RU2036357C1

RU2036357C1 - Wave infinitely variable transmission

Info

Publication number: RU2036357C1
Authority: RU
Inventors: В.В. Кулешов; В.С. Березин
Original assignee: Кулешов Виталий Валентинович
Priority date: 1992-07-24
Filing date: 1992-07-24
Publication date: 1995-05-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: transmission has rigid wheel, flexible member, driving and driven shafts, and wave generator. The flexible member consists of at least one ring projection, whose radial compliance is of the same order as its periphery compliance, and thin-walled sleeve. The projection and sleeve are interconnected fixedly. The ring projection of the flexible member enters corresponding groove made in the rigid wheel. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к бесступенчатым передачам. The invention relates to mechanical engineering, in particular to continuously variable transmissions.

Известны фрикционные бесступенчатые передачи, в которых для плавного изменения частоты вращения выходного вала используют гибкий элемент трапецеидального профиля бесконечной длины (ремень), который помещается между двух конических чашек [1]
Для изменения передаточного отношения в такого типа передачах необходимо синхронно изменить расстояние между двумя соседними чашками, которые устанавливаются на ведущем и ведомом валах [1]
Недостатками такой бесступенчатой передачи являются низкая долговечность гибкого элемента в силу его больших деформаций при перегибах на чашках, небольшой диапазон регулирования скорости выходного вала. Кроме того, такая передача изменяет скорость только принудительно внутренняя автоматичность отсутствует. Если пытаться увеличить диапазон регулирования, то либо возрастают габариты, либо сильно увеличиваются перегибы ремня, что приводит к снижению надежности передачи.Known friction continuously variable transmission, in which for a smooth change in the frequency of rotation of the output shaft using a flexible element of a trapezoidal profile of infinite length (belt), which is placed between two conical cups [1]
To change the gear ratio in this type of gears, it is necessary to synchronously change the distance between two adjacent cups that are installed on the drive and driven shafts [1]
The disadvantages of such a continuously variable transmission are the low durability of the flexible element due to its large deformations during kinks on the cups, a small range of regulation of the speed of the output shaft. In addition, such a transmission changes the speed only forcibly internal automaticity is absent. If you try to increase the control range, then either the dimensions increase, or the kinks of the belt increase greatly, which leads to a decrease in the reliability of the transmission.

Известны также волновые бесступенчатые передачи, в которых плавное регулирование скорости осуществляется за счет того, что жесткое колесо принудительно (с помощью винтов) перемещается вдоль оси конического гибкого колеса, в результате изменяются деформации гибкого колеса, изменяется и скорость вращения вала, связанного с гибким колем [2]
Однако, в этой бесступенчатой передаче диапазон регулирования ограничен долговечностью гибкого колеса, так как с уменьшением угла конуса возрастают его деформации, что приводит к снижению долговечности.Infinitely variable wave transmissions are also known in which smooth speed control is carried out due to the fact that the rigid wheel is forced (with screws) to move along the axis of the conical flexible wheel, as a result, the flexible wheel deformations change, and the shaft rotation speed associated with the flexible wheel changes [ 2]
However, in this continuously variable transmission, the control range is limited by the durability of the flexible wheel, since its deformation increases with a decrease in the cone angle, which leads to a decrease in durability.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является волновая бесступенчатая передача, содержащая ведущий и ведомый валы, генератор волн, гибкий элемент, имеющий кольцевой выступ, и жесткое колесо, имеющее ответную кольцевому выступу канавку [3]
Однако, в такой бесступенчатой передаче для передачи мощности необходимы соответствующие радиальные силы между гибким и жестким колесом, которые реализуются в окружные силы трения и которые передаются на подшипники генератора волн, давая еще одно ограничение по долговечности.Closest to the invention in technical essence is a continuously variable wave transmission containing drive and driven shafts, a wave generator, a flexible element having an annular protrusion, and a rigid wheel having a groove mating with the annular protrusion [3]
However, in such an infinitely variable transmission, power transmission requires appropriate radial forces between the flexible and rigid wheels, which are realized in circumferential friction forces and which are transmitted to the bearings of the wave generator, giving yet another limitation on durability.

Задачами, реализуемыми в предлагаемом техническом решении, являются увеличение диапазона регулирования скорости выходного вала при увеличении надежности передачи и автоматического регулирования скорости по принципу "Чем больше сопротивление, тем меньше скорость". The tasks implemented in the proposed technical solution are to increase the range of regulation of the speed of the output shaft while increasing the reliability of transmission and automatic speed control according to the principle "The greater the resistance, the lower the speed."

Это достигается за счет изготовления гибкого элемента, именуемого далее, как гибкое колесо, по крайней мере из одного кольцевого выступа и тонкостенного стакана, соединенных между собой неподвижно, причем поддатливость кольцевого выступа в радиальном направлении соизмерима с податливостью в окружном направлении, изготовления жесткого колеса с кольцевой канавкой, форма которой соответствует форме кольцевого выступа гибкого элемента. This is achieved through the manufacture of a flexible element, hereinafter referred to as a flexible wheel, from at least one annular protrusion and a thin-walled cup interconnected motionlessly, moreover, the flexibility of the annular protrusion in the radial direction is comparable with the flexibility in the circumferential direction, the manufacture of a hard wheel with an annular a groove whose shape corresponds to the shape of the annular protrusion of the flexible element.

