RU2131545C1 - Variable-speed drive - Google Patents
Variable-speed drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2131545C1 RU2131545C1 RU97101303/28A RU97101303A RU2131545C1 RU 2131545 C1 RU2131545 C1 RU 2131545C1 RU 97101303/28 A RU97101303/28 A RU 97101303/28A RU 97101303 A RU97101303 A RU 97101303A RU 2131545 C1 RU2131545 C1 RU 2131545C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cones
- rim
- rubber
- angle
- grooves
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к передаточным механизмам машин. The invention relates to the field of engineering, in particular, to gears of machines.
Известно большое количество конструкций фрикционных вариаторов с жесткими кинематическими звеньями. Эти вариаторы имеют геометрическое скольжение в пятнах контакта, что требует смазки рабочих поверхностей. Смазанные поверхности на порядок уменьшают коэффициент трения и, следовательно, уменьшают передаваемую мощность. A large number of designs of friction variators with rigid kinematic links are known. These variators have a geometric slip in the contact spots, which requires lubrication of the working surfaces. Lubricated surfaces reduce the coefficient of friction by an order of magnitude and, therefore, reduce the transmitted power.
Наиболее близким по устройству и достигаемым результатам работы является вариатор с упругофрикционной передачей, описанный в журнале "Трение и износ", 1990, N 2, с. 246 - 252, рис. 3. The closest to the device and the achieved results of the work is a variator with elastic-friction transmission, described in the journal "Friction and Wear", 1990, N 2, p. 246 - 252, fig. 3.
Этот вариатор имеет многопоточную конусную упругофрикционную передачу. В первой ступени момент передается через два ведущих катка с упругофрикционной передачей к конусам. Обод ведущего катка состоит из пакета плоских тонких стальных колец, разрезанных в одном месте, и с равномерным распределением разрезов по окружности обода. На наружной стороне каждого кольца выполнены поперечные канавки, число которых на каждом кольце кратно числу контактирующих конусов. This variator has a multi-threaded conical elastic-friction gear. In the first stage, the moment is transmitted through two leading rollers with elastic-friction transmission to the cones. The rim of the drive roller consists of a pack of flat thin steel rings cut in one place and with a uniform distribution of cuts around the circumference of the rim. On the outer side of each ring there are transverse grooves, the number of which on each ring is a multiple of the number of contacting cones.
На внутренней стороне каждого кольца имеются наклонные срезы, а у ступицы - срезы в виде плоскостей, наклоненных под расчетным углом к радиусу, проведенному в середину прямоугольника. Между срезами колец и ступицы установлены упругие элементы, которые обеспечивают создание сил прижатия на каждом кольце и совместно с канавками обеспечивают компенсацию геометрического и других видов скольжений в пятнах контакта с конусами за счет упругой деформации элементов. On the inner side of each ring there are inclined sections, and at the hub there are sections in the form of planes inclined at a design angle to the radius drawn in the middle of the rectangle. Between sections of the rings and the hub, elastic elements are installed that provide the creation of pressing forces on each ring and together with the grooves provide compensation for geometric and other types of sliding in the contact spots with the cones due to the elastic deformation of the elements.
Во второй ступени передачи вращающий момент от конусов через конусные пояски передается к наружному барабану, соединенному с выходным валом. Конусные пояски барабана и конусов имеют общую вершину, что обеспечивает чистое качение без скольжения. Поэтому вариатор не требует смазки рабочих поверхностей. In the second transmission stage, the torque from the cones is transmitted through the conical belts to the outer drum connected to the output shaft. The conical belts of the drum and cones have a common top, which ensures clean rolling without slipping. Therefore, the variator does not require lubrication of the working surfaces.
Механизм автоматического регулирования передаточного отношения состоит из винтовых пар с правой и левой навивкой, выполненных на ведущем валу и ступицах ведущих катков, работающих совместно с распорной пружиной, установленной между катками. The mechanism of automatic adjustment of the gear ratio consists of screw pairs with right and left windings made on the drive shaft and hubs of the drive rollers, working in conjunction with a spacer spring installed between the rollers.
