RU2163317C2 - Automatic stepless mechanical gearing - Google Patents
Automatic stepless mechanical gearing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2163317C2 RU2163317C2 RU99120137/28A RU99120137A RU2163317C2 RU 2163317 C2 RU2163317 C2 RU 2163317C2 RU 99120137/28 A RU99120137/28 A RU 99120137/28A RU 99120137 A RU99120137 A RU 99120137A RU 2163317 C2 RU2163317 C2 RU 2163317C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inertial
- wheel
- shaft
- brake device
- differential
- Prior art date
Links
Landscapes
- Structure Of Transmissions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортном машиностроении и станкостроении. The invention relates to mechanical engineering and can be used in transport engineering and machine tools.
Известна инерционная автоматическая бесступенчатая передача, содержащая соосные входной и выходной валы, инерционное тормозное устройство, состоящее из ведущего и опорного элементов, механически взаимодействующих при помощи включенных в состав инерционного тормозного устройства инерционных грузов, которые установлены при помощи водила на валу инерционного тормозного устройства с возможностью вращения вместе с этим валом, дифференциал, один из концевых валов которого связан с инерционным тормозным устройством, два других - с входным и выходным валами (см. патент РФ N 2072718, МПК F 16 H 33/10, F 16 H 3/74, 1997 г.). Known inertial automatic continuously variable transmission containing coaxial input and output shafts, inertial braking device, consisting of the leading and supporting elements, mechanically interacting with the inertial loads included in the inertia braking device, which are mounted with a carrier on the shaft of the inertial braking device with rotation along with this shaft, a differential, one of the end shafts of which is connected to an inertial brake device, the other two to the input and an output shaft (see. RF Patent N 2072718, IPC F 16 H 33/10, F 16 H 3/74, 1997 YG).
Наиболее близким по совокупности признаков техническим решением к заявленной передаче является автоматическая бесступенчатая механическая передача, содержащая соосные входной и выходной валы, инерционное тормозное устройство, содержащее ведущий и опорный элементы, механически взаимодействующие при помощи включенных в состав инерционного тормозного устройства инерционных грузов, которые установлены на ведущем валу инерционного тормозного устройства с возможностью вращения вместе с этим валом, дифференциал, водило которого закреплено на входном валу и выполнено в виде радиальных осей, на которых установлены с возможностью вращения сателлиты, которые входят в зацепление с размещенными по разные стороны от указанных радиальных осей центральными колесами дифференциала, одно из которых закреплено на полом ведущем валу инерционного тормозного устройства и воспринимает от него тормозящий вращающий момент, а второе центральное колесо закреплено на выходном валу, полый ведущий вал инерционного тормозного устройства установлен коаксиально с выходным валом (см. патент РФ N 2109188, МПК F 16 H 33/10, F 16 H 3/74, 1998 г.). The closest set of features to the technical solution to the claimed transmission is an automatic continuously variable mechanical transmission containing coaxial input and output shafts, an inertial braking device containing a leading and supporting elements mechanically interacting with the inertial loads included in the inertial brake device, which are mounted on the leading the shaft of the inertial brake device with the possibility of rotation together with this shaft, the differential, the carrier of which is fixed leno on the input shaft and is made in the form of radial axes on which the satellites are mounted for rotation, which are engaged with central differential wheels located on opposite sides of the indicated radial axes, one of which is mounted on the hollow drive shaft of the inertial brake device and receives braking torque, and the second central wheel is mounted on the output shaft, the hollow drive shaft of the inertial brake device is installed coaxially with the output shaft (see RF patent N 2109188, IPC F 16 H 33/10, F 16 H 3/74, 1998).
У этой автоматической бесступенчатой механической передачи верхним пределом повышения частоты вращения выходного вала является режим работы при неподвижном ведущем элементе инерционного тормозного устройства, когда инерционные грузы на своем водиле и вместе с ним не вращаются и не передают на первое центральное колесо дифференциала тормозящий момент силы. При этом не передается вращающий момент и на выходной вал. С уменьшением частоты вращения водила инерционных грузов и приближением к указанному верхнему пределу частоты вращения выходного вала соответственно уменьшается КПД и эффективность использования мощности применяемого двигателя. In this automatic stepless mechanical transmission, the upper limit for increasing the output shaft rotation frequency is the mode of operation with the fixed leading element of the inertial brake device, when the inertial loads on their carrier and together with it do not rotate and do not transmit the braking torque to the first central differential wheel. In this case, the torque is not transmitted to the output shaft either. With a decrease in the rotational speed of the carrier of inertial loads and approaching the specified upper limit of the rotational speed of the output shaft, the efficiency and efficiency of using the power of the engine used accordingly decreases.
