RU2334141C1 - Method of adaptive gear ratio variation and adaptive variable-speed gear drive - Google Patents
Method of adaptive gear ratio variation and adaptive variable-speed gear drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2334141C1 RU2334141C1 RU2007117408/11A RU2007117408A RU2334141C1 RU 2334141 C1 RU2334141 C1 RU 2334141C1 RU 2007117408/11 A RU2007117408/11 A RU 2007117408/11A RU 2007117408 A RU2007117408 A RU 2007117408A RU 2334141 C1 RU2334141 C1 RU 2334141C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gear
- shaft
- teeth
- gears
- gear wheel
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область изобретенияField of Invention
Настоящее изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для плавного изменения передаточного отношения между входным и выходным звеньями механизма.The present invention relates to mechanical engineering and can be used to smoothly change the gear ratio between the input and output links of the mechanism.
Уровень техникиState of the art
В настоящее время известны различные схемы вариаторов.Various variator circuits are currently known.
Так, в патенте США №5984820 (опубл. 16.11.1999) описан вариатор, в котором изменение передаточного отношения осуществляется путем перемещения контактного кольца по поверхностям конусов, установленных внутри этого кольца так, что их образующие, наиболее удаленные от оси кольца, расположены параллельно этой оси.So, in US patent No. 5984820 (publ. 16.11.1999), a variator is described in which the gear ratio is changed by moving the contact ring along the surfaces of the cones installed inside this ring so that their generators farthest from the axis of the ring are parallel to this axis.
В патенте РФ №2140028 описан многодисковый планетарный вариатор, в котором используются отбуртованные диски и нажимные устройства с упругими элементами осевого действия.In the patent of the Russian Federation No. 2140028 a multi-disk planetary variator is described, in which beaded discs and pressure devices with elastic elements of axial action are used.
Недостатком обоих этих вариаторов является то, что изменение передаточного отношения производится в них с помощью трения, поэтому такие вариаторы нельзя использовать для передачи больших мощностей.The disadvantage of both of these variators is that the gear ratio is changed in them using friction, therefore, such variators cannot be used to transfer large powers.
Известен также вариатор по авторскому свидетельству СССР №1666830 (опубл. 30.07.1991), в котором использованы два тороидальных зубчатых колеса, расположенных сужающимися частями навстречу друг другу с возможностью перемещения точки их зацепления вдоль образующей любого из этих колес.A CVT is also known according to the USSR author's certificate No. 1666830 (publ. 07/30/1991), in which two toroidal gear wheels are used, which are located in narrowing parts towards each other with the possibility of moving their engagement points along the generatrix of any of these wheels.
В этом устройстве приходится применять специальное приспособление типа карданова подвеса для того, чтобы снимать переменный вращающий момент с вала выходного тороидального колеса, поскольку оно меняет положение своей оси вращения при изменении передаточного отношения.In this device, it is necessary to use a special device such as a cardan suspension in order to remove variable torque from the shaft of the output toroidal wheel, since it changes the position of its axis of rotation when the gear ratio changes.
В авторском свидетельстве СССР №887836 (опубл. 07.12.1981) описан вариатор, в котором применено коническое или сферическое ведущее зубчатое колесо, относительно образующей которого перемещается косозубое ведомое колесо.In USSR author's certificate No. 887836 (publ. 07.12.1981), a variator is described in which a bevel or spherical drive gear is used, with respect to the generatrix of which the helical driven wheel moves.
Патент США №5597056 (опубл. 28.01.1997) раскрывает вариатор, в котором для изменения передаточного отношения использованы несколько расположенных воронкообразно элементов с коническими частями, по поверхностям которых скользят направляющие, связанные с валами.US patent No. 5597056 (publ. 28.01.1997) discloses a variator, in which to change the gear ratio used several located funnel-shaped elements with conical parts, on the surfaces of which slide guides associated with the shafts.
Эти два документа описывают зубчатые вариаторы, которые, однако, имеют тот недостаток, что к элементам, передающим вращение от ведущего колеса к ведомому, прикладываются опрокидывающие усилия.These two documents describe gear variators, which, however, have the disadvantage that tilting forces are applied to the elements transmitting rotation from the drive wheel to the follower.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является разработка такого способа адаптивного изменения передаточного числа механической передачи и такого реализующего этот способ адаптивного вариатора, которые были бы свободны от указанных недостатков, а кроме того, обеспечивали бы технический результат в виде расширения арсенала технических средств.Thus, the objective of the present invention is to develop such a method of adaptively changing the gear ratio of a mechanical transmission and an adaptive variator that implements this method that would be free from these disadvantages, and in addition, would provide a technical result in the form of an expansion of the arsenal of technical means.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
В первом объекте настоящего изобретения поставленная задача решается с достижением указанного технического результата путем обеспечения способа адаптивного изменения передаточного числа механической передачи, заключающегося в том, что: передают вращение с ведущего вала на ведомый вал посредством по меньшей мере одного зубчатого зацепления; выполняют первое зубчатое колесо в виде в целом конического тела вращения с криволинейной образующей, не имеющей точек перегиба; выполняют второе зубчатое колесо составленным из по меньшей мере трех одинаковых передаточных элементов в виде тел вращения, оси которых лежат в одной плоскости, таким образом, что упомянутые передаточные элементы вместе образуют замкнутое кольцо; выполняют на поверхности каждого из упомянутых передаточных элементов зубья, ширина каждого из которых и ширина промежутка между которыми изменяются ответно, соответственно ширине промежутка между зубьями и ширине каждого зуба упомянутого первого зубчатого колеса при перекатывании упомянутого передаточного элемента вдоль упомянутой образующей первого зубчатого колеса; обеспечивают возможность синхронного вращения упомянутых передаточных элементов вокруг своих осей в упомянутом втором зубчатом колесе; при передаче вращения перемещают точку зацепления упомянутых зубчатых колес в упомянутом зубчатом зацеплении вдоль упомянутой образующей первого зубчатого колеса в зависимости от приложенной к ведомому валу нагрузки.In the first object of the present invention, the task is achieved by achieving the specified technical result by providing a method for adaptively changing the gear ratio of a mechanical transmission, which consists in the following: transmitting rotation from the drive shaft to the driven shaft by means of at least one gearing; perform the first gear in the form of a generally conical body of revolution with a curved generatrix that does not have inflection points; perform a second gear wheel composed of at least three identical transmission elements in the form of bodies of revolution, the axes of which lie in the same plane, so that said transmission elements together form a closed ring; teeth are made on the surface of each of said transmission elements, the width of each of which and the width of the gap between them are changed in response, respectively, the width of the gap between the teeth and the width of each tooth of said first gear when rolling said transmission element along said generatrix of the first gear; enable synchronous rotation of said transmission elements around their axes in said second gear wheel; when transmitting rotation, the gearing point of said gears is moved in said gearing along said generatrix of the first gear depending on the load applied to the driven shaft.