Основными недостатками этого вариатора являются:
- малый диапазон автоматического регулирования передаточного отношения;
- прерывистое действие касательной силы на каждом кольце обода;
- вибрация колец в ободе;
- сложность изготовления механизма автоматического регулирования передаточного отношения и ведущих катков.The main disadvantages of this variator are:
- a small range of automatic gear ratio control;
- intermittent shear force on each rim ring;
- vibration of the rings in the rim;
- the complexity of manufacturing a mechanism for automatically controlling the gear ratio and driving rollers.
Задачей изобретения является:
- увеличение диапазона регулирования передаточного отношения без осевого перемещения кинематических звеньев;
- устранение вибраций в ободе;
- полное непрерывное использование касательных сил;
- упрощение конструкции и изготовления вариатора.The objective of the invention is:
- increase the range of regulation of the gear ratio without axial movement of the kinematic links;
- elimination of vibrations in the rim;
- full continuous use of tangential forces;
- simplification of the design and manufacture of the variator.
Поставленная задача достигается применением в конструкции упругофрикционных ободьев из упругих материалов /например, резины/. В многопоточном конусном вариаторе на осях, закрепленных в корпусе в виде консолей, под углом, равным половине угла при вершине конуса, к оси входного вала установлены на подшипниках спаренные конусы. При такой установке крайние внутренние образующие одной группы конусов и крайние наружные образующие другой группы конусов становятся параллельными оси входного вала. С внутренними образующими контактирует ведущий каток, а с наружными - охватывающий обод, соединенный с выходным валом. The problem is achieved by the use in the design of elastofriction rims made of elastic materials / for example rubber /. In a multi-threaded cone variator, paired cones are mounted on the axes mounted in the form of consoles at an angle equal to half the angle at the apex of the cone to the axis of the input shaft. With this installation, the extreme inner generators of one group of cones and the outermost generators of another group of cones become parallel to the axis of the input shaft. The drive roller is in contact with the internal components, and the surrounding rim connected to the output shaft is in contact with the external components.
Ведущий каток закреплен на конце входного вала, установленного на подшипнике в корпусе. Ступица ведущего катка на наружной стороне имеет тупоугольные пазы, в которые входят аналогичные выступы резинового обода катка. Взаимодействие стенок пазов и выступов при передаче момента создают силы прижатия, пропорциональные передаваемому вращающему моменту. The drive roller is mounted on the end of the input shaft mounted on the bearing in the housing. The hub of the drive roller on the outside has obtuse grooves, which include similar protrusions of the rubber rim of the roller. The interaction of the walls of the grooves and protrusions during the transmission of the moment create a pressing force proportional to the transmitted torque.
Резиновый обод имеет переменное по ширине упругое скольжение, уменьшающееся к полюсу качения т.е. к основаниям конусов. Такие ободья можно изготовить по специальной технологии или склеиванием из колец с различной твердостью резины. Твердость резины в пятне контакта обратно пропорциональна геометрическому скольжению в каждом сечении. В этом случае геометрическое скольжение полностью компенсируется упругой деформацией /упругим скольжением резины/. Это требует применение резины с малыми гистерезисными потерями энергии. The rubber rim has an elastic sliding variable in width, decreasing towards the rolling pole i.e. to the bases of the cones. Such rims can be made by special technology or by gluing from rings with different rubber hardness. The hardness of the rubber in the contact patch is inversely proportional to the geometric slip in each section. In this case, the geometric slip is fully compensated by the elastic deformation / elastic sliding of the rubber /. This requires the use of rubber with low hysteretic energy losses.
Рабочая поверхность резинового обода ведущего катка имеет коническую форму с минимальным диаметром, обращенным к основаниям конусов. The working surface of the rubber rim of the drive roller has a conical shape with a minimum diameter facing the bases of the cones.
При цилиндрической рабочей поверхности обода и вращающем моменте меньше расчетного полюс качения находится внутри пятна контакта, а с той и другой стороны от полюса качения возникают противоположные силы трения скольжения. Эти силы создают потери энергии, нагрев и износ поверхностей в пятнах контакта. Полюс качения, в этом случае, максимально перемещается на величину не более чем половина ширины обода. При холостом ходе полюс находится вблизи середины пятна контакта. With a cylindrical working surface of the rim and a torque less than the calculated rolling pole is located inside the contact spot, and on the one or the other side of the rolling pole opposite sliding friction forces arise. These forces create energy loss, heating and surface wear at the contact spots. The rolling pole, in this case, moves as much as possible by no more than half the width of the rim. At idle, the pole is near the middle of the contact spot.
