RU2012833C1

RU2012833C1 - Mechanism for stepless automatic controlling of gear ratio

Info

Publication number: RU2012833C1
Authority: RU
Inventors: Петр Никитич Королев
Original assignee: Петр Никитич Королев
Priority date: 1991-02-20
Filing date: 1991-02-20
Publication date: 1994-05-15

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: mechanism has variator made of driving shaft 1 provided with an extensible pulley and intermediate shaft 4 with a pulley of constant diameter. Both pulleys are interconnected through wedge-shaped belt. Intermediate shaft 4 is a driving shaft of the mechanism for creating reactive moment simultaneously. The mechanism consists of driven (output) shaft 9 mounted within the case, carrier 10 pivotally mounted on driven shaft 9 by the first end, and gear wheels 7,8 set on intermediate shaft 4 and driven shaft 9 correspondingly. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности может быть применено в коpобках передач всех видов транспортных машин для передачи вращения от движителя к рабочему органу. The invention relates to mechanical engineering, in particular, can be applied in gearboxes of all types of transport machines for transmitting rotation from a propulsion device to a working body.

Известна простая клиноременная передача с регулируемым передаточным отношением, содержащая шкив постоянного диаметра, раздвижной шкив, состоящий из двух подпружиненных, подвижных вдоль оси дисков и клиновой ремень, регулирование угловой скорости в которой осуществляется изменением расстояния между осями шкивов при постоянной длине ремня путем перемещения одного из валов, в результате чего ремень, натягиваясь, разводит диски раздвижного шкива и переходит на окружность меньшего диаметра, увеличивая передаточное отношение. При уменьшении межосевого расстояния ремень под действием пружин раздвижного шкива переходит на окружность большего диаметра, уменьшая передаточное отношение. A simple V-belt drive with an adjustable gear ratio is known, comprising a pulley of constant diameter, an extensible pulley consisting of two spring-loaded disks moving along the axis of the disk and a V-belt, the angular velocity of which is controlled by changing the distance between the axles of the pulleys with a constant belt length by moving one of the shafts As a result, the belt, stretching, spreads the disks of the sliding pulley and passes to the circumference of a smaller diameter, increasing the gear ratio. When reducing the center distance, the belt under the action of the springs of the sliding pulley goes to the circumference of a larger diameter, reducing the gear ratio.

Недостатком такого вариатора является то, что нужен специальный механизм для изменения межосевого расстояния, который трудно автоматизировать в зависимости от момента сопротивления на ведомом (выходном) валу. The disadvantage of this variator is that you need a special mechanism to change the interaxle distance, which is difficult to automate depending on the moment of resistance on the driven (output) shaft.

Известен вариатор с автоматическим регулированием передаточного отношения, содержащей сам вариатор фрикционный, состоящий из ведущего и ведомого конических дисков, ведомый диск которого подвижный вдоль оси и подпружинен, и механизм создания реактивного момента состоящий из двух зубчатых колес, валы которых соединены поводком. A known variator with automatic gear ratio adjustment, containing the friction variator itself, consisting of a leading and driven conical disks, the driven disk of which is movable along the axis and is spring-loaded, and a torque generating mechanism consisting of two gears, whose shafts are connected by a leash.

При этом нажатие между фрикционными коническими дисками производится за счет реактивного момента на поводке, а изменение передаточного отношения осуществляется за счет осевого перемещения ведомого конического диска, сжимающего пружину, и, поворачивая поводок, в зависимости от изменения момента сопротивления, в данном случае, от увеличения момента сопротивления выходного (ведомого) вала, и как следствие, в зависимости от реактивного момента на поводке. In this case, the pressing between the friction conical disks is due to the reactive moment on the leash, and the gear ratio is changed due to the axial movement of the driven conical disk compressing the spring, and turning the leash, depending on the change in the resistance moment, in this case, from the increase in moment resistance of the output (driven) shaft, and as a result, depending on the reactive moment on the leash.

Таким образом, при увеличении момента сопротивления на ведомом валу увеличивается сила трения между коническими дисками и передаточное отношение. Thus, with an increase in the moment of resistance on the driven shaft, the friction force between the conical disks and the gear ratio increase.

Недостатком конструкции известного вариатора, состоящего из двух фрикционных конических дисков является то, что для передачи больших моментов нужны и большие усилия нажатия между дисками, а проскальзывания не избежать, это ведет к уменьшению их долговечности, к понижению надежности. A disadvantage of the design of the known variator consisting of two friction conical disks is that for transmitting large moments, great pressing forces between the disks are also necessary, and slippage cannot be avoided, this leads to a decrease in their durability, to a decrease in reliability.

Целью изобретения является создание простого вариатора с автоматическим регулированием передаточного отношения в зависимости от момента сопротивления на ведомом (выходном) валу. The aim of the invention is the creation of a simple variator with automatic adjustment of the gear ratio depending on the moment of resistance on the driven (output) shaft.

