem is solved by the fact that the speed variator contains a shaft of an energy source, on which a driving disc is fixed rigidly through a hub, located with the possibility of contact through conical surfaces with a driven disc, on which a body of execution, forming a helical couple with a driven shaft, on which a rotor of an electric motor with variable rotation frequency is placed through the bearings.

Rezultatul tehnic al invenţiei constă în posibilităţile nelimitate a diapazonului de reglare a vitezei, totodată valoarea diapazonului nu influenţează asupra dimensiunilor şi greutatea dispozitivului, şi datorită contactului discurilor care interacţionează, variatorul de viteză permite transmiterea unui moment de torsiune semnificativ. The technical result of the invention consists in the unlimited possibilities of the speed adjustment range, at the same time the value of the range does not influence the dimensions and weight of the device, and due to the contact of the interacting disks, the speed variator allows the transmission of a significant torque.

Invenţia se explică prin desenul din figură, care reprezintă vederea generală a variatorului de viteză. The invention is explained by the drawing in the figure, which represents the general view of the speed variator.

Variatorul de viteză (vezi figura) conţine arborele unei surse de energie 1 (de exemplu, un motor electric cu o viteză unghiulară constantă sau un arbore cotit al unui dispozitiv de transport), pe care este fixat rigid prin butucul 2 discul conducător 3, amplasat cu posibilitatea contactării prin suprafeţele conice cu discul condus 4, pe care este fixat organul de execuţie 5 (de exemplu, o roată de lanţ), formând cuplul elicoidal cu arborele condus 7, pe care prin rulmenţii 8, 9 este amplasat rotorul motorului electric 6 cu frecvenţă de rotaţie variabilă, care reprezintă în sine un motor electric de curent continuu cu o putere redusă şi cu o viteză unghiulară variabilă, instalată, de exemplu, de către un reostat (nu este prezentat în desen). The speed variator (see the figure) contains the shaft of an energy source 1 (for example, an electric motor with a constant angular velocity or a crankshaft of a transport device), on which the driving disc 3, placed with the possibility of contact through the conical surfaces with the driven disc 4, on which the execution body 5 is fixed (for example, a chain wheel), forming the helical torque with the driven shaft 7, on which the rotor of the electric motor 6 is located through the bearings 8, 9 with variable rotation frequency, which is itself a direct current electric motor with a low power and with a variable angular speed, installed, for example, by a rheostat (not shown in the drawing).

Dispozitivul funcţionează în modul următor. The device works in the following way.

La rotaţia motorului 6, pe elicele arborelui condus 7 apare o forţa axială, care apasă discul condus 4 către cel conducător 3, provocând un moment de frecare (moment de cuplare) pe suprafaţa de contact. Deoarece viteza unghiulară a discului conducător 3 depăşeşte viteza unghiulară a discului condus 4, momentul de frecare este direcţionat în aceeaşi direcţie de rotaţie. Aceasta şi serveşte factorul principal de mişcare. Direcţia de rotaţie a motorului 6 coincide cu direcţia de rotaţie a sursei de energiei 1. When the motor 6 rotates, an axial force appears on the propellers of the driven shaft 7, which presses the driven disc 4 towards the driving one 3, causing a friction moment (coupling moment) on the contact surface. Since the angular velocity of the driving disk 3 exceeds the angular velocity of the driven disk 4, the friction moment is directed in the same direction of rotation. This serves as the main driving factor. The direction of rotation of the motor 6 coincides with the direction of rotation of the energy source 1.

Modelul matematic al dispozitivului descris are următoarea formă: The mathematical model of the described device has the following form:

(1), (1),

unde: Мout - momentul de ieşire la organul de execuţie 5, Мf - momentul de frecare, Мin - momentul de torsiune pe arborele de comandă al motorului 6, f' - coeficientul de frecare redus în zona de contact: discul conducător 3 - discul condus 4, - randamentul cuplului elicoidal, D - diametrul mediu al zonei de contact: discul conducător 3 - discul condus 4, p - pasul filetului. where: Мout - the output moment at the execution body 5, Мf - the friction moment, Мin - the torsional moment on the control shaft of the engine 6, f' - the reduced friction coefficient in the contact area: the driving disc 3 - the driven disc 4, - the yield of the helical torque, D - the average diameter of the contact zone: driving disc 3 - driven disc 4, p - thread pitch.

Din formula (1) rezultă un coeficient de câştig în viteză foarte semnificativ: Formula (1) results in a very significant speed gain coefficient:

(2), (2),

datorită raportului mare D/p dintre diametrul mediu al suprafeţei de contact şi pasul filetului. due to the large ratio D/p between the average diameter of the contact surface and the thread pitch.

1. Основы проектирования машин, УлГТУ, p.83-84, 2012 1. Основы проектирования машин, УЛГТУ, p.83-84, 2012

2. RU 2235239 C2 2004.08.27 2. RU 2235239 C2 2004.08.27

Claims

Speed variator, which contains a shaft of an energy source, on which a driving disc is fixed rigidly through a hub, located with the possibility of contact through conical surfaces with a driven disc, on which an execution body is fixed, forming a helical torque with a driven shaft, on which a rotor of an electric motor with variable rotation frequency is placed through the bearings.