RU2171929C2 - Automatic infinitely variable mechanical transmission - Google Patents
Automatic infinitely variable mechanical transmission Download PDFInfo
- Publication number
- RU2171929C2 RU2171929C2 RU2000107893/28A RU2000107893A RU2171929C2 RU 2171929 C2 RU2171929 C2 RU 2171929C2 RU 2000107893/28 A RU2000107893/28 A RU 2000107893/28A RU 2000107893 A RU2000107893 A RU 2000107893A RU 2171929 C2 RU2171929 C2 RU 2171929C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inertial
- transmission
- satellites
- shaft
- central
- Prior art date
Links
Landscapes
- Arrangement 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 муфта Б.Ф.Кочеткова, содержащая ведущую полумуфту и ведомую полумуфту в виде соосных центральных конических зубчатых колес, сателлиты с инерционными грузами, выполненные в виде конических зубчатых колес, установленных с возможностью вращения на оси, перпендикулярной оси муфты, и находящихся в зацеплении с центральными коническими колесами, ось сателлитов установлена с возможностью вращения относительно осей центральных зубчатых колес, а инерционные грузы выполнены в виде соосных сателлитам маховиков (авторское свидетельство СССР N 1821584, кл. F 16 D 43/20, 15.06.93, Бюл. N 22). The inertial coupling of B.F. Kochetkov is known, comprising a leading coupling half and a driven coupling half in the form of coaxial central bevel gears, inertial loads made in the form of bevel gears mounted for rotation on an axis perpendicular to the coupling axis and engaged with central bevel wheels, the axis of the satellites is mounted to rotate relative to the axes of the central gears, and inertial loads are made in the form of flywheels coaxial to the satellites (the author’s USSR Vision N 1821584, class F 16 D 43/20, 06/15/93, Bull. N 22).
Эта инерционная муфта способна автоматически изменять частоту вращения выходного вала в обратной зависимости от приложенной к нему нагрузки, однако она не может трансформировать передаваемый вращающий момент и не передает его при одинаковой частоте вращения входного и выходного валов, когда маховики на своих осях не вращаются, а также имеет низкий КПД при частоте вращения выходного вала близкой к частоте вращения входного вала. This inertial clutch is able to automatically change the speed of the output shaft in inverse proportion to the load applied to it, however, it cannot transform the transmitted torque and does not transmit it at the same speed of the input and output shafts when the flywheels do not rotate on their axes, and has a low efficiency at an output shaft speed close to that of the input shaft.
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 томозного устройства установлен коаксиально с входным валом (патент РФ N 2109188, МПК F 16 H 33/10, 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 tomosis device is installed coaxially with the input shaft (RF patent N 21 09188, IPC F 16 H 33/10, 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 автоматическом бесступенчатом изменении передаваемого вращающего момента в зависимости от нагрузки на выходном валу, осуществлении возможности передачи вращающего момента при неподвижном водиле инерционного тормозного устройства и при равной частоте вращения выходного и входного валов, создании максимального по величине вращающего момента на неподвижном (заторможенном нагрузкой) выходном валу при отсутствии при этом угрозы остановки двигателя, возможности автоматического торможения рабочей машины при помощи выключенного двигателя (например, при движении машины под уклон) и запуска двигателя с применением буксировки машины. При этом обеспечивается оптимальное использование мощности двигателя с высокими показателями КПД, экономное расходование моторного топлива и уменьшение в связи с этим вредного экологического воздействия на окружающую среду применяемых двигателей внутреннего сгорания. Одновременно с этим упрощается управление транспортной машиной и уменьшается износ двигателя и трансмиссии в связи с плавным приложением нагрузки. The present invention ensures the achievement of a technical result, which consists in an automatic stepless change in the transmitted torque depending on the load on the output shaft, the possibility of transmitting torque with a stationary carrier of an inertial brake device and with an equal speed of rotation of the output and input shafts, creating a maximum rotating torque on a stationary (braked by load) output shaft with no threat of stopping engine, automatic braking of the working machine with the engine turned off (for example, when the machine is moving downhill) and starting the engine using towing the machine. This ensures optimal use of engine power with high efficiency indicators, economical consumption of motor fuel and, therefore, reduction of 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 wear of the engine and transmission is reduced due to the smooth application of the load.
