RU2350804C1

RU2350804C1 - Automatic continuously variable gear box

Info

Publication number: RU2350804C1
Application number: RU2007131968/11A
Authority: RU
Inventors: Нурбей Владимирович Гулиа (RU); Нурбей Владимирович Гулиа
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Комбарко"
Priority date: 2007-08-23
Filing date: 2007-08-23
Publication date: 2009-03-27
Also published as: WO2009028988A1

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: automatic continuously variable gear box contains planetary friction variator and mechanism of variation of gear ratio and pressure made in form of pivot arm (17) with pushers (23) installed so as to travel in guiding cuts (24) of disk (25) connected to low speed driven shaft (26). Guiding cuts (24) are made in form of two notches in disk (25) and have the form of spiral segments situated on both sides of their maximum radius of distance from the variator axis. Notches converge in the point of their maximum radius of distance from the variator axis.

EFFECT: invention facilitates reversed rotating of output low-speed shaft and also maintains automatism and reliability of operation of gear.

4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкциям бесступенчатых передач, и может быть использовано в различных областях техники, в случае необходимости бесступенчатой передачи крутящего момента и регулирования при этом передаточного отношения в зависимости от нагрузки на выходе передачи, в частности, для мотор-вариаторов.The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to continuously variable transmission designs, and can be used in various fields of technology, if necessary, continuously transmitting torque and adjusting the gear ratio depending on the load at the output of the transmission, in particular for variable speed motors .

В настоящее время широкое распространение получили бесступенчатые передачи, выполненные на базе фрикционных вариаторов. Известна бесступенчатая передача, содержащая планетарный вариатор, состоящий из внутренних и внешних центральных фрикционных дисков, охватывающих с боковых сторон промежуточные фрикционные диски, механизм совместного изменения передаточного отношения и нажима, выполненный в виде поворотных рычагов, несущих промежуточные фрикционные диски и установленных на водиле планетарного вариатора с возможностью изменения положения поворотных рычагов (патент РФ 2091638, МПК⁶F16Н 15/52, 1997 (аналог)). В известном решении механизмы совместного изменения передаточного отношения и нажима прижимают центральные фрикционные диски к промежуточным дискам силами, пропорциональными передаваемым крутящим моментам, с предварительным поджимом пружинами.At present, stepless transmissions based on friction variators are widely used. A stepless transmission is known, comprising a planetary variator, consisting of internal and external central friction disks, covering intermediate friction disks on the sides, a mechanism for jointly changing the gear ratio and pressure, made in the form of pivoting levers carrying intermediate friction disks and mounted on a planetary variator drive with the ability to change the position of the rotary levers (RF patent 2091638, IPC ⁶ F16H 15/52, 1997 (analog)). In a known solution, mechanisms for jointly changing the gear ratio and pressure press the central friction disks against the intermediate disks by forces proportional to the transmitted torques, with preliminary spring compression.

Этой передаче присущи следующие недостатки:This transfer has the following disadvantages:

- нажимные части механизма совместного изменения передаточного отношения и нажима сложны, а главное - они не решают задачи оптимального поджима дисков друг к другу из-за того, что коэффициент трения в точках фрикционного масляного контакта сильно меняется; по данным испытаний, проведенных автором, для центральных внутренних фрикционных дисков значение этого коэффициента меняется в интервале 0,015…0,03, а для внешних 0,02…0,08, поэтому нажим, пропорциональный только моменту, для планетарных систем не достигает требуемого результата;- the pressure parts of the mechanism of joint change of the gear ratio and pressure are complex, and most importantly, they do not solve the problem of optimal pressing of the disks to each other due to the fact that the friction coefficient at the points of frictional oil contact varies greatly; according to the tests conducted by the author, for central internal friction discs, the value of this coefficient varies in the range of 0.015 ... 0.03, and for external 0.02 ... 0.08, therefore, pressure proportional only to the moment does not reach the required result for planetary systems;

- также не достигают результата конструкции нажимных частей упомянутых механизмов, включающие автоподжим с предварительным поджимом пружиной с усилием, обычно соответствующим 25…35% от максимального усилия; при этом начальный рабочий поджим для внешнего центрального фрикционного диска должен составлять около 5…7% от максимального, и даже эта самая сложная комбинированная схема дает нажим, в 5 раз превосходящий необходимый, и резкое снижение КПД, а для автомобильной трансмиссии этот режим работы является самым распространенным, особенно при движении по шоссе (высшая передача);- also do not achieve the result of the design of the pressure parts of the mentioned mechanisms, including automatic pre-pressing with preliminary spring pressing with a force usually corresponding to 25 ... 35% of the maximum force; at the same time, the initial working preload for the external central friction disk should be about 5 ... 7% of the maximum, and even this most complex combined circuit gives a pressure that is 5 times higher than necessary, and a sharp decrease in efficiency, and for an automobile transmission this mode of operation is the most common, especially when driving on a highway (top gear);

- коэффициент трения сильно зависит от частоты вращения валов вариатора, а упомянутые схемы нажимных частей не позволяют осуществлять его коррекцию.- the friction coefficient strongly depends on the speed of the variator shafts, and the mentioned schemes of the pressure parts do not allow its correction.

