RU166913U1

RU166913U1 - PLANETARY CONIC VARIATOR

Info

Publication number: RU166913U1
Application number: RU2014129200/11U
Authority: RU
Inventors: Константин Евгеньевич Миронов; Рафик Рафаилевич Жамалов
Priority date: 2014-07-15
Filing date: 2014-07-15
Publication date: 2016-12-10

Abstract

Планетарный конический вариатор, содержащий коронный конус с внутренней рабочей поверхностью, внутри которого находятся как минимум три конуса-сателлита с наружными рабочими поверхностями, устанавливаемые в сепараторах или на осях, скрепленных водилами, к обоим или одному из которых крепится ведомый вал, а соосный ему ведущий вал соединен с роликом, находящимся между конусами-сателлитами, образующие которых параллельны друг другу, и углы раствора конусов удовлетворяют следующему требованию: β=2·α, при этом ролик имеет возможность перемещаться вдоль параллельных образующих конусов-сателлитов, прижимаемых к нему, тем самым изменяя передаточное число.A planetary conical variator containing a coronal cone with an internal working surface, inside of which there are at least three satellite cones with external working surfaces, mounted in separators or on axles fastened by carriers, to which either the driven shaft is attached to both or one of them, and the drive shaft coaxial to it the shaft is connected to a roller located between satellite cones, the generators of which are parallel to each other, and the cone angles satisfy the following requirement: β = 2 · α, while the roller has the ability to change hover along the parallel generatrix of the satellite cones pressed against it, thereby changing the gear ratio.

Description

Изобретение относится к бесступенчатым трансмиссиям и может быть использовано в конструкциях различных транспортных средств. Как известно, вариатор - это устройство, передающее крутящий момент и способное бесступенчато менять передаточное отношение в некотором диапазоне регулирования.The invention relates to continuously variable transmissions and can be used in the construction of various vehicles. As you know, a variator is a device that transmits torque and is able to steplessly change the gear ratio in a certain range of regulation.

Известны различные конструкции вариаторов. Одна из наиболее распространенных - клиноременный вариатор, состоящий из двух (ведущего и ведомого) раздвижных шкивов, а также соединяющего их клинового ремня. Сдвигая и раздвигая между собой половинки каждого из шкивов, можно увеличивать или уменьшать радиусы ведущего и ведомого шкивов, тем самым изменяя передаточное отношение.Various variator designs are known. One of the most common is a V-belt variator, consisting of two (leading and driven) sliding pulleys, as well as a V-belt connecting them. By shifting and pushing the halves of each of the pulleys together, it is possible to increase or decrease the radii of the driving and driven pulleys, thereby changing the gear ratio.

Из уровня техники также известно устройство, фрикционный вариатор, содержащий ведущий конус, выполненный перемещаемым вдоль ведущего вала и взаимодействующим с несколькими паразитными коническими роликами, приводящими в движение барабан ведомого вала с внутренней конической рабочей поверхностью. Оси паразитных роликов перемещаются в пазах, расположенных перпендикулярно к валам. Необходимая сила прижатия конической поверхности ведомого конуса к паразитным роликам и последних к ведущему конусу обеспечивается пружинами, воздействующими на ведомый барабан (Авторское свидетельство СССР №149987, кл. 47h, 14, 1962). Однако данный вариатор довольно сложно устроен и имеет невысокий диапазон регулирования.The prior art also knows a device, a friction variator, containing a driving cone made movable along the drive shaft and interacting with several spurious tapered rollers that drive the drum of the driven shaft with an internal conical working surface. The axis of the spurious rollers move in grooves located perpendicular to the shafts. The necessary force of pressing the conical surface of the driven cone to spurious rollers and the latter to the driving cone is provided by springs acting on the driven drum (USSR Author's Certificate No. 149987, class 47h, 14, 1962). However, this variator is rather complicated and has a low regulation range.

