RU2136989C1

RU2136989C1 - Toothed variable-speed drive

Info

Publication number: RU2136989C1
Application number: RU97121918A
Authority: RU
Inventors: Г.А. Савин; А.Г. Савин
Original assignee: Савин Георгий Алексеевич; Савин Алексей Георгиевич
Priority date: 1997-12-30
Filing date: 1997-12-30
Publication date: 1999-09-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering, in particular, machine tool manufacture. SUBSTANCE: variable-speed drive has drive shaft with adjustable eccentricity and driven shaft, supporting and control gears intermeshed by toothed gear. Supporting gear is connected with driven shaft through Hooke's joint and with casing through transmissions including clutches, toothed meshes and kinematic connections. Transmissions may be provided by clutches and toothed meshes. Control gear is connected with body through mechanism for forming gears mesh contour of adjustable radius, and with transmissions or kinematic connections through clutch disintegrating device. Gear ratio of transmissions is selected so as to provide equal angular speeds of gears. Toothed variable-speed drive is of reversible type and has efficiency equal to that of toothed gears. EFFECT: increased efficiency and enhanced reliability in operation. 7 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к станкостроению и к транспортным механизмам. The invention relates to the field of engineering, in particular to machine tool industry and to transport mechanisms.

Известны дифференциальные механизмы, в которых один из 3-х валов регулируется тормозным устройством (см. например, патент Германии N36331, кл. P 16 H 3/50, 5/76, P 16 D 55/14 1932 г.). Differential mechanisms are known in which one of the 3 shafts is regulated by a brake device (see, for example, German patent N36331, class P 16 H 3/50, 5/76, P 16 D 55/14 1932).

Однако такие конструкции не имеют возможности увеличивать крутящий момент на ведомом валу по мере снижения числа оборотов, не обладают возможностью реверсирования и имеют малый КПД. However, such designs are not able to increase the torque on the driven shaft as the speed decreases, do not have the ability to reverse and have low efficiency.

Известны планетарные передачи с регулируемой скоростью солнечного колеса с помощью гидравлического насоса (см. например, патент США N 3924490, 1975 г.). Однако такая конструктивная схема не позволяет увеличивать выходной момент при снижении числа оборотов, а использование энергии гидравлического насоса усложняет конструкцию вариатора и снижает КПД передачи. Known planetary gears with adjustable speed of the solar wheel using a hydraulic pump (see, for example, US patent N 3924490, 1975). However, this design scheme does not allow to increase the output torque while reducing the number of revolutions, and the use of the energy of the hydraulic pump complicates the design of the variator and reduces the transmission efficiency.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является зубчатая передача (см. авторское свидетельство СССР N 62597, кл. F 16 H 3/68, F 16 H 21/20 1941 г.), которая содержит корпус с подшипниковыми опорами для размещения ведущего и ведомых валов, механизм формирования зубчатого контура внутреннего зацепления регулируемого радиуса, включающий в себя опорную шестерню внутреннего зацепления, свободно насаженную на ось, перемещаемую вокруг ведущего вала с регулируемым эксцентриситетом, причем упомянутая шестерня снабжена ступицей прямоугольной формы, помещенной в кулисе, перемещаемой в направляющих корпуса в направлении, перпендикулярном движению ступицы в кулисе и, тем самым, обеспечивающей передачу крутящего момента с опорной шестерни на корпус при перемещении оси шестерни вокруг ведущего вала с регулируемым эксцентриситетом. Дополнительно планетарная зубчатая передача содержит силовую шестерню, свободно вращающуюся вокруг оси, перемещаемой вокруг ведущего вала с регулируемым эксцентриситетом, причем силовая шестерня связана с ведомым валом с помощью промежуточного вала шарнирами Гука и связана зубчатым зацеплением с опорной шестерней. Планетарная зубчатая передача содержит также механизм регулирования эксцентриситета шестерен с использованием эксцентриков, эксцентрично поворачивающихся вокруг ведущего вала, а также передача оснащена механизмом уравновешивания эксцентрично-вращающихся масс вариаторов, включающих балансировочный груз, перемещаемый в радиальном направлении, противоположном направлению перемещения шестерен. The closest analogue of the claimed invention is a gear (see USSR author's certificate N 62597, class F 16 H 3/68, F 16 H 21/20 1941), which contains a housing with bearing bearings for placement of the drive and driven shafts, a mechanism for forming a gear contour of internal gearing of adjustable radius, including a support gear of internal gearing, freely mounted on an axis moving around a drive shaft with adjustable eccentricity, said gear having a rectangular hub, placed in the wings, moved in the guides of the housing in the direction perpendicular to the movement of the hub in the wings and, thereby, transmitting torque from the support gear to the housing when moving the gear axis around the drive shaft with adjustable eccentricity. Additionally, the planetary gear train contains a power gear that rotates freely around an axis moving around the drive shaft with adjustable eccentricity, and the power gear is connected to the driven shaft with an intermediate shaft by Hook joints and is connected by gearing to the support gear. The planetary gear also contains a mechanism for regulating the eccentricity of the gears using eccentrics turning eccentrically around the drive shaft, and the gear is equipped with a mechanism for balancing the eccentrically rotating masses of the variators, including a balancing weight moving in the radial direction opposite to the direction of movement of the gears.

