RU181158U1 - Бесступенчатая коробка передач - Google Patents
Бесступенчатая коробка передач Download PDFInfo
- Publication number
- RU181158U1 RU181158U1 RU2018111129U RU2018111129U RU181158U1 RU 181158 U1 RU181158 U1 RU 181158U1 RU 2018111129 U RU2018111129 U RU 2018111129U RU 2018111129 U RU2018111129 U RU 2018111129U RU 181158 U1 RU181158 U1 RU 181158U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gearbox
- worm
- planetary
- gears
- input shaft
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims description 7
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
- F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
- F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
- F16H3/727—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H15/00—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
- F16H15/48—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members with members having orbital motion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
- F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
- F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
- F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Structure Of Transmissions (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в качестве коробки передач на транспортных средствах. Бесступенчатая коробка передач содержит планетарный редуктор с подвижной солнечной шестерней, червячный редуктор, соединительные цилиндрические шестерни, водило, сателлит, регулятор оборотов в виде реверсивного электродвигателя постоянного тока. Червячная пара выполнена на грани самоторможения. Бесступенчатая коробка передач также содержит входной и выходной валы планетарного редуктора, комплект шестерен переднего и заднего хода. Солнечная шестерня планетарного редуктора соединена с червячным колесом червячного редуктора посредством промежуточных шестерен, червяк соединен с регулятором оборотов, при этом при минимальных оборотах входного вала регулятор вращает солнечное колесо в обратную сторону от вращения входного вала, что позволяет выходному валу редуктора оставаться неподвижным. Выходной вал планетарного редуктора передает вращение и мощность повышающему редуктору с механическими муфтами заднего и переднего хода, нейтрального и парковочного положения селектора переключения, а входной вал планетарного редуктора соединен с двигателем напрямую. Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является упрощение конструкции, возможность использования эффективного торможения автомобиля двигателем без дополнительных устройств в результате реверса регулятора. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в качестве коробки передач на транспортных средствах.
Из существующего уровня техники известен вариатор планетарный бесступенчатый (RU 2095665, опубл. 10.11.1997), который содержит соосный ведущий и ведомый валы, два последовательно расположенных планетарных ряда, каждый из которых включает малое и большое центральные колеса и водило с сателлитами, механизм управления и тормоза. Механизм управления выполнен в виде электрической машины, включающей ротор-маховик, неподвижные обмотки статора. Ротор-маховик выполнен в виде цилиндра со встроенными по периферии постоянными магнитами и свободно вращается на ведущем валу между неподвижными обмотками статора. Обмотки статора включены в электрическую цепь. Сопротивление электрической цепи в обмотке статора выполнено регулируемым. Боковая поверхность ротора-маховика через фрикционный элемент жестко связана с малым центральным колесом второго планетарного ряда. Большое и малое центральные колеса первого планетарного ряда жестко установлены соответственно на ведомом и ведущих валах. Большое и малое центральные колеса второго планетарного ряда установлены с возможностью вращения на ведущем валу, водило этой передачи жестко закреплено на этом же валу, а большое центральное колесо жестко связано с водилом первого планетарного ряда. Недостатками данного технического решения являются: наличие тормозов и фрикциона, значительная масса вращающихся деталей, значительные затраты энергии на работу регулятора оборотов, сложность изготовления и соответственно увеличение цены, а также необходимость установки дополнительных уплотнений между собственно редуктором и регулятором оборотов. Все это ведет к усложнению конструкции, увеличению расход энергии на работу регулятора, повышенному нагреву смазочного масла, в результате уменьшается общий срок службы редуктора и понижается его КПД.