Известна также бесступенчатая передача, содержащая планетарный фрикционный вариатор, состоящий из внутренних и внешних центральных фрикционных дисков, охватывающих с боковых сторон промежуточные фрикционные диски, механизма совместного изменения передаточного отношения и нажима, выполненного в виде поворотных рычагов, несущих промежуточные фрикционные диски и установленных на водиле планетарного вариатора с возможностью изменения положения поворотных рычагов при помощи толкателей, перемещаемых по направляющим (патент РФ 2091637, МПК⁶ F16Н 15/50, 1997 (аналог)).Also known is a continuously variable transmission comprising a planetary friction variator, consisting of internal and external central friction disks, covering intermediate friction disks on the sides, a mechanism for jointly changing the gear ratio and pressure, made in the form of rotary levers carrying intermediate friction disks and mounted on a planetary carrier CVT with the ability to change the position of the pivoting levers with the help of pushers moved along the guides (RF patent 2091637, IPC ⁶ F16H 15/50, 1997 (analogue)).

Особенностью этого изобретения является то, что толкатели подгружены к направляющим центробежными силами, вызванными неуравновешенностью поворотных рычагов относительно оси их вращения. Такое выполнение вызывает весьма неудобные условия нагружения толкателей, что влечет за собой неточность и ненадежность регулирования. Например, при изменении частоты вращения тихоходного вала в 10 раз (это реальный диапазон изменения передаточного числа вариатора), центробежная сила меняется в 100 раз, при этом крутящий момент, «противодействующий» в системе регулирования этой силе, меняется примерно в 10 раз, и минимальной центробежной силе будет соответствовать как раз максимальный крутящий момент, который на тихоходном валу соответствует минимальной частоте вращения. Практические исследования показали, что подобная система не обеспечивает необходимой точности регулирования передаточного отношения.A feature of this invention is that the pushers are loaded to the guides by centrifugal forces caused by the imbalance of the rotary levers with respect to the axis of their rotation. This embodiment causes very inconvenient loading conditions of the pushers, which entails inaccuracy and unreliability of regulation. For example, when changing the rotational speed of a low-speed shaft by 10 times (this is the real range of variation of the gear ratio of the variator), the centrifugal force changes by 100 times, while the torque "counteracting" in the control system of this force changes by about 10 times, and the minimum the centrifugal force will correspond to just the maximum torque, which on a low-speed shaft corresponds to the minimum speed. Practical studies have shown that such a system does not provide the necessary accuracy in regulating the gear ratio.

Наиболее близкой по совокупности существующих признаков к предлагаемой передаче является автоматическая бесступенчатая передача, содержащая планетарный фрикционный вариатор, состоящий из центральных внутренних и внешних фрикционных дисков, установленных, соответственно, на быстроходном ведущем центральном валу и корпусе и охватывающих с боковых сторон промежуточные фрикционные диски механизма совместного изменения передаточного отношения и нажима, выполненного в виде поворотных рычагов, несущих промежуточные фрикционные диски, и установленного на водиле планетарного вариатора, связанном с тихоходным выходным валом, с возможностью изменения положения поворотных рычагов, причем механизм совместного изменения передаточного отношения и нажима выполнен с толкателями на поворотных рычагах, установленными с возможностью перемещения по направляющим вырезам на диске, связанном с тихоходным валом, и снабжен элементами нагружения поворотных рычагов, а также силовыми элементами осевого действия, прижимающими центральные фрикционные диски к промежуточным дискам, а элементы нагружения связаны с поворотными рычагами с возможностью поворота указанных рычагов в сторону, соответствующую уменьшению передаточного отношения вариатора от входного центрального вала к выходному тихоходному валу (см. патент Белоруссии BY 7168 от 2005.06.30, F16H 15/05).The closest set of existing features to the proposed transmission is an automatic continuously variable transmission containing a planetary friction variator, consisting of central internal and external friction disks mounted, respectively, on the high-speed driving central shaft and housing and covering intermediate friction disks of the joint change mechanism on the sides gear ratio and pressure, made in the form of rotary levers carrying intermediate friction discs, and a planetary variator mounted on a carrier connected with a low-speed output shaft, with the possibility of changing the position of the rotary levers, the mechanism for changing the gear ratio and pressing together with pushers on the rotary levers installed with the possibility of moving along the guide cutouts on the disk connected with the low-speed shaft, and is equipped with loading elements of the pivoting levers, as well as axial force elements, pressing the central friction discs to the intermediate disks, and ementy loading associated with pivoting levers pivotally said arms in the direction corresponding to a decrease in variator drive ratio from the input shaft to the output of the central output shaft (see. Belarus patent BY 7168 dated 2005.06.30, F16H 15/05).