Во втором объекте настоящего изобретения поставленная задача решается с достижением того же технического результата путем обеспечения адаптивного зубчатого вариатора, содержащего: по меньшей мере одно зубчатое зацепление для передачи вращения с ведущего вала на ведомый вал; первое зубчатое колесо в упомянутом зубчатом зацеплении, расположенное на ведущем валу и выполненное в виде в целом конического тела вращения с криволинейной образующей, не имеющей точек перегиба; второе зубчатое колесо в упомянутом зубчатом зацеплении, связанное с ведомым валом и составленное из по меньшей мере трех одинаковых передаточных элементов в виде тел вращения, оси которых лежат в одной плоскости, таким образом, что упомянутые передаточные элементы вместе образуют замкнутое кольцо; все упомянутые передаточные элементы упомянутого второго зубчатого колеса установлены на соответствующей ступице с возможностью синхронного вращения вокруг своих осей; на поверхности каждого из упомянутых передаточных элементов выполнены зубья, ширина каждого из которых и ширина промежутка между которыми изменяются ответно соответственно ширине промежутка между зубьями и ширине каждого зуба упомянутого первого зубчатого колеса при перекатывании упомянутого передаточного элемента вдоль упомянутой образующей первого зубчатого колеса.In the second object of the present invention, the problem is solved with the achievement of the same technical result by providing an adaptive gear variator, comprising: at least one gear mesh for transmitting rotation from the drive shaft to the driven shaft; the first gear in said gear engagement, located on the drive shaft and made in the form of a generally conical body of revolution with a curved generatrix having no inflection points; a second gear wheel in said gear engagement associated with the driven shaft and made up of at least three identical transmission elements in the form of bodies of revolution whose axes lie in the same plane, so that said transmission elements together form a closed ring; all said transmission elements of said second gear wheel are mounted on a respective hub with the possibility of synchronous rotation around their axes; on the surface of each of said transmission elements, teeth are made, the width of each of which and the width of the gap between them are changed correspondingly according to the width of the gap between the teeth and the width of each tooth of said first gear when rolling said transmission element along said generatrix of the first gear.
Для обоих указанных объектов могут иметь место несколько вариантов. В первом и втором варианте используется только одно первое зубчатое колесо в виде в целом конического тела вращения, которое находится внутри второго зубчатого колеса, составленного из нескольких зубчатых элементов. В других вариантах несколько (к примеру, два) первых зубчатых колес в виде в целом конического тела вращения окружают одно второе составное зубчатое колесо. Или наоборот, несколько вторых зубчатых колес окружают одно первое зубчатое колесо. При этом во всех вариантах первое зубчатое колесо может быть выполнено чисто коническим (с прямой образующей) либо иметь выпуклую (в виде перевернутой чаши) или вогнутую (в виде подставки для глобуса) форму. В зависимости от конкретного вида этого первого зубчатого колеса меняется вид подвижного соединения первого зубчатого колеса со своим валом. В первом варианте второе составное зубчатое колесо может быть составлено из зубчатых элементов, представляющих из себя: цилиндрические, бочонко- и катушкообразные (в виде яблочного огрызка) тела вращения с круглым или эллиптическим поперечным сечением.For both of these facilities, several options may apply. In the first and second embodiment, only one first gear is used in the form of a generally conical body of revolution, which is located inside the second gear made up of several gear elements. In other embodiments, several (eg, two) first gears in the form of a generally conical body of revolution surround one second composite gear. Or vice versa, several second gears surround one first gear. Moreover, in all cases, the first gear wheel can be made purely conical (with a direct generatrix) or have a convex (in the form of an inverted bowl) or concave (in the form of a stand for the globe) shape. Depending on the particular type of this first gear, the type of movable connection of the first gear with its shaft changes. In the first embodiment, the second composite gear wheel can be composed of gear elements, which are: cylindrical, barrel-shaped and reel-shaped (in the form of an apple core) body of revolution with a round or elliptical cross section.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Настоящее изобретение поясняется чертежами, иллюстрирующими его возможные варианты осуществления. На всех чертежах две последних цифры любых ссылочных позиций, относящихся к одинаковым или сходным элементам, совпадают.The present invention is illustrated by drawings, illustrating its possible options for implementation. In all the drawings, the last two digits of any reference numbers relating to the same or similar elements are the same.
На фиг.1 представлен вариант осуществления адаптивного зубчатого вариатора по настоящему изобретению с одним первым и одним вторым зубчатыми колесами, когда зубчатые элементы второго зубчатого колеса в своем поперечном сечении имеют овальную форму.Figure 1 shows an embodiment of the adaptive gear variator of the present invention with one first and one second gears, when the gear elements of the second gear in their cross section are oval.
На фиг.2 представлен вариант осуществления адаптивного зубчатого вариатора по настоящему изобретению с одним первым и одним вторым зубчатыми колесами, когда зубчатые элементы второго зубчатого колеса в своем поперечном сечении имеют круглую форму.Figure 2 presents an embodiment of the adaptive gear variator of the present invention with one first and one second gears, when the gear elements of the second gear in their cross section are round in shape.
На фиг.3 показан вариант исполнения второго зубчатого колеса, когда зубчатые элементы имеют форму бочонков.Figure 3 shows an embodiment of the second gear when the gear elements are in the form of barrels.
На фиг.4 показан вариант исполнения второго зубчатого колеса, когда зубчатые элементы имеют цилиндрическую форму.4 shows an embodiment of the second gear when the gear elements are cylindrical.
На фиг.5 показан вариант исполнения второго зубчатого колеса, когда зубчатые элементы имеют форму яблочных огрызков.Figure 5 shows an embodiment of the second gear when the gear elements are in the shape of apple bits.
На фиг.6 представлен вариант осуществления адаптивного зубчатого вариатора по настоящему изобретению с одним коническим первым зубчатым колесом и двумя тороидальными вторыми зубчатыми колесами.FIG. 6 shows an embodiment of the adaptive gear variator of the present invention with one conical first gear and two toroidal second gears.
На фиг.7 показан вариант осуществления адаптивного зубчатого вариатора по настоящему изобретению с одним тороидальным вторым зубчатым колесом и двумя коническими первыми зубчатыми колесами.7 shows an embodiment of the adaptive gear variator of the present invention with one toroidal second gear and two bevel first gears.
На фиг.8 представлен вариант осуществления адаптивного зубчатого вариатора по настоящему изобретению с первыми зубчатыми колесами выпуклой формы.On Fig presents an embodiment of the adaptive gear variator of the present invention with the first convex gears.
На фиг.9 представлен вариант осуществления адаптивного зубчатого вариатора по настоящему изобретению с первыми зубчатыми колесами вогнутой формы.Figure 9 presents an embodiment of the adaptive gear variator of the present invention with the first concave gears.
Перечень используемых терминовList of Terms Used
В данном описании и в формуле изобретения используются следующие термины и выражения.In this description and in the claims, the following terms and expressions are used.
«Передаточное отношение» - отношение угловой скорости вращения выходного вала к угловой скорости вращения входного вала."Gear ratio" is the ratio of the angular speed of rotation of the output shaft to the angular speed of rotation of the input shaft.
«Зубчатое зацепление» - два зубчатых колеса, находящиеся в зацеплении одно с другим."Gearing" - two gears meshed with one another.