Данная передача обеспечивает формирование зубчатого контура зацепления регулируемого радиса и передачу усилий со стороны силовой шестерни через опорную шестерню на корпус в точке зацепления с опорной шестерней, но т.к. опорная шестерня не проворачивается относительно корпуса, то число зубцов формируемого зубчатого корпуса остается постоянным независимо от радиуса контура, и, тем самым, с помощью данной передачи нельзя изменять число оборотов ведомого вала при изменении эксцентриситета шестерен. This transmission provides the formation of a gear contour of the gearing of the adjustable radis and the transmission of forces from the power gear through the support gear to the housing at the point of engagement with the support gear, but since the support gear does not rotate relative to the housing, the number of teeth of the formed gear housing remains constant regardless of the radius of the contour, and thus, using this gear, the number of revolutions of the driven shaft cannot be changed when the gear eccentricity changes.

Задачей изобретения является создание зубчатого вариатора с реверсом с КПД, равным КПД зубчатых передач, на основе формирования зубчатого контура зацепления регулируемого радиуса путем обкатки этого контура опорной шестерней постоянного радиуса с обеспечением нулевой скорости зубцов этой шестерни относительно корпуса в точке зацепления с шестерней, связанной с ведомым валом, а также с обеспечением передачи усилий в точке зацепления с опорной шестерней на корпус. The objective of the invention is to create a gear variator with a reverse with an efficiency equal to the efficiency of gears, based on the formation of a gear contour of gearing of an adjustable radius by rolling in this contour of a supporting gear of constant radius with zero speed of the teeth of this gear relative to the housing at the gearing point connected to the driven shaft, as well as ensuring the transmission of forces at the point of engagement with the support gear to the housing.

Указанный технический результат достигается тем, что зубчатый вариатор содержит корпус с подшипниковыми опорами для размещения ведущего и ведомого валов, механизм формирования зубчатого контура зацепления регулируемого радиуса, который включает в себя опорную шестерню внутреннего зацепления, которая снабжена не менее чем тремя шарнирными опорами, не лежащими на одной прямой и перемещаемыми в радиальном направлении в направляющих сегментов, способных вращаться вокруг ведущего вала, причем на сегментах закреплены корпуса сцепных муфт, а на сцепляемых с корпусами сцепных валах закреплены шестерни, которые контактируют с зубчатым колесом, закрепленным на корпусе. С опорной шестерней, которая путем обкатки по окружности регулируемого радиуса образует зубчатый контур, контактирует силовая шестерня, свободно вращающаяся на сателлитом валу, перемещаемом в радиальном направлении, и связанная непосредственно или с помощью дополнительных шестерен с ведомым валом посредством промежуточного вала с шарнирами Гука или с помощью муфты, допускающей радиальное смещение валов. The specified technical result is achieved by the fact that the gear variator comprises a housing with bearing supports for accommodating the drive and driven shafts, a mechanism for forming a gear contour of gearing of adjustable radius, which includes a support gear of internal gearing, which is equipped with at least three articulated bearings not lying on one direct and radially movable in the guide segments that can rotate around the drive shaft, and on the segments are fixed housing coupling And for interlocking coupling with housings pinion shafts are fixed, which contact with the gear wheel fixed on the housing. With a supporting gear, which forms a toothed contour by rolling around a circle of adjustable radius, a power gear is contacted that rotates freely on a satellite shaft moving in the radial direction and is connected directly or with the help of additional gears to the driven shaft via an intermediate shaft with Hook joints or with coupling allowing radial displacement of shafts.