Указанный технический результат достигается тем, что автоматическая бесступенчатая механическая передача содержит соосные входной и выходной валы, инерционное тормозное устройство и дифференциал. Инерционное тормозное устройство содержит неподвижное зубчатое коническое центральное корпусное опорное колесо, механически взаимодействующее с основными сателлитами и жестко соосно связанными с ними основными инерционными грузами в виде основных маховиков, размещенными на радиальных осях водила инерционного тормозного устройства, которое установлено с возможностью независимого вращения на входном валу. У дифференциала один из концевых валов является ведущим валом инерционного тормозного устройства, установленным коаксиально с входным валом, а два других конических вала являются соответственно входным и выходным валами передачи, сателлиты дифференциала входят в зацепление с размещенными по разные стороны от радиальных осей водила дифференциала коническими зубчатыми центральными колесами дифференциала, одно из которых закреплено на ведущем валу инерционного тормозного устройства и воспринимает от него тормозящий момент силы. The specified technical result is achieved by the fact that the automatic stepless mechanical transmission contains coaxial input and output shafts, an inertial brake device and a differential. The inertial braking device contains a fixed gear conical central case supporting wheel mechanically interacting with the main satellites and the main inertial loads rigidly coaxially connected with them in the form of main flywheels placed on the radial axes of the carrier of the inertial braking device, which is mounted with the possibility of independent rotation on the input shaft. At the differential, one of the end shafts is the drive shaft of the inertial braking device, mounted coaxially with the input shaft, and the other two conical shafts are the input and output shafts of the transmission, the differential gears are engaged with central bevel gears located on different sides from the radial axes of the differential carrier. differential wheels, one of which is mounted on the drive shaft of the inertial braking device and receives a braking torque from it.
Согласно изобретению параллельно оси передачи в корпусе передачи размещен опорный вал, на котором закреплено два зубчатых колеса, одно из которых находится в зацеплении с зубчатым колесом, закрепленном на входном валу, а другое колесо - с зубчатым колесом, жестко соосно связанным с дополнительно включенным в состав передачи зубчатым коническим центральным подвижным опорным колесом при помощи установленного коаксиально с входным валом полого промежуточного вала с обеспечением постоянного вращения этого подвижного опорного колеса в направлении вращения входного вала и с большей по сравнению с ним частотой. Инерционное тормозное устройство содержит зубчатое коническое центральное ведущее колесо, жестко соосно связанное с первым центральным колесом дифференциала при помощи ведущего вала инерционного тормозного устройства. Ведущее колесо введено в зацепление с дополнительными сателлитами инерционного тормозного устройства и размещено по другую сторону от радиальных осей водила инерционного тормозного устройства по отношению к подвижному опорному колесу. Другое центральное колесо дифференциала закреплено на входном валу передачи, а водило дифференциала закреплено на выходном валу передачи. According to the invention, a support shaft is arranged parallel to the transmission axis in the transmission housing, on which two gear wheels are fixed, one of which is meshed with a gear fixed to the input shaft, and the other wheel with a gear rigidly coaxially connected with the gear included the gear conical central movable support wheel by means of a hollow intermediate shaft installed coaxially with the input shaft to ensure constant rotation of this movable support wheel in systematic way of rotation of the input shaft and with greater by comparison frequency. The inertial braking device comprises a gear conical central driving wheel rigidly coaxially connected to the first central differential wheel using the drive shaft of the inertial braking device. The drive wheel is engaged with additional satellites of the inertial brake device and placed on the other side of the radial axes of the carrier of the inertial brake device with respect to the movable support wheel. The other central differential wheel is fixed to the input gear shaft, and the differential carrier is fixed to the output gear shaft.
Как частный случай выполнения, каждый из дополнительных сателлитов инерционного тормозного устройства выполнен в виде жестко соосно соединенных между собой в единый блок двух конических зубчатых колес - внешнего и внутреннего относительно геометрической оси передачи, которые находятся в зацеплении соответственно с подвижным опорным колесом и с ведущим колесом инерционного тормозного устройства, при этом передаточные отношения этих зацепляющихся пар колес различны. As a special case of execution, each of the additional satellites of the inertial braking device is made in the form of two bevel gears rigidly coaxially interconnected to each other - external and internal with respect to the geometrical transmission axis, which are engaged with the movable support wheel and the inertial drive wheel, respectively brake device, while the gear ratios of these engaging pairs of wheels are different.
Как частный случай выполнения, каждый из дополнительных сателлитов инерционного тормозного устройства выполнен в виде одного конического зубчатого колеса, находящегося в зацеплении одновременно с подвижным опорным колесом и с ведущим колесом инерционного тормозного устройства. As a special case of execution, each of the additional satellites of the inertial braking device is made in the form of one bevel gear, meshed simultaneously with the movable support wheel and with the drive wheel of the inertial brake device.
Как частный случай выполнения, каждый из сателлитов дифференциала выполнен в виде одного конического зубчатого колеса, находящегося в зацеплении с обоими центральными колесами дифференциала, при этом передаточные отношения между сателлитами и находящимися с ними в зацеплении центральными колесами одинаковы. As a special case of execution, each of the differential gears is made in the form of a single bevel gear meshing with both central differential wheels, while the gear ratios between the satellites and the central wheels gearing with them are the same.
Как частный случай выполнения, центральные колеса дифференциала имеют разные диаметры и передаточные отношения между ними и введенными с ними в зацепление сателлитами различны. As a special case of execution, the central wheels of the differential have different diameters and the gear ratios between them and the gears engaged with them are different.