«В целом коническое тело вращения» - тело вращения, площадь одного основания которого меньше площади другого основания, а площадь любого сечения перпендикулярно оси вращения лежит между этими площадями оснований.“In general, a conical body of revolution” is a body of revolution, the area of one base of which is smaller than the area of the other base, and the area of any section perpendicular to the axis of rotation lies between these areas of the bases.
«Криволинейная огибающая, не имеющая точек перегиба» - плоская линия, лежащая по одну сторону от любой своей касательной."Curvilinear envelope that does not have inflection points" - a flat line lying on one side of any of its tangents.
«Монотонное уменьшение» размера - плавное и постоянное, т.е. без скачков или остановок, уменьшение соответствующего размера при перемещении вдоль соответствующей линии.The “monotonous decrease” in size is smooth and constant, i.e. without jumps or stops, reducing the corresponding size when moving along the corresponding line.
«Невогнутое тело вращения» - тело вращения, образующая которого либо прямая параллельная оси вращения, либо кривая без точек перегиба с единственной выпуклостью, направленной от оси вращения.An “unbent body of revolution” is a body of revolution, the generatrix of which is either straight parallel to the axis of rotation, or a curve without inflection points with a single convexity directed from the axis of rotation.
«Окружность наибольшего радиуса тора» - окружность, перпендикулярная оси вращения тора и проходящая через точки тороидальной поверхности, наиболее удаленные от этой оси вращения.“Circle of the greatest radius of the torus” - a circle perpendicular to the axis of rotation of the torus and passing through the points of the toroidal surface, the most remote from this axis of rotation.
«Ответное изменение» размеров зубьев - такое изменение ширины зубьев и промежутка между ними в одном из зубчатых колес зубчатого зацепления, которому отвечает изменение промежутка между зубьями и ширины зубьев другого зубчатого колеса этого же зубчатого зацепления.A “reciprocal change” in tooth sizes is such a change in the width of the teeth and the gap between them in one of the gears of the gearing, which corresponds to the change in the gap between the teeth and the width of the teeth of another gear of the same gear.
«Перекатывание передаточного элемента вдоль образующей первого зубчатого колеса» - перемещение передаточного элемента второго зубчатого колеса вдоль (по) образующей первого зубчатого колеса, при котором зубья передаточного элемента попадают в промежутки между зубьями первого зубчатого колеса и наоборот, а сам передаточный элемент вращается вокруг своей оси, расположенной перпендикулярно касательной к упомянутой образующей в точке касания этого передаточного элемента с первым зубчатым колесом.“Rolling the transmission element along the generatrix of the first gear wheel” - moving the transmission element of the second gear wheel along the (along) the generatrix of the first gear wheel, in which the teeth of the transmission element fall between the teeth of the first gear wheel and vice versa, and the transmission element rotates around its axis located perpendicular to the tangent to the said generatrix at the point of contact of this transmission element with the first gear.
Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Показанный на фиг.1 вариант осуществления адаптивного зубчатого вариатора по настоящему изобретению соответствует первому из упомянутых выше вариантов совместного расположения зубчатых колес.The embodiment of the adaptive gear variator of the present invention shown in FIG. 1 corresponds to the first of the above joint gear arrangements.
На фиг.1 показано одно зубчатое зацепление. Первое зубчатое колесо 101 выполнено в виде усеченного конуса и посажено на вал 104, так что ось вращения конического колеса 101 совпадает с осью вала 104. Вал 104 через подшипник размещен в корпусе 112.1 shows one gearing. The
На боковой (конической) поверхности первого зубчатого колеса 101 выполнены чередующиеся зубья 118 и промежутки 117. Ширина каждого зуба 118 и ширина каждого промежутка 117 монотонно уменьшается по мере уменьшения диаметра усеченного конуса, т.е. по мере смещения от большего основания усеченного конуса к меньшему. При этом высота каждого зуба 118 и глубина каждого промежутка 117 может изменяться точно таким же образом, хотя это изменение и не обязательно.On the side (conical) surface of the
В варианте осуществления по фиг.1 вал 104 первого зубчатого колеса 101 снабжен винтовой канавкой 106, а само первое зубчатое колесо 101 имеет в своем осевом отверстии выступ, ответный упомянутой винтовой канавке 106 вала 104, для обеспечения возможности перемещения (навинчивания) первого зубчатого колеса 101 по валу 104. Кроме того, первое зубчатое колесо 101 через упорный подшипник подпружинено пружиной 111 навстречу к большему основанию усеченного конуса колеса 101.In the embodiment of FIG. 1, the
Первое зубчатое колесо 101 образует на фиг.1 зубчатое зацепление со вторыми зубчатым колесом 102.The
Второе зубчатое колесо 102 на фиг.1 представляет собой кольцо, собранное из нескольких (по меньшей мере трех) передаточных элементов 103. Каждый передаточный элемент 103 представляет собой тело вращения и может иметь форму, напоминающую: бочонок (фиг.3), цилиндр (фиг.4), катушку (фиг.5) или форму какого-либо иного тела вращения (для элементов 103 по фиг.1 наиболее предпочтительна форма катушки). Оси всех передаточных элементов 103 лежат в одной плоскости, а сами элементы 103 расположены друг за другом таким образом, что вместе образуют замкнутое кольцо.The
Каждый передаточный элемент 103 несет на себе зубья 108 и промежутки 107 между ними. Ширина каждого зуба 108 и ширина промежутков 107 между зубьями изменяются монотонно и ответно соответственно ширине промежутков 107 между зубьями и ширине каждого зуба 108 первого зубчатого колеса 101 при перекатывании передаточного элемента 103 вдоль образующей первого зубчатого колеса 101. Иными словами, передаточный элемент 103 несет на себе зубья 108 и промежутки 107, развертка которых ответна промежуткам 118 и зубьям 117 первого зубчатого колеса 101. Таким образом, каждый передаточный элемент 103 второго зубчатого колеса 102 может войти в зацепление с первым зубчатым колесом 101 в любом месте вдоль образующей первого зубчатого колеса 101.Each
Как уже отмечалось, зубья 118 и промежутки 117 первого зубчатого колеса 101 могут изменяться по высоте (глубине). В этом случае соответствующие промежутки 107 и зубья 108 передаточного элемента 103 также имеют переменные глубину и высоту, соответствующие высоте зубьев 118 и глубине промежутков 117. При этом, если форма передаточного элемента 103 такова, что его образующая не совпадает с окружностью 150, высоту зубьев 108 и глубину промежутков 107 можно подобрать так, чтобы зацепление передаточного элемента 103 с первым колесом 101 происходило в любом положении передаточного элемента 103 на огибающей первого зубчатого колеса 101. На фиг.3 показаны бочонкообразные передаточные элементы 303, в которых глубина промежутков 308 меняется так, чтобы соединяющая их линия проходила на равном удалении от окружности 350. На фиг.3, фиг.4 и фиг.5 показаны возможные варианты выполнения передаточных элементов 103, напоминающие форму бочонков, цилиндров и катушек соответственно. Кроме того, по фиг.1 для компенсации уменьшения или увеличения диаметра первого зубчатого колеса при перекатывании по нему второго зубчатого колеса передаточные элементы 103 в поперечном сечении имеют эллиптическую форму. В случае, когда передаточные элементы 103 в поперечном сечении имеют форму круга, в конструкцию необходимо добавлять механизм компенсации радиального смещения валов типа крестовой муфты «Олдхэма», или вал одного из упомянутых зубчатых колес устанавливать с возможностью его углового отклонения относительно оси вала другого упомянутого зубчатого колеса, как это показано на фиг.2.As already noted, the
