RU2087781C1 - Pulse variator - Google Patents
Pulse variator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2087781C1 RU2087781C1 RU95105097A RU95105097A RU2087781C1 RU 2087781 C1 RU2087781 C1 RU 2087781C1 RU 95105097 A RU95105097 A RU 95105097A RU 95105097 A RU95105097 A RU 95105097A RU 2087781 C1 RU2087781 C1 RU 2087781C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inserts
- dogs
- rollers
- variator
- roller
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Friction Gearing (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к бесступенчатым передачам, используемым в приводах машин и механизмов различного назначения, например в наплавочных станках в приводах конвейеров в легкой промышленности, и приводах сельскохозяйственных машин. The invention relates to mechanical engineering, namely to continuously variable transmissions used in drives of machines and mechanisms for various purposes, for example, in surfacing machines in conveyor drives in light industry, and agricultural machinery drives.
Известные вариаторы имеют следующие значения диапазона регулирования: фрикционные 3. 4, цепные 7.10, клиноременные 1,45.1,7. Большинство современных машин требуют регулирования угловой скорости ведомого вала в более широких пределах. Как правило, расширение диапазона регулирования достигается установкой дополнительной коробки перемены передач или последовательным соединением двух вариаторов, что приводит к усложнению привода и снижению его надежности. Known variators have the following values of the control range: friction 3. 4, chain 7.10, V-belt 1.45.1.7. Most modern machines require adjustment of the angular velocity of the driven shaft over a wider range. As a rule, the expansion of the control range is achieved by installing an additional gearbox or serial connection of two variators, which leads to a complication of the drive and a decrease in its reliability.
Известен импульсный вариатор, содержащий корпус, эксцентрики, диск с кольцевым пазом и пять групп одинаковых деталей, состоящих из ролика, рычага, промежуточного вала и механизма свободного хода (МСХ), связанного с ведомым валом [1]
Известен импульсный планетарный вариатор, содержащий корпус, размещенные в нем ведущий и ведомый валы, пять промежуточных валов, пять шатунов и пять роликовых механизмов свободного хода [2]
Данные импульсные вариаторы имеют существенно больший диапазон регулирования, что достигается использованием фрикционных роликовых МСХ, которые при бесшумной работе и малом мертвом ходе обеспечивают способность работы при высоких скоростях и большом числе включений (до 5•106) и широкий диапазон передаваемых моментов (до 100000 Нм).Known pulse variator containing a housing, cam, a disk with an annular groove and five groups of identical parts consisting of a roller, a lever, an intermediate shaft and a freewheel mechanism (MOX) associated with the driven shaft [1]
Known pulsed planetary variator containing a housing, the drive and driven shafts located therein, five intermediate shafts, five connecting rods and five freewheel roller mechanisms [2]
These pulse variators have a significantly wider range of regulation, which is achieved by using friction roller Ministry of Agriculture, which, when operating silently and at low idle speed, provide the ability to work at high speeds and a large number of inclusions (up to 5 • 10 6 ) and a wide range of transmitted moments (up to 100,000 Nm )
Малый мертвый ход, позволяет импульсным вариаторам с роликовыми МСХ функционировать при imax от 1400 ло 1500. (Здесь i передаточное отношение, отношение числа оборотов ведущего вала к ведомому). При этом наибольшее влияние на величину imax оказывает вращающий момент, а наименьшее число роликов механизма свободного хода.Low backlash allows pulsed variators with roller axles to operate at i max from 1400 lo 1500. (Here i is the gear ratio, the ratio of the number of revolutions of the drive shaft to the driven). In this case, the greatest influence on the value of i max has a torque, and the smallest number of rollers of the freewheel.