Предлагаемое изобретение обеспечивает достижение технического результата, который заключается в повышении КПД и эффективности использования мощности применяемого двигателя при большой частоте вращения выходного вала, расширении диапазона автоматического регулирования передаваемого вращающего момента в интервале частот вращения выходного вала от нулевой до максимального значения. Это в конечном итоге обеспечивает более экономное расходование моторного топлива и при этом уменьшает вредное экологическое воздействие на окружающую среду применяемых двигателей внутреннего сгорания. Одновременно с этим упрощается управление транспортной машиной и обеспечивается возможность ее торможения при помощи двигателя. The present invention ensures the achievement of a technical result, which consists in increasing the efficiency and efficiency of using the power of the engine used at a high speed of the output shaft, expanding the range of automatic control of the transmitted torque in the range of output speeds from zero to maximum. This ultimately provides a more economical consumption of motor fuel and at the same time reduces the harmful environmental impact on the environment of the internal combustion engines used. At the same time, the control of the transport machine is simplified and the possibility of its braking by the engine is provided.
Указанный технический результат достигается тем, что в автоматической бесступенчатой механической передаче, содержащей соосные входной и выходной валы, инерционное тормозное устройство, содержащее ведущий и опорный элементы, механически взаимодействующие при помощи включенных в состав инерционного тормозного устройства инерционных грузов, которые установлены на ведущем валу инерционного тормозного устройства с возможностью вращения вместе с этим валом, дифференциал, водило которого закреплено на входном валу и выполнено в виде радиальных осей, на которых установлены с возможностью вращения сателлиты, которые входят в зацепление с размещенными по разные стороны от указанных радиальных осей центральными колесами дифференциала, одно из которых закреплено на полом ведущем валу инерционного тормозного устройства и воспринимает от него тормозящий вращающий момент, а второе центральное колесо закреплено на выходном валу, полый ведущий вал инерционного тормозного устройства установлен коаксиально с входным валом, согласно изобретению опорный элемент выполнен в виде опорного колеса, ось которого расположена в корпусе автоматической бесступенчатой механической передачи в одной плоскости с входным валом, а само опорное колесо находится в зацеплении с ведущим и ведомым колесами инерционного тормозного устройства с обеспечением их вращения в противоположных направлениях, при этом указанное ведущее колесо установлено на входном валу, а ведомое колесо - на полом промежуточном валу инерционного тормозного устройства, этот промежуточный вал установлен коаксиально с входным валом и соединен с инерционными грузами с возможностью механического взаимодействия и относительного движения указанного промежуточного вала и инерционных грузов. The specified technical result is achieved in that in an automatic continuously variable mechanical transmission containing coaxial input and output shafts, an inertial braking device containing a leading and supporting elements mechanically interacting with the inertial weights included in the inertia brake device, which are mounted on the inertia brake drive shaft devices with the possibility of rotation together with this shaft, differential, the carrier of which is mounted on the input shaft and made in the form of axial axes on which satellites are mounted for rotation, which engage with central differential wheels placed on opposite sides of the indicated radial axes, one of which is fixed to the hollow drive shaft of the inertial braking device and receives braking torque from it, and the second central the wheel is fixed on the output shaft, the hollow drive shaft of the inertial brake device is mounted coaxially with the input shaft, according to the invention, the support element is made in the form the support wheel, the axis of which is located in the case of an automatic continuously variable mechanical transmission in the same plane with the input shaft, and the support wheel itself is engaged with the drive and driven wheels of the inertial brake device to ensure their rotation in opposite directions, while the drive wheel is mounted on the input the shaft, and the driven wheel - on the hollow intermediate shaft of the inertial brake device, this intermediate shaft is mounted coaxially with the input shaft and is connected to the inertial cargoes with the possibility of mechanical interaction and relative motion of the specified intermediate shaft and inertial loads.
На промежуточном валу инерционного тормозного устройства установлено центральное зубчатое коническое колесо, которое находится в зацеплении с сателлитами инерционного тормозного устройства, соосно жестко соединенными с инерционными грузами, выполненными в виде маховиков, которые совместно с сателлитами размещены с возможностью вращения на радиальных осях водила инерционного тормозного устройства, это водило является ведущим элементом и установлено на ведущем валу инерционного тормозного устройства, что обеспечивает соединение промежуточного вала, инерционных грузов и ведущего вала инерционного тормозного устройства с возможностью их механического взаимодействия и относительного движения, при этом обеспечивается одновременное вращение маховиков и сателлитов относительно точки пересечения двух перпендикулярных осей - оси передачи и своих осей, установленных на водиле, что обеспечивает создание момента количества движения маховиков и сателлитов в виде векторной величины с постоянным принудительным изменением направления этих векторов, что создает тормозящий момент силы на центральном колесе дифференциала, закрепленном на полом ведущем валу инерционного тормозного устройства, и обеспечивает передачу вращающего момента от входного вала на выходной вал при любых режимах работы, в том числе при одинаковой частоте вращения этих валов. On the intermediate shaft of the inertial braking device, a central bevel gear is installed, which is meshed with the inertial brake device satellites coaxially rigidly connected to inertial loads made in the form of flywheels, which together with the satellites are rotatably mounted on the radial axes of the carrier of the inertial brake device, this carrier is the driving element and is installed on the drive shaft of the inertial braking device, which provides the connection of the intermediate shaft, inertial loads and the drive shaft of the inertial brake device with the possibility of their mechanical interaction and relative motion, this ensures the simultaneous rotation of the flywheels and satellites relative to the intersection point of two perpendicular axes - the transmission axis and its axes mounted on the carrier, which ensures the creation of a moment of quantity the movement of the flywheels and satellites in the form of a vector quantity with a constant forced change in the direction of these vectors, which creates a slowdown The second moment of force on the central wheel of the differential, mounted on the hollow drive shaft of the inertial braking device, ensures the transfer of torque from the input shaft to the output shaft under any operating conditions, including the same speed of rotation of these shafts.
