RU2098699C1

RU2098699C1 - Gear drive

Info

Publication number: RU2098699C1
Application number: RU95102957A
Authority: RU
Inventors: Иван Григорьевич Мухин
Original assignee: Иван Григорьевич Мухин
Priority date: 1995-03-02
Filing date: 1995-03-02
Publication date: 1997-12-10
Also published as: RU95102957A

Abstract

FIELD: mechanical engineering; gear drives at stepless change of gear ratio. SUBSTANCE: gear drive includes housing with coaxial shafts, variable-speed drive consisting of two hollow spherical members, intermediate friction members, load-bearing sprocket and gear ratio control mechanism which includes two control sprockets, two sliders, two rods kinematically linked with intermediate friction members and double-arm levers connecting the rods with sliders. Additional variable- speed drives mounted coaxially relative to main one consists of hollow friction members one of which is rigidly connected with respective hollow friction member of main variable-speed drive and other is connected with respective shaft; additional variable-speed drive includes also intermediate friction members and gear ratio control mechanisms which includes rod kinematically linked with intermediate friction members and circular rod with chute. Spherical end portion of one arm of bell-crank double-arm levers in engageable with chute of one of circular rods and spherical end portion of other arm is engageable with rod of gear ratio control mechanism of respective additional variable-speed drive. EFFECT: enhanced efficiency. 8 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к передачам с бесступенчатым изменением передаточного отношения (вариаторам) и может найти применение в приводах различных машин и механизмов. The invention relates to mechanical engineering, in particular, to gears with continuously variable gear ratios (CVTs) and can find application in drives of various machines and mechanisms.

Известен вариатор, содержащий корпус, размещенные в нем соосные валы, полые сферические элементы, установленные между ними с возможностью вращения относительно валов промежуточные фрикционные элементы, силовую звездочку, кинематически связанную с последними, и механизм изменения передаточного отношения, включающий управляющую звездочку, установленную в корпусе с возможностью поворота относительно оси валов, ползун, размещенный в корпусе с возможностью перемещения вдоль оси валов и связанный с управляющей звездочкой резьбовым соединением, две тяги, кинематически связанные с промежуточными фрикционными элементами, и двуплечие рычаги, связывающие одну из тяг с ползуном. A known variator comprising a housing, coaxial shafts placed therein, hollow spherical elements interposed between them with the possibility of rotation relative to the shafts, intermediate friction elements, a power sprocket kinematically connected with the latter, and a gear ratio changing mechanism including a control sprocket installed in the housing with the possibility of rotation about the axis of the shafts, a slider placed in the housing with the ability to move along the axis of the shafts and connected to the control sprocket by a threaded connection HAND, two thrust kinematically connected to the intermediate friction elements, and double-arm levers, one of the connecting rods to the slide.

Известный вариатор не обеспечивает высокий диапазон передаточных отношений, необходимый для получения повышенной маневренности транспортного средства при поворотах. The known variator does not provide a high range of gear ratios necessary to obtain increased vehicle maneuverability when cornering.

Целью изобретения является повышенный диапазон передаточных отношений и возможность использования передачи в качестве дифференциала. The aim of the invention is an increased range of gear ratios and the possibility of using transmission as a differential.