К недостаткам данных устройств следует отнести то, что ведомый вал за каждый оборот ведущего вала получает последовательно за равные промежутки времени только пять прерывистых вращательных движений пять импульсов. Такое число импульсов не обеспечивает непрерывное и достаточно равномерное вращение ведомого вала, особенно при больших значениях передаточного отношения. Увеличение числа импульсов связано с увеличением числа групп деталей и количества МСХ, что ведет к значительному увеличению габаритов и сложности конструкции вариатора. The disadvantages of these devices include the fact that the driven shaft for each revolution of the drive shaft receives sequentially for equal intervals of time only five intermittent rotational movements of five pulses. Such a number of pulses does not provide continuous and sufficiently uniform rotation of the driven shaft, especially at high gear ratios. The increase in the number of pulses is associated with an increase in the number of groups of parts and the number of MOA, which leads to a significant increase in the dimensions and complexity of the design of the variator.
Известен импульсный вариатор, содержащий корпус, размещенные в нем ведущий, ведомый и промежуточный валы, корпусной и выходной преобразующие механизмы, состоящие каждый из барабана, установленного с возможностью вращения на промежуточном валу, собачек, шарнирноустановленных в барабане, храпового колеса с внутренним зацеплением и упругого элемента, связывающего собачки с храповым колесом [3]
Ведомый вал данного импульсного вариатора получает за один оборот ведущего вала от 8 до 24 и более импульсов. Количество импульсов определяется количеством собачек преобразующего механизма (ПМ), что открывает для данной схемы большие возможности в плане увеличения равномерности вращения ведомого вала.Known pulse variator containing the housing, the leading, driven and intermediate shafts located therein, housing and output converting mechanisms, each consisting of a drum mounted rotatably on the intermediate shaft, pawls pivotally mounted in the drum, a ratchet wheel with internal gearing and an elastic element linking dog to ratchet wheel [3]
The driven shaft of this pulse variator receives from 8 to 24 or more pulses per revolution of the drive shaft. The number of pulses is determined by the number of dogs of the transforming mechanism (PM), which opens up great opportunities for this circuit in terms of increasing the uniformity of rotation of the driven shaft.
К недостаткам данного устройства следует отнести:
1. Относительно малый диапазон регулирования (D=10.20, здесь D=imax/ imin, что существенно снижает область применения данного вариатора, например, делает невозможным его использование в приводе наплавочного станка (D= 50);
2. Ударное взаимодействие собачек с зубьями храпового колеса в процессе передачи нагрузки от одной собачки к другой, что приводит к поломке зубьев зубчатого колеса и, соответственно, потере работоспособности импульсного вариатора.The disadvantages of this device include:
1. A relatively small control range (D = 10.20, here D = i max / i min , which significantly reduces the scope of this variator, for example, makes it impossible to use it in the drive of the surfacing machine (D = 50);
2. Impact interaction of the dogs with the teeth of the ratchet during the transfer of load from one dog to another, which leads to breakage of the teeth of the gear wheel and, accordingly, loss of operability of the pulse variator.
Диапазон регулирования данного вариатора во многом определяется числом зубьев храпового колеса Z. Действительно ПМ начинает передавать движение ведомому валу только тогда, когда за один оборот ведущего вала барабан с собачками повернется на угол, соответствующий углу зуба храпового колеса (360o/Z), следовательно, imax=Z. В соответствии с рекомендациями (4, с. 707, таблица 9) Z≅200. Следует также учитывать, что с увеличением числа Z (при неизменных габаритах) уменьшается нагрузочная способность храпового колеса.The control range of this variator is largely determined by the number of teeth of the ratchet wheel Z. Indeed, the PM starts transmitting movement to the driven shaft only when the drum with the dogs rotates at an angle corresponding to the angle of the tooth of the ratchet wheel (360 o / Z) in one revolution of the drive shaft, therefore, i max = Z. In accordance with the recommendations (4, p. 707, table 9) Z≅200. It should also be borne in mind that with an increase in the number Z (with constant dimensions), the load capacity of the ratchet wheel decreases.
Кроме того, дискретный характер расположения зубьев делает возможным передачу нагрузки от одной собачки к другой только когда между ними находится целое число зубьев, что приводит к ударам и высокой динамической нагруженности деталей вариатора, особенно при малых значениях эксцентриситета промежуточного вала, соответствующих передаточным отношениям близким к imax.In addition, the discrete nature of the arrangement of the teeth makes it possible to transfer the load from one dog to another only when there is an integer number of teeth between them, which leads to shock and high dynamic loading of the variator parts, especially at low values of the eccentricity of the intermediate shaft, corresponding to gear ratios close to i max
Изобретение решает следующую техническую задачу обеспечивает расширение диапазона регулирования и повышение нагрузочной способности импульсного вариатора. The invention solves the following technical problem provides an extension of the control range and increase the load capacity of the pulse variator.