Недостатком известной передачи, принятой за прототип, является то, что она не обеспечивает реверсирования вращения выходного тихоходного вала при сохранении ее автоматичности и надежности работы.A disadvantage of the known transmission adopted for the prototype is that it does not provide reverse rotation of the output low-speed shaft while maintaining its automaticity and reliability.

Задача изобретения состояла в обеспечении реверсирования вращения выходного тихоходного вала при сохранении автоматичности передачи и надежности ее работы.The objective of the invention was to provide reverse rotation of the output low-speed shaft while maintaining the automatic transmission and the reliability of its operation.

Указанная задача решается тем, что предложена автоматическая бесступенчатая передача, содержащая планетарный фрикционный вариатор, состоящий из центральных внутренних и внешних фрикционных дисков, установленных, соответственно, на ведущем центральном валу и корпусе и охватывающих с боковых сторон промежуточные фрикционные диски, механизма совместного изменения передаточного отношения и нажима, выполненного в виде поворотных рычагов, несущих промежуточные фрикционные диски, и установленного на водиле планетарного вариатора, связанном с тихоходным валом, с возможностью изменения положения поворотных рычагов, причем механизм совместного изменения передаточного отношения и нажима выполнен с толкателями на поворотных рычагах, установленными с возможностью перемещения по направляющим вырезам на диске, связанном с тихоходным валом, и снабжен элементами нагружения поворотных рычагов, а также силовыми элементами осевого действия, прижимающими центральные фрикционные диски к промежуточным дискам, а элементы нагружения связаны с поворотными рычагами с возможностью обеспечения поворота указанных рычагов в сторону, соответствующую уменьшению передаточного отношения вариатора от входного центрального вала к выходному тихоходному валу, в которой, согласно изобретению, направляющие вырезы на диске, связанном с тихоходным валом, выполнены в виде двух вырезов в диске, имеющих форму отрезков спиралей и расположенных по обе стороны от их максимального радиуса удаления от оси вариатора, причем эти вырезы выполнены сходящимися друг с другом в точке их максимального радиуса удаления от оси вариатора.This problem is solved by the fact that an automatic continuously variable transmission is proposed comprising a planetary friction variator consisting of central internal and external friction disks mounted, respectively, on the driving central shaft and housing and covering intermediate friction disks on the sides, a mechanism for jointly changing the gear ratio and pressure, made in the form of rotary levers carrying intermediate friction disks, and mounted on a planetary variator carrier, is connected nom with a low-speed shaft, with the possibility of changing the position of the pivoting levers, the mechanism for changing the gear ratio and pressing together is made with pushers on the pivoting levers installed with the possibility of movement along the guide cutouts on the disk associated with the low-speed shaft, and is equipped with loading elements of the pivoting levers, and also axial force elements pressing the central friction disks against the intermediate disks, and the loading elements are connected with pivoting levers with the possibility of ensuring the rotation of these levers to the side corresponding to a reduction in the gear ratio of the variator from the input central shaft to the output low-speed shaft, in which, according to the invention, the guide cuts on the disk connected to the low-speed shaft are made in the form of two cuts in the disk having the form of spiral segments and located on both sides of their maximum radius of removal from the axis of the variator, and these cutouts are made converging with each other at the point of their maximum radius of removal from the axis of the variator.

Другим отличием передачи является то, что поворотные рычаги, несущие промежуточные фрикционные диски, выполнены с противовесами, несущими толкатели в виде роликов, установленных на осях, закрепленных в противовесах, причем ролики установлены в направляющих вырезах в диске, связанном с тихоходным валом.Another difference of the transmission is that the rotary levers carrying intermediate friction discs are made with counterweights carrying pushers in the form of rollers mounted on axles mounted in counterweights, and the rollers are installed in guide cutouts in the disk connected to the low-speed shaft.