Каждый из сателлитов дифференциала выполнен в виде жестко соосно соединенных между собой в единый блок двух зубчатых конических колес, одно из которых находится в зацеплении с центральным колесом дифференциала, закрепленным на полом ведущем валу инерционного тормозного устройства, а другое колесо входит в зацепление со вторым центральным колесом дифференциала, закрепленным на выходном валу, при этом передаточные отношения этих пар зацепляющихся колес имеют разную величину. Each of the differential gears is made in the form of two bevel gears rigidly coaxially connected to each other, one of which is meshed with the central differential wheel mounted on the hollow drive shaft of the inertial brake device, and the other wheel is engaged with the second central wheel differential mounted on the output shaft, while the gear ratios of these pairs of engaging wheels have different values.
Как вариант устройства, каждый из сателлитов дифференциала выполнен в виде одного зубчатого колеса и находится в зацеплении с обоими центральными колесами дифференциала, размещенными по разные стороны от осей сателлитов. As a variant of the device, each of the differential gears is made in the form of one gear wheel and is engaged with both central differential gears located on different sides of the axles of the gears.
Опорное колесо выполнено цилиндрическим, ось его размещена параллельно входному валу и оно находится в зацеплении с цилиндрическими ведущим и ведомым колесами инерционного тормозного устройства, при этом одно из этих колес имеет внутреннее зацепление, а другое колесо - внешнее зацепление с опорным колесом. The support wheel is cylindrical, its axis is parallel to the input shaft and it is meshed with the cylindrical drive and driven wheels of the inertial braking device, while one of these wheels has internal gearing and the other wheel has external gearing with the support wheel.
Как вариант устройства, опорное колесо, ведущее и ведомое колеса инерционного тормозного устройства выполнены коническими с внешним зацеплением и при этом ось опорного колеса размещена под углом, например перпендикулярно, к входному валу. As a variant of the device, the support wheel, the drive wheel and the driven wheel of the inertial brake device are conical with external gearing and the axis of the support wheel is placed at an angle, for example perpendicular to the input shaft.
Каждый сателлит инерционного тормозного устройства и маховик выполнены как единая деталь в виде массивного сателлита. Each satellite of the inertial brake device and the flywheel are made as a single part in the form of a massive satellite.
Входной и выходной валы связаны механизмом свободного хода, ведущая обойма которого установлена на выходном валу, а обойма - на входном валу. The input and output shafts are connected by a freewheeling mechanism, the leading clip of which is mounted on the output shaft, and the clip - on the input shaft.
Указанные существенные признаки, характеризующие изобретение, обеспечивают достижение заданного технического результата по сравнению с принятым прототипом за счет применения опорного колеса, установленного в корпусе передачи с возможностью вращения, которое является промежуточным для ведущего и ведомого колес инерционного тормозного устройства и обеспечивает вращение промежуточного вала инерционного тормозного устройства с инерционными грузами в противоположном направлении по отношению к входному валу. Это позволяет передавать тормозящий момент силы на первое центральное колесо дифференциала, а соответственно и вращающий момент на выходной вал при различных режимах работы, в том числе при неподвижном ведущем вале инерционного тормозного устройства. These essential features characterizing the invention ensure the achievement of a given technical result in comparison with the adopted prototype due to the use of a support wheel mounted in the transmission housing with the possibility of rotation, which is intermediate for the drive and driven wheels of the inertial brake device and provides rotation of the intermediate shaft of the inertial brake device with inertial weights in the opposite direction with respect to the input shaft. This allows you to transfer the braking torque to the first central wheel of the differential, and accordingly the torque to the output shaft under various operating conditions, including when the drive shaft is stationary, the inertia braking device.