Из уровня техники также известно устройство, фрикционный вариатор, содержащий установленное на ведущем валу центральное колесо со сферической наружной поверхностью, которое может перемещаться вдоль вала на шлицах. С этим колесом находятся в контакте конические ролики-сателлиты, оси которых установлены на водиле. Вторым коническим участком поверхности ролики-сателлиты соприкасаются с конической поверхностью второго центрального колеса, установленного неподвижно в корпусе. При вращении колеса сателлиты обкатываются по неподвижному колесу и приводят в движение ведомый вал. Создание необходимых усилий прижатия сателлитов к колесам осуществляется с помощью шарового механизма автоматического нажатия. Благодаря соответствующей форме поверхностей канавок, между которыми размещены шарики, при относительном повороте этих поверхностей, принадлежащих водилу и ведомому валу, возникает осевое усилие тем большее, чем больше сопротивление вращению ведомого вала. Изменение величины передаточного числа осуществляется за счет изменения радиуса окружности качения сателлита при перемещении центрального колеса вдоль вала с помощью винтового механизма. Недостатком этой конструкции вариатора является ограниченная его нагрузочная способность, обусловленная точечным контактом поверхностей колес и сателлитов. Вследствие этого способность фрикционной пары передавать большие нагрузки благодаря выпукло-вогнутому контакту не может быть реализована.The prior art also knows a device, a friction variator, comprising a central wheel mounted on a drive shaft with a spherical outer surface that can move along the shaft on the splines. With this wheel are in contact conical satellite rollers, the axes of which are mounted on the carrier. The second conical surface section of the satellite rollers in contact with the conical surface of the second Central wheel mounted motionless in the housing. When the wheel rotates, the satellites run around the fixed wheel and drive the driven shaft. The creation of the necessary efforts of pressing the satellites to the wheels is carried out using a ball mechanism of automatic pressing. Due to the corresponding shape of the surfaces of the grooves between which the balls are placed, with the relative rotation of these surfaces belonging to the carrier and the driven shaft, the axial force arises, the greater the greater the resistance to rotation of the driven shaft. The change in the gear ratio is carried out by changing the radius of the rolling circle of the satellite when moving the central wheel along the shaft using a screw mechanism. The disadvantage of this design of the variator is its limited load capacity, due to the point contact of the surfaces of the wheels and satellites. As a result of this, the ability of the friction pair to transfer large loads due to the convex-concave contact cannot be realized.

(К.И. Заблонский, А.Е. Шустер «Плавно-регулируемые передачи», Техника, Киев, 1975, с. 95).(K.I. Zablonsky, AE Schuster “Smoothly-adjustable gears”, Technique, Kiev, 1975, p. 95).

Целью нашего изобретения является упрощение конструкции вариатора, увеличение передаваемой нагрузки.The aim of our invention is to simplify the design of the variator, increasing the transmitted load.

Поставленная цель достигается тем, что конический вариатор имеет как минимум 3 ролика-конуса-сателлита, углы раствора наружных рабочих поверхностей каждого из которых составляют половину угла раствора коронного конуса с внутренней рабочей поверхностью. За счет этого увеличивается нагрузочная способность пар коронный конус-сателлит, а нагрузочная способность пар сателлит - солнечный ролик увеличивается с увеличением количества роликов-сателлитов в конструкции вариатора за счет увеличения количества выпукло-вогнутых контактов. При этом конструкция упрощается за счет того, что вместо второго колеса сложной формы используется коронный конус с внутренней рабочей поверхностью.This goal is achieved in that the conical variator has at least 3 roller-cone-satellite, the angles of the solution of the outer working surfaces of each of which are half the angle of the solution of the coronal cone with the inner working surface. Due to this, the loading capacity of the corona cone-satellite pairs increases, and the loading capacity of the satellite-solar pairs increases with the number of satellite rollers in the variator design due to an increase in the number of convex-concave contacts. The design is simplified due to the fact that instead of the second wheel of complex shape, a coronal cone with an internal working surface is used.

Необходимая сила прижатия конусов-сателлитов к коронному конусу и к ролику может обеспечиваться за счет пружин или под действием силы тяжести.The necessary pressing force of the satellite cones to the crown cone and to the roller can be provided by springs or under the action of gravity.

Управляется планетарный конический вариатор передвижением ролика вдоль образующих конусов-сателлитов, прижимаемых к нему.The planetary conical variator is controlled by moving the roller along the generatrix of the satellite cones pressed to it.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен главный вид конического вариатора; на фиг. 2 - то же, в сечении.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a main view of a conical variator; in FIG. 2 - the same in cross section.