Указанная цель достигается тем, что в известном механизме бесступенчатого автоматического регулирования передаточного отношения, содержащем корпус, механизм создания реактивного момента, состоящий из ведомого вала установленного в корпусе, поводка, установленного шарнирно первыми концами на ведомом валу, промежуточного вала, установленного шарнирно на вторых концах поводка, с возможностью окружного перемещения относительно ведомого вала, взаимодействующих между собой двух зубчатых колес, установленных на ведомом и промежуточном валах соответственно, и вариатор, связанный с промежуточным валом, при этом в качестве вариатора применен, например, простой клиноременный вариатор скорости выполненный в виде установленных на промежуточном и ведущем валах соответственно двух шкивов, каждый из которых состоит из двух конических дисков, диски одного из шкивов выполнены подвижными вдоль оси вала и подпружинены друг к другу, клинового ремня, связывающего шкивы, при этом дополнительная пружина одним концом шарнирно связана с промежуточным валом, а вторым концом закреплена в корпусе. Могут быть применены вариаторы с пластинчатой цепью, плоскозвенной цепью, ремнями с колодками и т. п. This goal is achieved by the fact that in the known mechanism of stepless automatic adjustment of the gear ratio, comprising a housing, a torque generating mechanism consisting of a driven shaft mounted in the housing, a lead mounted pivotally by the first ends on the driven shaft, an intermediate shaft mounted pivotally on the second ends of the lead , with the possibility of circumferential movement relative to the driven shaft, interacting with each other two gears mounted on the driven and intermediate in lach, respectively, and a variator associated with the intermediate shaft, while for example, a simple V-belt speed variator made in the form of two pulleys mounted on the intermediate and drive shafts, each of which consists of two conical disks, disks of one of the pulleys are made movable along the axis of the shaft and spring-loaded to each other, a V-belt connecting the pulleys, the additional spring being pivotally connected at one end to the intermediate shaft, and secured at the other end to orpuse. CVTs with lamellar chain, flat link chain, belts with pads, etc. can be used.

Использование клиноременного вариатора скорости в механизме бесступенчатого автоматического регулирования передаточного отношения имеет то преимущество, что есть возможность применить многодисковый вариатор для передачи больших крутящих моментов, КПД вариатора высок - до 96% , он долговечен и бесшумен по сравнению с прототипом - фрикционным вариатором из двух конических дисков, в котором при передаче больших моментов возникают большие удельные давления между дисками, разрушающие их рабочие поверхности, возможно и проскальзывание, что снижает надежность вариатора. The use of a V-belt speed variator in the mechanism of stepless automatic gear ratio adjustment has the advantage that it is possible to use a multi-disk variator to transmit large torques, the variator's efficiency is high - up to 96%, it is durable and noiseless compared to the prototype - a friction variator from two conical disks in which, when transmitting large moments, large specific pressures arise between the disks, destroying their working surfaces, and slippage is possible, which reduces the reliability of the variator.

На фиг. 1 во фронтальной диметрической проекции показана общая схема механизма бесступенчатого автоматического регулирования передаточного отношения, корпус, в котором должен быть смонтирован механизм, не показан; на фиг. 2 - схема клиноременного вариатора, вид по стрелке Б в разрезе на фиг. 1. In FIG. 1, a front diagram of a dimetric projection shows a general diagram of a stepless automatic gear ratio adjustment mechanism; the case in which the mechanism is to be mounted is not shown; in FIG. 2 is a diagram of a V-belt variator, a view along arrow B in section in FIG. 1.

Механизм бесступенчатого автоматического регулирования состоит из самого клиноременного вариатора, содержащего ведущий вал 1, на котором с возможностью осевого перемещения установлены диски, образующие раздвижной шкив 2, при этом диски прижаты друг к другу пружинами 3 на промежуточном ведомом валу 4 установлен шкив 5 постоянного диаметра, а на шкивах установлен клиновой ремень 6. На промежуточном валу 4 клиноременного вариатора установлено зубчатое колесо 7, взаимодействующее с ответным зубчатым колесом 8, установленным на ведомом (выходном) валу 9, при этом валы 4 и 9 соединены поводком 10. Вал 4 с зубчатым колесом 7, вал 9 с зубчатым колесом 8 и поводок 10 образуют механизм создания реактивного момента. Колесо 7 вала 4 свободно обкатывается вокруг колеса 8, поэтому для создания предварительного натяга ремня на шкивах 2 и 5 предусмотрена пружина 11, один конец которой шарнирно связан с промежуточным валом 4, а второй конец закреплен в корпусе. The mechanism of stepless automatic regulation consists of the V-belt variator itself, containing the drive shaft 1, on which the disks forming the sliding pulley 2 are mounted with the possibility of axial movement, while the disks are pressed against each other by springs 3 on a intermediate driven shaft 4, a pulley 5 of constant diameter, and a V-belt is installed on the pulleys 6. A gear wheel 7 is mounted on the intermediate shaft 4 of the V-belt variator, which interacts with a counter gear 8 mounted on the driven (output ohm) the shaft 9, while the shafts 4 and 9 are connected by a leash 10. The shaft 4 with the gear 7, the shaft 9 with the gear 8 and the leash 10 form a mechanism for creating a reactive moment. The wheel 7 of the shaft 4 freely rolls around the wheel 8, therefore, to create a preload on the pulleys 2 and 5, a spring 11 is provided, one end of which is pivotally connected to the intermediate shaft 4, and the second end is fixed in the housing.