Существенным достоинством передачи являются обеспечение автоматического бесступенчатого трансформирования в широком диапазоне передаваемого вращающего момента в зависимости от нагрузки на выходном валу, создание максимального по величине вращающего момента на неподвижном (заторможенном нагрузкой или при начале движения) выходном валу, возможность автоматического торможения рабочей машины при помощи выключенного двигателя (например, при движении машины под уклон), возможность запуска двигателя с применением буксировки машины. A significant advantage of the transmission is the provision of automatic stepless transformation in a wide range of transmitted torque depending on the load on the output shaft, the creation of the maximum torque on a fixed output shaft (braked by the load or when starting to move), and the possibility of automatic braking of the working machine with the engine turned off (for example, when the machine is moving downhill), the ability to start the engine using towing the machine.
На чертеже дан общий вид автоматической бесступенчатой передачи с показом всех ее элементов и отличительных признаков, характеризующих изобретение. The drawing shows a General view of an automatic continuously variable transmission showing all its elements and distinguishing features that characterize the invention.
Автоматическая бесступенчатая механическая передача содержит соосные входной 1 и выходной 2 валы, инерционное тормозное устройство и дифференциал. Automatic stepless mechanical transmission contains coaxial input 1 and output 2 shafts, an inertial brake device and a differential.
Инерционное тормозное устройство содержит полые ведущий 3 и промежуточный 4 валы, которые установлены коаксиально с входным валом 1 передачи. На одном конце ведущего вала 3 установлено водило инерционного тормозного устройства, которое является ведущим элементом и выполнено в виде радиальных осей 5, на которых размещены сателлиты в виде конических зубатых колес 6, жестко соосно соединенных с инерционными грузами, выполненными в виде маховиков 7, которые совместно с сателлитами имеют возможность свободного вращения на радиальных осях 5 водила. На другом конце ведущего вала 3 инерционного тормозного устройства установлено одно (первое) из центральных колес 8 дифференциала. The inertial brake device comprises hollow drive 3 and intermediate 4 shafts that are installed coaxially with the input shaft 1 of the transmission. An inertial braking device has been installed on one end of the drive shaft 3, which is the leading element and is made in the form of radial axles 5, on which the satellites are placed in the form of bevel gears 6, rigidly coaxially connected to inertial loads made in the form of flywheels 7, which together with satellites have the possibility of free rotation on the radial axes of 5 carrier. At the other end of the drive shaft 3 of the inertial brake device is installed one (first) of the Central wheels 8 of the differential.
Как вариант выполнения, каждый сателлит 6 инерционного тормозного устройства и маховик 7 сделаны как единая деталь в виде массивного сателлита. As an embodiment, each satellite 6 of the inertial braking device and flywheel 7 are made as a single part in the form of a massive satellite.
Опорный элемент автоматической бесступенчатой механической передачи, входящий в состав инерционного тормозного устройства, выполнен в виде зубчатого опорного колеса 9, ось которого расположена в корпусе 10 передачи в одной плоскости с входным валом 1. В данном случае опорное колесо 9 выполнено цилиндрическим, ось его размещена параллельно входному валу 1 и оно находится в зацеплении с ведущим 11 и ведомым 12 колесами инерционного тормозного устройства, при этом ведущее колесо 11 имеет внутреннее зацепление, а ведомое колесо 12 - внешнее зацепление с опорным колесим 9. Как вариант устройства, все указанные колеса 9, 11, и 12 выполнены коническими с внешним зацеплением и при этом ось опорного колеса расположена под углом, например перпендикулярно, к входному валу 1. В связи с тем, что опорное колесо 9 является промежуточным, ведущее и ведомое колеса вращаются в противоположных направлениях. Ведущее колесо 11 установлено на входном валу 1, а ведомое колесо 12 - на конце полого промежуточного вала 4. На другом конце промежуточного вала 4 установлено центральное зубчатое коническое колесо 13 инерционного тормозного устройства, которое находится в зацеплении с сателлитами 6 инерционного тормозного устройства. The support element of an automatic continuously variable mechanical transmission, which is part of the inertial brake device, is made in the form of a gear support wheel 9, the axis of which is located in the gear housing 10 in the same plane with the input shaft 1. In this case, the support wheel 9 is cylindrical, its axis is parallel input shaft 1 and it is engaged with the drive 11 and driven 12 wheels of the inertial braking device, while the drive wheel 11 is internally engaged, and the driven wheel 12 is an external engagement support wheel 9. As a variant of the device, all of these wheels 9, 11, and 12 are conical with external gearing and the axis of the support wheel is located at an angle, for example perpendicular to the input shaft 1. Due to the fact that the support wheel 9 is intermediate, the driving and driven wheels rotate in opposite directions. The drive wheel 11 is mounted on the input shaft 1, and the driven wheel 12 is on the end of the hollow countershaft 4. At the other end of the countershaft 4, a central bevel gear 13 of the inertia brake device is engaged, which is engaged with the satellites 6 of the inertia brake device.
