RU2101583C1

RU2101583C1 - Frontal variable-speed friction drive

Info

Publication number: RU2101583C1
Application number: RU96117015A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Габдулхакович Хабибрахманов
Original assignee: Геннадий Габдулхакович Хабибрахманов
Priority date: 1996-08-22
Filing date: 1996-08-22
Publication date: 1998-01-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering, transportation facilities. SUBSTANCE: frontal variable-speed friction drive has housing 1, input shaft 2 and output shaft 3. Kinematic power flow divider 4 is associated with the input shaft, while kinematic summer of power flows is associated with the output shaft. Rollers 6 of the first group are associated with outputs of power flow kinematic divider 4. Rollers 7 of the second group are associated with inputs of summer 5. Intermediate unit includes two pairs of disks 8,9 and 11,12 loaded relative to each other by springs 10 and 13. The disks are seated on common axle 14 and are movably held together in pairs by splines. Rollers 6 and 7 are engaged frictionally with surfaces of corresponding disks. EFFECT: stepless control of rotary peed. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных устройствах, в частности в транспортных средствах для бесступенчатой регулировки скорости вращения. The invention relates to mechanical engineering and can be used in various devices, in particular in vehicles for continuously variable rotation speed.

Из предшествующего уровня техники известен фрикционный вариатор [1] содержащий корпус, по крайней мере один диск, закрепленный на выходном валу и взаимодействующий с двумя роликами, синхронно перемещаемыми в осевом направлении, при этом один из роликов закреплен на выходном валу, а другой - на первом плече шарнирно закрепленного рычага, второе плечо которого подпружинено. Кроме того, входной и выходной валы выполнены упругими. The friction variator [1] is known from the prior art, comprising a housing of at least one disk mounted on the output shaft and interacting with two rollers synchronously moving in the axial direction, with one of the rollers mounted on the output shaft and the other on the first the shoulder of a pivotally mounted lever, the second shoulder of which is spring-loaded. In addition, the input and output shafts are made elastic.

Известный фрикционный лобовой вариатор имеет ограниченную область использования вследствие выполнения входного вала с возможностью перемещения в осевом направлении, а также за счет ортогонального расположения осей входного и выходного валов. Кроме того, наличие поджимного ролика приводит к снижению КПД вариатора. Known frictional frontal variator has a limited area of use due to the input shaft with the possibility of movement in the axial direction, as well as due to the orthogonal arrangement of the axes of the input and output shafts. In addition, the presence of a pinch roller reduces the efficiency of the variator.

Известен фрикционный лобовой вариатор [2] взятый в качестве прототипа и содержащий, корпус, установленные в нем на подшипниках ведущий и ведомый ролики, промежуточный гибкий диск переменной толщины и поджимные ролики, при этом промежуточный диск установлен с возможностью перемещения в направлении вдоль осей роликов. Known friction frontal variator [2] taken as a prototype and containing, a housing, drive and driven rollers mounted on it on bearings, an intermediate flexible disk of variable thickness and pinch rollers, while the intermediate disk is mounted with the possibility of movement in the direction along the axes of the rollers.

Наличие в известном фрикционном лобовом вариаторе поджимных роликов приводит к снижению КПД вариатора, что является его основным недостатком. The presence of pinch rollers in the known frictional frontal variator leads to a reduction in the efficiency of the variator, which is its main disadvantage.

В основу изобретения поставлена задача разработать фрикционный лобовой вариатор, конструктивное выполнение которого обеспечило бы повышение КПД. The basis of the invention is the task of developing a frictional frontal variator, the constructive implementation of which would provide an increase in efficiency.

Поставленная задача решается тем, что фрикционный лобовой вариатор, содержащий, корпус, установленные в нем на подшипниках промежуточный узел и фрикционно взаимодействующие с ним два ролика первой группы и два ролика второй группы, средства перемещения промежуточного узла в направлении, перпендикулярном его оси, входной и выходной валы, согласно изобретению, дополнительно содержит кинематический делитель силового потока с одним входом и N выходами, кинематический сумматор силовых потоков с N входами и одним выходом, N-2 роликов первой группы, N-2 роликов второй группы, при этом вход кинематического делителя силового потока соединен с входным валом, а его выходы с соответствующими роликами первой группы, входы кинематического сумматора силовых потоков соединены с соответствующими роликами второй группы, а его выход с выходным валом, промежуточный узел выполнен в виде N-1 пар подпружиненных друг относительно друга дисков, установленных на общей оси и попарно соединенных между собой посредством шлицевых соединений. The problem is solved in that the frictional frontal variator, comprising a housing, two intermediate rollers of the first group and two secondary rollers of the second group installed in it on bearings, and means of moving the intermediate node in the direction perpendicular to its axis, input and output shafts, according to the invention, further comprises a kinematic power flow divider with one input and N outputs, a kinematic power flow adder with N inputs and one output, N-2 rollers of the first gr pp, N-2 rollers of the second group, while the input of the kinematic divider of the power flow is connected to the input shaft, and its outputs with the corresponding rollers of the first group, the inputs of the kinematic adder of the power flows are connected to the corresponding rollers of the second group, and its output is intermediate the node is made in the form of N-1 pairs of disks spring-loaded relative to each other, mounted on a common axis and pairwise interconnected by means of splined joints.