Еще одним отличием передачи является то, что поворотные рычаги выполнены неуравновешенными, причем масса противовесов на них выбрана больше той массы, при которой поворотные рычаги уравновешены относительно их поворота.Another difference of the transmission is that the rotary levers are made unbalanced, and the mass of the counterweights on them is selected more than the mass at which the rotary levers are balanced relative to their rotation.

В числе отличий передачи следует отметить то, что элементы нагружения поворотных рычагов выполнены в виде пружин растяжения, связывающих водило с поворотными рычагами и стягивающих промежуточные фрикционные диски на этих рычагах к оси вращения валов вариатора, а также прижимающих толкатели рычагов к направляющим вырезам.Among the differences in the transmission, it should be noted that the loading elements of the pivoting levers are made in the form of tension springs connecting the carrier with pivoting levers and tightening the intermediate friction disks on these levers to the axis of rotation of the variator shafts, as well as pressing the pushers of the levers to the guide cutouts.

Технический результат изобретения состоит в том, что благодаря особой форме направляющих вырезов для толкателей поворотных рычагов и другим особенностям выполнения в данной передаче обеспечивается возможность реверсирования вращения выходного тихоходного вала при сохранении автоматичности и надежности ее работы.The technical result of the invention lies in the fact that due to the special shape of the guide cutouts for the pushers of the pivoting levers and other design features, it is possible to reverse the rotation of the low-speed output shaft while maintaining the automaticity and reliability of its operation.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображена общая конструктивная схема бесступенчатой передачи (продольный разрез);Figure 1 shows the General structural diagram of a continuously variable transmission (longitudinal section);

На фиг.2 - вид по А-А фиг.1;Figure 2 is a view along aa of figure 1;

На фиг.3 - вид по Б-Б фиг.1.Figure 3 is a view along BB of figure 1.

Автоматическая бесступенчатая передача содержит ведущий (быстроходный) центральный вал 1 (фиг.1), в данном случае являющийся валом электромотора, объединенного с вариатором в один блок - мотор-вариатор. На валу 1 посажена с возможностью ограниченного осевого перемещения и передачи крутящего момента (на шпонке) втулка 2, на которой с помощью упоров 3 и гайки 4, а также фасонной шпонки 5 посажены центральные внутренние фрикционные диски 6, прижатые к промежуточным фрикционным дискам 7 с помощью тарельчатых пружин 8, упирающихся в борта упоров 3, причем диски 6 посажены на втулке 2 с возможностью их осевого перемещения в пределах, допустимых осевой упругостью пружин 8. Внешние центральные фрикционные диски 9, играющие одновременно роль силовых элементов осевого действия - дисковых пружин, контактирующие с промежуточными фрикционными дисками 7, посажены в корпусе 10 с помощью втулок 11 и 12 с упорами 13 на них, а между дисками 9 может находиться замкнутое или незамкнутое кольцо 14, определяющее осевое расстояние между основаниями дисков 9, однако наличие кольца 14 возможно, но не обязательно. Левая часть (фиг.1) втулки 12 контактирует с торцевой крышкой 15 корпуса 10, и таким образом, основания дисков 9 зажаты между упорами 13 втулок 11 и 12, в свою очередь зажатыми между правым торцом корпуса 10 и крышкой 15, прижимаемой к корпусу 10 болтами 16.Automatic continuously variable transmission contains a leading (high-speed) central shaft 1 (Fig. 1), in this case being the shaft of an electric motor, combined with a variator in one unit - a variator motor. A sleeve 2 is mounted on the shaft 1 with the possibility of limited axial movement and transmission of torque (at the key), on which, using the stops 3 and the nut 4, as well as the shaped key 5, the central internal friction discs 6 are pressed, pressed against the intermediate friction discs 7 with Belleville springs 8, abutting against the sides of the stops 3, and the disks 6 are mounted on the sleeve 2 with the possibility of their axial movement within the permissible axial elasticity of the springs 8. External central friction disks 9, which simultaneously play the role of power elements axial action elements — disk springs in contact with intermediate friction disks 7 — are seated in the housing 10 using bushings 11 and 12 with stops 13 on them, and between disks 9 there can be a closed or non-closed ring 14 defining the axial distance between the bases of the disks 9, however, the presence of ring 14 is possible, but not necessary. The left part (figure 1) of the sleeve 12 is in contact with the end cover 15 of the housing 10, and thus, the bases of the disks 9 are clamped between the stops 13 of the bushings 11 and 12, which in turn are clamped between the right end of the housing 10 and the cover 15 pressed against the housing 10 bolted 16.