При коническом ободе и холостом ходе работает кромка обода с максимальным диаметром и мягкой резиной. Полюс качения находится вблизи этой кромки, а остальная часть обода не контактирует с конусами, что исключает обратное трение скольжения. По мере увеличения вращающего момента увеличивается сила прижатия, деформируется резина, удлиняется пятно контакта, а с этим перемещается полюс качения к основаниям конусов. При полной расчетной нагрузке пятно контакта занимает всю ширину обода, а полюс качения выходит за пятно контакта. Упругое скольжение резины полностью компенсирует геометрическое скольжение. В этом случае обод реализует максимальное тяговое усилие. При коническом ободе перемещение полюса качения обеспечивает значительный диапазон автоматического регулирования передаточного отношения в зависимости от момента на выходном валу. With a conical rim and idle, the rim edge with a maximum diameter and soft rubber works. The rolling pole is located near this edge, and the rest of the rim does not come in contact with the cones, which eliminates the reverse sliding friction. As the torque increases, the pressing force increases, the rubber deforms, the contact spot lengthens, and with this the rolling pole moves to the bases of the cones. At full rated load, the contact patch occupies the entire width of the rim, and the rolling pole extends beyond the contact patch. The elastic sliding of the rubber completely compensates for the geometric sliding. In this case, the rim realizes maximum traction. With a conical rim, the movement of the rolling pole provides a significant range of automatic adjustment of the gear ratio depending on the moment on the output shaft.
Во второй ступени передачи вариатора ведущими являются конусы, а ведомым - охватывающий обод, соединенный с выходным валом. In the second stage of the transmission of the variator, the cones are the leading ones, and the driven one is the covering rim connected to the output shaft.
Охватывающий обод состоит из резинового кольца с переменной твердостью резины по ширине обода и конической внутренней рабочей поверхностью. Наименьший диаметр конической поверхности обращен к основаниям конусов. Конический обод работает аналогично ободу ведущего катка и обеспечивает те же функции, что и у ведущего катка, т.е. устраняет противоположные трения скольжения, увеличивает перемещение полюса качения по образующим конусов, а, следовательно, увеличивает диапазон автоматического регулирования передаточного отношения. Кольцо обода имеет резину переменной твердости по ширине обода, как у обода ведущего катка. Твердость резины увеличивается в направлении к полюсу качения. Изменение твердости обратно пропорционально геометрическому скольжению, что полностью компенсирует геометрическое скольжение за счет упругого скольжения резины при расчетном режиме работы. Здесь, как и в контакте с ободом ведущего катка, при увеличении передаваемого момента происходит удлинение пятна контакта за счет сжатия резины и уменьшения конусности. При этом полюс качения перемещается к вершинам спаренных конусов. The female rim consists of a rubber ring with variable rubber hardness across the width of the rim and a tapered inner work surface. The smallest diameter of the conical surface faces the bases of the cones. The conical rim works similarly to the rim of the drive roller and provides the same functions as the drive roller, i.e. eliminates the opposite sliding friction, increases the movement of the rolling pole along the generatrices of the cones, and, therefore, increases the range of automatic regulation of the gear ratio. The rim ring has rubber of varying hardness across the width of the rim, like the rim of the drive roller. The hardness of the rubber increases towards the rolling pole. The change in hardness is inversely proportional to the geometric slip, which fully compensates for the geometric slip due to the elastic sliding of the rubber during the design mode of operation. Here, as in contact with the rim of the drive roller, with an increase in the transmitted moment, the contact spot lengthens due to compression of the rubber and a decrease in taper. In this case, the rolling pole moves to the tops of the paired cones.
На наружной стороне резинового кольца имеются равномерно расположенные тупоугольные выступы, которые входят в такие же пазы большого кольца, соединенного с выходным валом вариатора. Взаимодействие стенок пазов и выступов создает силы прижатия обода к конусам, пропорциональные передаваемому моменту. On the outside of the rubber ring there are evenly spaced obtuse-angled protrusions that fit into the same grooves of the large ring connected to the output shaft of the variator. The interaction of the walls of the grooves and protrusions creates the forces of pressing the rim to the cones, proportional to the transmitted moment.