Решение поставленной задачи достигается тем, что импульсный вариатор, содержащий корпус, размещенные в нем ведущий, ведомый и промежуточный валы, корпусной и выходной преобразующие механизмы, состоящие каждый из барабана, установленного с возможностью вращения на промежуточном валу, и собачек, шарнирно установленных в барабане, согласно изобретению снабжен по числу преобразующих механизмов роликовыми механизмами свободного хода, каждый из которых образован вставками, роликами и упругими элементами, а каждый преобразующий механизм включает также обойму, в которой вставки установлены с возможностью перемещения относительно друг друга по обойме и шарнирно связаны с собачками, выполненными в виде пластин. The solution to this problem is achieved by the fact that the pulse variator containing the housing, the driving, driven and intermediate shafts located therein, housing and output converting mechanisms, each consisting of a drum mounted for rotation on the intermediate shaft, and dogs, pivotally mounted in the drum, according to the invention is equipped with a number of converting mechanisms by roller freewheeling mechanisms, each of which is formed by inserts, rollers and elastic elements, and each converting mechanism includes yuchaet also clip, wherein the insertion set is movable relative to each other by a holder and is pivotally connected with pawls made in the form of plates.
Кроме того, для повышения нагрузочной способности и надежности вариатор снабжен установленными между вставками опорными роликами, сепаратором опорных роликов и упругими элементами, связывающими опорные ролики с вставками. In addition, to increase the load capacity and reliability, the variator is equipped with support rollers installed between the inserts, a support roller separator and elastic elements connecting the support rollers to the inserts.
Кроме того, для упрощения конструкции ролики механизма свободного хода шарнирно соединены с собачками. In addition, to simplify the design, the rollers of the freewheel are pivotally connected to the dogs.
Особенностями заявляемого устройства являются следующие. The features of the claimed device are as follows.
Преобразующий механизм снабжен обоймой, в которой установлены вставки роликового механизма свободного хода. The conversion mechanism is provided with a cage in which the inserts of the roller freewheel mechanism are installed.
Вставки роликового механизма свободного хода установлены с возможностью перемещения относительно друг друга по обойме и шарнирно связаны с собачками, выполненными в виде пластин, что позволяет за счет возможности корпусов вставок перемещаться друг относительно друга (сближаться или удаляться в соответствии с положением собачек), использовать элементы роликового МСХ в конструкции данного импульсного вариатора, за счет малого мертвого хода вставок роликового механизма свободного хода существенно (примерно в 10 раз) увеличить максимальное значение передаточного отношения и соответственно диапазон регулирования вариатора, а также за счет фрикционного контакта роликов с корпусом вставок и обоймой практически исключить удары при передаче нагрузки от одной собачки к другой, повышая нагрузочную способность вариатора. The inserts of the roller freewheel mechanism are installed with the possibility of moving relative to each other along the cage and are pivotally connected to the dogs made in the form of plates, which allows due to the possibility of the case bodies of the inserts to move relative to each other (to approach or be removed in accordance with the position of the dogs), to use roller elements Ministry of Agriculture in the design of this pulsed variator, due to the small dead movement of the inserts of the roller freewheel mechanism, significantly (about 10 times) increase the maximum th value of the gear ratio and thus the control range of the variator, and also due to frictional contact with the roller body cage inserts and strikes practically eliminate the transmission load from one pawl to the other, increasing the load capacity of the variator.
