RU2039901C1

RU2039901C1 - Automatic variator

Info

Publication number: RU2039901C1
Authority: RU
Inventors: Виктор Степанович Кухтенко; Виктор Викторович Вольф
Original assignee: Производственное объединение "Ульбинский металлургический завод"
Priority date: 1992-05-22
Filing date: 1992-05-22
Publication date: 1995-07-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: automatic variator has a ratchet coupling mounted on the driven shaft and made up as two parts having inclined teeth. One part of the coupling is rigidly connected with the movable disk. The other part is connected with an actuator. A cylindrical spring is mounted on the driving shaft. EFFECT: enhanced reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в бесступенчатых передачах с гибкой связью, передаточное отношение которых изменяется в зависимости от нагрузки на вторичном валу вариатора, например лебедках, компрессорах, насосах гидравлических прессов, установках для перемешивания вязких и сыпучих веществ, деревообрабатывающих станках. Возможно использование вариатора вместо коробки перемены передач буровых установок, в авто-, мото- водном транспорте. The invention relates to mechanical engineering and can be used in continuously variable transmissions with flexible coupling, the gear ratio of which varies depending on the load on the secondary shaft of the variator, for example, winches, compressors, pumps of hydraulic presses, plants for mixing viscous and granular substances, woodworking machines. It is possible to use a variator instead of a gearbox for shifting rigs in motor vehicles and motor vehicles.

Известен автоматический клиноременный вариатор, содержащий ведущий и ведомый валы, установленные на них шкивы с подвижными и неподвижными в осевом направлении дисками, охватывающий шкивы клиновой ремень и в качестве регулирующего элемента передаточного отношения центробежный регулятор ведущего шкива [1]
Недостатком этого вариатора является сложность конструкции центробежного регулятора и его способность только поддерживать заданное количество оборотов.Known automatic V-belt variator, containing drive and driven shafts, pulleys mounted on them with axially movable and stationary disks, covering V-belt pulleys and, as a regulating element of the gear ratio, the centrifugal governor of the drive pulley [1]
The disadvantage of this variator is the design complexity of the centrifugal controller and its ability to only maintain a given number of revolutions.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является клиноременный вариатор, имеющий привод, который вращает ведущий вал, и два раздвижных шкива. Каждый шкив состоит из неподвижного в осевом направлении диска и подвижного диска: один шкив соединен с ведущим валом, а другой с ведомым. Клиновой ремень связывает раздвижные шкивы. В качестве регулирующего элемента применен гидравлический сервомеханизм, который приводится в действие в зависимости от скорости и нагрузки привода [2]
Недостатком такого вариатора является наличие сложной гидравлической системы управления.Closest to the invention in technical essence and the achieved result is a V-belt variator having a drive that rotates the drive shaft, and two sliding pulleys. Each pulley consists of an axially fixed disk and a movable disk: one pulley is connected to the drive shaft, and the other to the driven shaft. A V-belt ties the sliding pulleys. As a regulating element, a hydraulic servomechanism is applied, which is driven depending on the speed and load of the drive [2]
The disadvantage of this variator is the presence of a complex hydraulic control system.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка упрощенной и надежной конструкции регулирующего элемента, позволяющего изменить передаточное отношение от двигателя к исполнительному механизму пропорционально нагрузке. В результате снизится затрачиваемая двигателем энергия, уменьшится крутящий момент двигателя при увеличении нагрузки на ведомый вал, не увеличивая при этом мощности двигателя, что создает оптимальный режим его работы, т.е. облегчает работу двигателя. The problem to which the invention is directed, is the development of a simplified and reliable design of the control element, which allows you to change the gear ratio from the engine to the actuator in proportion to the load. As a result, the energy expended by the engine will decrease, the engine torque will decrease with an increase in the load on the driven shaft, without increasing the engine power, which creates an optimal mode of operation, i.e. facilitates engine operation.

Это достигается применением в качестве регулятора передаточного отношения храповой муфты, установленной на ведомом валу, сжимающей диски ведомого шкива пропорционально нагрузке, и пружины, установленной на ведущем валу, противодействующий этому сжатию посредством натяжения клинового ремня. This is achieved by using a ratchet clutch mounted on the driven shaft as a gear ratio, compressing the driven pulley disks in proportion to the load, and a spring mounted on the drive shaft, which counteracts this compression by tensioning the V-belt.

На чертеже изображен автоматический вариатор, разрез. The drawing shows an automatic variator, section.

Автоматический вариатор состоит из ведущего и ведомого звеньев. Ведущее звено содержит шлицевой вал 1 с неподвижным диском 2, подвижным диском 3, шлицы 4, цилиндрическую пружину 5, гайку 6, контргайку 7 для регулирования сжатия пружины. Ведомое звено содержит неподвижный в осевом направлении диск 8, выполненный заодно с полым валом, подвижный диск 9, выполненный заодно с валом 10, на противоположном конце которого жестко закреплена одна половина 11 храповой муфты с наклонными зубьями, вторая половина 12 храповой муфты, свободно вращающаяся на валу, выполнена заодно с шестерней 13 привода исполнительного механизма (на чертеже не показан) и сочленена с валом 10 посредством шлицевого соединения 14. Передача вращения от ведущего раздвижного шкива к ведомому осуществляется через клиновой ремень 15. Automatic variator consists of master and slave links. The leading link comprises a spline shaft 1 with a fixed disk 2, a movable disk 3, slots 4, a coil spring 5, a nut 6, a lock nut 7 for adjusting the compression of the spring. The driven link contains an axially stationary disk 8, integral with the hollow shaft, a movable disk 9, integral with the shaft 10, at the opposite end of which one half 11 of the ratchet coupling with inclined teeth is rigidly fixed, the second half 12 of the ratchet coupling, freely rotating on the shaft, made integral with the gear 13 of the actuator drive mechanism (not shown in the drawing) and articulated with the shaft 10 by means of a splined connection 14. The transmission of rotation from the leading sliding pulley to the driven is carried out through new belt 15.