При взаимодействии резиновой стенки выступа и металлической стенки паза возникает сила трения, которая уменьшает силу прижатия. Для увеличения силы прижатия эти стенки смазывают графитом или маслом для уменьшения коэффициента трения. Чтобы исключить попадание смазки в пятна контакта обода с конусами, надо сочленения пазов и выступов плотно закрыть пленками из резины. When the rubber wall of the protrusion and the metal wall of the groove interact, a friction force arises, which reduces the pressing force. To increase the pressing force, these walls are lubricated with graphite or oil to reduce the coefficient of friction. To prevent grease from entering the contact spots of the rim with the cones, it is necessary to tighten the joints of the grooves and protrusions tightly with rubber films.
Из описания работы вариатора видно, что автоматическое регулирование передаточного отношения достигается за счет значительного перемещения полюсов качения в первой и второй ступенях передачи без осевого перемещения кинематических звеньев. From the description of the operation of the variator it can be seen that automatic regulation of the gear ratio is achieved due to the significant movement of the rolling poles in the first and second stages of transmission without axial movement of the kinematic links.
Передаточное отношение такого вариатора составит:
где d2 - диаметр на конус у полюса качения в контакте с катком;
d4 - внутренний диаметр охватывающего обода;
d1 - диаметр ведущего катка;
d3 - диаметр на конусе у полюса качения в контакте с ободом.The gear ratio of such a variator will be:
where d 2 is the diameter of the cone at the rolling pole in contact with the roller;
d 4 is the inner diameter of the female rim;
d 1 - the diameter of the drive roller;
d 3 - diameter on the cone at the rolling pole in contact with the rim.
При изменении момента диаметры d2 и d3 изменяются в противоположных направлениях, т.е. при увеличении одного диаметра уменьшается другой.When the moment changes, the diameters d 2 and d 3 change in opposite directions, i.e. as one diameter increases, the other decreases.
Устройство вариатора показано на чертежах. На фиг. 1 изображена кинематическая схема вариатора, спаренные конусы которого имеют угол при вершине 90o, что обеспечивает минимальный осевой габарит. На фиг. 2 - ведущий каток с резиновым ободом. На фиг. 3 - охватывающий обод с внутренним резиновым кольцом.The variator device is shown in the drawings. In FIG. 1 shows a kinematic diagram of a variator, the paired cones of which have an angle at the apex of 90 ° , which ensures a minimum axial dimension. In FIG. 2 - drive roller with a rubber rim. In FIG. 3 - covering the rim with an inner rubber ring.
На фиг. 1 кинематические звенья пронумерованы в порядке передачи вращения. Ведущий каток 1 контактирует с группой конусов 2 с внутренними образующими, параллельными оси входного вала, а другая группа конусов 3 с наружными образующими, параллельными оси входного вала, контактирует с охватывающим ободом 4, соединенным с выходным валом 5. Входной вал 6 установлен в корпусе 7 на подшипнике 8. На конце входного вала закреплен ведущий каток 1, контактирующий со спаренными конусами 2, установленными на подшипниках и осях 9, закрепленных в корпусе вокруг входного вала под углом к оси входного вала, равным половине угла при вершинах конусов. Угол при вершине конуса может быть от 0o до 180o, а здесь предложен 90o. Такой угол обеспечивает компактность вариатора, большой диапазон регулирования передаточного отношения и разгрузку подшипников и осей конусов от сил прижатия, т.к. ободья ведущего катка и охватывающего обода находятся в одной плоскости, и силы прижатия уравновешиваются. Корпус 7 крепится лапами 10 к корпусу 11 машины орудия. Выходной вал 5 установлен на подшипнике 12, расположенным в крышке 13.In FIG. 1 kinematic links are numbered in the order of transmission of rotation. The drive roller 1 is in contact with a group of cones 2 with internal components parallel to the axis of the input shaft, and another group of cones 3 with external components parallel with the axis of the input shaft is in contact with a female rim 4 connected to the output shaft 5. The input shaft 6 is installed in the housing 7 on the bearing 8. At the end of the input shaft, a drive roller 1 is fixed, in contact with the twin cones 2 mounted on bearings and axles 9 mounted in the housing around the input shaft at an angle to the axis of the input shaft equal to half the angle at the top inah cones. The angle at the top of the cone can be from 0 o to 180 o , and here 90 o is suggested. This angle ensures the compactness of the variator, a wide range of gear ratio regulation and unloading of bearings and axes of the cones from the pressing forces, since the rims of the drive roller and the female rim are in the same plane, and the pressing forces are balanced. The housing 7 is attached by paws 10 to the housing 11 of the machine guns. The output shaft 5 is mounted on a bearing 12 located in the cover 13.