На входном валу 1 установлено водило дифференциала в виде радиальных осей 14, на которых установлены с возможностью свободного вращения сателлиты, каждый из которых выполнен в виде жестко соосно соединенных между собой в единый блок двух зубчатых конических колес 15, 16. Одно из этих колес 15 находится в зацеплении с центральным колесом 17 дифференциала, закрепленным на выходном валу 2, а другое колесо 16 входит в зацепление с центральным колесом 8 дифференциала, закрепленным на полом валу 3 инерционного тормозного устройства. Передаточные отношения этих пар зацепляющихся колес 15, 17 и 16, 8 имеют разную величину. A differential carrier is mounted on the input shaft 1 in the form of radial axes 14, on which satellites are mounted with free rotation, each of which is made in the form of two bevel gears 15, 16 rigidly coaxially connected to each other in one unit. One of these wheels 15 is meshed with the central differential wheel 17 mounted on the output shaft 2, and the other wheel 16 is engaged with the central differential wheel 8 mounted on the hollow shaft 3 of the inertial brake device. The gear ratios of these pairs of engaging wheels 15, 17 and 16, 8 are of different sizes.
Как вариант устройства, каждый из сателлитов дифференциала выполнен в виде одного зубчатого колеса и находится в зацеплении с обоими центральными колесами 8 и 17, размещенными по разные стороны от осей 14 сателлитов. As a variant of the device, each of the differential gears is made in the form of one gear wheel and is engaged with both central wheels 8 and 17, located on different sides of the axles 14 of the satellites.
Входной 1 и выходной 2 валы связаны механизмом свободного хода 18, ведущая обойма которого установлена на выходном валу, а ведомая обойма - на входном валу. The input 1 and output 2 shafts are connected by a freewheeling mechanism 18, the leading clip of which is mounted on the output shaft, and the driven clip - on the input shaft.
Автоматическая бесступенчатая механическая передача работает следующим образом. Automatic stepless mechanical transmission operates as follows.
При вращении входного вала 1 вместе с установленными на нем водилом дифференциала с его радиальными осями 14 и ведущим колесом 11 инерционного тормозного устройства и неподвижном выходном вале 2 с установленным на нем центральным колесом 17 дифференциала в связи с приложенной к этому валу нагрузкой или началом вращения из неподвижного положения каждое внешнее колесо 15 блока сателлитов дифференциала, находящееся в зацеплении с указанным неподвижным центральным колесом 17, обкатывается по этому колесу и вращается относительно своей оси 14. Жестко связанное с внешним колесом 15 внутреннее колесо 16 блока сателлитов приводит во вращение с увеличенной частотой связанное с ним первое центральное колесо 8 дифференциала и жестко связанные с ним ведущий вал 3 и водило 5 инерционного тормозного устройства. При этом ведущий вал и водило 5 вращаются в одном направлении с входным валом 1. When the input shaft 1 is rotated together with the differential carrier mounted on it with its radial axes 14 and the inertial brake device drive wheel 11 and the stationary output shaft 2 with the central differential wheel 17 mounted on it due to the load applied to this shaft or the start of rotation from the stationary each outer wheel 15 of the differential gear block, which is meshed with said fixed central wheel 17, rolls around this wheel and rotates about its axis 14. The inner wheel 16 of the satellite block, tightly coupled to the outer wheel 15, rotates with an increased frequency the first central differential wheel 8 connected to it and the drive shaft 3 and carrier 5 of the inertial braking device rigidly connected to it. In this case, the drive shaft and the carrier 5 rotate in the same direction with the input shaft 1.
В то же время закрепленное на входном 1 ведущее колесо 11 инерционного тормозного устройства через промежуточное опорное колесо 9 и ведомое колесо 12 инерционного тормозного устройства приводит во вращение промежуточный вал 4 и установленное на нем центральное колесо 13 инерционного тормозное устройства в противоположном направлении относительно входного вала 1, первого центрального колеса 8 дифференциала, ведущего вала 3 и установленного на нем водила 5 инерционного тормозного устройства. Частота вращения центрального колеса 13 инерционного тормозного устройства зависит только от частоты вращения входного вала 1 с учетом передаточного отношения ведущего 11 и ведомого 12 колес. При этом сателлиты 6 вместе с маховиками 7 совершают вращательное движение при любом режиме работы передачи. At the same time, the drive wheel 11 of the inertial brake device fixed to the input 1 through the intermediate support wheel 9 and the drive wheel 12 of the inertia brake device rotates the intermediate shaft 4 and the central wheel 13 of the inertia brake device mounted on it in the opposite direction relative to the input shaft 1, the first Central wheel 8 of the differential, the drive shaft 3 and mounted on it drove 5 inertial braking device. The frequency of rotation of the central wheel 13 of the inertial brake device depends only on the frequency of rotation of the input shaft 1, taking into account the gear ratio of the drive 11 and the driven 12 wheels. At the same time, the satellites 6 together with the flywheels 7 rotate in any mode of transmission operation.