Снабжение вариатора установленными между вставками опорными роликами, сепараторы опорных роликов и упругими элементами, связывающими опорные ролики с всатвками роликового механизма свободного хода, позволяет за счет восприятия нагрузки на обойму опорными роликами разгрузить вставки, не передающие в данный момент нагрузку, и улучшить условия их перемещения в обойме. Соответственно повышается нагрузочная способность и надежность работы обоймы. Сепаратор обеспечивает равномерное распределение опорных роликов по обойме, а упругие элементы помогают занимать равноудаленное от соседних вставок положение. Providing the variator with support rollers installed between the inserts, separators of the support rollers and elastic elements connecting the support rollers with the sliders of the freewheel, allows to unload the inserts that do not transfer the load at the moment by the support rollers and improve the conditions of their movement in clip. Accordingly, the load capacity and reliability of the clip increases. The separator provides an even distribution of the support rollers along the cage, and the elastic elements help to occupy a position equidistant from neighboring inserts.
Соединение роликов механизма свободного хода шарнирно с собачками позволяет, за счет исключения шарнира, соединяющего корпус вставки с собачкой, и уменьшения размеров вставок уменьшить габариты и упростить конструкцию вариатора. The connection of the rollers of the freewheel mechanism pivotally to the dogs allows, due to the exclusion of the hinge connecting the insert body to the dog, and the reduction in size of the inserts, to reduce the dimensions and simplify the design of the variator.
На фиг. 1 изображен импульсный вариатор в разрезе; на фиг. 2 вариант обоймы с опорными роликами; на фиг. 3 обойма, у которой ролики механизма свободного хода шарнирно соединены с собачками. In FIG. 1 shows a pulsed variator in a section; in FIG.
Импульсный вариатор (фиг. 1) содержит корпус 1, размещенные в нем ведущий 2 и ведомый (на чертеже не показан) валы, промежуточный вал 3, размещенный на ведущем валу 2 с возможностью радиального перемещения, корпусной преобразующий механизм, состоящий из барабана 4, установленного с возможностью вращения на промежуточном валу 3, собачек 5, выполненных в виде пластин и шарнирно связанных с барабаном 4 и роликовым механизмом свободного хода со вставками, расположенными в обойме 6 с возможностью перемещения относительно друг друга на обойме. Каждая вставка имеет корпус вставки 7, установленный в обойме 6 с возможностью перемещения, ролик 8, установленный между корпусом вставки 7 и обоймой 6 и поджимаемый к ним упругим элементом 9. Обойма 6 корпусного преобразующего механизма жестко связана с корпусом 1 вариатора. The pulse variator (Fig. 1) contains a housing 1, a
Выходной преобразующий механизм устроен аналогично, а его обойма жестко связана с выходным валом (на чертеже не показан). The output converting mechanism is similarly arranged, and its clip is rigidly connected to the output shaft (not shown in the drawing).
Кроме того, вариатор (фиг. 2) может быть дополнительно снабжен опорными роликами 10, установленными между корпусами вставок 7, сепаратором 11 опорных роликов 10 и упругими элементами 12, связывающими опорные ролики с корпусами вставок. In addition, the variator (Fig. 2) can be additionally equipped with
Кроме того, (фиг. 3) ролики 8 механизма свободного хода шарнирно соединены с собачками 5. In addition, (Fig. 3) the
Импульсный вариатор работает следующим образом. Pulse variator works as follows.