Кроме того, N-1 роликов каждой группы установлены с возможностью осевого перемещения и фиксации в заданном положении. In addition, N-1 rollers of each group are installed with the possibility of axial movement and fixation in a given position.

Такое выполнение вариатора обеспечивает повышение КПД за счет исключения вращающихся вхолостую элементов и увеличения площади фрикционного сопряжения элементов, участвующих в передаче силового потока от входного вала к выходному. Дополнительный, достигаемый при использовании изобретения, технический результат выражается в получении более надежной передачи. This embodiment of the variator provides an increase in efficiency due to the exclusion of rotating idle elements and an increase in the area of frictional coupling of the elements involved in the transmission of the power flow from the input shaft to the output. Additional, achieved by using the invention, the technical result is expressed in obtaining a more reliable transmission.

На чертеже схематично изображен фрикционный лобовой вариатор. The drawing schematically shows a friction frontal variator.

Фрикционный лобовой вариатор содержит корпус 1, входной вал 2, выходной вал 3, кинематический делитель 4 силового потока, кинематический сумматор 5 силовых потоков, ролики 6 первой группы, ролики 7 второй группы и промежуточный узел, включающий первую пару дисков 8 и 9, подпружиненных друг относительно друга пружинами 10, вторую пару дисков 11 и 12, подпружиненных друг относительно друга пружинами 13. Диски 8, 9 и 11, 12 размещены на общей оси 14 и связаны попарно между собой посредством подвижных шлицевых соединений (не показаны). Кинематический делитель 4 и кинематический сумматор 5 силовых потоков выполнены в виде шестеренчатых передач 15 и 16. Возможно использование также червячных, ременных, фрикционных передач, а также комбинированных. Промежуточный узел снабжен средствами (не показаны) для перемещения его в направлении, перпендикулярном оси 14. The friction frontal variator comprises a housing 1, an input shaft 2, an output shaft 3, a kinematic splitter 4 of the power flow, a kinematic adder 5 of the power flows, rollers 6 of the first group, rollers 7 of the second group, and an intermediate unit including the first pair of disks 8 and 9, spring-loaded relative to each other by springs 10, a second pair of discs 11 and 12, spring-loaded relative to each other by springs 13. The disks 8, 9 and 11, 12 are placed on a common axis 14 and are connected in pairs by means of movable splined joints (not shown). The kinematic divider 4 and the kinematic adder 5 of the power flows are made in the form of gear gears 15 and 16. It is also possible to use worm, belt, friction gears, as well as combined ones. The intermediate node is equipped with means (not shown) for moving it in a direction perpendicular to axis 14.

Входной вал 2 связан с входом кинематического делителя 4 силового потока, выходы которого соединены с соответствующими роликами 6 первой группы, установленными в подшипниках 17. Ролики 6 и 7 фрикционно связаны с поверхностями соответствующих дисков 8, 9, 11 и 12. Ролики 7, установленные в подшипниках 18, соединены с входами кинематического сумматора 5 силовых потоков, выход которого соединен с выходным валом 3. Ролики 6 первой группы, за исключением одного, установлены с возможностью осевого перемещения и фиксации в заданном положении. Связь этих роликов с выходами делителя 4 силовых потоков осуществляется посредством подвижных шлицевых соединений 19. Аналогично ролики 7 второй группы, за исключением одного, также установлены с возможностью осевого перемещения и фиксации в заданном положении (на чертеже условно показаны в виде двухсторонних стрелок). The input shaft 2 is connected to the input of the kinematic splitter 4 of the power flow, the outputs of which are connected to the corresponding rollers 6 of the first group installed in the bearings 17. The rollers 6 and 7 are frictionally connected to the surfaces of the respective disks 8, 9, 11 and 12. The rollers 7 installed in bearings 18 are connected to the inputs of the kinematic adder 5 of the power flows, the output of which is connected to the output shaft 3. The rollers 6 of the first group, with the exception of one, are mounted with the possibility of axial movement and fixing in a predetermined position. The connection of these rollers with the outputs of the power flow divider 4 is carried out by means of movable splined joints 19. Similarly, the rollers 7 of the second group, with the exception of one, are also mounted with the possibility of axial movement and fixing in a predetermined position (conventionally shown in the figure as double-sided arrows).