Следовательно, при неподвижном выходном вале 2 сателлиты 6 и грузы в виде маховиков 7 совершают вращение с максимальной частотой одновременно вокруг двух осей - оси передачи О-О и осей О1-О1 сателлитов, что равнозначно вращению их относительно точки O1 пересечения этих осей.Therefore, when the output shaft 2 is stationary, the satellites 6 and the loads in the form of flywheels 7 rotate at a maximum frequency simultaneously around two axes — the transmission axis O-O and the axes O 1 -O 1 of the satellites, which is equivalent to rotating them relative to the point O 1 of the intersection of these axes .
Известно, что вращающееся тело имеет определенный момент количества движения, который проявляется с соблюдением фундаментального (всеобщего) физического закона сохранения, согласно которому момент количества движения может быть изменен только под действием внешних сил. Известно также, что момент количества движения при вращении тела относительно точки является векторной величиной и направление вектора совпадает с направлением оси вращения непосредственно тела, в данном случае с направлением оси О1-О1 сателлитов. Но поскольку ось О1-О1 сателлитов совершает вращение вокруг оси О-О передачи, направление вектора момента количества движения сателлитов 6 и маховиков 7 постоянно изменяется.It is known that a rotating body has a certain moment of momentum, which manifests itself in compliance with the fundamental (universal) physical conservation law, according to which the moment of momentum can only be changed under the influence of external forces. It is also known that the angular momentum during rotation of the body relative to the point is a vector quantity and the direction of the vector coincides with the direction of the axis of rotation of the body itself, in this case, with the direction of the axis O 1 -O 1 of the satellites. But since the axis O 1 -O 1 of the satellites rotates around the O-O axis of transmission, the direction of the angular momentum vector of the satellites 6 and flywheels 7 is constantly changing.
Известно, что действия над векторами являются отражением соответствующих действий над векторными величинами, а векторные величины являются равными, если совпадают их числовые значения и направления. Исходя из этого, при указанном вращении сателлитов и маховиков относительно двух осей одновременно их моменты количества движения принудительно изменяются под воздействием в конечном итоге вращающего момента, передаваемого входным валом 1, и момента сопротивления, приложенного к выходному валу 2. Проявление при этом закона сохранения противодействует вращению водила 5 инерционного тормозного устройства вокруг оси О-О передачи, которое стремится сохранить свое стабильное положение. В связи с этим водило и его радиальные оси играют роль опоры для передачи вращения и вращающего момента при помощи сателлитов 15, 16 дифференциала и первого центрального колеса 8 на второе центральное колесо 17 дифференциала и далее - на выходной вал 2. При этом внешней опорой для торможения водила 5 инерционного тормозного устройства и обеспечения при этом передачи и преобразования вращающего момента является корпус передачи 10, в котором размещена ось опорного колеса 9. It is known that actions on vectors are a reflection of the corresponding actions on vector quantities, and vector quantities are equal if their numerical values and directions coincide. Based on this, with the indicated rotation of the satellites and flywheels relative to the two axes, their angular momenta simultaneously change forcibly under the influence of the torque transmitted by the input shaft 1 and the resistance moment applied to the output shaft 2. The manifestation of the conservation law counteracts the rotation drove 5 inertial braking devices around the axis O-O transmission, which seeks to maintain its stable position. In this regard, the carrier and its radial axes play the role of a support for transmitting rotation and torque using the satellites 15, 16 of the differential and the first central wheel 8 to the second central differential wheel 17 and then to the output shaft 2. In this case, the external support for braking drove 5 inertial braking device and ensure the transmission and conversion of torque is the gear housing 10, in which the axis of the support wheel 9 is located.
В зависимости от передаточных отношений применяемых пар колес 15, 17 и 16, 8, входящих соответственно в состав блока сателлитов и относящихся к центральным колесам дифференциала, на выходной вал 2 передается вращающий момент, величина которого может быть больше, чем на входном валу 1. Depending on the gear ratios of the applied pairs of wheels 15, 17 and 16, 8, which are part of the satellite block and related to the central wheels of the differential, respectively, a torque is transmitted to the output shaft 2, the value of which can be greater than that on the input shaft 1.