При соосном расположении промежуточного вала 3, ведущего вала 2 и корпуса 1, вал 3 проворачивается в барабане 4, который при этом остается неподвижным, вследствие чего вращающий момент на ведомый вал не передается. Эксцентриситет расположения оси промежуточного вала 3 и барабана 4 относительно оси вращения ведущего вала 2 равен нулю (OS=0). With the coaxial arrangement of the intermediate shaft 3, the
При несоосном расположении промежуточного вала 3 и корпуса 1 вращение от ведущего вала 2 передается промежуточному валу 3, который, поворачиваясь в барабане 4, заставляет его совершать плоскопараллельное движение. When the intermediate shaft 3 and the housing 1 are not aligned, the rotation from the
При изменении эксцентриситета промежуточного вала 3 от нуля до некоторого значения OS0 плоскопараллельное движение барабана не приводит к вращению ведомого вала, так как колебательные движения собачек 5 и корпусов вставок 7 лежат в пределах мертвого хода роликового механизма свободного хода. Барабан 4 совершает относительно оси вращения ведущего вала колебательное движение, но вращение на ведомый вал не передает.When the eccentricity of the intermediate shaft 3 changes from zero to a certain value of OS 0, the plane-parallel movement of the drum does not lead to rotation of the driven shaft, since the oscillatory movements of the
При OS>OS0 вставка роликового механизма свободного хода корпусного преобразующего механизма, корпус 7, который имеет наибольшую относительную линейную скорость перемещения по обойме 6 (для приведенных чертежей направления скорости соответствует вращению против часовой стрелки) вступает в фрикционный контакт с с обоймой, происходит заклинивание ролика 8 между обоймой 6 и корпусом вставки 7. Корпус вставки останавливается, и соответствующая ему собачка 5 образует с корпусом 1 вариатора неподвижное шарнирное соединение. В результате собачка 5 передает усилие на барабан 4 и он начинает совершать сложное движение.When OS> OS 0, the insertion of the free-wheeling roller mechanism of the housing conversion mechanism, the
Выходной преобразующий механизм преобразует сложное движение барабана 4 во вращательное движение ведомого вала. При этом все остальные вставки роликовых механизмов свободного хода остаются в незаклиненном состоянии и перемещаются вместе с собачками и барабаном в направлении вращения ведомого вала (для приведенных чертежей направление вращения ведомого вала соответствует вращению по часовой стрелке). Как только линейная скорость корпуса какой-либо вставки изменит направление, ее роликовый механизм свободного хода совершает фрикционное заклинивание, и следующая собачка начинает передавать нагрузку на ведомый вал. Собачки работают последовательно друг за другом соответственно заклиниванию и расклиниванию роликов 8. Постоянство контакта роликов с корпусом вставок и обоймой обеспечивают упругие элементы 9. Направление вращения барабана 4 и, соответственно, ведомого вала не зависит от направления вращения ведущего вала и определяется направлением заклинивания роликовых механизмов свободного хода. Угловая скорость вращения ведомого вала плавно возрастает в соответствии с увеличением значения эксцентриситета OS промежуточного вала при помощи механизма регулирования (на чертежах не показан). The output converting mechanism converts the complex movement of the drum 4 into the rotational movement of the driven shaft. At the same time, all other inserts of the roller free-wheeling mechanisms remain in the non-jammed state and move together with the dogs and the drum in the direction of rotation of the driven shaft (for the drawings, the direction of rotation of the driven shaft corresponds to clockwise rotation). As soon as the linear speed of the body of any insert changes direction, its roller freewheel performs frictional jamming, and the next dog starts to transfer the load to the driven shaft. Dogs work sequentially one after another, respectively jamming and wedging
Импульсный вариатор с обоймой, изображенной на фиг. 2, работает аналогично. Опорные ролики 10 разгружают корпуса вставок 7, находящихся в незаклиненном состоянии, от действия радиальных сил, возникающих при деформациях обоймы в процессе заклинивания одного из роликов 8. Сепаратор 11 обеспечивает равномерное распределение опорных роликов 10 по обойме 6, а упругие элементы помогают им занимать примерно равноудаленное положение от соседних корпусов вставок 7, улучшая условия их перемещения в обойме 6. The pulse variator with a clip shown in FIG. 2, works similarly. The
Импульсный вариатор с обоймой, изображенной на фиг. 3, работает аналогично вариатору на фиг. 1. Отличием является то, что вследствие непосредственного шарнирного соединения собачек 5 с роликами 8 движение корпусов вставок 13 при работе вариатора определяется упругими элементами 9. При большой скорости перемещения в направлении по часовой стрелке упругий элемент 9 может быть сжат и тогда ролик 8, непосредственно контактируя с корпусом вставки 13, перемещает его по обойме. При уменьшении скорости перемещения ролика 8 упругий элемент 9 разжимается и корпус вставки обгоняет в движении по обойме ролик 8, поджимая его к поверхностям корпуса 13 и обоймы 6, что способствует быстрому заклиниванию ролика 8 при начале его движения по обойме в направлении против часовой стрелки. The pulse variator with a clip shown in FIG. 3 works similarly to the variator in FIG. 1. The difference is that due to the direct articulation of the
Опытный образец импульсного вариатора, выполненный с двенадцатью вставками роликового механизма свободного хода, с наружным диаметром корпуса в пределах 250 мм и максимальном значении эксцентриситета OS=8 мм при испытаниях с частотой вращения ведущего вала n1=100 мин-1 показал следующие результаты:
1) минимальное значение передаточного отношения при OSmax=8 мм, imin=8;
2) максимальное значение передаточного отношения при значении эксцентриситета промежуточного вала близком к нулю (точно установить не удалось) imax=620; D=imax/imin; D=77,5.The prototype pulse variator, made with twelve inserts of the roller freewheel mechanism, with an outer diameter of the case within 250 mm and a maximum eccentricity value OS = 8 mm when tested with a drive shaft speed of n 1 = 100 min -1 showed the following results:
1) the minimum value of the gear ratio with OS max = 8 mm, i min = 8;
2) the maximum value of the gear ratio with the value of the eccentricity of the intermediate shaft close to zero (it was not possible to establish exactly) i max = 620; D = i max / i min ; D = 77.5.