Как частный случали выполнения, сблокированные колеса дополнительных сателлитов инерционного тормозного устройства имеют массу, позволяющую им выполнять одновременно функции маховиков. As a special case of execution, the locked wheels of the additional satellites of the inertial brake device have a mass that allows them to simultaneously perform the functions of the flywheels.
Как частный случай выполнения, инерционное тормозное устройство содержит две радиальные оси водила, размещенные по осевой линии диаметра, проходящей перпендикулярно к геометрической оси передачи, и на каждой из этих радиальных осей размещены с возможностью независимого друг от друга, вращения два блока жестко между собой связанных деталей - блок из основных сателлитов и маховика и блок из дополнительных сателлитов и маховика. As a special case of execution, the inertial braking device contains two radial axes of the carrier, placed along an axial line of diameter extending perpendicular to the geometrical axis of the transmission, and on each of these radial axes two blocks of rigidly interconnected parts are rotated independently from each other, - a block of the main satellites and a flywheel and a block of additional satellites and a flywheel.
Как частный случай выполнения, инерционное тормозное устройство содержит две перпендикулярные между собой пары радиальных осей водила, каждая из которых размещена диаметрально к геометрической оси передачи, на радиальных осях одной из этих пар размещены с возможностью вращения блоки из жестко между собой связанных основных сателлитов и маховиков, а на радиальных осях другой из этих пар размещены с возможностью вращения блоки из жестко между собой связанных дополнительных сателлитов и дополнительных маховиков. As a special case of execution, the inertial braking device contains two pairs of carrier carriers perpendicular to each other, each of which is placed diametrically to the geometrical transmission axis, the blocks of rigidly interconnected main satellites and flywheels are rotatably mounted on the radial axes of one of these pairs and on the radial axes of the other of these pairs are placed rotatably blocks of rigidly interconnected additional satellites and additional flywheels.
Геометрические оси радиальных осей водила инерционного тормозного устройства и геометрическая ось входного вала передачи пересекаются в центральной точке, совмещенной с этими осями. The geometrical axes of the radial axes of the carrier of the inertial braking device and the geometrical axis of the input transmission shaft intersect at a central point aligned with these axes.
Входной и выходной валы передачи связаны механизмом свободного хода, ведущая обойма которого установлена на выходном валу, а ведомая обойма - на входном валу. The input and output shafts of the transmission are connected by a freewheeling mechanism, the leading clip of which is mounted on the output shaft, and the driven clip - on the input shaft.
На чертеже дан общий вид автоматической бесступенчатой механической передачи (далее - "передача") с показом всех ее элементов и отличительных признаков, характеризующих изобретение. The drawing shows a General view of an automatic continuously variable mechanical transmission (hereinafter - "transmission") with a display of all its elements and distinguishing features that characterize the invention.
Передача содержит соосные входной 1 и выходной 2 валы, инерционное тормозное устройство, дифференциал и механизм свободного хода. The transmission contains coaxial input 1 and output 2 shafts, an inertial brake device, a differential and a freewheel.
Инерционное тормозное устройство содержит неподвижное зубчатое коническое центральное корпусное опорное колесо 3, механически взаимодействующее с основными сателлитами 4 и жестко соосно связанными с ними основными инерционными грузами в виде основных маховиков 5, размещенными на радиальных осях 6 водила инерционного тормозного устройства, которое установлено с возможностью независимого вращения на входном валу 1. The inertial brake device comprises a fixed gear conical central case support wheel 3, mechanically interacting with the main satellites 4 and the main inertial loads rigidly coaxially connected with them in the form of the main flywheels 5, placed on the radial axes 6 of the carrier of the inertial brake device, which is mounted for independent rotation on the input shaft 1.
У дифференциала один из концевых валов выполнен полым и является ведущим валом 7 инерционного тормозного устройства, установленным коаксиально с входным валом 1. Два других концевых вала дифференциала являются соответственно входным 1 и выходным 2 валами передачи. At the differential, one of the end shafts is hollow and is the drive shaft 7 of the inertial braking device mounted coaxially with the input shaft 1. The two other end shafts of the differential are input 1 and output 2 transmission shafts, respectively.
Сателлиты 8 дифференциала выполнены в виде конических зубчатых колес и входят в зацепление с размещенными по разные стороны от радиальных осей 9 водила 10 дифференциала коническими зубчатыми центральными колесами 11 и 12 дифференциала, одно из которых 11 закреплено на ведущем валу 7 инерционного тормозного устройства и воспринимает от него тормозящий момент силы. Другое центральное колесо 12 дифференциала закреплено на входном валу 1 передачи. Водило 10 дифференциала закреплено на выходном валу 2 передачи. The differential gears 8 are made in the form of bevel gears and engage with the conical gear central gears 11 and 12 of the differential placed on opposite sides of the radial axes 9 of the differential 10, one of which 11 is fixed to and receives from the drive shaft 7 of the inertial brake device braking moment of force. Another central differential wheel 12 is fixed to the input shaft 1 of the transmission. The differential carrier 10 is mounted on the output shaft of the 2nd gear.