Диски 7 сидят на осях с возможностью некоторого перемещения осей 15 в подшипниках 16, закрепленных на поворотных рычагах 17, в свою очередь жестко закрепленных (например, с помощью штифтов 18) на оси 19, или выполненных с ней заодно (см. фиг.1 и 2). Ось посажена с возможностью поворота в водиле 20, и, таким образом, механизм вариатора образует собой фрикционную планетарную передачу, где внешние центральные фрикционные диски 9 выполняют роль эпицикла, внутренние 6 - солнечного колеса, промежуточные диски 7 на осях 15 в подшипниках 16 поворотных рычагов 22 - сателлитов, а водило 20 - водила планетарной передачи.The disks 7 sit on the axes with the possibility of some movement of the axles 15 in the bearings 16, mounted on the pivoting levers 17, which in turn are rigidly fixed (for example, using pins 18) on the axis 19, or made integral with it (see Fig. 1 and 2). The axis is rotatably set in the carrier 20, and thus, the variator mechanism forms a friction planetary gear, where the outer central friction disks 9 act as an epicycle, the inner 6 act as a sun wheel, the intermediate disks 7 on the axles 15 in the bearings 16 of the pivoting levers 22 - satellites, and the carrier 20 - the planetary gear carrier.

Поворотные рычаги 17 выполняются с противовесами 21 повышенной или пониженной массы для увеличения или уменьшения неуравновешенности поворотных рычагов 17 (фиг.2). На поворотных рычагах 17, например, на их противовесах 21, закреплены оси 22, на которых с возможностью вращения посажены ролики 23, играющие роль толкателей кулачковой передачи, взаимодействующие с направляющими 24 (фиг.3), выполненными в виде вырезов в диске 25, соединенном с тихоходным валом 26 (фиг.1) вариатора, на котором посажен с возможностью поворота один конец водила 20, а другой конец водила 20 зафиксирован с возможностью ограниченного осевого перемещения на подшипнике 27 на одном конце втулки 2, а второй конец втулки 2 снабжен подшипником 28, посаженным с возможностью ограниченного осевого перемещения по тихоходному валу 26. Таким образом, втулка 2 имеет возможность ограниченного буртами на валах 1 и 26 осевого перемещения относительно водила 20 и тихоходного вала 26, не имеющими возможности непосредственного осевого перемещения друг относительно друга, а благодаря подшипнику 29, и относительно корпуса 10 с закрепленными в нем дисками 9. Таким образом, по осевому положению дисков 9 выставляются диски 7 с их осями 16, свободно перемещаясь в осевом направлении, относительно водила 20, а также диски 6, закрепленные в пружинах 8 на втулке 2.Swing levers 17 are performed with counterweights 21 of increased or reduced mass to increase or decrease the imbalance of the swivel arms 17 (figure 2). Axes 22 are fixed on the pivoting levers 17, for example, on their counterweights 21, on which rollers 23 are mounted rotatably, playing cam cam followers, interacting with guides 24 (Fig. 3) made in the form of cutouts in a disk 25 connected with a slow-speed shaft 26 (Fig. 1) of the variator, on which one end of the carrier 20 is mounted rotatably, and the other end of the carrier 20 is fixed with limited axial movement on the bearing 27 at one end of the sleeve 2, and the second end of the sleeve 2 is equipped with a bearing 28 , by bounded with the possibility of limited axial movement along the low-speed shaft 26. Thus, the sleeve 2 has the possibility of axial movement limited by collars on the shafts 1 and 26 relative to the carrier 20 and low-speed shaft 26, not having the possibility of direct axial movement relative to each other, and thanks to the bearing 29, and relative to the housing 10 with the disks fixed in it 9. Thus, the axial position of the disks 9 sets the disks 7 with their axes 16, freely moving in the axial direction relative to the carrier 20, and also e discs 6, mounted in the springs 8 on the sleeve 2.

Направляющие 24 для роликов 23 в диске 25 (фиг.3), равные по числу поворотным рычагам 17, а стало быть, и роликам 23, выполнены в виде двух вырезов 24 в диске 25, имеющих форму отрезков спиралей, расположенных по обе стороны от их максимального радиуса, отсчитываемого от центральной оси вариатора (где на фиг.3 находятся ролики 23), причем эти вырезы выполнены сходящимися друг к другу на этом радиусе (у роликов 23 на фиг.3) и расходящимися по мере уменьшения радиуса, а между соседними вырезами для направляющих остаются перемычки 30 для сохранения целостности диска 25 и его прочности (фиг.3).The guides 24 for the rollers 23 in the disk 25 (figure 3), equal in number to the pivoting levers 17, and therefore the rollers 23, are made in the form of two cutouts 24 in the disk 25, having the form of segments of spirals located on both sides of them the maximum radius measured from the central axis of the variator (where the rollers 23 are in FIG. 3), and these cutouts are made converging to each other at this radius (for the rollers 23 in FIG. 3) and diverging as the radius decreases, and between adjacent cutouts jumpers 30 remain for guides to maintain integrity disk 25 and its strength (figure 3).