Необходимое движение опорной шестерни для создания зубчатого контура регулируемого радиуса обеспечивается вращением сцепных валов сцепных муфт, осуществляемым следяще-управляющим механизмом, который включает в себя следящую шестерню, свободно вращающуюся на сателлитом валу или жестко связанную с силовой шестерней, причем следящая шестерня контактирует с управляющей шестерней, свободно вращающейся на эксцентрике сателлитного вала, при этом управляющая шестерня с помощью не менее 3-х шарнирных опор закреплена на сегментах аналогично закреплению опорной шестерни, а на сегментах следяще-управляющего механизма закреплены опоры подшипников шестерен, контактирующих с неподвижной шестерней и соединенных несамотормозящей зубчатой передачей с устройствами расцепления муфт, причем передаточное отношение несамотормозящей зубчатой передачи обеспечивает равенство угловых скоростей соответствующих сегментов обоих упомянутых механизмов. С устройствами расцепления муфт могут контактировать непосредственно сегменты следяще-управляющего механизма с помощью клинового выступа на сегментах. The necessary movement of the support gear to create a gear contour of adjustable radius is provided by the rotation of the coupling shafts of the couplers, carried out by a follower-control mechanism, which includes a follower gear that rotates freely on the satellite shaft or is rigidly connected to the power gear, and the follower gear is in contact with the control gear, the satellite shaft rotates freely on the eccentric, while the control gear is fixed to the segments using at least 3 hinged supports in the same way fixing the supporting gear, and on the segments of the tracking-control mechanism mounted bearings of the gears of the gears that are in contact with the fixed gear and connected by a non-self-locking gear with clutch release devices, and the gear ratio of the non-self-locking gear ensures equal angular velocities of the corresponding segments of both of the mentioned mechanisms. The segments of the follower-controlling mechanism can contact directly with the clutch release devices using a wedge protrusion on the segments.

Механизм формирования зубчатого контура может включать опорную шестерню, снабженную внешним зубчатым венцом, контактирующим с шестернями, закрепленными на сцепных валах муфт, причем корпуса муфт закреплены на кронштейнах, перемещаемых в радиальном направлении в направляющих корпуса. При этом управляющая шестерня контактирует аналогичным образом с шестернями валов, контактирующих с устройствами расцепления муфт с обеспечением полного соответствия движения опорной шестерни движению управляющей шестерни. The mechanism for forming a gear contour may include a support gear provided with an external gear rim in contact with gears fixed to the coupling shafts of the couplings, the clutch housings being mounted on brackets radially displaced in the housing guides. In this case, the control gear contacts in a similar manner with the gears of the shafts in contact with the clutch disengaging devices, ensuring full compliance of the movement of the support gear with the movement of the control gear.

На фиг.1 представлена конструктивная схема вариатора с зацеплением опорной и управляющей шестерен на сегментах и связью между сегментами с помощью валов; на фиг.2 показан вид по А-А фиг.1; на фиг.3 представлена конструктивная схема вариатора с закреплением опорной и управляющей шестерен на сегментах и связью сегментов с устройствами расцепления муфт с помощью клинового выступа; на фиг.4 представлена конструктивная схема вариатора с внешним зубчатым зацеплением опорной и управляющих шестерен; на фиг.5 показана конструктивная схема гидросцепной муфты; на фиг.6 представлена конструктивная схема фрикционной муфты: на фиг.7 представлена схема работы вариатора. Figure 1 presents the structural diagram of the variator with the engagement of the support and control gears on the segments and the connection between the segments using shafts; figure 2 shows a view along aa of figure 1; figure 3 presents a structural diagram of the variator with the fixing of the support and control gears on the segments and the connection of the segments with the devices of the disengagement of the couplings using a wedge protrusion; figure 4 presents a structural diagram of a variator with external gearing of the support and control gears; figure 5 shows a structural diagram of a hydraulic coupler; figure 6 presents a structural diagram of a friction clutch: figure 7 presents a diagram of the operation of the variator.