Из уровня техники известно устройство для бесступенчатого изменения передаточного отношения в редукторе нефрикционного типа (RU 2251040 С2, опубл. 27.04.2005), которое содержит два дифференциала, червячную передачу, регулятор оборотов. Силовые входы дифференциалов кинематически соединены между собой. Регулируемый вход дифференциала соединен с ведущим звеном червячной передачи. Червяк соединен с выходом дифференциала. Регулируемый вход дифференциала соединен с регулятором оборотов. Червячная передача выполнена на грани самоторможения. Основным недостатком прототипа является то, что при равенстве оборотов входного вала дифференциала и выходного вала червячное колесо червячного редуктора должно делать столько же оборотов что и оба водящих вала дифференциала. Следовательно, число оборотов червяка будет равно Числу оборотов валов, умноженному на коэффициент для червячных редукторов, а он очень значителен. Поэтому при числе оборотов выходного вала число оборотов червяка выходят за пределы возможного для червячных редукторов. Также из-за наличия двух дифференциалов большего количества вращающихся частей значительно усложнена конструкция, увеличены энергозатраты на вращение всех механизмов и преодоление трения. Таким образом, данное устройство возможно применять только для регулирования числа оборотов механизмов с низким числом оборотов, он не может быть применен в автомобилестроении в качестве АКПП.
Известен планетарно-червячный электропривод (патент RU опубл. 20.09.2011 Бюл. №26), дополнительный электропривод которого содержит червячный редуктор, а регулятор оборотов выполнен в виде реверсивного электродвигателя постоянного тока, при этом червячная пара выполнена на грани самоторможения. Недостатком данного технического решения является то, что в данном планетарно червячном электроприводе используется принцип многомоторного привода. Этого нет в предлагаемой бесступенчатой коробке передач, так как используется не подвод мощности к планетарному редуктору бесступенчатой коробки передач, а используется отток мощности на величину равную преодолению трения в червячной паре в режиме трения скольжения регулятором. Следовательно, энергетические затраты на регулирование числа оборотов выходного вала значительно снижены, снижен вес и стоимость регулятора. Регулятор вращается постоянно, обеспечивая неподвижность выходного вала планетарного редуктора бесступенчатой коробки передач, при необходимости уменьшается число оборотов, тем самым увеличивая число оборотов выходного вала планетарного редуктора.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является бесступенчатая коробка передач (RU 2600176, опубл. 20.10.2016 Бюл. №29), содержащая планетарный редуктор с подвижной, солнечной шестерней, дополнительный привод, включающий соединительные цилиндрические шестерни, водило, сателлит, регулятор оборотов, также содержит входной и выходной валы планетарного редуктора, комплект шестерен переднего и заднего хода, при этом солнечная шестерня планетарного редуктора соединена с червячным колесом червячного редуктора посредством промежуточных шестерен, червяк соединен с регулятором оборотов, при этом при минимальных оборотах входного вала регулятор вращает солнечное колесо в обратную сторону от вращения входного вала, что позволяет выходному валу редуктора остаться неподвижным, выходной вал планетарного редуктора передает вращение и мощность повышающему редуктору с механическими муфтами заднего и переднего входа, нейтрального и парковочного положения селектора переключения, а входной вал планетарного редуктора соединен с двигателем напрямую, для упрощения конструкции и снижения массы устройства. Недостатком данного технического решения является то, что число оборотов выходного вала планетарного редуктора регулируется тормозами, фрикционами или ступенчато, что отсутствует в предлагаемой бесступенчатой коробке передач.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является понижение энергетических затрат на работу регулятора оборотов, отказ от использования фрикционных элементов при регулировании оборотов.