Поворотные рычаги 17 выполнены с элементами крепления 31 для подсоединения одного конца пружин растяжения 32, другой конец которых крепится к элементам крепления 33 на водиле 20; таким образом, пружины 32 стягивают к центру концы поворотных рычагов 17, несущих диски 7, а также прижимают ролики 23 (толкатели) к направляющим вырезам 24.The pivoting levers 17 are made with fasteners 31 for connecting one end of the tension springs 32, the other end of which is attached to the fasteners 33 on the carrier 20; thus, the springs 32 pull toward the center the ends of the pivoting levers 17 supporting the discs 7 and also press the rollers 23 (pushers) against the guide cutouts 24.

В корпусе 10 вариатора находится смазка, предпочтительнее специальная вариаторная, повышающая коэффициент трения между фрикционными дисками. Устройства для заливки, контроля и слива масла не показаны.In the case 10 of the variator is a lubricant, preferably a special variator, increasing the coefficient of friction between the friction discs. Devices for filling, monitoring and draining oil are not shown.

Для легкого попадания смазки в щель между внешними дисками 9 кольцо 14 и втулка 12 могут выполняться с радиальными отверстиями, а в корпусе 10 на его внутренней цилиндрической поверхности выполняются продольные канавки 34, проходящие под втулкой 12, кольцом 14 и дисками 9.For easy lubrication in the gap between the external disks 9, the ring 14 and the sleeve 12 can be made with radial holes, and longitudinal grooves 34 are made in the housing 10 on its inner cylindrical surface, passing under the sleeve 12, the ring 14 and the disks 9.

Работа устройства начинается с минимального передаточного отношения, которое обычно составляет 1,2…1,3, то есть частота вращения вала 26 в это число раз меньше частоты вращения вала 1, в данном случае вала электродвигателя, объединенного с вариатором в один блок - мотор-вариатор. При этом крутящий момент от вала 1 через шпонку, или иное соединение для передачи крутящего момента, передается на втулку 2, сидящую на валу 1 с возможностью ограниченного осевого перемещения, а с втулки 2 - на упоры 3 и внутренние центральные фрикционные диски 6, соединенные шпонкой 5 с втулкой 2 с возможностью осевого перемещения на ней при работе устройства в пределах упругости пружин 8 с передачей крутящего момента. Диски 6 прижаты с промежуточными фрикционными дисками 7 с двух сторон тарельчатыми пружинами 8, упирающимися своими основаниями в борта на упорах 3, поджатых друг к другу гайкой 4 на втулке 2, и при вращении передают крутящий момент на диски 7, посаженные на оси 2, закрепленные с возможностью осевого перемещения в подшипниках 16, сидящих на поворотных рычагах 17, в свою очередь закрепленных на оси 19, посаженной с возможностью поворота на водиле 20. При вдвигании и выдвигании дисков 7, зажатых между дисками 6, что необходимо для изменения передаточного отношения вариатора, диски 6 перемещаются в осевом направлении по втулке 2 с передачей крутящего момента. Диски 7 находятся также во фрикционном контакте с дисками 9, одновременно играющими роль внешних фрикционных дисков и силовых элементов осевого действия - дисковых пружин. Диски 9 зажаты между упорами 13 втулок 11 и 12 через кольцо 14 и передают крутящий момент (реактивный) на корпус 10 за счет трения. Благодаря тому, что осевой размер кольца 14 меньше осевого расстояния между основаниями дисков 9, свободно касающихся дисков 7 на их периферии, где толщина минимальна, диски 9 всегда прижаты к дискам 7 через упругую деформацию первых, и, таким образом, передают усилие, образующее крутящий момент. Прижим дисков 9 к дискам 7 увеличивается по мере вдвигания дисков 7 конической формы между дисками 9 с увеличением упругой деформации последних как дисковых пружин.The operation of the device begins with a minimum gear ratio, which is usually 1.2 ... 1.3, that is, the rotational speed of the shaft 26 is this number of times less than the rotational speed of the shaft 1, in this case the motor shaft, combined with the variator in one unit - the motor variable speed drive. In this case, the torque from the shaft 1 through the key, or another connection for transmitting torque, is transmitted to the sleeve 2, sitting on the shaft 1 with the possibility of limited axial movement, and from the sleeve 2 to the stops 3 and the inner central friction discs 6 connected by a key 5 with a sleeve 2 with the possibility of axial movement on it during operation of the device within the elasticity of the springs 8 with the transmission of torque. The disks 6 are pressed with intermediate friction disks 7 on both sides with disk springs 8, which abut against their bases on the stops 3, pressed against each other by a nut 4 on the sleeve 2, and during rotation they transmit torque to the disks 7 mounted on the axis 2, fixed with the possibility of axial movement in the bearings 16, seated on the pivoting levers 17, in turn mounted on an axis 19, mounted rotatably on the carrier 20. When pushing and pulling the disks 7, sandwiched between the disks 6, which is necessary to change the gear about the ratio of the variator, the disks 6 move axially along the sleeve 2 with the transmission of torque. The disks 7 are also in frictional contact with the disks 9, which at the same time play the role of external friction disks and axial force elements - disk springs. The disks 9 are sandwiched between the stops 13 of the bushings 11 and 12 through the ring 14 and transmit torque (reactive) to the housing 10 due to friction. Due to the fact that the axial size of the ring 14 is less than the axial distance between the bases of the disks 9, freely touching the disks 7 at their periphery, where the thickness is minimal, the disks 9 are always pressed against the disks 7 through the elastic deformation of the former, and thus transmit the torque generating force moment. The pressure of the disks 9 to the disks 7 increases as the disks 7 are conical in shape between the disks 9 with an increase in the elastic deformation of the latter as disk springs.