Зубчатый вариатор содержит корпус 1 с подшипниковыми опорами 2, 3 для размещения ведущего 4 и ведомого 5 валов, механизм формирования зубчатого контура зацепления регулируемого радиуса, который включает в себя опорную шестерню 6 внутреннего зацепления, которая снабжена не менее чем тремя шарнирными опорами 7, не лежащими на одной прямой, способными перемещаться в радиальном направлении в направляющих 8 сегментов 9, которые выполняют функцию кинематической связи и могут вращаться вокруг ведущего вала, причем на сегментах 9 закреплены корпуса сцепных муфт 10, сцепные валы 11 которых оснащены шестернями 12, введенными в зацепление с шестерней 13, неподвижно закрепленной на корпусе 1. С опорной шестерней 6 контактирует силовая шестерня 14, свободно вращающаяся на сателлитом валу 15, способном перемещаться в радиальном направлении в направляющих 16 ведущего вала. Ступица силовой шестерни 14 может быть непосредственно связана с ведомым валом 5 с помощью промежуточного вала 17 с шарнирами Гука или через зубчатое зацепление дополнительных шестерен. Необходимое движение опорной шестерни для создания зубчатого контура регулируемого радиуса обеспечивается вращением сцепных валов 11 сцепных муфт 10, осуществляемое следяще-управляющим механизмом, который включает в себя следящую шестерню 18, свободно вращающуюся на сателлитом валу 15 и жестко связанную с силовой шестерней 14, причем следящая шестерня 18 контактирует с управляющей шестерней 19, свободно вращающейся на эксцентрике 20 сателлитного вала 15, при этом управляющая шестерня 19 с помощью не менее трех шарнирных опор 21 закреплена на направляющих 22 сегментов 23 аналогично закреплению опорной шестерни 6, а на сегментах 23 следяще-управляющего механизма закреплены опоры подшипников 24 шестерен 25, контактирующих с неподвижно закрепленной на корпусе шестерней 26 и соединенных с помощью валов 27 с устройством расцепления муфт 10, корпуса которых закреплены на одноименных сегментах 9 механизма формирования зубчатого контура. Передаточные числа вышеупомянутых зубчатых передач выбираются из условия обеспечения равенства угловых скоростей одноименных сегментов обоих упомянутых механизмов. Воздействие на устройство расцепления муфт может осуществляться (фиг. З) непосредственно сегментами 23 с помощью закрепленных на них клиновых выступов 28. The gear variator contains a housing 1 with bearing bearings 2, 3 for accommodating the leading 4 and driven 5 shafts, a mechanism for forming a gear contour of gearing of adjustable radius, which includes a support gear 6 of the internal gearing, which is equipped with at least three pivot bearings 7, not lying on one straight line, capable of moving in the radial direction in the guides 8 of the segments 9, which perform the function of kinematic communication and can rotate around the drive shaft, and on the segments 9 are fixed coupling couplings 10, the coupling shafts 11 of which are equipped with gears 12 engaged with the gear 13 fixedly mounted on the housing 1. The power gear 14 is in contact with the support gear 6, which rotates freely on the satellite shaft 15, which can radially move in the guides 16 of the master shaft. The hub of the power gear 14 can be directly connected to the driven shaft 5 by means of an intermediate shaft 17 with Hook joints or through gearing of additional gears. The necessary movement of the support gear to create a gear contour of adjustable radius is provided by the rotation of the coupling shafts 11 of the couplers 10, carried out by a follow-up mechanism, which includes a follower gear 18, freely rotating on the satellite shaft 15 and rigidly connected to the power gear 14, and the follower gear 18 is in contact with a control gear 19 that rotates freely on the eccentric 20 of the satellite shaft 15, while the control gear 19 is fixed to the head with at least three articulated bearings 21 22 22 segments 23 similar to the fixing of the support gear 6, and on the segments 23 of the follower-controlling mechanism, bearings of the gears 24 of the gears 25 are fixed, which are in contact with the gear 26 fixed on the housing and connected by means of the shafts 27 to the coupling decoupling device 10, the housings of which are fixed to the same segments 9 of the mechanism for forming a gear contour. The gear ratios of the aforementioned gears are selected from the condition of ensuring equal angular velocities of the same segments of both of the mentioned mechanisms. The impact on the clutch release device can be carried out (FIG. 3) directly by segments 23 using wedge protrusions 28 fixed to them.