3) диапазон частоты вращения ведомого вала изменялся в пределах n2=(0,16 12,5) мин-1.3) the range of the rotational speed of the driven shaft varied within n 2 = (0.16 12.5) min -1 .
Испытания подтвердили расширение диапазона регулирования и показали необходимость усовершенствования механизма регулирования величины эксцентриситета OS для более точного определения максимального передаточного отношения вариатора, при значении OS близком нулю. Tests confirmed the expansion of the control range and showed the need to improve the mechanism for controlling the eccentricity of the OS to more accurately determine the maximum gear ratio of the variator, when the OS value is close to zero.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95105097A RU2087781C1 (en) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | Pulse variator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95105097A RU2087781C1 (en) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | Pulse variator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95105097A RU95105097A (en) | 1996-11-27 |
RU2087781C1 true RU2087781C1 (en) | 1997-08-20 |
Family
ID=20166421
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95105097A RU2087781C1 (en) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | Pulse variator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2087781C1 (en) |
-
1995
- 1995-04-04 RU RU95105097A patent/RU2087781C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Мальцев В.Ф. Механические импульсные передачи. - М.: Машиностроение, 1978, с. 33. 2. Там же, с.39, 254 - 255. 3. Авторское свидетельство СССР N 1557397, кл. F 16 H 29/02, 1990. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU95105097A (en) | 1996-11-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2484335C2 (en) | Variator | |
KR101006779B1 (en) | Continuously Variable Transmission | |
US4116083A (en) | Variable speed transmission | |
RU2352840C1 (en) | Cam pulse variator | |
RU2087781C1 (en) | Pulse variator | |
US6125711A (en) | Multi-stage speed converter with idler | |
US4194407A (en) | Variable speed transmission | |
GB2394519A (en) | A continuously variable transmission device | |
US4333555A (en) | Variable speed transmission | |
KR101027833B1 (en) | Continuously Variable Transmission | |
KR101889307B1 (en) | continuously variable transmission | |
US6960151B2 (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
RU2018746C1 (en) | Mechanical stepless transmission | |
KR101213547B1 (en) | Continuously Varible Transmission | |
RU2124661C1 (en) | Planetary gear (design versions) | |
CN1326742C (en) | Clutch control especially for bicycle driving device hub | |
EP2205892B1 (en) | Transmission | |
RU2131071C1 (en) | Gearshift for change-over of speed in reversing drive shaft at retained sense of rotation of driven shaft | |
SU1465652A1 (en) | Overrunning mechanism | |
RU2091643C1 (en) | Gear-and-lever variable-speed drive | |
RU2151934C1 (en) | Variable-speed drive | |
RU2169870C2 (en) | High-torque variable-speed drive | |
RU2127843C1 (en) | Cam-type pulse variable-speed drive | |
SU1432297A1 (en) | Multiflow friction transmission | |
SU1652702A1 (en) | Gearings |