Параллельно геометрической оси О-О передачи в корпусе 13 передачи размещен опорный вал 14, на котором закреплено два зубчатых колесо 15 и 16, одно из которых 15 находится в зацеплении с зубчатым колесом 17, закрепленном на входном валу 1, а другое колесо 16 - с зубчатым колесом 18, жестко соосно связанным с дополнительно включенным в состав инерционного тормозного устройства зубчатым коническим центральным подвижным опорным колесом 19. Эта жесткая связь выполнена в виде установленного коаксиально с входным валом 1 полого промежуточного вала 20, на противоположных концах которого закреплены соответственно указанное выше зубчатое колесо 18 и подвижное опорное колесо 19. При этом обеспечивается постоянное вращение подвижного опорного колеса в направлении вращения входного вала 1 и с большей по сравнению с ним частотой. Это механическое взаимодействие обеспечивается соответствующими передаточными отношениями между парами зубчатых колес 17, 15 и 16, 18. Parallel to the geometrical axis O-O of the transmission, a support shaft 14 is placed in the transmission housing 13, on which two gear wheels 15 and 16 are fixed, one of which 15 is engaged with the gear wheel 17 mounted on the input shaft 1, and the other wheel 16 with a gear wheel 18, rigidly coaxially connected with a gear conical central movable support wheel 19, further included in the inertia brake device. This rigid connection is made in the form of a hollow intermediate shaft 20 mounted coaxially with the input shaft 1, on opposite end of which are respectively fixed the above mentioned gear 18, and a movable support wheel 19. This provides a constant rotation of the movable support wheel in the direction of rotation of the input shaft 1 and with greater by comparison frequency. This mechanical interaction is ensured by the corresponding gear ratios between the pairs of gears 17, 15 and 16, 18.
Инерционное тормозное устройство содержит зубчатое коническое центральное ведущее колесо 21, жестко соосно связанное с первым центральным колесом 11 дифференциала при помощи ведущего вала 7 инерционного тормозного устройства. Ведущее колесо 21 введено в зацепление с дополнительным сателлитом 23 инерционного тормозного устройства и размещено по другую сторону от радиальных осей 6 водила инерционного тормозного устройства по отношению к подвижному опорному колесу 19. The inertial braking device comprises a gear conical central driving wheel 21 rigidly coaxially connected to the first central differential wheel 11 using the drive shaft 7 of the inertial braking device. The drive wheel 21 is engaged with an additional satellite 23 of the inertial brake device and placed on the other side of the radial axes 6 of the carrier of the inertial brake device with respect to the movable support wheel 19.
Дополнительные сателлиты 23 и 23 жестко сблокированы между собой и с дополнительными инерционными грузами в виде дополнительных маховиков 24 и эти блоки размещены с возможностью вращения на радиальных осях 6 водила инерционного тормозного устройства. Additional satellites 23 and 23 are rigidly interlocked with each other and with additional inertial loads in the form of additional flywheels 24 and these blocks are rotatably mounted on the radial axes 6 of the carrier of the inertial braking device.
Водило инерционного тормозного устройства с его радиальными осями 6 установлено с возможностью независимого вращения на входном валу 1 при помощи подшипника 25. The carrier of the inertial brake device with its radial axles 6 is installed with the possibility of independent rotation on the input shaft 1 using the bearing 25.
Как частный случай выполнения, каждый из дополнительных сателлитов 22 и 23 инерционного тормозного устройства выполнен в виде жестко соосно соединенных между собой в единый блок двух конических зубчатых колес - внешнего 22 и внутреннего 23 относительно геометрической оси О-О передачи, которые находятся в зацеплении соответственно с подвижным опорным колесом 19 и с ведущим колесом 21 инерционного тормозного устройства, при этом передаточные отношения этих зацепляющихся пар колес различны. As a special case of execution, each of the additional satellites 22 and 23 of the inertial braking device is made in the form of two bevel gears rigidly coaxially connected to each other - external 22 and internal 23 relative to the geometrical axis O-O of the gear, which are engaged respectively movable support wheel 19 and with the drive wheel 21 of the inertial brake device, while the gear ratios of these engaging pairs of wheels are different.
Как частный случай выполнения, каждый из дополнительных сателлитов инерционного тормозного устройства выполнен в виде одного конического зубчатого колеса, находящегося в зацеплении одновременно с подвижным опорным колесом 19 и с ведущим колесом 21 инерционного тормозного устройства. As a special case of execution, each of the additional satellites of the inertial braking device is made in the form of one bevel gear, meshed simultaneously with the movable support wheel 19 and with the drive wheel 21 of the inertial brake device.