Эти признаки обеспечивают достижение следующего технического результата:
1. Изменение передаточного отношения в зависимости от нагрузки в широком диапазоне скоростей, обеспечивая автоматичность регулирования: чем больше нагрузка, тем меньше скорость и больше развиваемый момент на выходном валу, вплоть до полной остановки ведомого вала при стоповом моменте. В этом случае окружные деформации кольцевого выступа полностью компенсируют разность средних окружностей кольцевого выступа и жесткого колеса. Более того, при дальнейшем увеличении нагрузки на выходном звене можно обеспечить его обратное вращение, при этом момент сопротивления должен быть активным (вращающим) и превышать его стоповое значение.These signs ensure the achievement of the following technical result:
1. Changing the gear ratio depending on the load in a wide range of speeds, providing automatic control: the greater the load, the lower the speed and the greater the developed moment on the output shaft, up to a complete stop of the driven shaft at a stop moment. In this case, the circumferential deformations of the annular protrusion fully compensate for the difference in the average circumferences of the annular protrusion and the hard wheel. Moreover, with a further increase in the load at the output link, it is possible to ensure its reverse rotation, while the resistance moment must be active (rotating) and exceed its stop value.

2. Повышение надежности бесступенчатой передачи за счет снижения радиальных сил между гибким и жестким колесом, так как силы трения между жестким и гибким колесом реализуются теперь уже по крайней мере по двум боковым поверхностям и они увеличиваются еще в сравнении с радиальной за счет угла профиля канавки, т.е. используется эффект клиноременной передачи, в которых малые радиальные силы обеспечивают большие силы трения. Таким образом, достигается снижение нагрузки на подшипники генератора волн (реально более, чем в 3 раза). 2. Improving the reliability of continuously variable transmission by reducing the radial forces between the flexible and hard wheels, since the friction forces between the rigid and flexible wheels are now realized on at least two lateral surfaces and they increase even compared to the radial due to the groove profile angle, those. the effect of V-belt transmission is used, in which small radial forces provide large friction forces. Thus, a reduction in the load on the bearings of the wave generator is achieved (actually more than 3 times).

На фиг.1 изображена волновая бесступенчатая переда; на фиг.2 А-А на фиг. 1. Figure 1 shows the wave stepless gear; in FIG. 2 AA in FIG. 1.

Волновая бесступенчатая передача содержит жесткое неподвижное колесо с кольцевой канавкой, состоящее из корпуса 1 и крышки 2. The continuously variable wave transmission contains a rigid stationary wheel with an annular groove, consisting of a housing 1 and a cover 2.

Профиль канавки жесткого колеса может регулироваться набором прокладок 3. Выходной вал 4 связан с тонкостенным стаканом 5 и кольцевым выступом 6, которые соединяются между собой неподвижно. The groove profile of the hard wheel can be adjusted by a set of gaskets 3. The output shaft 4 is connected with a thin-walled cup 5 and an annular protrusion 6, which are connected to each other motionlessly.

Генератор волн 7 соединяется с входным валом и оснащен роликами 8, наружный размер которого А больше внутреннего диаметра стакана 5, когда последний находится в свободном состоянии. При сборке стакан вместе с кольцевым выступом деформируется и принимает форму овала. The wave generator 7 is connected to the input shaft and is equipped with rollers 8, the outer dimension of which A is larger than the inner diameter of the cup 5, when the latter is in a free state. During assembly, the glass along with the annular protrusion is deformed and takes the shape of an oval.

Генератор волн выполнен так, что деформируемый гибкий элемент (стакан с кольцевым выступом в сборе) прижимается к жесткому колесу с силой, достаточной для восприятия опорного момента. The wave generator is designed so that a deformable flexible element (a glass with an annular protrusion assembly) is pressed against a rigid wheel with a force sufficient to absorb the reference moment.

Бесступенчатая волновая передача работает следующим образом. Stepless wave transmission operates as follows.

При вращении ведущего звена 7 ролики 8 деформируют стакан 5 и связанный с ним кольцевой выступ 6, боковые поверхности которых прижимаются к боковым поверхностям канавки жесткого колеса. На каждый оборот генератор волн 7 гибкий элемент повернется на разность длин средних окружностей качения жесткого и гибкого колес в сторону, противоположную направлению вращения генератора волн. Эта разность уменьшается за счет окружной деформации кольцевого выступа. Окружная деформация тем больше, чем больше нагрузка на ведомом звене. Разность же может принять нулевое значение, что приведет соответственно к остановке ведомого вала. Отрицательное значение этой разности приведет к вращению вала в обратном направлении. When the driving link 7 rotates, the rollers 8 deform the cup 5 and the associated annular protrusion 6, the side surfaces of which are pressed against the side surfaces of the grooves of the hard wheel. For each revolution of the wave generator 7, the flexible element will rotate by the difference in the lengths of the average rolling circumferences of the rigid and flexible wheels in the direction opposite to the direction of rotation of the wave generator. This difference is reduced due to circumferential deformation of the annular protrusion. Circumferential deformation is greater, the greater the load on the driven link. The difference can take a zero value, which will accordingly lead to a stop of the driven shaft. A negative value of this difference will cause the shaft to rotate in the opposite direction.

Claims

WAVELESS TRANSMISSION-FREE TRANSMISSION, comprising drive and driven shafts, a wave generator, a flexible element having an annular protrusion, and a rigid wheel having a groove mating with the annular protrusion, characterized in that the flexible element has a thin-walled cup fixedly connected to the annular protrusion, the radial flexibility of which is comparable with its circumferential pliability.