Механизм формирования зубчатого контура может включать в себя (фиг. 4) опорную шестерню 6, снабженную внешним зубчатым венцом 29, контактирующим с шестернями 12, закрепленными на сцепных валах 11 муфт 10, корпуса которых размещены на кронштейнах 30, способных перемещаться в радиальном направлении в направляющих 31 корпуса 1. При этом управляющая шестерня 19 снабжена зубчатым венцом 32 и контактирует с шестернями 25, закрепленными на валу 27, которые размещены в подшипниковых опорах корпусов муфт и взаимодействуют с устройствами расцепления муфт, причем передаточное отношение вышеупомянутых зубчатых пар подбирается из условия равенства угловых скоростей шестерен 19 и 6. The mechanism for forming a gear contour may include (Fig. 4) a support gear 6 provided with an external gear rim 29 in contact with the gears 12 mounted on the coupling shafts 11 of the couplings 10, the housings of which are mounted on brackets 30 that can radially move in guides 31 of the housing 1. At the same time, the control gear 19 is equipped with a gear rim 32 and is in contact with the gears 25 mounted on the shaft 27, which are located in the bearings of the housings of the couplings and interact with the devices for coupling disengagement, cm above the gear ratio of the gear pairs is chosen from the condition that the angular velocities of the gears 19 and 6.

В частном случае, когда число зубцов опорной 6 и силовой 14 шестерен равно, зубчатое соединение между опорной 6 и управляющей 19 шестернями в виде жестко связанных между собой силовой 14 и следящей 18 шестерен вырождается в зубчатую муфту, при этом ведомый вал 5 непосредственно связан с управляющей шестерней 19 (не показано на фиг.). In the particular case, when the number of teeth of the supporting 6 and power 14 gears is equal, the gear connection between the supporting 6 and the control 19 gears in the form of power 14 and the tracking 18 gears rigidly interconnected degenerates into a gear coupling, while the driven shaft 5 is directly connected to the control gear 19 (not shown in FIG.).

Вариатор может быть снабжен рамами, соединяющими противоположные подвижные кронштейны 30 (не показаны на фиг.). The variator can be equipped with frames connecting the opposite movable arms 30 (not shown in FIG.).

В качестве сцепной муфты может применяться гидросцепная муфта (фиг.5), содержащая корпус 32 с размещенными внутри корпуса ротором 33 с лопастями 34, прижатыми к эксцентрично выполненной внутренней цилиндрической поверхности корпуса с проточками 35 и 36, ограничивающими зоны высокого и низкого давлений жидкости. Упомянутые зоны могут быть соединены или разобщены каналами 37 и 38 при угловом рассогласовании ротора 33 с валом 27, в котором выполнен канал 39. В канале 37 установлен обратный клапан 40, а ротор 33 выполнен вместе с валом 11, на котором жестко закреплена шестерня 12. As a coupling coupling, a hydraulic coupling can be used (Fig. 5), comprising a housing 32 with a rotor 33 with blades 34 located inside the housing, pressed against an eccentrically made inner cylindrical surface of the housing with grooves 35 and 36, limiting the zones of high and low liquid pressures. The mentioned zones can be connected or disconnected by channels 37 and 38 with an angular mismatch of the rotor 33 with the shaft 27 in which the channel 39 is made. In the channel 37 a check valve 40 is installed, and the rotor 33 is made together with the shaft 11, on which the gear 12 is rigidly fixed.

В качестве сцепной муфты может применяться фрикционная муфта (фиг.6), содержащая корпус 32 с размещенными внутри корпуса валом 11 с закрепленной на нем шестерней 12 и фрикционной тарелкой 41, поджимаемой к корпусу пружиной 42 и способной перемещаться относительно вала 11 в шлицах 43 при угловом рассогласовании вала 27 с тарелкой 41 за счет клинового соединения 44 тарелки с валом 27. Кроме того, между валом 11 и корпусом муфты 32 установлена обгонная муфта 45 (на каждой фрикционной муфте). As a coupling coupling, a friction clutch (Fig. 6) may be used, comprising a housing 32 with a shaft 11 located inside the housing with a gear 12 mounted thereon and a friction plate 41, pressed against the housing by a spring 42 and capable of moving relative to the shaft 11 in the splines 43 at an angular mismatch of the shaft 27 with the plate 41 due to the wedge connection 44 of the plate with the shaft 27. In addition, between the shaft 11 and the housing of the clutch 32 installed overrunning clutch 45 (on each friction clutch).