Как частный случай выполнения, каждый из сателлитов дифференциала выполнен в виде одного конического зубчатого колеса 8, находящегося в зацеплении с обоими центральными колесами 11, 12 дифференциала, при этом передаточные отношения между сателлитами и находящимися с ними в зацеплении центральными колесами одинаковы. As a special case of execution, each of the differential gears is made in the form of a single bevel gear 8 engaged with both central differential wheels 11, 12, while the gear ratios between the gears and central gears engaged with them are the same.
Как частный случай выполнения, центральные колеса 11, 12 дифференциала имеют разные диаметры и передаточные отношения между ними и введенными с ними в зацепление сателлитами 8 различны. As a special case of execution, the central differential wheels 11, 12 have different diameters and the gear ratios between them and the gears 8 engaged with them are different.
Как частный случай выполнения, сблокированные колеса 22 и 23 дополнительных сателлитов инерционного тормозного устройства имеют массу, позволяющую им выполнять одновременно функции маховиков. As a special case of execution, the locked wheels 22 and 23 of the additional satellites of the inertial brake device have a mass that allows them to simultaneously perform the functions of flywheels.
Как частный случай выполнения, инерционное тормозное устройство содержит две радиальные оси 6 водила, размещенные по осевой линии O1-O1 диаметра, проходящей перпендикулярно к геометрической оси О-О передачи, и на каждой из этих радиальных осей 6 размещены с возможностью независимого друг от друга вращения два блока жестко между собой связанных деталей - блок из основных сателлита 4 и маховика 5 и блок из дополнительных сателлитов 22, 23 и маховика 24.As a special case of execution, the inertial braking device contains two radial axles 6 of the carrier, placed along an axial line O 1 -O 1 of a diameter extending perpendicular to the geometrical axis O-O of the transmission, and on each of these radial axes 6 are placed independently of each other of rotation of another two blocks of rigidly interconnected parts - a block of the main satellite 4 and a flywheel 5 and a block of additional satellites 22, 23 and a flywheel 24.
Как частный случай выполнения, инерционное тормозное устройство содержит две перпендикулярные между собой пары радиальных осей 6 водила, каждая из которых размещена диаметрально к геометрической оси О-О передачи, на радиальных осях одной из этих пар размещены с возможностью вращения блоки из жестко между собой связанных основных, сателлитов 4 и маховиков 5, а на радиальных осях другой из этих пар размещены с возможностью вращения блоки из жестко между собой связанных дополнительных сателлитов 22, 23 и дополнительных маховиков 24. As a special case of execution, the inertial braking device contains two pairs of carrier axial axles 6 perpendicular to each other, each of which is placed diametrically to the geometric axis of the O-O transmission, on the radial axes of one of these pairs are placed rotatably blocks of rigidly interconnected main , satellites 4 and flywheels 5, and on the radial axes of the other of these pairs are placed rotatably blocks of rigidly interconnected additional satellites 22, 23 and additional flywheels 24.
Геометрические оси О1-О1 радиальных осей 6 водила инерционного тормозного устройства, и геометрическая ось О-О входного вала 1 передачи пересекаются в центральной точке О1, совмещенной с этими осями.The geometric axis O 1 -O 1 of the radial axes 6 of the carrier of the inertial braking device, and the geometric axis O-O of the input shaft 1 of the transmission intersect at a central point O 1 combined with these axes.
Входной 1 и выходной 2 валы связаны механизмом свободного хода 26, ведущая обойма которого установлена на выходном валу 2, а ведомая обойма - на входном валу 1. Input 1 and output 2 shafts are connected by a freewheeling mechanism 26, the leading clip of which is installed on the output shaft 2, and the driven clip - on the input shaft 1.
Автоматическая бесступенчатая механическая передача работает следующим образом. Automatic stepless mechanical transmission operates as follows.
При вращении входного вала 1 вместе с установленным на нем вторым центральным колесом 12 дифференциала и неподвижном выходном вале 2 с установленным на нем водилом 10 дифференциала в связи с приложенной к этому валу нагрузкой или началом вращения из неподвижного положения, сателлиты 8 дифференциала приводятся во вращение на неподвижных радиальных осях водила 10 дифференциала в связи с тем, что они находятся в зацеплении с вращающимся вторым центральным колесом 12 дифференциала. При этом приводится во вращение находящееся в зацеплении с сателлитами 8 первое центральное колесо 11 дифференциала и жестко связанный с ним ведущий вал 7 инерционного тормозного устройства. Это вращение в данном случае осуществляется с максимальной частотой, равной частоте вращения входного вала 1, и в противоположном направлении по отношению к входному валу. When the input shaft 1 is rotated together with the second central differential wheel 12 mounted on it and the stationary output shaft 2 with the differential carrier 10 mounted on it due to the load applied to this shaft or the start of rotation from the stationary position, the differential gears 8 are rotated on stationary radial axes drove 10 differential due to the fact that they are meshed with a rotating second central wheel 12 of the differential. At the same time, the first central differential wheel 11 engaged with the satellites 8 is rotated and the drive shaft 7 of the inertial brake device is rigidly connected to it. This rotation in this case is carried out with a maximum frequency equal to the frequency of rotation of the input shaft 1, and in the opposite direction with respect to the input shaft.