Передаточные элементы 103 второго зубчатого колеса 102 установлены в ступице 109 с возможностью синхронного вращения вокруг своих осей. Для этого на торцах передаточных элементов 103 могут быть выполнены зубья 153 конической передачи, а сами передаточные элементы 103 установлены в ступице 109 с помощью любых подходящих средств. На фиг.3 условно показаны два таких средства: обойма 351 для удержания шарикового или конического шарнира 352, на который опираются соседние передаточные элементы 303, и кронштейны 354 с вращающимися зубчатыми роликами 355 для подвески передаточных элементов 303. Возможны, разумеется, и иные средства для установки передаточных элементов 103 с возможностью их вращения вокруг своих осей. Конструкция обоймы, удерживающей передаточные элементы 103 второго зубчатого колеса 102 по фиг.1, позволяет поместить внутрь образованного ими кольца первое зубчатое колесо 101. Вариант такой конструкции обоймы показан на фиг.5.The
В варианте осуществления по фиг.1 вал 110 второго зубчатого колеса 102 является ведомым валом, который через подшипник закреплен в корпусе 112. Вал 104 первого зубчатого колеса 101 в этом варианте осуществления является ведущим валом. Второе зубчатое колесо 102 установлено так, чтобы при перекатывании передаточных элементов 103 вдоль образующей первого зубчатого колеса 101 зубья 118 попадали в промежутки 107 той же ширины, и наоборот, зубья 108 попадали в промежутки 117 той же ширины. При этом первое зубчатое колесо 101 размещено внутри второго зубчатого колеса 102 таким образом, чтобы в любой момент времени работы механизма обеспечивалось зацепление первого зубчатого колеса 101 и хотя бы одного из передаточных элементов 103 второго зубчатого колеса 102.In the embodiment of FIG. 1, the
Следует отметить, что подшипники могут быть любого подходящего типа. Вид корпуса 112 также приведен на фиг.1 в чисто иллюстративных целях.It should be noted that the bearings can be of any suitable type. The view of the
Рассмотрим функционирование адаптивного вариатора, представленного на фиг.1.Consider the operation of the adaptive variator shown in figure 1.
Крутящий момент со входного вала 104 передается посредством первого зубчатого колеса 101 на передаточные элементы 103 второго зубчатого колеса 102. Передаточные элементы 103 через ступицу 109 второго зубчатого колеса передают крутящий момент на выходной вал 110.Torque from the
Когда изменяется нагрузка на выходном валу 110, этот вал начинает тормозиться и через передаточные элементы 103 второго зубчатого колеса 102 тормозить первое зубчатое колесо 101. Добавочное усилие через выступ в осевом отверстии первого зубчатого колеса 101 воздействует на винтообразный канал входного вала 104. Осевая составляющая силы, возникающей в точке контакта выступа в осевом отверстии первого зубчатого колеса 101 со стенкой направляющего винтообразного канала, стремится переместить (навинтить) первое зубчатое колесо 101 в направлении уменьшения диаметра конического тела вращения первого зубчатого колеса 101, если нагрузка на выходном валу 110 возрастает. Этому перемещению препятствует пружина 111, так что после некоторого перемещения второго зубчатого колеса 102 в сторону уменьшения радиуса конического тела вращения первого зубчатого колеса 101 устанавливается новое состояние равновесия, при котором передача крутящего момента к нагрузке происходит с меньшей угловой скоростью, а следовательно, с большим усилием.When the load on the
В том случае, когда нагрузка на выходном валу 110 уменьшается, уменьшается и усилие в точке контакта выступа в осевом отверстии первого зубчатого колеса 101 со стенкой направляющего винтообразного канала входного вала 104, и пружина 111 заставляет второе зубчатое колесо 102 сместиться в сторону увеличения диаметра конического тела вращения первого зубчатого колеса 101. При этом в новом состоянии равновесия передача крутящего момента от первого зубчатого колеса 101 ко второму зубчатому колесу 102 будет происходить при большей угловой скорости, а следовательно, при меньшем усилии.In the case where the load on the
Таким образом, в варианте осуществления по фиг.1 адаптация к изменению нагрузки осуществляется за счет перемещения (навинчивания или вывинчивания) первого зубчатого колеса 101 вдоль своей оси вращения и, следовательно, вдоль образующих передаточных элементов 103 второго зубчатого колеса 102.Thus, in the embodiment of FIG. 1, adaptation to a load change is accomplished by moving (screwing or unscrewing) the
На фиг.2 изображен вариант с одним зубчатым зацеплением, когда вал первого зубчатого колеса установлен с возможностью его углового отклонения относительно оси вала второго зубчатого колеса. Для реализации упомянутого отклонения вал 210 выполнен составным. Со стороны меньшего основания в целом конического тела вращения первого зубчатого колеса 201 имеется расширение 260 с полостью, открытой со стороны, противоположной месту крепления, и имеющей канавку (показана пунктиром). По этой канавке могут перемещаться концы вкладыша 261, жестко закрепленного на конце одной из частей составного вала 210. В целом расширение 260 и вкладыш 261 вала 210 образуют передаточный механизм типа карданного, обеспечивающий угловое отклонение оси одной из частей составного вала 210 первого зубчатого колеса 201 относительно оси вала 204 второго зубчатого колеса 202. Этот механизм дополняет пружина 211 с роликом, ограничивающая отклонение вала 210 и второго зубчатого колеса 201.Figure 2 shows a variant with one gear when the shaft of the first gear is mounted with the possibility of its angular deviation relative to the axis of the shaft of the second gear. To implement the aforementioned deviation, the
На фиг.2 в отличие от фиг.1 вал 204 второго зубчатого колеса 202 снабжен винтовой канавкой 206, а ступица 209 второго зубчатого колеса 202 имеет в своем осевом отверстии выступ, ответный упомянутой винтовой канавке 206 вала 204, для обеспечения возможности перемещения (навинчивания) второго зубчатого колеса 202 вдоль вала 204. Кроме того, второе зубчатое колесо составлено из передаточных элементов 203, имеющих в своих поперечных сечениях не овальную, а круглую форму.In Fig. 2, in contrast to Fig. 1, the
Таким образом, по фиг.2 первое зубчатое колесо 201 лишь меняет свой угол наклона относительно вала второго зубчатого колеса, в то время как второе зубчатое колесо 202 может навинчиваться на вал 204 и перемещаться вдоль образующей первого зубчатого колеса 201.Thus, in FIG. 2, the
Принцип действия вариатора по фиг.2 несколько отличается от рассмотренного варианта по фиг.1. Здесь входным валом является вал 204 второго зубчатого колеса 202, а выходным - составной вал 210 первого зубчатого колеса 201. Крутящий момент со входного вала 204 передается на ступицу 209 второго зубчатого колеса 202. От передаточных элементов 203 второго зубчатого колеса 202 крутящей момент передается на первое зубчатое колесо 201 и на выходной вал 210.The principle of operation of the variator in figure 2 is somewhat different from the considered option in figure 1. Here, the input shaft is the
При увеличении нагрузки на выходном валу 210 тот начинает тормозиться и через карданный механизм тормозить первое зубчатое колесо 201. Первое зубчатое колесо 201 тормозит второе зубчатое колесо 202, выступ в осевом отверстии ступицы которого воздействует на винтообразный канал входного вала 204. Осевая составляющая силы, возникающей в точке контакта выступа в осевом отверстии ступицы 209 второго зубчатого колеса 202 со стенкой направляющего винтообразного канала входного вала 202, стремится переместить (навинтить) второе зубчатое колесо 202 в направлении уменьшения диаметра в целом конического тела вращения первого зубчатого колеса 201. Это перемещение сопровождается некоторым отклонением оси вращения первого зубчатого колеса 201 относительно оси входного вала 204. Пружина 211 с роликом поджимает первое зубчатое колесо 201 к передаточным элементам 203 второго зубчатого колеса 202, обеспечивая их постоянное зацепление.As the load on the
Перемещение второго зубчатого колеса 202 вдоль образующей первого зубчатого колеса 201 происходит до тех пор, пока не установится новое состояние равновесия, при котором передача крутящего момента к нагрузке происходит с меньшей угловой скоростью, а следовательно, с большим усилием.The movement of the
На фиг.6 показан вариант с двумя зубчатыми зацеплениями. Первое зубчатое колесо 601 жестко посажено на вал 616 и помещено между двумя вторыми зубчатыми колесами 602 и 622, валы которых сходятся и передают вращение на общий ведомый вал 610.Figure 6 shows a variant with two gears. The first gear 601 is rigidly mounted on the shaft 616 and placed between two second gears 602 and 622, the shafts of which converge and transmit rotation to a common driven shaft 610.