Изменение передаточного отношения вариатора происходит автоматически при изменении крутящего момента на выходном тихоходном валу 26, и, таким образом, вариатор самостоятельно приспосабливается к нагрузке, являясь адаптивным, что весьма ценно для приводов. Происходит это следующим образом. При крутящем моменте на валу 26 меньше определенного значения, пружины 32 стягивают между собой элементы крепления 31 и 33, и, поворачивая поворотные рычаги 17 так, чтобы диски 7, закрепленные на их концах, занимали максимально близкое к оси вращения вариатора положение (фиг.1, фиг.2). Передаточное отношение вариатора при этом минимальное. Этому при вращении водила 20 способствует также неуравновешенность поворотных рычагов 17 при выполнении противовесов 21 повышенной массы по отношению к той, при которой поворотные рычаги 17 уравновешены. Увеличение сопротивления вращения вала 26 вызывает увеличение крутящего момента на диске 25, соединенного с ним, что вызывает поворот этого диска и перемещение роликов 23 (толкателей) в направляющих вырезах 24 в сторону от их максимального радиального удаления от оси вращения валов вариатора (фиг.3). В зависимости от направления вращения вала 1, это перемещение может быть и в одну и в другую сторону от упомянутого положения роликов 23, и, таким образом, вариатор может работать в режиме реверсирования благодаря особой форме направляющих вырезов 24, расположенных по обе стороны вышеупомянутого положения роликов 23 в зоне максимального удаления от оси вращения валов вариатора.The change in the gear ratio of the variator occurs automatically when the torque on the output low-speed shaft 26 changes, and, thus, the variator independently adapts to the load, being adaptive, which is very valuable for drives. It happens as follows. When the torque on the shaft 26 is less than a certain value, the springs 32 pull together the fastening elements 31 and 33, and by turning the pivoting levers 17 so that the disks 7 mounted on their ends occupy the position as close as possible to the axis of rotation of the variator (Fig. 1 , Fig.2). The gear ratio of the variator is minimal. This rotation of the carrier 20 also contributes to the imbalance of the pivoting levers 17 when performing counterweights 21 of increased mass with respect to that at which the pivoting levers 17 are balanced. The increase in the rotation resistance of the shaft 26 causes an increase in torque on the disk 25 connected to it, which causes the rotation of this disk and the movement of the rollers 23 (pushers) in the guide cutouts 24 away from their maximum radial distance from the axis of rotation of the variator shafts (figure 3) . Depending on the direction of rotation of the shaft 1, this movement can be both one and the other side from the said position of the rollers 23, and thus, the variator can work in reverse mode due to the special shape of the guide cutouts 24 located on both sides of the aforementioned position of the rollers 23 in the zone of maximum distance from the axis of rotation of the variator shafts.