Возможность автоматического трасформирования передаваемого вращающего момента в зависимости от нагрузки на выходном валу 2 определяется моментом торможения водила 5 инерционного тормозного устройства (как опоры для первого центрального колеса 8 дифференциала при передаче момента от входного вала 1 через дифференциал на выходной вал 2) при вращении этого водила относительно оси передачи О-О, и величина указанного момента торможения зависит от совокупной массы сателлитов 6 и маховиков 7 и частоты их вращения одновременно вокруг оси О1-О1 водила 5 инерционного тормозного устройства и оси О-О передачи. В свою очередь частота этих вращений, при неизменной частоте вращений входного вала 1, находится в обратной зависимости от частоты вращения второго центрального колеса 17 дифференциала. Отсюда следует вывод, что величина передаваемого вращающего момента зависит от величины разности в частотах вращения входного 1 и выходного 2 валов и соответственно от величины разности частот вращения первого 8 и второго 17 центральных колес дифференциала.The ability to automatically transform the transmitted torque depending on the load on the output shaft 2 is determined by the braking moment of the carrier 5 of the inertial brake device (as supports for the first central wheel 8 of the differential when transmitting torque from the input shaft 1 through the differential to the output shaft 2) when this carrier rotates relative to the transmission axis O-O, and the magnitude of the indicated braking torque depends on the total mass of the satellites 6 and flywheels 7 and the frequency of their rotation simultaneously around the axis O 1 -O 1 drove 5 inertial braking devices and axis O-O transmission. In turn, the frequency of these rotations, at a constant speed of the input shaft 1, is inversely dependent on the speed of the second central differential wheel 17. It follows that the magnitude of the transmitted torque depends on the magnitude of the difference in the rotational frequencies of the input 1 and output 2 shafts and, accordingly, on the magnitude of the difference in the rotational frequencies of the first 8 and second 17 central differential wheels.
Максимальная величина передаваемого вращающего момента будет при неподвижном (заторможенном нагрузкой) выходном вале 2, поскольку при этом первое центральное колесо 8 дифференциала и водило 5 инерционного тормозного устройства вращаются вокруг оси О-О передачи, сателлиты 6 и маховики 7 инерционного тормозного устройства - вокруг осей О1-О1 водила 5, а в совокупности - относительно центральной точки О1 пересечения этих осей, с наибольшей частотой, что обеспечивает наиболее интенсивное и максимальное по величине изменение их моментов количества движения.The maximum transmitted torque will be at a fixed (braked by load) output shaft 2, since the first central differential wheel 8 and the carrier 5 of the inertial brake device rotate around the transmission axis O-O, satellites 6 and the flywheel 7 of the inertial brake device around the O axes 1 -O 1 carrier 5 and, in conjunction - with respect to the central point O 1 of intersection of these axes, with the highest frequency that provides the most intensive and the maximum magnitude of change in their moments quant ARISING movement.
Выходной вал 2 под воздействием передаваемого на него вращающего момента, преодолевая приложенную к нему нагрузку, приводится во вращения. С увеличением частоты вращения выходного вала 2 и установленного на нем центрального колеса 17 дифференциала уменьшается частота вращения первого центрального колеса 8 дифференциала, ведущего вала 3, водила 5, сателлитов 6 и маховика 7 инерционного тормозного устройства с соответствующим уменьшением интенсивности изменения величины и направления векторов момента количества движения сателлитов 6 и маховиков 7. Это приводит к такому же по величине изменению величины передаваемого на выходной вал 2 вращающего момента, поскольку, исходя из свойства дифференциала, вращающие моменты на его центральных колесах 8 и 17 всегда равны. The output shaft 2 under the influence of the torque transmitted to it, overcoming the load applied to it, is driven into rotation. With an increase in the speed of the output shaft 2 and the central differential wheel 17 mounted on it, the frequency of rotation of the first central wheel 8 of the differential, the drive shaft 3, the carrier 5, the satellites 6 and the flywheel 7 of the inertial braking device decreases with a corresponding decrease in the intensity of the change in the magnitude and direction of the quantity moment vectors the motion of the satellites 6 and the flywheels 7. This leads to the same magnitude change in the magnitude of the torque transmitted to the output shaft 2, since, based on Differential-keeping, the torque on its central wheels 8 and 17 are always equal.
В отличие от принятого прототипа и как преимущество перед ним при неподвижных ведущем вале 3 и водиле 5 инерционного тормозного устройства (а следовательно, при максимальной частоте вращения выходного вала 2) сателлиты 6 и маховики 7 инерционного тормозного устройства вращаются в связи с вращением ведущего колеса 11 и связанного с ним центрального колеса 13 инерционного тормозного устройства. С учетом этого, при любом режиме работы передачи на первое центральное колесо 8 дифференциала передается тормозящий момент силы, что, исходя из свойства дифференциала, обеспечивает передачу вращающего момента на второе центральное колесо 17 дифференциала и выходной вал 2. In contrast to the adopted prototype and as an advantage over it with the stationary drive shaft 3 and carrier 5 of the inertial brake device (and therefore, at the maximum rotation frequency of the output shaft 2), the satellites 6 and the flywheels 7 of the inertial brake device rotate due to the rotation of the drive wheel 11 and the associated Central wheel 13 of the inertial brake device. With this in mind, in any mode of operation of the transmission, the braking torque is transmitted to the first central differential wheel 8, which, based on the properties of the differential, ensures the transmission of torque to the second central differential wheel 17 and the output shaft 2.