Данная задача решается за счет того, что бесступенчатая коробка передач содержит планетарный редуктор с подвижной солнечной шестерней, червячный редуктор, соединительные цилиндрические шестерни, водило, сателлит, регулятор оборотов в виде реверсивного электродвигателя постоянного тока, входной и выходной валы планетарного редуктора, входной вал планетарного редуктора соединен с двигателем напрямую при этом червячная пара выполнена на грани самоторможения, также содержит комплект шестерен переднего и заднего хода, при этом солнечная шестерня планетарного редуктора соединена с червячным колесом червячного редуктора посредством промежуточных шестерен, червяк соединен с регулятором оборотов, при этом при минимальных оборотах входного вала регулятор вращает солнечное колесо в обратную сторону от вращения входного вала, что позволяет выходному валу редуктора оставаться неподвижным, выходной вал планетарного редуктора передает вращение и мощность повышающему редуктору с механическими муфтами заднего и переднего хода, нейтрального и парковочного положения селектора переключения.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является упрощение конструкции, возможность использования эффективного торможения автомобиля двигателем без дополнительных устройств в результате реверса регулятора.
Сущность изобретения поясняется фигурой, на которой изображена кинематическая схема бесступенчатой коробки передач, где
1 - планетарный редуктор;
2 - солнечная шестерня планетарного редуктора;
3 - комплект шестерен червячного редуктора;
4 - червячный редуктор;
5 - управляющий реверсивный электродвигатель постоянного тока с регулируемым числом оборотов;
6 - выходной вал планетарного редуктора;
7 - шлицевые муфты селектора включения: парковка; вперед; назад;
8 - входной вал планетарного редуктора;
9 - водило;
10 - сателлит;
11 - комплект шестерен переднего и заднего хода (обратное вращение);
12 - комплект шестерен заднего хода автомобиля.
Полезная модель относится к коробкам перемены передач для транспортных средств. Бесступенчатая коробка передач имеет понижающий планетарный редуктор 1 со свободно вращающейся солнечной шестерней 2 соединенной через промежуточные шестерни 3 с червячным редуктором 4, приводимой во вращение электродвигателем постоянного тока с регулируемым числом оборотов 5. Питание электродвигателя происходит от энергосистемы автомобиля. Регулирование числа оборотов электродвигателя производится программой бортового компьютера автомобиля.
Выходной вал планетарного редуктора 6 передает вращение и мощность повышающему редуктору с механическими муфтами 7 заднего и переднего хода, нейтрального и парковочного положения селектора переключения. Входной вал планетарного редуктора 8 соединен с двигателем (ДВС) напрямую без какой либо муфты сцепления. Данная конструкция позволяет значительно упростить конструкцию, исключает применение вариатора, муфт и тормозов, а также сложного электронно-гидравлического управления. Все это делает бесступенчатую коробку передач более технологичной с повышенной плавностью хода, бесшумностью и значительно дешевле в производстве.
Солнечная шестерня 2, водило 9 и сателлит 10 являются неотъемлемой частью планетарного редуктора 1 и обеспечивают значительное передаточное число редуктора необходимое для диапазона регулирования выходного вала от О об/мин до «МАХ». Комплект шестерен 7 компенсирует сильное снижение числа оборотов выходного вала редуктора, доводя его до необходимого уровня эффективной работы дифференциала и необходимого скоростного режима движения автомобиля. Комплект шестерен 12 вращает выходной вал бесступенчатой коробки передач в обратном направлении, тем самым осуществляет движение автомобиля задним ходом, переключается селектором и является необходимым стандартным набором шестерен для любой механической коробки переключения передач.
Работа бесступенчатой коробки передач обеспечивается следующим образом:
- При работающем на холостом ходу двигателе первичный вал планетарного редуктора 8 вращается с такой же скоростью, что и двигатель внутреннего сгорания. Одновременно электродвигатель через червячный редуктор 4 и промежуточные шестерни 3 вращает солнечную шестерню планетарного редуктора 2 в сторону, противоположную направлению вращения водила 9 сателлитов 10 (выходного вала планетарного редуктора 6), обеспечивая этим неподвижность выходного вала редуктора, В этом положении включается селектор включения бесступенчатой коробки передач в положение «вперед» или «назад».