Работает механизм бесступенчатого автоматического регулирования передаточного отношения следующим образом. The mechanism of stepless automatic regulation of the gear ratio works as follows.

От двигателя (не показан) вращение получает вал 1, а через раздвижной шкив 2 и ремень 6, предварительно натянутый пружиной 11, вращение передается шкиву 5 и валу 4 с колесом 7. При неподвижном колесе 8 колесо 7 обкатывается по колесу 8 по направлению стрелки В, и изменяется межосевое расстояние А в сторону увеличения. The shaft 1 receives rotation from the engine (not shown), and through the sliding pulley 2 and the belt 6, pre-tensioned by the spring 11, the rotation is transmitted to the pulley 5 and the shaft 4 with the wheel 7. With the fixed wheel 8, the wheel 7 rolls around the wheel 8 in the direction of arrow B , and the axle distance A changes in the direction of increase.

Ремень 6, натягиваясь, разводит диски раздвижного шкива 3 и переходит на окружность меньшего диаметра. Таким образом, получаем максимальное передаточное число вариатора, в целом механизма и максимальный момент на ведомом валу 9. Belt 6, stretching, spreads the disks of the sliding pulley 3 and goes to a circle of smaller diameter. Thus, we obtain the maximum gear ratio of the variator, the whole mechanism and the maximum torque on the driven shaft 9.

Сила трения между ремнем и шкивами 2 и 5 необходимая для передачи движения, обеспечивается силами упругости пружин 3. The friction force between the belt and pulleys 2 and 5 necessary for the transmission of motion is provided by the elastic forces of the springs 3.

Преодолев момент сопротивления Мх на ведомом (выходном) валу 9, вращение от колеса 7 передается колесу 8, следовательно, валу 9. Having overcome the moment of resistance MX on the driven (output) shaft 9, the rotation from the wheel 7 is transmitted to the wheel 8, therefore, to the shaft 9.

При уменьшении момента сопротивления Мх на ведомом валу 9 под действием сил упругости пружин 3 диски раздвижного шкива 2 сходятся, ремень 6 переходит на окружность большого диаметра, при этом межосевое расстояние А вариатора уменьшается. When reducing the moment of resistance Mx on the driven shaft 9 under the action of the elastic forces of the springs 3, the disks of the sliding pulley 2 converge, the belt 6 goes to a circle of large diameter, while the axle distance A of the variator decreases.

Таким образом, получаем минимальное передаточное отношение вариатора и максимальные обороты на ведомом валу 9. Thus, we obtain the minimum gear ratio of the variator and the maximum speed on the driven shaft 9.

Применение такого механизма позволяет получить автоматическое бесступенчатое регулирование передаточного отношения в зависимости от момента сопротивления на ведомом (выходном) валу при простоте и надежности конструкции. The use of such a mechanism makes it possible to obtain automatic stepless adjustment of the gear ratio depending on the moment of resistance on the driven (output) shaft with the simplicity and reliability of the design.

Использование описанного механизма в коробках передач всех видов транспортных машин может дать значительную экономию топлива, улучшит динамические качества, упростит управление, увеличит долговечность трансмиссии и уменьшит износ шин. The use of the described mechanism in the gearboxes of all types of transport vehicles can provide significant fuel savings, improve dynamic performance, simplify control, increase transmission durability and reduce tire wear.

Claims

MECHANISM OF THE CONTINUOUS AUTOMATIC REGULATION OF THE TRANSMISSION RELATIONSHIP, comprising a housing, a mechanism for generating a reactive moment, consisting of a driven shaft installed in the housing, a lead mounted pivotally by the first end on the driven shaft, an intermediate shaft mounted pivotally on the second shaft of the drive shaft with the possibility of circumferential movement interacting with each other two gears mounted on the driven and intermediate shafts, respectively, mounted in the housing leading a shaft, a variator connecting the drive and intermediate shafts, and a spring connected by the first end to the intermediate shaft, characterized in that, in order to increase reliability and durability, the variator is made in the form of two pulleys mounted on the intermediate and drive shafts, each of which consists of two conical disks, the disks of one of the pulleys are made movable along the axis of the shaft and spring-loaded to each other, the V-belt connecting the pulleys, the spring is pivotally connected at the first end to the intermediate shaft, and the second end is closed Replen in the body.