Фрикционный лобовой вариатор работает следующим образом. Friction frontal variator works as follows.

При вращении входного вала 2 посредством кинематического делителя 4 силового потока приводятся во вращение ролики 6 первой группы. За счет трения диски 8, 9, 11 и 12 приводятся во вращение. Необходимое усилие прижатия роликов 6 и 7 к дискам 8, 9, 11 и 12 обеспечивается пружинами 10 и 13, размещенными между каждой парой дисков 8, 9 и 11, 12. Нормальный режим работы вариатора (без проскальзывания роликов 6 и отсутствия изгибающих моментов на ось 14) обеспечивается в том случае, когда окружные скорости роликов 6 равны окружным скоростям соответствующих им дисков 8, 9, 11 и 12 в местах их касания с роликами 6. В процессе подготовки вариатора к работе осуществляется установка и фиксация роликов 6 относительно дисков 8, 9, 11 и 12 таким образом, чтобы выполнялось вышеуказанное условие работы вариатора без проскальзывания роликов 6 и без возникновения изгибающих усилий на ось 14. When the input shaft 2 is rotated by means of a kinematic divider 4, the power flow drives the rollers 6 of the first group into rotation. Due to friction, the disks 8, 9, 11 and 12 are driven into rotation. The necessary force of pressing the rollers 6 and 7 to the disks 8, 9, 11 and 12 is provided by the springs 10 and 13 located between each pair of disks 8, 9 and 11, 12. The normal operation of the variator (without slipping of the rollers 6 and the absence of bending moments on the axis 14) is provided when the peripheral speeds of the rollers 6 are equal to the peripheral speeds of the disks 8, 9, 11 and 12 corresponding to them at the points of their contact with the rollers 6. In the process of preparing the variator for operation, the rollers 6 are installed and fixed relative to the disks 8, 9 , 11 and 12 so that The above condition for the operation of the variator without slipping of the rollers 6 and without the occurrence of bending forces on the axis 14 was stated.

Вращение дисков 8, 9, 11 и 12 вызывает вращение роликов 7 второй группы, которые также в процессе подготовки вариатора к работе устанавливаются относительно дисков 8, 9, 11 и 12 таким образом, чтобы скорости их вращения были одинаковыми. Вращение роликов 7 через кинематический сумматор 5 силовых потоков передается на выходной вал 3. The rotation of the disks 8, 9, 11 and 12 causes the rotation of the rollers 7 of the second group, which are also set in relation to the disks 8, 9, 11 and 12 in the process of preparing the variator for operation so that their rotation speeds are the same. The rotation of the rollers 7 through the kinematic adder 5 of the power flows is transmitted to the output shaft 3.

Регулировка вращения роликов 7 осуществляется путем перемещения оси 14 промежуточного узла вправо-влево (на чертеже показано в виде двухсторонней стрелки). The adjustment of the rotation of the rollers 7 is carried out by moving the axis 14 of the intermediate node to the right-to-left (shown in the drawing as a two-sided arrow).

Claims

1. Friction frontal variator, comprising a housing, an intermediate unit mounted on bearings on the bearings and two first group rollers and two second group rollers interacting frictionally with it, means for moving the intermediate unit in a direction perpendicular to its axis, input and output shafts, characterized in that it additionally contains a kinematic power flow divider with one input and N outputs, a kinematic adder of power flows with N inputs and one output, N 2 rollers of the first group, N - 2 rollers of the second group, with the input of the kinematic divider of the power flow is connected to the input shaft, and its outputs with the corresponding rollers of the first group, the inputs of the kinematic adder of the power flows are connected to the corresponding rollers of the second group, and its output with the output shaft, the intermediate node is made in the form of N 1 pairs of spring-loaded relative to each other other discs mounted on a common axis and pairwise interconnected by means of spline connections.

2. The variator according to claim 1, characterized in that N 1 rollers of each group are installed with the possibility of axial movement and fixation in a given position.