Вариатор работает следующим образом. При вращении ведущего вала 4 относительно оси O₄ (фиг.1,7) с сателлитным валом 15 силовая шестерня 14 с осью вращения O₁₄ и опорная шестерня 6 с осью вращения O₆ имеют точку зацепления K, которая вращается вокруг оси O₄, образовывая контур зацепления K_зц, радиус которого изменяется при изменении эксцентриситета ε за счет радиального смещения сателлитного вала 15 в направляющих 16 ведущего вала 4. В начальный момент вращения ведущего вала 4 с сателлитным валом 15 при наличии момента сопротивления ведомого вала 5, передающегося на силовую шестерню 14, в точке контакта K шестерен 14 и 6 возникает сила F. При этом в начальный момент обеспечивается отсутствие усилий в точке контакта К шестерен 18 и 19, что достигается, например, увеличенными люфтами в передачах следяще-управляющего механизма по сравнению с люфтами механизма формирования зубчатого контура, введением упругой связи в следяще-управляющем механизме или иным способом. Усилие F в точке зацепления K передается через шарнирные опоры 7 и направляющие 8 на сегменты 9 и через корпуса муфт 10, валы 11 и шестерни 12 замыкается на корпус через неподвижную шестерню 13. В итоге точка K оказывается неподвижной относительно корпуса и является мгновенным центром вращения для шестерен 14, 18 и для контактирующей с шестерней 18 шестерни 19. При дальнейшем движении шестерня 14 и связанная с ней шестерня 18 начинают вращаться относительно точки K, заставляя вращаться шестерню 19 вокруг эксцентрика 20 сателлитного вала 15. Движение шестерни 19 через шарнирные опоры 21, направляющие 22, сегменты 23, подшипниковые опоры 24, шестерни 25, вал 27, вал 11, шестерню 12 через корпус муфты 10, сегменты 9, шарнирные опоры 7 после выбора всех люфтов в передачах следяще-управляющего механизма и достижения деформаций, создающих достаточные усилия для движения устройств расцепления муфт, передается на шестерню 6, заставляя ее точно повторять движение шестерни 19, т. е. формировать зубчатый контур зацепления K_зц с неподвижной относительно корпуса точкой зацепления K, перемещаемой по контуру K_зц с угловой скоростью ведущего вала ω с передачей усилия зацепления шестерни 14 на корпус.The variator works as follows. When the drive shaft 4 rotates relative to the axis O ₄ (Fig. 1.7) with the satellite shaft 15, the power gear 14 with the axis of rotation O ₁₄ and the support gear 6 with the axis of rotation O ₆ have an engagement point K that rotates around the axis O ₄ , forming the engagement contour K _ss , whose radius changes when the eccentricity ε changes due to the radial displacement of the satellite shaft 15 in the guides 16 of the drive shaft 4. At the initial moment of rotation of the drive shaft 4 with the satellite shaft 15 in the presence of a resistance moment of the driven shaft 5 transmitted to the power gear 14 in t the contact point K of the gears 14 and 6 causes a force F. At the initial moment, there is no effort at the contact point K of the gears 18 and 19, which is achieved, for example, by increased backlash in the gears of the tracking-control mechanism in comparison with the backlash of the gear formation mechanism, the introduction of an elastic bond in a tracking-controlling mechanism or in another way. The force F at the engagement point K is transmitted through the hinge supports 7 and the guides 8 to the segments 9 and through the housing of the couplings 10, the shafts 11 and the gear 12 is locked to the housing through the fixed gear 13. As a result, the point K is fixed relative to the housing and is an instantaneous center of rotation for gears 14, 18 and for gear 19 in contact with gear 18. With further movement, gear 14 and gear 18 connected thereto begin to rotate relative to point K, forcing gear 19 to rotate around cam 20 of satellite shaft 15. Gear movement and 19 through the pivot bearings 21, the guides 22, the segments 23, the bearings 24, the gears 25, the shaft 27, the shaft 11, the gear 12 through the clutch housing 10, the segments 9, the pivot bearings 7 after selecting all the backlash in the gears of the tracking-control mechanism and achieve deformations create enough force to move the disengaging coupling device is transmitted to gear 6, causing it to exactly repeat movement pinion 19, ie. e. form the toothing contour K _zts with fixed relative to the housing K engagement point displaceable along the contour K _zts the corner capstan speed ω with the transmission gear 14, the engagement force on the housing.