В свою очередь подвижное опорное колесо 19 посредством связанных с входным валом 1 двух пар зубчатых колес 17, 15 и 16, 18 приводится во вращение в одном направлении с вращением входного вала 1. При этом благодаря соответствующим передаточным отношениям указанных двух пар зубчатых колес 17, 15 и 16, 18 частота, вращения подвижного опорного колеса 19 превышает частоту вращения входного вала 1. In turn, the movable support wheel 19 by means of two pairs of gears 17, 15 and 16, 18 connected to the input shaft 1 is rotated in the same direction as the input shaft 1. This is due to the corresponding gear ratios of these two pairs of gears 17, 15 and 16, 18 the frequency of rotation of the movable support wheel 19 is higher than the frequency of rotation of the input shaft 1.
Вращающиеся в противоположных направленных подвижное опорное колесо 19 и ведущее колесо 21 инерционного тормозного устройства проводят во вращение с максимальной частотой на радиальных осях 6 водила инерционного тормозного устройства находящиеся с ними в зацеплении соответственно внешние 22 и внутренние 23 колеса блока сателлитов, а также связанные с ними дополнительные маховики 24. Rotating in opposite directions, the movable support wheel 19 and the drive wheel 21 of the inertial brake device are rotated with a maximum frequency on the radial axes 6 of the carrier of the inertial brake device, which are engaged with them, respectively, external 22 and internal 23 wheels of the satellite block, as well as additional flywheels 24.
В то же время водило инерционного тормозного устройства с его радиальными осями 6 и размещенными на этих осях сблокированными основными сателлитами 4 и основными маховиками 5 приводится во вращение вокруг оси О-О передачи в направлении вращения входного вала 1 и подвижного опорного колеса 19, поскольку подвижное опорное колесо вращается с большей частотой по сравнению с ведущим валом 7 инерционного тормозного устройства. Частота вращения радиальных осей 6 водила вокруг оси О-О передачи при этом будет минимальной, поскольку подвижное опорное колесо 19 и ведущее колесо 21 инерционного тормозного устройства в данном случае вращаются в противоположных направлениях, при этом ведущее колесо 21 вращается с максимальной частотой, а подвижное опорное колесо 19 вращается с постоянной частотой, зависящей от частоты вращения входного вала 1, которая в данном случае и при последующем описании работы передачи принимается постоянной. At the same time, the carrier of the inertial braking device with its radial axles 6 and the locked main satellites 4 and the main flywheels 5 located on these axes is driven around the transmission axis O-O in the direction of rotation of the input shaft 1 and the movable support wheel 19, since the movable support the wheel rotates with a higher frequency compared to the drive shaft 7 of the inertial brake device. The rotation frequency of the radial axes 6 of the carrier around the axis O-O of the transmission will be minimal, since the movable support wheel 19 and the drive wheel 21 of the inertial brake device in this case rotate in opposite directions, while the drive wheel 21 rotates at maximum speed, and the movable support the wheel 19 rotates with a constant frequency, depending on the speed of the input shaft 1, which in this case and in the following description of the transmission operation is assumed to be constant.
При указанном вращении осей 6 водила вокруг оси О-О передачи основные сателлиты 4 перекатываются по неподвижное корпусному опорному колесу 3 с минимальной скоростью и соответственно имеют минимальную частоту вращения вместе со сблокированными с ними основными маховиками относительно радиальных геометрических осей О1-О1 водила, а следовательно, и относительно центральной точки О1.With the indicated rotation of the carrier axles 6 around the O-O axis of the transmission, the main satellites 4 roll along the stationary casing support wheel 3 with a minimum speed and, accordingly, have a minimum speed together with the main flywheels interlocked with them relative to the radial geometric axes O 1 -O 1 of the carrier, and therefore, with respect to the central point O 1 .
Следовательно, при неподвижном выходном вале 2 основные сателлиты 4 и маховики 5 вращаются относительно центральной точки О1 с минимальной частотой, а дополнительные сателлиты 22, 23 и сбалансированные с ними дополнительные маховики, 24 вращаются вокруг своих осей О1-О1 с максимальной частотой при минимальной частоте вращения вокруг оси О-О передачи.Therefore, when the output shaft 2 is stationary, the main satellites 4 and the flywheels 5 rotate with respect to the central point O 1 with a minimum frequency, and the additional satellites 22, 23 and the additional flywheels balanced with them 24 rotate around their O 1 -O 1 axes with a maximum frequency at minimum speed around the axis O-O transmission.
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. It is known that a rotating body has a certain moment of quantity, motion, which manifests itself in compliance with the fundamental universal physical law of conservation, according to which the moment of momentum can only be changed under the influence of external forces.