На фиг. 2 изображен ведущий каток 1. Ступица 14 катка на наружной стороне имеет равномерно расположенные тупоугольные пазы 15, в которые входят такие же выступы 16 резинового обода 17. In FIG. 2 shows the drive roller 1. The
При передаче момента на резиновом ободе возникают силы, которые на фиг. 2 показаны векторами: на стенках пазов N и μcN, а в контакте с конусами -μQ. Из направления вектором видно, что силы прижатия определяются углом (γ) наклона стенки выступа к радиусу, проведенному в середину стенки. Тогда тупоугольный угол паза или выступа равен ≈ 2γ. Угол γ определяется из равенства моментов сил на конусах и стенках пазов. Это равенство выражается:
μQdo = (Ncosγ+μcNsinγ)d. (2)
Силу прижатия Q выражаем через N•sinγ. Все равенство делим на cosγ и получим:
где d - диаметр расположения середин стенок пазов;
μ - коэффициент трения в пятне контакта резинового обода с конусами;
d0 - расчетный диаметр рабочей поверхности обода;
μc - коэффициент трения в контакте смазанных стенок пазов и выступов.When transmitting the moment, forces arise on the rubber rim, which in FIG. 2 are shown by vectors: on the walls of the grooves N and μ c N, and in contact with the cones -μQ. From the direction of the vector it is seen that the pressing forces are determined by the angle (γ) of the inclination of the wall of the protrusion to the radius drawn in the middle of the wall. Then the obtuse angle of the groove or protrusion is ≈ 2γ. The angle γ is determined from the equality of the moments of forces on the cones and walls of the grooves. This equality is expressed:
μQd o = (Ncosγ + μ c Nsinγ) d. (2)
The pressing force Q is expressed in terms of N • sinγ. We divide all the equality by cosγ and get:
where d is the diameter of the location of the middle of the walls of the grooves;
μ is the coefficient of friction in the contact patch of the rubber rim with the cones;
d 0 is the calculated diameter of the working surface of the rim;
μ c is the coefficient of friction in the contact of the lubricated walls of the grooves and protrusions.
Формула /3/ применима для расчета углов пазов и выступов для ведущего катка и охватывающего обода. Formula / 3 / is applicable for calculating the angles of grooves and protrusions for the drive roller and the enclosing rim.
Сочленения пазов и выступов с той и другой стороны катка и охватывающего обода плотно закрыты резиновыми пленками 18 для предупреждения попадания смазки в пятна контакта ободьев с конусами. The joints of the grooves and protrusions on either side of the roller and the surrounding rim are tightly closed with
Рабочая поверхность обода ведущего катка имеет резину уменьшающейся твердости по ширине обода к вершинам конусов. В эту же сторону обращен и максимальный диаметр конической поверхности. Величина конусности определяется расчетным моментом и средней твердостью резины. The working surface of the rim of the drive roller has rubber of decreasing hardness along the width of the rim to the tops of the cones. The maximum diameter of the conical surface is turned in the same direction. The size of the taper is determined by the calculated moment and the average hardness of the rubber.