Первое зубчатое колесо 601, участвующее в обоих этих зацеплениях, полностью подобно зубчатому колесу 101, представленному на фиг.1. Два вторых зубчатых колеса 602 и 622 более детально показаны на фиг.3 и принципиально подобны второму зубчатому колесу 102, представленному на фиг.1, с той лишь разницей, что ступицы 609 и 639 зубчатых колес 602 и 622 размещены внутри этих самых колес и в своих осевых отверстиях имеют выступы, позволяющие им навинчиваться на валы 604 и 605 соответственно. Каждый из валов 604 и 605, в свою очередь, конструктивно аналогичен валу 104, показанному на фиг.1.The first gear wheel 601 involved in both of these gears is completely similar to the
Каждый передаточный элемент 603 вторых зубчатых колес 602 и 622 (по фиг.6) приближенно напоминает бочонок. Оси всех передаточных элементов 603 лежат в одной плоскости так, что огибающие всех этих передаточных элементов 603 в этой общей плоскости совпадают с окружностью наибольшего диаметра тора. Это хорошо видно на фиг.3, где шесть бочонкообразных передаточных элементов 303 установлены друг за другом по окружности так, что их образующие являются частями охватывающей окружности 350. Однако последнее условие является опциональным, и допустимо, чтобы передаточные элементы 303 имели форму цилиндров или иную форму тел вращения, при которой их образующие не выходят за окружность 350 наибольшего диаметра тора.Each transmission element 603 of the second gears 602 and 622 (in FIG. 6) approximately resembles a keg. The axes of all the transfer elements 603 lie in one plane so that the envelopes of all these transfer elements 603 in this common plane coincide with the circle of the largest diameter of the torus. This is clearly seen in FIG. 3, where six barrel-shaped
В отличие от конструкции, показанной на фиг.1, на фиг.6 показано два вторых зубчатых колеса 602 и 622, и размещены они вокруг первого зубчатого колеса 601 так, что когда, к примеру, левая точка зацепления на первом зубчатом колесе 601 попадает в зазор между передаточными элементами 603 левого зубчатого колеса 602, а правая (по фиг.6) точка зацепления на первом зубчатом колесе 601 приходится как раз на один из передаточных элементов 603 (предпочтительно на его середину) правого зубчатого колеса 622.In contrast to the construction shown in FIG. 1, FIG. 6 shows two second gears 602 and 622, and they are arranged around the first gear 601 so that when, for example, the left engagement point on the first gear 601 falls into the gap between the transmission elements 603 of the left gear wheel 602, and the right (in FIG. 6) engagement point on the first gear wheel 601 falls on just one of the transmission elements 603 (preferably in the middle thereof) of the right gear wheel 622.
Два вторых зубчатых колеса показаны на фиг.6 только с точки зрения простоты изображения. На деле вторых зубчатых колес (т.е. зубчатых зацеплений с первым зубчатым колесом 601) может быть и больше, например, три, четыре и т.д.Two second gears are shown in FIG. 6 only from the point of view of simplicity of the image. In fact, there may be more second gears (i.e. gears with the first gear 601), for example, three, four, etc.
Каждое из вторых зубчатых колес 602 и 622 по фиг.6 размещено на своем валу 604 и 605 соответственно, которые через подшипники установлены в корпусе 612. В варианте осуществления по фиг.6 каждый из валов 604 и 605 снабжен винтовой канавкой 606, а ступица 609 и 639 установленного на этом валу второго зубчатого колеса 602 и 622 снабжена в своем осевом отверстии выступом, ответным винтовой канавке 606 вала 604 и 605, для обеспечения возможности навинчивания второго зубчатого колеса 602 и 622 на вала 604 и 605 соответственно. Кроме того, каждое из вторых зубчатых колес 602 или 622 подпружинено пружиной 611 вдоль огибающей первого зубчатого колеса 601 в сторону увеличения диаметра первого зубчатого колеса 601.Each of the second gears 602 and 622 of FIG. 6 is placed on its shaft 604 and 605, respectively, which are mounted through bearings in the housing 612. In the embodiment of FIG. 6, each of the shafts 604 and 605 is provided with a helical groove 606, and a hub 609 and 639 a second gear wheel 602 and 622 mounted on this shaft is provided in its axial bore with a protrusion corresponding to the helical groove 606 of the shaft 604 and 605, to enable screwing of the second gear wheel 602 and 622 onto the shaft 604 and 605, respectively. In addition, each of the second gears 602 or 622 is spring loaded 611 along the envelope of the first gear 601 in the direction of increasing the diameter of the first gear 601.
В варианте осуществления по фиг.6 валы 604 и 605 вторых зубчатых колес 602 и 622 соединены с помощью вспомогательной зубчатой передачи 615 с входным валом 610, который через подшипник закреплен в корпусе 612. Вал 616 первого зубчатого колеса 601 в этом варианте осуществления является выходным валом.In the embodiment of FIG. 6, the shafts 604 and 605 of the second gears 602 and 622 are connected via an auxiliary gear 615 to an input shaft 610, which is mounted through a bearing in a housing 612. The shaft 616 of the first gear 601 in this embodiment is an output shaft .
Следует отметить, что вспомогательная зубчатая передача 615 является опциональной и может вообще отсутствовать, а выходным валом может быть любой из валов 616 или 610.It should be noted that the auxiliary gear 615 is optional and may not be present at all, and any of the shafts 616 or 610 may be the output shaft.