Это перемещение роликов 23 вызывает угловое перемещение поворотных рычагов 17, растяжение пружин 32 и удаление дисков 7 от оси вращения валов вариатора на периферию, что влечет за собой увеличение передаточного отношения вариатора, реально доходящего до значений 8…9. Таким образом, описанная бесступенчатая передача не нуждается в принудительном регулировании, являясь автоматической (адаптивной), что является ценным свойством для большого количества ее применений. В частности, описанная передача в одном блоке с асинхронным электродвигателем образует мотор-вариатор с «мягкой» характеристикой, позволяющей изменять частоту вращения и крутящий момент автоматически в широких пределах, практически сохраняя мощность и частоту вращения электромотора постоянными. Смазка зон контакта дисков 8 и 9 с промежуточными дисками 7 осуществляется путем проникновения масла через отверстие во втулке 12 и кольце 14, а также канавки 34, в кольцевую щель между дисками 9 и разбрызгивания его промежуточными дисками 7 при вращении водила 20.This movement of the rollers 23 causes the angular movement of the pivoting levers 17, the tension of the springs 32 and the removal of the discs 7 from the axis of rotation of the variator shafts to the periphery, which entails an increase in the gear ratio of the variator, which actually reaches 8 ... 9. Thus, the described continuously variable transmission does not require forced regulation, being automatic (adaptive), which is a valuable property for a large number of its applications. In particular, the described transmission in one unit with an asynchronous electric motor forms a variator motor with a “soft” characteristic that allows changing the rotation frequency and torque automatically over a wide range, practically keeping the power and speed of the electric motor constant. The contact zones of the disks 8 and 9 with the intermediate disks 7 are lubricated by oil penetrating through the hole in the sleeve 12 and the ring 14, as well as the groove 34, into the annular gap between the disks 9 and spraying it with the intermediate disks 7 during rotation of the carrier 20.

Реверсирование вращения выходного вала 26 вариатора осуществляется реверсированием входного вала 1 электродвигателя, что, например, в асинхронном электродвигателе осуществляется переключением фаз питающего тока. При этом водило 20 и связанные с ним поворотные рычаги 22 начинают вращаться в другую сторону, и ролики 23 переходят из одного спирального направляющего выреза 24 в другой, расположенный по другую сторону от их максимального радиуса от оси вариатора. При этом диск 25 начинает вращаться в сторону, противоположную первоначальной, приводя во вращение в соответствующую сторону вал 26.The rotation of the output shaft of the variator 26 is reversed by reversing the input shaft 1 of the electric motor, which, for example, in an asynchronous electric motor is carried out by switching the phases of the supply current. In this case, the carrier 20 and the associated pivoting levers 22 begin to rotate in the other direction, and the rollers 23 pass from one spiral guide cutout 24 to another, located on the other side of their maximum radius from the variator axis. When this disk 25 begins to rotate in the direction opposite to the original, leading to the rotation in the corresponding direction of the shaft 26.

Claims

1. Automatic continuously variable transmission comprising a planetary disk friction variator, consisting of central internal and external friction disks mounted respectively on the drive central shaft and housing and covering intermediate friction disks on the sides, a mechanism for jointly changing the gear ratio and pressing made in the form of rotary levers carrying intermediate friction disks and a planetary variator mounted on a carrier connected to a low-speed output shaft with a the ability to change the position of the pivoting levers, and the mechanism for jointly changing the gear ratio and pressing is made with pushers on the pivoting levers installed with the possibility of movement along the guide cutouts on the disk associated with the low-speed shaft, and is equipped with loading elements of the pivoting levers, as well as axial force elements, pressing the central friction discs to the intermediate discs, and the loading elements are connected with pivoting arms with the possibility of providing rotation levers in the direction corresponding to the reduction of the gear ratio of the variator from the input central shaft to the low-speed output shaft, characterized in that the guides on the disk associated with the low-speed shaft are made in the form of two cutouts in the disk having the form of spiral segments and located on both sides of their maximum radius of removal from the axis of the variator, and these cutouts are made converging with each other at the point of their maximum radius of removal from the axis of the variator.

2. The transmission according to claim 1, characterized in that the rotary levers carrying intermediate friction discs are made with counterweights carrying pushers in the form of rollers mounted on axles mounted in counterweights, the rollers being installed in guide cutouts in a disc associated with low-speed shaft.

3. The transmission according to claim 2, characterized in that the rotary levers are made unbalanced, and the mass of the counterweights on them is selected more than the mass at which the rotary levers are balanced relative to the axis of their rotation.

4. Transmission according to claims 1, 2, or 3, characterized in that the loading elements of the pivot arms are made in the form of tensile springs connecting the carrier with the pivot arms and pulling the intermediate friction discs on these arms to the axis of rotation of the variator shafts, as well as pushers of levers to directing cuts.