Рассмотрим работу конусного обода. При передаче малого момента обод работает узким участком мягкой резины. В этом случае полюс качения расположен вблизи этого участка. За полюсом качения обод не контактирует с конусами. При увеличении момента увеличивается сила прижатия, за счет деформации резины удлиняется пятно контакта, и полюс качения выходит за пятно контакта в сторону оснований конусов. При максимальном расчетном моменте пятно контакта с конусом займет всю ширину обода, а полюс качения выйдет за пятно контакта. Consider the work of the cone rim. When transmitting a small moment, the rim works in a narrow area of soft rubber. In this case, the rolling pole is located near this section. Behind the rolling pole, the rim does not contact the cones. As the moment increases, the pressing force increases, due to the deformation of the rubber, the contact spot lengthens, and the rolling pole extends beyond the contact spot towards the bases of the cones. At the maximum design moment, the contact spot with the cone will occupy the entire width of the rim, and the rolling pole will extend beyond the contact spot.
Таким образом, каток создает силы прижатия, перемещает полюсы качения, устраняет противоположное трение скольжения и компенсирует геометрическое скольжение в пятнах контакта ободьев с конусами за счет упругого скольжения резины. Thus, the roller creates pressing forces, moves the rolling poles, eliminates the opposite sliding friction and compensates for the geometric slip in the contact spots of the rims with the cones due to the elastic sliding of the rubber.
Относительное геометрическое скольжение увеличивается от полюса качения по всей длине пятна контакта и выражается формулой:
где εг - относительное геометрическое скольжение;
X - расстояние от полюса качения до расчетного сечения;
α - угол при вершине конуса;
dп - диаметр на конусе у полюса качения.The relative geometric slip increases from the rolling pole along the entire length of the contact spot and is expressed by the formula:
where ε g is the relative geometric slip;
X is the distance from the rolling pole to the design section;
α is the angle at the apex of the cone;
d p - diameter on the cone at the rolling pole.
Для нормальной работы обода /без скольжения/ упругое скольжение резины по всей длине пятна контакта должно быть равно геометрическому скольжению. Упругое скольжение резины обратно пропорционально ее твердости. Во второй ступени передачи функции обода ведущего катка выполняет резиновое кольцо 19 охватывающего обода фиг. 3. Охватывающий обод состоит из резинового кольца 19, большого кольца 20 с тупоугольными пазами 21 на внутренней стороне. В эти пазы на смазке входят такие же выступы 22 кольца 19. Это сочленение с той и другой стороны плотно закрыто резиновой пленкой 23 для исключения попадания смазки в пятна контакта кольца с конусами. Тупоугольные пазы и выступы охватывающего обода создают силы прижатия, пропорциональные передаваемому моменту, что исключает буксование. For normal operation of the rim / without slip / elastic slip of rubber along the entire length of the contact spot should be equal to the geometric slip. The elastic sliding of rubber is inversely proportional to its hardness. In the second stage of the transfer function of the rim of the drive roller, the
Кольцо имеет переменную по ширине твердость резины. Твердость увеличивается к вершинам конусов. Это обеспечивает компенсацию геометрического скольжения упругим скольжением резины, как у ведущего катка. The ring has a rubber hardness variable in width. Hardness increases to the tops of the cones. This provides compensation for the geometric slip by the elastic sliding of the rubber, as in the drive roller.
Внутренняя рабочая поверхность резинового кольца имеет коническую форму с минимальным диаметром у оснований спаренных конусов. Коническая поверхность кольца работает аналогично конусности обода ведущего катка, только при увеличении передаваемого момента полюс качения перемещается в сторону вершин контактирующих конусов. При передаче малых моментов резиновое кольцо работает кромкой с малым диаметром и мягкой резиной. При работе на максимальном расчетном моменте упругое скольжение резины компенсирует геометрическое скольжение на всей длине пятна контакта с конусом. Геометрическое скольжение определяется по формуле /4/. The inner working surface of the rubber ring has a conical shape with a minimum diameter at the bases of the paired cones. The conical surface of the ring works similarly to the conicity of the rim of the drive roller, only when the transmitted moment increases, the rolling pole moves towards the vertices of the contacting cones. When transmitting small moments, the rubber ring acts as an edge with a small diameter and soft rubber. When operating at the maximum design moment, the elastic slip of the rubber compensates for the geometric slip along the entire length of the cone contact spot. The geometric slip is determined by the formula / 4 /.