Функционирование адаптивного вариатора по фиг.6 осуществляется следующим образом.The functioning of the adaptive variator of Fig.6 is as follows.
Крутящий момент со входного вала 610 передается на валы вторых зубчатых колес 602, 622, откуда через ступицы 609, 739 и передаточные элементы 603 вторых зубчатых колес 602, 622 на первое зубчатое колесо 601 и выходной вал 616.Torque from the input shaft 610 is transmitted to the shafts of the second gears 602, 622, from where through the hubs 609, 739 and transmission elements 603 of the second gears 602, 622 to the first gear 601 and the output shaft 616.
При увеличении нагрузки на выходном валу 616 он начинает тормозиться, и добавочное усилие через выступы в осевых отверстиях ступиц 609, 639 вторых зубчатых колес 602, 622 воздействует на винтообразные каналы валов 604, 605. Осевая составляющая силы, возникающей в точке контакта выступа в осевом отверстии ступицы каждого из вторых зубчатых колес 602, 622, со стенкой направляющего винтообразного канала соответствующего вала 604, 605 стремится переместить (навинтить) второе зубчатое колесо 602, 622 в направлении уменьшения диаметра конического тела вращения первого зубчатого колеса 601. Этому перемещению препятствует пружина 611, так что после некоторого перемещения второго зубчатого колеса 602, 622 в сторону меньшего основания в целом конического тела вращения первого зубчатого колеса 601 устанавливается состояние равновесия, при котором передача крутящего момента к нагрузке происходит с меньшей угловой скоростью, а следовательно, с большим усилием.As the load on the output shaft 616 increases, it begins to slow down, and the additional force through the protrusions in the axial holes of the hubs 609, 639 of the second gears 602, 622 acts on the helical channels of the shafts 604, 605. The axial component of the force arising at the point of contact of the protrusion in the axial hole the hubs of each of the second gears 602, 622, with the wall of the helical channel of the corresponding shaft 604, 605 seeks to move (screw) the second gear wheel 602, 622 in the direction of decreasing the diameter of the conical body of rotation ne gear wheel 601. This movement is prevented by the spring 611, so that after a certain movement of the second gear wheel 602, 622 towards the smaller base of the generally conical body of revolution of the first gear wheel 601, an equilibrium state is established in which the transmission of torque to the load occurs with a smaller angular speed, and therefore with great effort.
В том случае, когда нагрузка на выходном валу 616 уменьшается, уменьшается и усилие в точке контакта выступа в осевом отверстии ступицы каждого из вторых зубчатых колес 602, 622 со стенкой направляющего винтообразного канала соответствующих валов 604, 605, и пружина 611 заставляет второе зубчатое колесо 602, 622 сместиться в сторону большего основания в целом конического тела вращения первого зубчатого колеса 601. При этом в новом состоянии равновесия передача крутящего момента от первого зубчатого колеса ко второму зубчатому колесу будет происходить при большей угловой скорости, а следовательно, при меньшем усилии.In the case where the load on the output shaft 616 decreases, the force at the point of contact of the protrusion in the axial hole of the hub of each of the second gears 602, 622 with the wall of the helical channel of the corresponding shafts 604, 605 decreases, and the spring 611 forces the second gear wheel 602 , 622 to shift towards the larger base of the generally conical body of rotation of the first gear 601. In this case, in a new equilibrium state, the transmission of torque from the first gear to the second gear will occur at a greater angular velocity, and therefore with less effort.
На фиг.7 показан другой вариант осуществления адаптивного зубчатого вариатора по настоящему изобретению. В этом варианте используется только одно второе зубчатое колесо 702, вал 704 которого является входным валом устройства. При этом конструкция второго зубчатого колеса 702 ничем не отличается от конструкции любого из вторых зубчатых колес 602 или 622 по фиг.6. Вал 704 второго зубчатого колеса 702 также имеет винтовую канавку 706, а ступица 709 второго зубчатого колеса 702 имеет ответный этой канавке выступ. При этом второе зубчатое колесо 702 подпружинено пружиной 711 аналогично каждому из вторых зубчатых колес 602 и 622 варианта осуществления по фиг.6.7 shows another embodiment of the adaptive gear variator of the present invention. In this embodiment, only one
Выходной вал 710 с помощью вспомогательной зубчатой передачи 715 связан с валами 713 и 714 двух первых зубчатых колес 701 и 721 соответственно. Первые зубчатые колеса 701 и 721 конструктивно подобны первому зубчатому колесу 601, представленному на фиг.6, и также жестко закреплены на своих валах 713 и 714.The
В отличие от варианта осуществления по фиг.6 в варианте по фиг.7 имеется два первых зубчатых колеса 701 и 721 и только одно второе зубчатое колесо 702. Первые зубчатые колеса 701 и 721 размещаются вокруг единственного второго зубчатого колеса 702 так, что в любой момент зубья хотя бы одного из первых зубчатых колес 701 или 721 находятся в зацеплении с зубьями какого-либо передаточного элемента 703 второго зубчатого колеса 702.Unlike the embodiment of FIG. 6, the embodiment of FIG. 7 has two
Функционирование вариантов адаптивного вариатора по фиг.7 осуществляется следующим образом.The functioning of the adaptive variator of Fig.7 is as follows.
Крутящий момент со входного вала 704 передается на ступицу 709 и зубчатые передаточные элементы 703 второго зубчатого колеса 702. От передаточных элементов 703 второго зубчатого колеса 702 крутящий момент через первые зубчатые колеса 701, 721 и их валы 713, 714 передается на выходной вал 710.Torque from the
При увеличении нагрузки на выходном валу 710 он начинает тормозиться, и добавочное усилие через выступ в осевом отверстии ступицы 709 второго зубчатого колеса 702 воздействует на винтообразный канал вала 704. Механизм этого воздействия точно такой же, как описанный для подобных валов в вариантах по фиг.1, 2 и 6. Перемещение второго зубчатого колеса 702 по валу 704 ограничивает пружина 711, посредством которой устанавливается состояние равновесия, при котором передача крутящего момента к нагрузке происходит с меньшей угловой скоростью, а следовательно, с большим усилием.As the load on the
В том случае, когда нагрузка на выходном валу 711 уменьшается, пружина 711 заставляет второе зубчатое колесо 702 сместиться в сторону большего основания в целом конического тела вращения первого зубчатого колеса 701 или 721. В новом состоянии равновесия передача крутящего момента от второго зубчатого колеса к первым зубчатым колесам будет происходить при большей угловой скорости, а следовательно, при меньшем усилии.In the event that the load on the
Таким образом, вариант по фиг.7 является несколько упрощенным по отношению к варианту, показанному на фиг.6, тем, что там используется только одно второе зубчатое колесо. Принцип действия механизмов по фиг.6 и фиг.7 подобен, меняется только количество и местоположение первых и вторых зубчатых колес и соответствующих валов.Thus, the embodiment of FIG. 7 is somewhat simplified with respect to the embodiment shown in FIG. 6 in that only one second gear wheel is used there. The principle of operation of the mechanisms of Fig.6 and Fig.7 is similar, only the number and location of the first and second gears and corresponding shafts changes.