- При увеличении числа оборотов двигателя внутреннего сгорания начинается увеличение числа оборотов выходного вала планетарного редуктора 6 и достигает значения оптимального при данной нагрузке, мощности двигателя и возможном числе оборотов двигателя внутреннего сгорания. При дальнейшем увеличении оборотов управляющий электродвигатель автоматически по команде компьютерной программы уменьшает число оборотов, тем самым уменьшая число оборотов выходного вала планетарного редуктора 6 за счет снижения числа оборотов солнечной шестерни планетарного редуктора 2. Регулирование числа оборотов выходного вала регулируется электродвигателем в диапазоне от «МАХ» до «0» собственных оборотов и от «0» до «МАХ» выходного вала редуктора. Дальнейшее увеличение числа оборотов выходного вала планетарного редуктора 6 происходит только из-за увеличения числа оборотов двигателя внутреннего сгорания до максимального. При наличии нагрузки на выходном валу планетарного редуктора 6 или увеличении числа оборотов двигателя внутреннего сгорания и его мощности на солнечной шестерне планетарного редуктора 2 возникает крутящий момент, направленный в сторону вращения управляющего электродвигателя, что значительно снижает затраты энергии на преодолении сил трения возникающих в червячной паре червячного редуктора.
- При уменьшении числа оборотов двигателя внутреннего сгорания снижение нагрузки и числа оборотов выходного вала планетарного редуктора в диапазоне от «МАХ» до «Номинального ДВС» происходит эффект торможения. Снижение числа оборотов выходного вала редуктора при отрицательной нагрузке в диапазоне от «Номинального ДВС» до оборотов холостого хода двигателя внутреннего сгорания происходит за счет увеличения числа оборотов управляющего электродвигателя вращающегося в обратном направлении (реверсе) и, соответственно, вращением солнечного колеса планетарного редуктора в сторону вращения водила сателлитов (выходного вала планетарного редуктора). Происходит эффективное торможение ДВС.
Управляющий электродвигатель должен быть реверсивным, постоянного тока, регулируемым по числу оборотов и мощности, и управляться программой компьютера.
Claims (3)
1. Бесступенчатая коробка передач, содержащая планетарный редуктор с подвижной солнечной шестерней, червячный редуктор, соединительные цилиндрические шестерни, водило, сателлит, регулятор оборотов в виде реверсивного электродвигателя постоянного тока, входной и выходной валы планетарного редуктора, входной вал планетарного редуктора соединен с двигателем напрямую, при этом червячная пара выполнена на грани самоторможения, отличающаяся тем, что также содержит комплект шестерен переднего и заднего хода, при этом солнечная шестерня планетарного редуктора соединена с червячным колесом червячного редуктора посредством промежуточных шестерен, червяк соединен с регулятором оборотов, при этом при минимальных оборотах входного вала регулятор вращает солнечное колесо в обратную сторону от вращения входного вала, что позволяет выходному валу редуктора оставаться неподвижным, выходной вал планетарного редуктора передает вращение и мощность повышающему редуктору с механическими муфтами заднего и переднего хода, нейтрального и парковочного положения селектора переключения.
2. Бесступенчатая коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что питание электродвигателя происходит от энергосистемы автомобиля.