Максимальный момент на выходном валу определяется тяговыми возможностями резинового кольца и выражается формулой:
где μ - коэффициент трения резины по металлу;
Q - сила прижатия кольца к конусу;
K - число контактирующих конусов;
d4 - внутренний рабочий диаметр кольца.The maximum moment on the output shaft is determined by the traction capabilities of the rubber ring and is expressed by the formula:
where μ is the coefficient of friction of rubber on metal;
Q is the force of pressing the ring to the cone;
K is the number of contacting cones;
d 4 is the inner working diameter of the ring.
Для равномерного распределения сил прижатия необходимо иметь выступы и пазы равномерно расположенными по окружности обода. Для этого задаемся числом выступом /n/, определяем величину угла γ и по теореме синусов находим высоту выступа по формуле:
где r - радиус оснований выступов;
h - высота выступа или паза;
β - угол между радиусом и стенкой выступа, равный 
Формула /6/ применима и для определения высоты выступов обода ведущего катка.For a uniform distribution of the pressing forces, it is necessary to have protrusions and grooves evenly spaced around the circumference of the rim. To do this, we set the number of the protrusion / n /, determine the angle γ and, using the sine theorem, find the height of the protrusion by the formula:
where r is the radius of the bases of the protrusions;
h is the height of the protrusion or groove;
β is the angle between the radius and the wall of the protrusion equal to
Formula / 6 / is also applicable to determine the height of the protrusions of the rim of the drive roller.
Основными преимуществами предложенного вариатора являются:
- компенсация скольжений в пятнах контакта с конусами упругой деформацией /упругим скольжением/ резиновых или других упругих ободьев, что исключает смазку и упрощает изготовление упругих ободьев;
- позволяет конструирование многопоточных передач для реализации больших крутящих моментов;
- конические рабочие поверхности ободьев исключают обратное трение скольжения обода о конусы за полюсом качения, что снижает потери энергии, износ ободьев;
- конусные рабочие поверхности ободьев способствуют увеличению перемещений полюсов качения, что обеспечивает автоматическое регулирование передаточного отношения в значительном диапазоне без осевого перемещения кинематических звеньев вариатора;
- переменное упругое скольжение по ширине резиновых ободьев обеспечивает компенсацию скольжений в пятнах контакта с конусами и, следовательно, низкие требования к изготовлению и установке кинематических звеньев;
- простота изготовления и эксплуатации.The main advantages of the proposed variator are:
- compensation of the slip in the contact spots with the cones of elastic deformation / elastic slip / rubber or other elastic rims, which eliminates lubrication and simplifies the manufacture of elastic rims;
- allows the design of multi-threaded gears to realize large torques;
- conical working surfaces of the rims exclude reverse friction of the sliding of the rim on the cones behind the rolling pole, which reduces energy loss, wear of the rims;
- conical working surfaces of the rims contribute to an increase in the displacements of the rolling poles, which provides automatic adjustment of the gear ratio in a significant range without axial movement of the kinematic links of the variator;
- variable elastic sliding along the width of the rubber rims provides compensation for sliding in the spots of contact with the cones and, therefore, low requirements for the manufacture and installation of kinematic links;
- ease of manufacture and operation.
Claims (3)
где d - диаметр окружности середин стенок тупоугольных пазов;
μ - коэффициент трения обода с конусами;
do - рабочий диаметр обода;
μc - коэффициент трения стенок пазов и выступов со смазкой,
по ширине обода резина имеет переменное упругое скольжение, пропорциональное геометрическому скольжению, величина которого увеличивается к вершинам конусов, переменное упругое скольжение резинового обода достигается технологией изготовления или склеиванием колец с различным упругим скольжением; рабочая поверхность резинового обода имеет коническую форму с наибольшим диаметром в стороне вершин контактирующих конусов.2. The variator according to claim 1, characterized in that the hub of the drive roller on the outside has uniformly located obtuse-angled grooves, the rubber rim has protrusions with the same angle that enter the obtuse-grooved grooves of the hub on the grease, this joint is tightly closed on both sides of the roller with rubber films, the angle of the obtuse-groove is approximately equal to 2γ, and the angle γ between the wall of the obtuse-groove and the radius drawn through its middle is determined by the formula
where d is the diameter of the circumference of the midpoints of the walls of obtuse-grooves;
μ is the friction coefficient of the rim with cones;
d o - the working diameter of the rim;
μ c - coefficient of friction of the walls of the grooves and protrusions with lubricant,
the width of the rim of the rubber has a variable elastic slip proportional to the geometric slip, the magnitude of which increases to the tops of the cones, variable elastic slip of the rubber rim is achieved by the manufacturing technology or by gluing rings with different elastic slip; the working surface of the rubber rim has a conical shape with the largest diameter at the side of the vertices of the contacting cones.