Угловые скорости шестерен 14 и 6 определяются выражением
ω₁₄ = ω₄(r₆-r₁₄-ε)/r₁₄, ω₆ = ω₄ε/r₆,
где ω₁₄ - угловая скорость шестерни 14;
ω₄ - угловая скорость ведущего вала 4;
r₆ - радиус зацепления шестерни 6;
r₁₄ - радиус зацепления шестерни 14;
ε - эксцентриситет оси шестерни 6 относительно оси ведущего вала;
ω₆ - угловая скорость шестерни 6.The angular speeds of the gears 14 and 6 are determined by the expression
ω ₁₄ = ω ₄ (r ₆ -r ₁₄ -ε) / r ₁₄ , ω ₆ = ω ₄ ε / r ₆ ,
where ω ₁₄ is the angular velocity of the gear 14;
ω ₄ - the angular velocity of the drive shaft 4;
r ₆ is the gearing radius of the gear 6;
r ₁₄ is the radius of engagement of the gear 14;
ε is the eccentricity of the axis of the gear 6 relative to the axis of the drive shaft;
ω ₆ - the angular velocity of the gear 6.

При исполнении вариатора (фиг. 1) с соединением ведомого вала 5 с силовой шестерней 14 возможны следующие режимы работ. When performing the variator (Fig. 1) with the connection of the driven shaft 5 with the power gear 14, the following modes of operation are possible.

Если ε = 0 то ω₆ = 0, все детали вариатора неподвижны, кроме валов 2, 5, 15 и шестерен 14 и 18. Вариатор работает как одноступенчатый зубчатый редуктор с КПД, равным КПД одной пары шестерен (основной режим транспортных средств). При ε > 0, но ε < (r₆-r₁₄) (ось O₆ ниже оси O₄, а ось O₁₄ выше оси O₄ - фиг. 7) направление угловой скорости ведущего и ведомого валов противоположные. При ε = (r₆-r₁₄) (ось O₁₄ совпадает с осью O₄) угловая скорость ведомого вала 5 равна нулю, а крутящий момент на валу равен максимально допустимому (теоретически равен ∞).
Если ε > (r₆-r₁₄), то направление вращения ведомого вала совпадает с ведущим, т. е. осуществляется реверс вариатора. При этом от проворачивания шестерни 12 в обратном направлении предохраняет обратный клапан 40 или обгонная муфта 45.If ε = 0 then ω ₆ = 0, all the parts of the variator are stationary, except for shafts 2, 5, 15 and gears 14 and 18. The variator works as a single-stage gear reducer with an efficiency equal to the efficiency of one pair of gears (main mode of vehicles). When ε> 0, but ε <(r ₆ -r ₁₄ ) (the O ₆ axis is lower than the O ₄ axis, and the O ₁₄ axis is higher than the O ₄ axis - Fig. 7), the direction of the angular velocity of the driving and driven shafts is opposite. When ε = (r ₆ -r ₁₄ ) (the axis O ₁₄ coincides with the axis O ₄ ) the angular velocity of the driven shaft 5 is equal to zero, and the torque on the shaft is equal to the maximum allowable (theoretically equal to ∞).
If ε> (r ₆ -r ₁₄ ), then the direction of rotation of the driven shaft coincides with the leading one, i.e., the variator is reversed. At the same time from turning the gear 12 in the opposite direction protects the check valve 40 or freewheel 45.

При исполнении вариатора с соединением ведомого вала с управляющей шестерней 19, которая вращается со скоростью ω₆, возможны следующие режимы работ.When performing a variator with the connection of the driven shaft to the control gear 19, which rotates at a speed of ω ₆ , the following modes of operation are possible.