Указанная цель достигается тем, что передача, содержащая корпус, размещенные в нем соосные валы, вариатор, состоящий из двух полых сферических элементов, установленных между ними с возможностью вращения относительно валов промежуточных фрикционных элементов, силовой звездочки, кинематически связанной с последними, и механизма изменения передаточного отношения, включающего первую управляющую звездочку, установленную в корпусе с возможностью поворота относительно оси валов, первый ползун, размещенный в корпусе с возможностью перемещения вдоль оси валов и связанный с управляющей звездочкой резьбовым соединением, две тяги, кинематически связанные с промежуточными фрикционными элементами, и двуплечие рычаги, связывающие одну из тяг с ползуном, согласно изобретению снабжена входящими в состав механизма изменения передаточного отношения второй управляющей звездочкой, кинематически связанной с первой, и размещенным в корпусе с возможностью перемещения вдоль оси валов вторым ползуном, связанным со второй управляющей звездочкой резьбовым соединением и кинематически связанным со второй тягой, установленными соосно основному дополнительными вариаторами, состоящими из полых фрикционных элементов, один из которых жестко связан с соответствующим полым фрикционными элементом основного вариатора, а другой -с соответствующим валом, промежуточных фрикционных элементов, механизма изменения передаточного отношения, включающего в себя тягу, кинематически связанную с промежуточными фрикционными элементами, кольцевыми тягами с желобом, жестко закрепленными на ползунах и расположенных параллельно им стержнях, угловыми двуплечими рычагами, взаимодействующими сферической концевой частью одного плеча с желобом одной из кольцевых тяг, а сферической концевой частью второго плеча - с тягой механизма передаточных отношений соответствующего дополнительного вариатора. This goal is achieved in that the transmission containing the housing, the coaxial shafts located therein, a variator consisting of two hollow spherical elements mounted between them with the possibility of rotation relative to the shafts of the intermediate friction elements, a power sprocket kinematically connected with the latter, and a gear change mechanism relations, including the first control sprocket installed in the housing with the possibility of rotation relative to the axis of the shafts, the first slider placed in the housing with the possibility of moving according to the invention, provided along the axis of the shafts and connected to the control sprocket by a threaded connection, two rods kinematically connected with intermediate friction elements, and two-arm levers connecting one of the rods to the slider according to the invention, the second control sprocket, kinematically connected with the first, and placed in the housing with the ability to move along the axis of the shafts, a second slider connected to the second control sprocket threaded connection and kinematically connected with the second rod installed coaxially with the main additional variators, consisting of hollow friction elements, one of which is rigidly connected with the corresponding hollow friction element of the main variator, and the other with the corresponding shaft, of intermediate friction elements, a gear change mechanism, including the thrust kinematically connected with intermediate friction elements, ring rods with a trench rigidly fixed on sliders and rods parallel to them , by two-arm angular levers interacting with the spherical end part of one shoulder with the groove of one of the ring rods, and the spherical end part of the second shoulder with the gear of the gear mechanism of the corresponding additional variator.

На фиг. 1 изображена передача во фронтальном разрезе; на фиг. 2 - кинематическая схема управления звездочек; на фиг. 3 рзрез А-А фиг. 1; на фиг. 4 развертка по Б-Б фиг. 3; на фиг. 5 и 6 резьбовое кольцо в двух проекциях; на фиг. 7 и 8 угловой двуплечий рычаг. In FIG. 1 shows a transmission in a frontal section; in FIG. 2 - kinematic control scheme for sprockets; in FIG. 3 section AA of FIG. one; in FIG. 4 scan according to BB FIG. 3; in FIG. 5 and 6 threaded ring in two projections; in FIG. 7 and 8 angular two-arm lever.

Передача содержит сборный корпус 1, выполненный из боковых цилиндрических опорных частей 2, перегородок 3 и кольца 4, в котором на подшипниках 5 (фиг. 1) соосно установлены полые сферические фрикционные элементы 6 основного вариатора. В боковых цилиндрических опорных частях 2 установлены полые сферические фрикционные элементы 6 дополнительных (боковых) вариаторов. Сферические элементы 6 соответствующих вариаторов обращены вогнутостью навстречу друг другу. Один из полых сферических элементов 6 дополнительных (боковых) вариаторов жестко связан с соответствующим полым фрикционным элементом основного вариатора, а другой -с соответствующим валом 7 и 8. Все полые фрикционные элементы 6 взаимодействуют с подпружиненными промежуточными фрикционными элементами 9. The transmission comprises a prefabricated housing 1 made of lateral cylindrical support parts 2, partitions 3 and ring 4, in which hollow spherical friction elements 6 of the main variator are coaxially mounted on bearings 5 (Fig. 1). In the lateral cylindrical supporting parts 2, hollow spherical friction elements 6 of additional (lateral) variators are installed. The spherical elements 6 of the respective variators are turned concavity towards each other. One of the hollow spherical elements 6 of the additional (lateral) variators is rigidly connected with the corresponding hollow friction element of the main variator, and the other with the corresponding shaft 7 and 8. All hollow friction elements 6 interact with spring-loaded intermediate friction elements 9.

Промежуточные фрикционные элементы 9 смонтированы внутри полых сферических фрикционных элементов 6 проушинами на поперечных валам 7 и 8 осях 10 срединных рамок 11 и 12 основного и дополнительного вариаторов. Срединная рамка 11 установлена на игольчатых подшипниках 13 цапф 14, закрепленных на соответствующих полых сферических фрикционных элементах 6 основного вариатора. Intermediate friction elements 9 are mounted inside the hollow spherical friction elements 6 by eyes on the transverse shafts 7 and 8 of the axes 10 of the middle frames 11 and 12 of the main and additional variators. The middle frame 11 is mounted on the needle bearings 13 of the pins 14, mounted on the corresponding hollow spherical friction elements 6 of the main variator.