3. Бесступенчатая коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что регулирование числа оборотов электродвигателя производится программой бортового компьютера автомобиля.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018111129U RU181158U1 (ru) | 2016-12-07 | 2016-12-07 | Бесступенчатая коробка передач |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018111129U RU181158U1 (ru) | 2016-12-07 | 2016-12-07 | Бесступенчатая коробка передач |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU181158U1 true RU181158U1 (ru) | 2018-07-05 |
Family
ID=62813427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018111129U RU181158U1 (ru) | 2016-12-07 | 2016-12-07 | Бесступенчатая коробка передач |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU181158U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2778182C1 (ru) * | 2022-04-18 | 2022-08-15 | Сергей Иванович Дубинин | Бесступенчатая коробка передач (варианты) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1927788A1 (de) * | 2006-12-01 | 2008-06-04 | NAF Neunkirchener Achsenfabrik AG | Getriebevorrichtung mit Hydromotoren und Planetengetriebe |
| CN201170296Y (zh) * | 2007-12-18 | 2008-12-24 | 张耀新 | 具有无级变速和离合器两种功能的行星齿轮离合装置 |
| RU108528U1 (ru) * | 2011-04-07 | 2011-09-20 | Николай Сергеевич Говоров | Планетарно-червячный электропривод |
| US9243700B1 (en) * | 2015-01-20 | 2016-01-26 | Robert Harold DeBoth | Coupled worm planetary gear continuously variable ratio transmission |
| RU2600176C1 (ru) * | 2015-04-10 | 2016-10-20 | Игорь Александрович Долматов | Дифференциальный привод |
-
2016
- 2016-12-07 RU RU2018111129U patent/RU181158U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1927788A1 (de) * | 2006-12-01 | 2008-06-04 | NAF Neunkirchener Achsenfabrik AG | Getriebevorrichtung mit Hydromotoren und Planetengetriebe |
| CN201170296Y (zh) * | 2007-12-18 | 2008-12-24 | 张耀新 | 具有无级变速和离合器两种功能的行星齿轮离合装置 |
| RU108528U1 (ru) * | 2011-04-07 | 2011-09-20 | Николай Сергеевич Говоров | Планетарно-червячный электропривод |
| US9243700B1 (en) * | 2015-01-20 | 2016-01-26 | Robert Harold DeBoth | Coupled worm planetary gear continuously variable ratio transmission |
| RU2600176C1 (ru) * | 2015-04-10 | 2016-10-20 | Игорь Александрович Долматов | Дифференциальный привод |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2778182C1 (ru) * | 2022-04-18 | 2022-08-15 | Сергей Иванович Дубинин | Бесступенчатая коробка передач (варианты) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10724616B2 (en) | Power transmission apparatus for vehicle and power transmission system for vehicle | |
| US9586575B2 (en) | Powertrain for a vehicle | |
| US9366321B2 (en) | Planetary gear transmission and electric vehicle | |
| US8795115B2 (en) | Hybrid dual configuration transmission | |
| CN205859091U (zh) | 机械液压复合传动变速箱 | |
| US10197134B2 (en) | Hybrid transmission having electro-magnetically actuated pawl clutch | |
| CN101304197B (zh) | 可控式双向超越离合自动变档电机 | |
| CN106068198A (zh) | 作为机动车辆的动力传动系的部件的多挡位行星齿轮传动系统 | |
| CN101295900B (zh) | 可控式超越离合自动变速电机 | |
| CN102691770B (zh) | 一种混合动力用的双离合器变速器 | |
| KR20150004108A (ko) | 하이브리드 및 전기 자동차용 2단 감속구동장치 | |
| CN103335075A (zh) | 电控调速无级变速系统与控制方法 | |
| US10385946B2 (en) | Powertrain system and method for operating a powertrain | |
| CN201262218Y (zh) | 齿轮无级自动变速器 | |
| US7059986B2 (en) | Electrically variable transmission | |
| CN210265717U (zh) | 齿轮无级变速器 | |
| CN206528316U (zh) | 一种起动发电一体机的混合动力系统 | |
| RU181158U1 (ru) | Бесступенчатая коробка передач | |
| CN203254956U (zh) | 电子无级变速混合动力系统 | |
| CN205534053U (zh) | 自动变速器 | |
| CN105644344B (zh) | 混合动力汽车无级变速箱 | |
| US20040154845A1 (en) | Electro-mechanical powertrain with a fuel cell transmission | |
| CN203743408U (zh) | 混合动力复合型带轮式无级自动变速器 | |
| US6033332A (en) | Continuously variable transmission | |
| RU2651388C1 (ru) | Трансмиссия для гибридного транспортного средства |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20181208 |