Следовательно, данная автоматическая бесступенчатая механическая передача обеспечивает бесступенчатое изменение передаваемого на выходной вал 2 вращающего момента, а также частоты его вращения. При этом максимальный по величине вращающий момент передается на выходной вал, остановленный приложенной к нему нагрузкой. Величина этого момента зависит помимо указанных выше условий также и от передаточных отношений пар колес 15, 17 и 16, 8 дифференциала и может быть выше вращающего момента, передаваемого входным валом 1. Therefore, this automatic stepless mechanical transmission provides a stepless change in the torque transmitted to the output shaft 2, as well as its rotational speed. In this case, the maximum torque is transmitted to the output shaft, stopped by the load applied to it. The magnitude of this moment depends, in addition to the above conditions, also on the gear ratios of the pairs of differential wheels 15, 17 and 16, 8 and may be higher than the torque transmitted by the input shaft 1.
В варианте передачи, когда каждый из сателлитов дифференциала выполнен в виде одного колеса, входящего в зацепление с обоими центральными колесами 8 и 17, упрощается устройство, однако указанное выше дополнительное изменение величины передаваемого вращающего момента не производится. In the transmission variant, when each of the differential gearboxes is made in the form of a single wheel engaged with both central wheels 8 and 17, the device is simplified, however, the above-mentioned additional change in the magnitude of the transmitted torque is not made.
Применение цилиндрических или конических опорного 9, ведущего 11 и ведомого 12 колес инерционного тормозного устройства не вносит каких-либо изменений в работу передачи. The use of cylindrical or conical support 9, driving 11 and driven 12 wheels of an inertial brake device does not make any changes to the transmission.
Выполнение сателлитов и маховиков инерционного тормозного устройства в виде единой детали приводит к упрощению устройства, что зависит от других параметров передачи. The execution of the satellites and flywheels of the inertial braking device in the form of a single part leads to a simplification of the device, which depends on other transmission parameters.
При необходимости передачи вращающего момента и вращения от выходного вала 2 на входной вал 1 с целью торможения рабочей машины работа двигателя прекращается. При этом под воздействием вращающего момента, передаваемого от выходного вала на входной вал, происходит замыкание механизма свободного хода 18, который обеспечит передачу потока мощности от выходного вала на входной вал и далее - на двигатель, принудительное вращение вала которого приводит к торможению рабочей машины. Таким же образом обеспечивается запуск двигателя с применением буксировки рабочей машины, что может иметь место в зимнее время, при разряженных аккумуляторах, неисправном стартере и др. If necessary, the transmission of torque and rotation from the output shaft 2 to the input shaft 1 in order to brake the working machine, the engine stops. In this case, under the influence of the torque transmitted from the output shaft to the input shaft, the free-wheeling mechanism 18 is closed, which will ensure the transmission of power flow from the output shaft to the input shaft and then to the engine, the forced rotation of the shaft of which leads to braking of the working machine. In the same way, the engine is started using towing a working machine, which can take place in the winter, with discharged batteries, a faulty starter, etc.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99120137/28A RU2163317C2 (en) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | Automatic stepless mechanical gearing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99120137/28A RU2163317C2 (en) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | Automatic stepless mechanical gearing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99120137A RU99120137A (en) | 2000-02-27 |
| RU2163317C2 true RU2163317C2 (en) | 2001-02-20 |
Family
ID=20225141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99120137/28A RU2163317C2 (en) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | Automatic stepless mechanical gearing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2163317C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017145178A1 (en) * | 2016-02-23 | 2017-08-31 | B R Girish | Continuously variable transmission system using differential and brake |
-
1999
- 1999-09-20 RU RU99120137/28A patent/RU2163317C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017145178A1 (en) * | 2016-02-23 | 2017-08-31 | B R Girish | Continuously variable transmission system using differential and brake |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2163317C2 (en) | Automatic stepless mechanical gearing | |
| RU2171929C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2172438C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2171928C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2109188C1 (en) | Automatic stepless mechanical transmission | |
| RU2184894C2 (en) | Automatic mechanical infinitely variable transmission | |
| RU2171932C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2163316C2 (en) | Ic stepless inertial gearing | |
| RU2174202C2 (en) | Automatic stepless gearing | |
| RU2185553C2 (en) | Automatic stepless mechanical transmission | |
| RU2188975C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2063569C1 (en) | Automatic infinitely variable gear box | |
| RU2171931C2 (en) | Sutomatic infinitely variabe mechanical transmission | |
| RU2174200C2 (en) | Automatic stepless gearing | |
| RU2247884C1 (en) | Automatic stepless mechanical transmission | |
| RU2172877C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2171930C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2053421C1 (en) | Inertia clutch | |
| RU2171927C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2174204C2 (en) | Automatic stepless gearing | |
| RU2172878C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2174203C2 (en) | Automatic stepless gearing | |
| RU2058502C1 (en) | Inertia clutch | |
| RU2036361C1 (en) | Planet gear with automatically changeable gear ratio | |
| RU2178107C2 (en) | Automatic stepless mechanical transmission |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040921 |