Рамка 11 закреплена на кольце 15 (фиг. 1), и в ней смонтирован механизм 16 изменения передаточного отношения основного вариатора (фиг. 4). Кольцо 15 смонтировано, например, в венце звездочки 17 силовой цепной передачи 18 от привода (фиг. 1, 2 и 3). С боков кольца 15 закреплены боковые кольца 19 с консольно расположенными боковыми проушинами 20 в виде рамки (фиг. 5 и 6), в каждой из которых на радиальной оси 21 установлен угловой двуплечий рычаг 22. Сферическая концевая часть 23 длинного плеча рычага 22 контактирует с ответным гнездом 24 тяги 25 механизма 16 изменения передаточного отношения основного вариатора. The frame 11 is mounted on the ring 15 (Fig. 1), and a mechanism 16 for changing the gear ratio of the main variator is mounted in it (Fig. 4). The ring 15 is mounted, for example, in the crown of the sprocket 17 of the power chain transmission 18 from the drive (Fig. 1, 2 and 3). On the sides of the ring 15, side rings 19 are fixed with cantilevered side lugs 20 in the form of a frame (Figs. 5 and 6), in each of which an angular two-arm lever 22 is installed on the radial axis 21. The spherical end portion 23 of the long arm of the lever 22 is in contact with the reciprocal socket 24 thrust 25 of the mechanism 16 changes the gear ratio of the main variator.

Другая сферическая концевая часть 26 короткого плеча 22 с кольцом 27 (фиг. 1, 7 и 8) контактирует с желобом 28 резьбового кольца 31, установленного на параллельных штырях 29, установленных поперечно оси рычага и закрепленных фланцем в соответствующих стенках 30 опорных частей 2 (фиг. 1 и 4). Резьбовое кольцо 31 находится в зацеплении с ответной резьбовой гайкой 32. Гайка 32 соединена, например, с венцом звездочки 33 цепной передачи 34 рулевого управления. Резьбовое кольцо 31 может возвратно-поступательно перемещаться вдоль оси валов 7 и 8). Another spherical end portion 26 of the short arm 22 with the ring 27 (FIGS. 1, 7 and 8) is in contact with the groove 28 of the threaded ring 31 mounted on parallel pins 29 mounted transversely to the axis of the lever and secured by a flange in the corresponding walls 30 of the supporting parts 2 (FIG. . 1 and 4). The threaded ring 31 is engaged with the mating threaded nut 32. The nut 32 is connected, for example, to the crown of the sprocket 33 of the steering gear 34. The threaded ring 31 can reciprocate along the axis of the shafts 7 and 8).

Штыри 29 (фиг. 1 и 4) выполнены двусторонними с фланцем посредине. На их внешних относительно стенок 30 сторонах смонтированы с возможностью возвратно-поступательного перемещения кольцевые тяги 35 с желобом 28. Каждая кольцевая тяга 35 жестко закреплена с кольцом 31 посредством параллельных стержней 36 и штифтов (не показаны), установленных в стенках 30 с возможностью возвратно-поступательных перемещений. Кольцевая тяга 35 и закрепленное на ней кольцо 31 параллельны между собой. The pins 29 (Fig. 1 and 4) are made bilateral with a flange in the middle. On their outer sides 30 relative to the walls, ring thrusts 35 are mounted with the possibility of reciprocating movement with a groove 28. Each ring thrust 35 is rigidly fixed to the ring 31 by means of parallel rods 36 and pins (not shown) installed in the walls 30 with the possibility of reciprocating displacements. The ring rod 35 and the ring 31 fixed to it are parallel to each other.

В механизмах передаточных отношений дополнительных (боковых) вариаторов (фиг. 1 и 4) в соответствующих тягах 37 образованы углубления 24, одинаковые с углублениями тяг 25 механизма изменения передаточного отношения 16 основного вариатора. В проточках 28 кольцевых тяг 35 и углублениях 24 тяг 37 установлены соответствующие сферические концевые части 23 и 26 тех же двуплечих рычагов 22, что смонтированы в проушинах 20 колец 19 кольца 15. Рычаги 22, контактирующие с кольцевыми тягами 35, смонтированы консольно на стенках 30 опорных частей 2 корпуса 1. In the mechanisms of the gear ratios of the additional (lateral) variators (Figs. 1 and 4), recesses 24 are formed in the respective rods 37, identical with the recesses of the rods 25 of the mechanism for changing the gear ratio 16 of the main variator. In the grooves 28 of the ring rods 35 and the recesses 24 of the rods 37, the corresponding spherical end parts 23 and 26 of the same two-arm levers 22 are installed, which are mounted in the eyes 20 of the rings 19 of the ring 15. The levers 22 in contact with the ring rods 35 are mounted cantilever on the walls 30 of the supporting parts 2 of the housing 1.

Работает передача следующим образом. The transmission works as follows.