Если огибающая в целом конического тела вращения первого зубчатого колеса имеет выпуклость, направленную от оси вращения этого в целом конического тела вращения, настоящее изобретение может быть осуществлено в виде, представленном на фиг.8.If the envelope of the generally conical body of revolution of the first gear has a bulge directed from the axis of rotation of this generally conical body of revolution, the present invention can be implemented in the form shown in Fig. 8.
На фиг.8 показан адаптивный зубчатый вариатор, содержащий первые зубчатые колеса 801, 821, жестко закрепленные на соответствующих валах 813, 814, которые связаны с выходным валом 810 посредством вспомогательной зубчатой передачи 815. Как видно из фиг.8, каждое из первых зубчатых колес 801, 821 выполнено в виде в целом конического тела вращения чашеобразной формы. Как и в вариантах по фиг.1, 2, 6 и 7, на первых зубчатых колесах 801, 821 выполнены зубья 808 и промежутки 807 между ними (показаны пунктиром), изменяющиеся так же, как и в первых зубчатых колесах по фиг.1, 2, 6 и 7. Второе зубчатое колесо 802 выполнено точно так же, как показано на фиг.3, 6 или 7. При этом вал 804 второго зубчатого колеса 802 является входным валом.On Fig shows an adaptive gear variator containing the
В отличие от вариантов осуществления, показанных на фиг.1, 2, 6 и 7, на валу 804 имеется подвижная шайба 826, имеющая осевое отверстие, такое, чтобы в него мог свободно входить вал 804. Шайба 826 шарнирно соединена тягами 824, 825 с соответствующими ползунами 822, 823, надетыми каждый на соответствующий вал 813, 814 первых зубчатых колес 801. 821. Шайба 826 подпружинена пружиной 811 в направлении, препятствующем перемещению передаточных элементов 803 второго зубчатого колеса 802 вдоль образующих первых зубчатых колес 801, 821 в сторону уменьшения диаметров последних. Ведущий (входной) вал 804 снабжен винтовой канавкой 806, а ступица 809 второго зубчатого колеса 802 имеет в своем осевом отверстии выступ, ответный упомянутой канавке 806 входного вала 804, для обеспечения возможности перемещения (навинчивания) второго зубчатого колеса 802 вдоль вала 804.Unlike the embodiments shown in FIGS. 1, 2, 6, and 7, there is a
Между вторым зубчатым колесом 802 и шайбой 826 установлен упорный подшипник, обеспечивающий возможность вращения второго зубчатого колеса 802 относительно шайбы 811.A thrust bearing is mounted between the
Устройство валов 813, 814 подобно валу 210 первого зубчатого колеса 201 по фиг.2 и обеспечивает угловое отклонение первых зубчатых колес 801, 821 относительно оси ведущего вала 804 второго зубчатого колеса 802.The device of the
Функционирование адаптивного вариатора по приведенному на фиг.8 варианту осуществления происходит следующим образом.The operation of the adaptive variator according to the embodiment shown in FIG. 8 is as follows.
Крутящий момент со входного вала 804, через ступицу и передаточные элементы 803 второго зубчатого колеса 802 передается на первые зубчатые колеса 801 и 821. От них крутящий момент через составные валы 813, 814 передается на выходной вал 810.Torque from the
Когда увеличивается нагрузка на выходном валу 810, этот вал начинает тормозиться и через вспомогательную зубчатую передачу 815 тормозить валы первых зубчатых колес 813, 814. Добавочное усилие через выступ в осевом отверстии второго зубчатого колеса 802 воздействует на винтообразный канал ведущего вала 804. Механизм этого воздействия такой же, как описанный для вариантов по фиг.1, 2, 6 и 7. В результате второе зубчатое колесо 802 и шайба 826 переместятся в новое положение равновесия, шайба 826 через тяги 824, 825 и ползуны 822, 823 надавит на подвижные части валов 813, 814. Подвижные части валов 813, 814 изменят угол своего наклона благодаря перемещению вкладышей 861, 862 в соответствующих канавках, не прекращая вращения. Таким образом, отклонение первых зубчатых колес 801, 821 компенсирует изменение их диаметров по длине при перемещении второго зубчатого колеса 802 по валу 804.When the load on the
При уменьшении нагрузки на выходном валу 810 второе зубчатое колесо 802 и шайба 826 под воздействием пружины переместятся в сторону больших оснований чаш первых зубчатых колес 801, 821, те отклонятся от ведущего вала, и угловая скорость выходного вала 810 возрастет.When the load on the
Если огибающая в целом конического тела вращения первого зубчатого колеса имеет выпуклость, направленную к оси вращения этого в целом конического тела вращения, настоящее изобретение осуществляется в виде, представленном на фиг.9.If the envelope of the generally conical body of revolution of the first gear has a bulge directed to the axis of rotation of this generally conical body of revolution, the present invention is implemented in the form shown in Fig.9.
На фиг.9 показан адаптивный зубчатый вариатор, содержащий первое зубчатое колесо 901, жестко закрепленное на валу 916, который является входным валом. Вал 916 через подшипники установлен в корпусе 912. Как видно из фиг.9, первое зубчатое колесо 901 выполнено в виде в целом конического тела вращения, напоминающего подставку для глобуса. Как и в вариантах по фиг.1, 2, 6, 7, 8, на первом зубчатом колесе 901 и вторых зубчатых колесах 902, 922 выполнены зубья и промежутки между ними, изменяющиеся так же, как и в первом зубчатом колесе на фиг.1.Fig. 9 shows an adaptive gear variator comprising a
Каждое из вторых зубчатых колес 902, 922 выполнено так же, как показано на фиг.1, за исключением ступицы 909, 939. Валы 913, 914 вторых зубчатых колес 902, 922 соответственно не имеют винтового выступа, зато снабжены утолщениями 961, 962 с прорезями, параллельными осям этих валов. Ступицы 909, 939 установленных на этих валах вторых зубчатых колес 902, 922 соответственно снабжены в своем осевом отверстии выступами, ответными упомянутым прорезям, соответствующих валов. Утолщения 961, 962 с прорезями, в которые входят соответствующие выступы ступиц 909, 939, обеспечивают возможность поворота плоскостей вторых зубчатых колес 902, 922 относительно точки установки этих колес на валу 913 и 942 соответственно. При этом точка установки выбрана на соответствующем валу 913 и 914 так, чтобы при повороте плоскости второго зубчатого колеса 902 и 922 относительно этой точки, зубья и промежутки передаточного элемента 903 второго зубчатого колеса 902 или 922 находились в постоянном зацеплении соответственно с промежутками и зубьями первого зубчатого колеса 901. Понятно, что при таком выполнении огибающая с выпуклостью, направленной к оси вращения в целом конического тела вращения первого зубчатого колеса 901, должна быть частью окружности. В случае иной формы этой огибающей установка вторых зубчатых колес 902, 922 на соответствующих валах 913, 914 потребует использования средств, подобных показанным на фиг.8.Each of the
Для реализации механизма саморегулирования на ведущем валу 904 установлен подпружиненный подвижный элемент 930, который через шарниры 932 упирается в ступицы 909, 939 вторых зубчатых колес 902, 922. Ведущий (входной) вал 904 снабжен винтовой канавкой 906, а подвижный элемент 930 снабжен в своем осевом отверстии выступом, ответным упомянутой канавке 906 входного вала 904, для обеспечения возможности перемещения (навинчивания) на вал 904.To implement the self-regulation mechanism, a spring-loaded
Второе зубчатое колесо 902, 922 может быть дополнительно, через ролик, подпружинено пружиной 931 в таком направлении, что действие этой пружины усиливало бы действие пружины 911.The
Функционирование адаптивного вариатора по приведенному на фиг.9 варианту осуществления происходит так.The functioning of the adaptive variator according to the embodiment shown in Fig. 9 occurs as follows.