Планетарный конический вариатор (фиг. 1, 2) содержит коронный конус 1 с внутренней рабочей поверхностью, внутри которого находятся как минимум три конуса-сателлита 2 с наружными рабочими поверхностями. Сателлиты 2 устанавливаются и вращаются на осях 3, которые связаны водилами 4 и 5, к водилу 5 крепится ведомый вал 6, а ведущий вал 7 соединен с роликом 8, который находится между конусами-сателлитами 2 и прижимается ими. Образующие конусов-сателлитов 2, прижимаемые к ролику 8, параллельны друг другу, а управление вариатором происходит за счет передвижения ролика 8 вдоль этих образующих. При этом в любой момент можно останавливать передачу вращения на ведомый вал 6, ослабляя силу прижатия конусов-сателлитов 2 к коронному конусу 1 и к ролику 8.The planetary conical variator (Fig. 1, 2) contains a corona cone 1 with an internal working surface, inside of which there are at least three satellite cones 2 with external working surfaces. Satellites 2 are mounted and rotate on axles 3, which are connected by carriers 4 and 5, a driven shaft 6 is attached to the carrier 5, and the drive shaft 7 is connected to the roller 8, which is located between the satellite cones 2 and pressed by them. The generators of the satellite cones 2 pressed against the roller 8 are parallel to each other, and the variator is controlled by moving the roller 8 along these generators. In this case, at any time, you can stop the transmission of rotation to the driven shaft 6, weakening the pressing force of the satellite cones 2 to the crown cone 1 and to the roller 8.

Планетарный конический вариатор работает следующим образом. В начальный момент времени, когда конусы-сателлиты 2 не прижаты к ролику 8, крутящий момент с вращающегося ведущего вала 7 на ведомый вал 6 не передается. Во время прижатия конусов-сателлитов 2 к коронному конусу 1 и к ролику 8 крутящий момент с ведущего вала 7 через ролик 8 передается на конусы-сателлиты 2, которые начинают вращаться внутри опорного коронного конуса 1 и вокруг собственных осей 3, увлекая за собой оси вместе с водилами 4, 5, а вместе с ними вращается и ведомый вал 6.Planetary conical variator operates as follows. At the initial time, when the satellite cones 2 are not pressed against the roller 8, the torque from the rotating drive shaft 7 to the driven shaft 6 is not transmitted. During the pressing of the satellite cones 2 to the crown cone 1 and to the roller 8, the torque from the drive shaft 7 is transmitted through the roller 8 to the satellite cones 2, which begin to rotate inside the support crown cone 1 and around their own axles 3, dragging the axes together with carriers 4, 5, and with them the driven shaft 6 also rotates.

Как видно из схемы на фиг. 2, передаточное отношение равно:As can be seen from the diagram in FIG. 2, the gear ratio is:

1+(d1/D1)·(D2/d1);1+ (d1 / D1); (D2 / d1);

где d1=d2=d3=d4,where d1 = d2 = d3 = d4,

d1 - средний диаметр рабочей части конуса-сателлита 2, соприкасающейся с роликом 8;d1 is the average diameter of the working part of the satellite cone 2 in contact with the roller 8;

D1 - средний диаметр рабочей части ролика 8,D1 - the average diameter of the working part of the roller 8,

D2 - диаметр рабочей части коронного конуса 1, соприкасающейся со средними диаметрами рабочих частей конусов-сателлитов 2, соприкасающихся с роликом 8.D2 is the diameter of the working part of the crown cone 1 in contact with the average diameters of the working parts of the satellite cones 2 in contact with the roller 8.

Передаточное отношение подобной передачи можно выразить следующим образом:The gear ratio of such a transmission can be expressed as follows:

1+D2/D11 + D2 / D1

При перемещении ролика 8 слева направо (фиг. 1) вдоль образующих конусов-сателлитов 2 передаточное число будет плавно уменьшаться, а при перемещении ролика справа налево - плавно увеличиваться.When moving the roller 8 from left to right (Fig. 1) along the generatrix of the satellite cones 2, the gear ratio will gradually decrease, and when moving the roller from right to left, it will gradually increase.

Технический результат - упрощение конструкции вариатора, увеличение диапазона регулирования.The technical result is a simplification of the design of the variator, increasing the range of regulation.

Claims

A planetary conical variator containing a coronal cone with an internal working surface, inside of which there are at least three satellite cones with external working surfaces, installed in separators or on axles fastened by carriers, to which both or one of which the driven shaft is attached, and the drive shaft coaxial to it the shaft is connected to a roller located between the satellite cones, the generators of which are parallel to each other, and the cone angles satisfy the following requirement: β = 2 · α, while the roller has the ability to hover along the parallel generators of the satellite cones pressed against it, thereby changing the gear ratio.