При вращении ведущего вала 1 крутящий момент посредством сил трения, возникающих между клиновым ремнем 15 и дисками 2, 3 и 8, 9, передается на вал 10 и далее через храповую муфту 11, 12 на исполнительный механизм при помощи шестерни 13. When the drive shaft 1 rotates, the torque through the frictional forces arising between the V-belt 15 and the disks 2, 3 and 8, 9 is transmitted to the shaft 10 and then through the ratchet clutch 11, 12 to the actuator using gear 13.

При отсутствии нагрузки на исполнительном механизме пружина 5 прижимает диск 3 к диску 2, заставляя перемещаться клиновой ремень 15 на периферию ведущего шкива. Клиновой ремень своим натяжением отжимает подвижный диск 9 от диска 8, одновременно перемещая вал 10 в осевом направлении вправо. Клиновой ремень перемещается к центру ведомого шкива. Вал 10, перемещаясь в осевом направлении, сжимает храповую муфту до полного зацепления наклонных зубьев, передавая вращение шестерне 13. В этом случае шестерня 13 вращается с максимальной скоростью. In the absence of a load on the actuator, the spring 5 presses the disk 3 against the disk 2, forcing the V-belt 15 to move to the periphery of the driving pulley. The V-belt with its tension presses the movable disk 9 from the disk 8, while simultaneously moving the shaft 10 in the axial direction to the right. The V-belt moves to the center of the driven pulley. The shaft 10, moving in the axial direction, compresses the ratchet clutch until the inclined teeth are fully engaged, transmitting the rotation of the gear 13. In this case, the gear 13 rotates at maximum speed.

При возрастании нагрузки на исполнительном механизме скорость вращения шестерни 13 и половины храповой муфты 12 начинает отставать от скорости вращения вала 10 и другой половины 11 храповой муфты, сдвигая при этом по наклонной плоскости зубьев храповую муфту. При этом обе половины муфты расходятся в осевом направлении. Вал 10, сдвигаясь влево, заставляет прижиматься диск 9 к диску 8. Клиновой ремень 15 выходит из ручья, увеличивая действующий диаметр ведомого шкива, уменьшая частоту вращения ведомого вала, одновременно увеличивая его крутящий момент. Увеличивающееся при этом натяжение клинового ремня 15 заставляет раздвигаться диски 2 и 3 ведущего шкива, преодолевая сопротивление пружины 5 до уравновешивания сил сжатия дисков 8 и 9. When the load on the actuator increases, the speed of rotation of the gear 13 and half of the ratchet clutch 12 begins to lag behind the speed of rotation of the shaft 10 and the other half 11 of the ratchet clutch, while shifting the ratchet clutch along the inclined plane of the teeth. In this case, both halves of the coupling diverge in the axial direction. The shaft 10, moving to the left, forces the disk 9 to be pressed against the disk 8. The V-belt 15 leaves the stream, increasing the effective diameter of the driven pulley, reducing the speed of the driven shaft, while increasing its torque. The increasing tension of the V-belt 15 causes the disks 2 and 3 of the driving pulley to move apart, overcoming the resistance of the spring 5 until the compression forces of the disks 8 and 9 are balanced.

При изменении нагрузки на исполнительном механизме соответственно изменяется угол сдвига между половинами храповой муфты, автоматически выбирая тем самым соотношение действующих диаметров шкивов вариатора, следствием этого является наиболее выгодный выбор режима работы двигателя (ДВС или электродвигателя). When the load on the actuator changes, the shear angle between the halves of the ratchet clutch accordingly changes, thereby automatically choosing the ratio of the effective diameters of the variator pulleys, which results in the most advantageous choice of the operating mode of the engine (ICE or electric motor).

При максимальных нагрузках зубья храповой муфты не должны выходить из зацепления. At maximum loads, the teeth of the ratchet coupling must not disengage.

Предлагаемый автоматический вариатор предполагает малые затраты на его изготовление и техническое обслуживание. The proposed automatic variator assumes low costs for its manufacture and maintenance.

Claims

AUTOMATIC VARIATOR, containing drive and driven shafts, pulleys mounted on them, each of which is made in the form of a disk moving and stationary in the axial direction, a cylindrical spring mounted on the drive shaft for compressing the pulley moving disk in the axial direction, covering the V-belt pulleys and automatic gear ratio regulator mounted on the driven shaft, characterized in that the automatic variator is equipped with an actuator, an automatic gear ratio regulator It executes a ratchet coupling, consisting of two halves with angled teeth, one of which is rigidly connected with the movable disc and the other with the actuator.