Крутящий момент со входного вала 904 передается на валы 913, 914 и зубчатые колеса 902, 922. Далее, посредством передаточных элементов 903 вторых зубчатых колес 902, 922, крутящий момент передается на первое зубчатое колесо 901 и выходной вал 916.Torque from the
Когда изменяется нагрузка на выходном валу 916, этот вал начинает тормозиться и через вторые зубчатые колеса и их валы тормозить подвижный элемент 930. Добавочное усилие через выступ в осевом отверстии подвижного элемента 930 воздействует на винтообразный канал ведущего вала 904. Механизм этого воздействия такой же, как описанный для подобных валов в вариантах по фиг.1, 2, 6, 7 или 8. В результате подвижный элемент 930 переместится в новое положение равновесия и через шарниры 932 надавит на ступицы 909, 939 вторых зубчатых колес 902, 922. Ступицы 902, 922 повернутся на утолщениях 961, 962, не прекращая вращения, т.к. они находятся в зацеплении выступами в своих осевых отверстиях с соответствующими им прорезями в ступицах 909, 939. В результате передаточные элементы 903 начнут зацепляться с теми зубьями первого зубчатого колеса 901, которые имеют меньшую ширину (находящимися ближе в меньшему основанию в целом конического тела вращения первого зубчатого колеса 901). Пружина 911 и пружина 931 воспрепятствуют дальнейшему перемещению ступиц 909, 939. После этого угловая скорость вращения ступиц 909, 939 уменьшится, а следовательно, увеличится передаваемое усилие.When the load on the
При уменьшении нагрузки на выходном валу 916 ступицы 909, 939 повернутся в противоположную сторону, и за счет уменьшения крутящего момента на выходном валу 903 и угловая скорость последнего возрастет.When the load on the
Таким образом, в вариантах осуществления настоящего изобретения, показанных на фиг.8 и 9, также происходит адаптация вариатора к изменению нагрузки на выходном валу.Thus, in the embodiments of the present invention shown in FIGS. 8 and 9, the variator also adapts to changing the load on the output shaft.
Представленные примеры вариантов осуществления настоящего изобретения иллюстрируют работу предложенного зубчатого вариатора, а также реализуемый с его помощью способ адаптивного изменения передаточного отношения механической передачи.The presented examples of embodiments of the present invention illustrate the operation of the proposed gear variator, as well as the method for adaptively changing the gear ratio of a mechanical transmission realized with its help.
Все эти примеры, приведенные в подробном описании, предназначены исключительно для иллюстративных целей, а не для ограничения объема данного изобретения. В приведенных примерах могут быть сделаны различные модификации, не выходящие за рамки сущности настоящего изобретения. Поэтому объем данного изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения с учетом возможных эквивалентных признаков.All of these examples in the detailed description are intended for illustrative purposes only, and not to limit the scope of this invention. In the examples given, various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of this invention is determined by the attached claims taking into account possible equivalent features.
Claims (22)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007117408/11A RU2334141C1 (en) | 2007-05-10 | 2007-05-10 | Method of adaptive gear ratio variation and adaptive variable-speed gear drive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007117408/11A RU2334141C1 (en) | 2007-05-10 | 2007-05-10 | Method of adaptive gear ratio variation and adaptive variable-speed gear drive |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2334141C1 true RU2334141C1 (en) | 2008-09-20 |
Family
ID=39868033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007117408/11A RU2334141C1 (en) | 2007-05-10 | 2007-05-10 | Method of adaptive gear ratio variation and adaptive variable-speed gear drive |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2334141C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013154447A1 (en) * | 2012-04-09 | 2013-10-17 | Abidullin Abdulkhadir Abdulbyarovich | Toothed, reversible, automatically adjustable variable-speed drive |
| RU2556406C2 (en) * | 2013-07-31 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Горский государственный аграрный университет" | Variable-speed drive for mobile machines |
| RU2652600C1 (en) * | 2017-07-21 | 2018-04-27 | Василий Георгиевич Еремин | Mechanical gear speed variator of planetary type with constant movement and smooth change of gearing |
-
2007
- 2007-05-10 RU RU2007117408/11A patent/RU2334141C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013154447A1 (en) * | 2012-04-09 | 2013-10-17 | Abidullin Abdulkhadir Abdulbyarovich | Toothed, reversible, automatically adjustable variable-speed drive |
| RU2556406C2 (en) * | 2013-07-31 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Горский государственный аграрный университет" | Variable-speed drive for mobile machines |
| RU2652600C1 (en) * | 2017-07-21 | 2018-04-27 | Василий Георгиевич Еремин | Mechanical gear speed variator of planetary type with constant movement and smooth change of gearing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5829792B2 (en) | Gear device | |
| US4271726A (en) | Planetary transmission | |
| US4967615A (en) | Mechanical transmission | |
| US4158317A (en) | Infinite ratio transmission | |
| RU2334141C1 (en) | Method of adaptive gear ratio variation and adaptive variable-speed gear drive | |
| US10247288B2 (en) | Circular wave drive | |
| US7028572B2 (en) | Pitch transfer gear and transmissions | |
| EP3149357A1 (en) | Circular wave drive | |
| AU604349B2 (en) | Mechanical transmission | |
| JP2006527828A (en) | Helical gear rack for mechanical torque converter | |
| Sun et al. | Rotational swashplate pulse continuously variable transmission based on helical gear axial meshing transmission | |
| US20170023109A1 (en) | Transmission and components thereof | |
| KR20070012624A (en) | An improved continuously variable transmission device | |
| WO1985000861A1 (en) | Method and apparatus for changing speed using a differential band | |
| GB2434847A (en) | Self-regulating continuously variable transmission | |
| KR930011880B1 (en) | Timing driving unit for planetary gear assembly | |
| RU2398146C2 (en) | Procedure for stepless change of speed of mecanical gear and geared variator | |
| RU2295077C1 (en) | Transmission with a flexible gearing member | |
| KR20200077231A (en) | Precision reducer | |
| RU211547U1 (en) | wave transmission | |
| RU2272199C1 (en) | Device for converting rotation into reciprocation | |
| US5051106A (en) | Transverse axis infinitely variable transmission | |
| AU2002233030B2 (en) | Pitch transfer gear and transmissions | |
| US20040242364A1 (en) | Gear-bearing differential speed transducer | |
| RU2105911C1 (en) | Precessional planetary friction drive |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090511 |