При ε > 0, направления вращения ведущего и ведомого валов совпадают, при ε < 0 (ось O₆ выше оси O₄ - фиг.7) направления вращения упомянутых валов противоположны, при ε = 0 все детали вариатора неподвижны за исключением валов 4, 15 и шестерен 14, 18, угловая скорость ведомого вала равна нулю, а крутящий момент на валу максимально допустимый (основной режим подъемно-транспортных механизмов).For ε> 0, the directions of rotation of the drive and driven shafts coincide, for ε <0 (the O ₆ axis is higher than the O ₄ axis - Fig. 7), the directions of rotation of the said shafts are opposite, at ε = 0 all parts of the variator are stationary except for the shafts 4, 15 and gears 14, 18, the angular velocity of the driven shaft is zero, and the torque on the shaft is the maximum allowable (main mode of hoisting-and-transport mechanisms).

При работе вариатора могут быть потери на трение в подвижных элементах, в т.ч. в сцепных муфтах. Но муфты, находящиеся в зоне контакта К, имеют нулевое или незначительное перемещение, а с противоположной стороны при максимальных перемещениях отсутствуют нагрузки, в результате чего КПД будет приближаться к КПД зубчатой передачи шестерен 6 и 14. During the operation of the variator, there may be friction losses in the moving elements, including in couplers. But the couplings located in the contact zone K have zero or slight displacement, and on the opposite side there are no loads at maximum displacements, as a result of which the efficiency will approach the efficiency of the gear transmission of gears 6 and 14.

При исполнении вариатора с радиальным перемещением муфт (фиг. 4) схема работы аналогична вышеприведенной. Усилие на корпус со стороны шестерни 6 передается через зубчатые венцы 29 на муфты 10, затем на кронштейн 30, направляющие 31, а вращение валов 27 обеспечивается от шестерен 19 через зубчатые венцы 32 и шестерни 25. When performing a variator with radial movement of the couplings (Fig. 4), the operation scheme is similar to the above. The force on the housing from the gear 6 side is transmitted through the gear rims 29 to the clutches 10, then to the bracket 30, the guides 31, and the rotation of the shafts 27 is provided from the gears 19 through the gear rims 32 and gears 25.

Claims

1. Toothed variator, comprising a housing with bearings for locating the drive and driven shafts, support and control gears mounted to rotate around the drive shaft with adjustable eccentricity and interconnected by gear means, one of the gears being connected to the driven shaft by hinges Hooke, and the second is connected to the housing by a mechanism for forming a gear contour of gearing of adjustable radius, characterized in that one of the gears is connected to the housing by gears, including gear couplings, gear couplings, kinematic couplings or clutch couplings and gear couplings, and the second gear is connected by gears or kinematic couplings with clutch disengagement gears, gear ratios selected from the condition of ensuring equal angular velocities of the mentioned gears.

2. The variator according to claim 1, characterized in that the support and control gears are pivotally connected to the guides for radial movement, which are mounted on at least three segments for each gear mounted in the housing with the possibility of rotation around the drive shaft and performing the function of kinematic communication moreover, all segments of different gears are interconnected in pairs by means of shafts, with gears mounted on one side of these shafts engaged with the gear fixedly mounted on the housing, and on the other hand, the shafts are connected to clutch release devices, the housings of which are fixed to the segments, and the shafts coupled to the clutch housings are equipped with gears engaged with another additional gear fixed to the housing.

3. The variator according to claim 1, characterized in that the gearing between the support and control gears is carried out by means of one or two gears rigidly interconnected, in contact with the said gears by internal or external gearing and freely mounted on the satellite shaft, mounted to move in radial direction in the guides of the drive shaft.

4. The variator according to claim 1, characterized in that the support and control gears are equipped with external gears in contact with the gears, some of which are mounted on the coupling shafts of the couplings, and the shafts of the other gears are connected to the clutch release devices, and the clutch housings are installed with the possibility their radial movement in the guides of the variator housing.

5. The variator according to claim 1, characterized in that hydraulic couplers are used as couplers, and check valves are installed in the lines between the high and low pressure zones.

6. The variator according to claim 1, characterized in that friction clutches are used as couplers, and overrunning clutches are installed between the shaft and the housing of each friction clutch.

7. The variator according to claim 2, characterized in that the segments of the supporting gear are equipped with coupling couplings, and the segments of the control gear of the same name contact directly with the clutch release devices.