M = 0,5μ•Q•Kd4,
где μ - коэффициент трения в пятне контакта резинового кольца с конусом;
Q - максимально допустимая сила прижатия кольца к конусу;
K - число контактирующих конусов;
d4 - внутренний диаметр резинового кольца.3. The variator according to claim 1 or 2, characterized in that the enclosing rim has a large ring with obtuse-grooves on the inside and the angle of the groove is determined by the formula for the drive roller, the rubber ring has protrusions with the same angle that are set to obtuse on the lubricant grooves of a large ring, and this joint is tightly closed on both sides with rubber films; the rubber ring has a variable elastic slip in width, the value of which increases to the bases of the cones and is proportional to the geometric slip; the inner working surface of the rubber ring has a conical shape with a minimum diameter at the bases of the cones, and the maximum calculated moment on the output shaft determined by the surrounding rim is expressed by the formula
M = 0.5μ • Q • Kd 4 ,
where μ is the coefficient of friction in the contact spot of the rubber ring with the cone;
Q is the maximum allowable force of pressing the ring to the cone;
K is the number of contacting cones;
d 4 - the inner diameter of the rubber ring.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97101303/28A RU2131545C1 (en) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | Variable-speed drive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97101303/28A RU2131545C1 (en) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | Variable-speed drive |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU97101303A RU97101303A (en) | 1999-02-20 |
| RU2131545C1 true RU2131545C1 (en) | 1999-06-10 |
Family
ID=20189414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97101303/28A RU2131545C1 (en) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | Variable-speed drive |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2131545C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2627829C2 (en) * | 2013-05-13 | 2017-08-11 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Method of manufacturing closed metal ring and device for removing polymers from closed metal ring |
-
1997
- 1997-01-30 RU RU97101303/28A patent/RU2131545C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Сизов И.Д. Упругофрикционная передача для вариаторов большой мощности, // Трение износ, 1990, т. 11, N 2, с. 246 - 252, рис. 3. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2627829C2 (en) * | 2013-05-13 | 2017-08-11 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Method of manufacturing closed metal ring and device for removing polymers from closed metal ring |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4617838A (en) | Variable preload ball drive | |
| US6390945B1 (en) | Friction gearing continuously variable transmission | |
| US6960147B2 (en) | Planet gear and use thereof | |
| JP2000297860A (en) | Roller clutch-included type pulley device for alternator | |
| JPH028177B2 (en) | ||
| JPH04236844A (en) | Centrifugal planetary friction change gear and planetary change gear | |
| US4924730A (en) | Transmission systems | |
| US4229985A (en) | Continuous variable speed transmission | |
| RU2131545C1 (en) | Variable-speed drive | |
| US4428246A (en) | Infinitely variable traction roller transmission | |
| US4694704A (en) | Infinitely variable traction roller transmission | |
| EP1199496B1 (en) | Power roller for a toroidal continuously variable transmission | |
| JPH01206161A (en) | Variable pulley | |
| RU2286495C1 (en) | Friction toroidal variator | |
| US4541820A (en) | V-belt type stepless transmission | |
| EP0151634A1 (en) | Apparatus for changing speed using a differential band. | |
| RU2160400C2 (en) | Torque transformer | |
| EP0486191A1 (en) | Continuously variable traction drive with no contact spin | |
| RU2104606C1 (en) | Electric drive | |
| RU2188973C2 (en) | Torque transformer | |
| JPS63111353A (en) | Rotational control device | |
| RU97101303A (en) | VARIABLE SPEED DRIVE | |
| KR20020087033A (en) | Continuously variable transmission | |
| US5489244A (en) | Centrifugal planetary friction transmission | |
| RU2224933C1 (en) | Planetary friction gearing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20020131 |