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 водила инерционного тормозного устройства, перпендикулярной оси О-О передачи. Но поскольку ось О1-О1 водила совершает вращение вокруг оси О-О передачи и относительно центральной точки О1 пересечения этих осей, направление векторов моментов количества, движения сателлитов и маховиков постоянно изменяется.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 carrier of the inertial braking device perpendicular to the axis O-O transmission. But since the axis О 1 -О 1 of the carrier rotates around the axis О-О of the transmission and relative to the central point О 1 of the intersection of these axes, the direction of the vectors of the moments of quantity, the motion of satellites and flywheels 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 выше вращении сателлитов и маховиков относительно двух осей одновременно их моменты количества движения принудительно изменяются под воздействием в конечном итоге от вращающего момента, передаваемого входным валом 1, и момента сопротивления, приложенного к выходному валу 2. Проявление при этом закона сохранения противодействует вращению осей 6 водила инерционного тормозного устройства вокруг оси О-О передачи, которые стремятся сохранить свое стабильное положение. Возникающий при этом тормозящий момент силы посредством ведущего вала 7 инерционного тормозного устройства передается на первое центральное колесо 11 дифференциала, что обеспечивает передачу через дифференциал вращающего момента от входного вала 1 и второго центрального колеса 12 на выходной вал 2. 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 above rotation of the satellites and flywheels relative to two axes at the same time, their angular momenta are forced to change under the influence ultimately from the torque transmitted by the input shaft 1 and the moment of resistance applied to the output shaft 2. The manifestation of the conservation law counteracts the rotation of the axles 6 of the carrier of the inertial brake device around the axis O-O transmission, which tend to maintain their stable position. The resulting braking torque due to the drive shaft 7 of the inertial brake device is transmitted to the first central differential wheel 11, which ensures the transmission of the torque through the differential from the input shaft 1 and the second central wheel 12 to the output shaft 2.
В данном случае, как указано выше, при неподвижном выходном вале - основные сателлиты 4 и маховики 5 вращаются вокруг осей О1-О1 с минимальной частотой и оказывают минимальное торможение вращению водила с радиальными осями 6 вокруг оси О-О передачи. В то же время дополнительные сателлиты 22, 23 и маховики 24 вращаются вокруг осей О1-О1 с максимальной частотой и оказывают максимальное тормозящее воздействие на вращение водила с радиальными осями 6.In this case, as indicated above, when the output shaft is stationary, the main satellites 4 and flywheels 5 rotate around the O 1 -O 1 axes with a minimum frequency and provide minimal drag to the carrier with radial axes 6 around the O-O axis of transmission. At the same time, additional satellites 22, 23 and flywheels 24 rotate around the axes O 1 -O 1 with a maximum frequency and have the maximum inhibitory effect on the rotation of the carrier with radial axes 6.
Исходя из приведенного выше характера механического взаимодействия основных и дополнительных сателлитов и маховиков при передаче вращающего момента, следует, что с началом вращения выходного вала 2 и по мере увеличения частоты его вращения величина тормозящего момента силы, создаваемого основными сателлитами 4 и маховиками 5 будет увеличиваться с одновременным уменьшением величины тормозящего момента силы, создаваемого дополнительными сателлитами 22, 23 и маховиками 24. Based on the above nature of the mechanical interaction of the main and additional satellites and flywheels during the transmission of torque, it follows that with the beginning of rotation of the output shaft 2 and with an increase in the frequency of its rotation, the braking force generated by the main satellites 4 and flywheels 5 will increase simultaneously a decrease in the braking moment of force created by additional satellites 22, 23 and flywheels 24.
Например, в одном из промежуточных состояний, когда создаваемый всеми сателлитами и маховиками тормозящий момент силы обеспечивает неподвижность ведущего колеса 21 инерционного тормозного устройства и связанного с ним первого центрального колеса 11 дифференциала, водило инерционного тормозного устройства с его радиальными осями 6 под воздействием вращающегося подвижного опорного колеса 19 приводится во вращение вокруг оси О-О передачи в направлении вращения этого опорного колеса с большей частотой по сравнению с указанных выше исходным положением при неподвижном выходном вале 2. При этом, в связи с взаимодействием с неподвижным опорным колесом 3 увеличивается частота вращения вокруг радиальных осей О1-О1 и относительно центральной точки О1 основных сателлитов 4 и маховиков 5 с соответствующим увеличением создаваемого ими тормозящего момента силы и одновременно уменьшается частота вращения дополнительных сателлитов 22, 23 и маховиков 24 вокруг радиальных осей О1-О1 с соответствующим уменьшением создаваемого ими тормозящего момента силы.For example, in one of the intermediate states, when the braking torque created by all satellites and flywheels ensures the immobility of the drive wheel 21 of the inertial brake device and the first differential differential wheel 11 connected to it, the inertia brake device with its radial axles 6 is driven by a rotating movable support wheel 19 is driven into rotation around the axis O-O of the transmission in the direction of rotation of this support wheel with a higher frequency than the original m position when the output shaft is stationary 2. Moreover, in connection with the interaction with the fixed support wheel 3, the rotational speed increases around the radial axes O 1 -O 1 and relative to the central point O 1 of the main satellites 4 and flywheels 5 with a corresponding increase in the braking torque created by them forces and at the same time the rotation frequency of additional satellites 22, 23 and flywheels 24 around the radial axes O 1 -O 1 decreases with a corresponding decrease in the braking torque created by them.