При вращении звездочки силовой цепной передачи вращается кольцо 15 с рычагами 22 и механизмом изменения передаточного отношения и промежуточный фрикционный элемент с рамкой на игольчатых подшипниках. Валы 7 и 8 вращаются таким образом, что при параллельном положении промежуточных фрикционных элементов, когда передаточное отношение равно 1:1, их скорость вращения равна скорости вращения звездочки цепной передачи. Срединные промежуточные фрикционные элементы срединного вариатора не вращаются, а вращаются только крайние промежуточные фрикционные элементы дополнительных вариаторов. When the chain sprocket rotates, the ring 15 rotates with levers 22 and a gear change mechanism and an intermediate friction element with a frame on needle bearings. The shafts 7 and 8 rotate in such a way that when the intermediate friction elements are parallel, when the gear ratio is 1: 1, their rotation speed is equal to the rotation speed of the chain sprocket. The middle intermediate friction elements of the middle variator do not rotate, and only the extreme intermediate friction elements of the additional variators rotate.

Сферические концевые части 26 с кольцом 27, установленные в резьбовых кольцах 19, вращаются в соответствующих кольцевых пазах 28 резьбового кольца 31. The spherical end portions 26 with the ring 27 mounted in the threaded rings 19 rotate in the respective annular grooves 28 of the threaded ring 31.

При взаимном положении промежуточных фрикционных элементов, плоскости которых образуют острый угол, вращение валов 7 и 8 будет зависеть от угла наклона промежуточных фрикционных элементов, т.е. от вращения промежуточных фрикционных элементов 9 и фрикционных полых сферических элементов 6, при этом передаточное отношение между валами 7 и 8 определяется соотношением величин (b/a)², т. е. относительным отношением расстояний между точками контактирования промежуточных фрикционных элементов 9 с полыми сферическими элементами 6 каждого вала и сдвоенных полых сферических элементов в квадрате.With the mutual position of the intermediate friction elements, the planes of which form an acute angle, the rotation of the shafts 7 and 8 will depend on the angle of inclination of the intermediate friction elements, i.e. from rotation of the intermediate friction elements 9 and the friction hollow spherical elements 6, while the gear ratio between the shafts 7 and 8 is determined by the ratio of (b / a) ² , i.e., the relative ratio of the distances between the contact points of the intermediate friction elements 9 with the hollow spherical elements 6 of each shaft and double hollow spherical elements squared.

Это имеет место при поворотах, например, транспортного средства с гусеничным движителем за счет вращения промежуточных фрикционных элементов, при этом в положении промежуточных фрикционных элементов, изображенных на фиг. 1, угловая скорость вращения левого вала 7 будет меньше угловой скорости вращения правого вала 8, т.к. This occurs when turning, for example, a vehicle with a caterpillar mover due to the rotation of the intermediate friction elements, while in the position of the intermediate friction elements shown in FIG. 1, the angular velocity of rotation of the left shaft 7 will be less than the angular velocity of rotation of the right shaft 8, because

V_{лев.вала} V_с m²V_ролика и V_{прав.вала} V_с + m²V_ролика,
где V_с угловая скорость валов при параллельном положении роликов;
m коэффициент пропорциональности;
V_ролика угловая скорость ролика.V _{left shaft} V _with m ² V _roller and V _{right shaft} V _with + m ² V _roller ,
where V _{with the} angular velocity of the shafts with the parallel position of the rollers;
m is the coefficient of proportionality;
V _roller angular speed of the roller.

Claims

A transmission comprising a housing, coaxial shafts located therein, a variator consisting of two hollow spherical elements mounted between them with the possibility of rotation relative to the shafts of the intermediate friction elements, a power sprocket kinematically connected with the latter, and a gear ratio changing mechanism including the first control sprocket installed in the housing with the possibility of rotation about the axis of the shafts, the first slider placed in the housing with the ability to move along the axis of the shafts and associated with with an asterisk screwed connection, two rods kinematically connected with intermediate friction elements, and two-arm levers connecting one of the rods with a slider, characterized in that it is equipped with a second control sprocket, kinematically connected with the first, and placed in the housing with the ability to move along the axis of the shafts with a second slider connected to the second control sprocket by a threaded connection and kinematically connected to the second rod, coaxial to the main additional variators, consisting of hollow friction elements, one of which is rigidly connected with the corresponding hollow friction element of the main variator, and the other with the corresponding shaft, of intermediate friction elements, and a gear change mechanism, which includes traction kinematically connected with intermediate friction elements, ring rods with a trough rigidly fixed to sliders and rods parallel to them, angular two-arm levers, from interaction of the spherical end portion of a shoulder with a groove corresponding to the annular thrust, and a spherical end portion of the second arm with traction mechanism gear ratio corresponding additional variator.