Указанные особенности работы передачи позволяют передавать вращающий момент от входного вала на выходной вал 2 при любых режимах работы передачи, поскольку при любой частоте вращения выходного вала 2 обеспечивается создание тормозящего момента силы вращающимися основными и дополнительными сателлитами 4, 22, 23 и маховиками 5, 24. При этом осуществляется автоматическое преобразование передаваемого вращающего момента в зависимости от нагрузки на выходном валу 2 в связи с тем, что частота вращения радиальных осей 6 родила инерционного тормозного устройства вокруг оси О-О передачи находится в прямой зависимости от частоты вращения выходного вала 2. These features of the transmission work allow you to transfer torque from the input shaft to the output shaft 2 under any transmission operation modes, since at any frequency of rotation of the output shaft 2, braking torque is generated by the rotating main and additional satellites 4, 22, 23 and flywheels 5, 24. This automatically converts the transmitted torque depending on the load on the output shaft 2 due to the fact that the rotational speed of the radial axes 6 gave birth to an inertial brake the first device about the axis O-O of transmission is directly dependent on the output speed 2.
Известно, что величина момента количества движения вращающегося тела находится в зависимости от расстояния от оси вращения (или точки вращения), скорости вращения и массы тела. В данной передаче преобразование передаваемого вращающего момента обеспечивается за счет изменения моментов количества движения основных и дополнительных сателлитов и маховиков в зависимости от частоты вращения выходного вала 2. Это дает возможность создавать передачи с различными заданными параметрами путем применения отличающихся по массе основных и дополнительных сателлитов 4, 22, 23 и маховиков 5, 24 и использования различных передаточных отношений применяемых в передаче пар зубчатых колес. It is known that the magnitude of the angular momentum of a rotating body depends on the distance from the axis of rotation (or point of rotation), rotation speed and body weight. In this transmission, the conversion of the transmitted torque is ensured by changing the angular momentum of the main and additional satellites and flywheels depending on the speed of the output shaft 2. This makes it possible to create gears with different specified parameters by applying different masses of the main and additional satellites 4, 22 , 23 and flywheels 5, 24 and the use of various gear ratios used in the transmission of pairs of gears.
Приведенные в описании изобретения частные случаи выполнения передачи позволяют конкретизировать ее устройство с учетом заданных конструктивных особенностей. Вместе с тем, изложенный выше характер работы передачи при этом не изменяется. The particular cases of the transmission described in the description of the invention make it possible to specify its structure taking into account the given design features. However, the above nature of the transmission does not change.
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 26, 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, a free-wheeling mechanism 26 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 (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000107893/28A RU2171929C2 (en) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | Automatic infinitely variable mechanical transmission |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000107893/28A RU2171929C2 (en) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | Automatic infinitely variable mechanical transmission |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000107893A RU2000107893A (en) | 2000-09-20 |
| RU2171929C2 true RU2171929C2 (en) | 2001-08-10 |
Family
ID=37436649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000107893/28A RU2171929C2 (en) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | Automatic infinitely variable mechanical transmission |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2171929C2 (en) |
-
2000
- 2000-03-31 RU RU2000107893/28A patent/RU2171929C2/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2171929C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2163317C2 (en) | Automatic stepless mechanical gearing | |
| RU2172438C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2171928C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2171932C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2063569C1 (en) | Automatic infinitely variable gear box | |
| RU2109188C1 (en) | Automatic stepless mechanical transmission | |
| RU2174200C2 (en) | Automatic stepless gearing | |
| RU2185553C2 (en) | Automatic stepless mechanical transmission | |
| RU2174202C2 (en) | Automatic stepless gearing | |
| RU2171931C2 (en) | Sutomatic infinitely variabe mechanical transmission | |
| RU2171930C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2174204C2 (en) | Automatic stepless gearing | |
| RU2184894C2 (en) | Automatic mechanical infinitely variable transmission | |
| RU2053421C1 (en) | Inertia clutch | |
| RU2036361C1 (en) | Planet gear with automatically changeable gear ratio | |
| RU2063568C1 (en) | Automatic infinitely variable gear box | |
| RU2172877C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2174203C2 (en) | Automatic stepless gearing | |
| RU2163316C2 (en) | Ic stepless inertial gearing | |
| RU2172878C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2188975C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2178107C2 (en) | Automatic stepless mechanical transmission | |
| RU2068134C1 (en) | Reverse automatic inertia variator | |
| RU2174201C2 (en) | Automatic stepless gearing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050401 |