RU2397388C2

RU2397388C2 - Stepless impulse-type mechanical transmission

Info

Publication number: RU2397388C2
Application number: RU2008137416/11A
Authority: RU
Inventors: Александр Викторович Петров (RU); Александр Викторович Петров; Владислав Павлович Бондалетов (RU); Владислав Павлович Бондалетов; Людмила Владиславовна Шенкман (RU); Людмила Владиславовна Шенкман
Original assignee: ГОУ ВПО "Ковровская государственная академия им. В.А. Дегтярева"
Priority date: 2008-09-18
Filing date: 2008-09-18
Publication date: 2010-08-20
Also published as: RU2008137416A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: proposed transmission consists of drive shaft wit impulse mechanism, idle shaft with free running output mechanism, output shaft with flywheel and control unit. Said idle and output shafts accommodate speed transducers. Note here that electromagnetic coupling is fitted on idle shaft. Control unit is connected with speed transducers and electromagnetic coupling.

EFFECT: higher reliability and longer life.

2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения и может найти применение, в частности, в коробке передач транспортного средства.The present invention relates to the field of mechanical engineering and may find application, in particular, in the gearbox of a vehicle.

Известна импульсная механическая передача, состоящая из ведущего вала, импульсного механизма, промежуточного вала с двумя механизмами свободного хода - корпусным и выходным и выходного вала с маховиком (см. Леонов А.И. «Инерционные автоматические трансформаторы вращающего момента». М., Машиностроение, 1989, стр.11-13).Known pulse mechanical transmission, consisting of a drive shaft, a pulse mechanism, an intermediate shaft with two freewheeling mechanisms - a housing and an output shaft and an output shaft with a flywheel (see Leonov A.I. “Inertial automatic torque transformers.” M., Mechanical Engineering, 1989, pp. 11-13).

Недостатком такой передачи является очень высокая нагрузка на корпусной механизм свободного хода, особенно в момент пуска и разгона, что значительно ограничивает надежность и долговечность передачи.The disadvantage of this transmission is the very high load on the body freewheel mechanism, especially at the time of start-up and acceleration, which greatly limits the reliability and durability of the transmission.

Известна также инерционная передача (см. патент РФ №2294468, МПК F16H 33/14, 2006), состоящая из ведущего вала, импульсного механизма, промежуточного вала с двумя механизмами свободного хода, представляющими собой различные варианты муфт обратного хода и выходного вала с маховиком.An inertial transmission is also known (see RF patent No. 2294468, IPC F16H 33/14, 2006), consisting of a drive shaft, a pulse mechanism, an intermediate shaft with two freewheels, which are various options for reverse gear couplings and an output shaft with a flywheel.

Недостатком такой передачи является быстрый износ и выход из строя механизма свободного хода, выполненного в виде роликовой, эксцентриковой или храповой муфты обратного хода, функция которой заключается в торможении промежуточного вала от обратного вращения при возникновении обратного импульса в импульсном механизме. В период пуска и разгона разность скоростей выходного и промежуточного валов очень велика, соответственно высока частота импульсов импульсного механизма. Поскольку функция корпусного механизма свободного хода заключается в отсечении отрицательных импульсов, частота включения корпусного механизма свободного хода и, следовательно, нагрузка на него чрезвычайно высока.The disadvantage of this transmission is the rapid wear and tear of the freewheel mechanism made in the form of a roller, eccentric or ratchet clutch, the function of which is to brake the intermediate shaft from reverse rotation when a reverse pulse occurs in the pulse mechanism. During the start-up and acceleration period, the difference between the speeds of the output and intermediate shafts is very large, respectively, the pulse frequency of the pulse mechanism is high. Since the function of the housing freewheel mechanism is to cut off negative impulses, the frequency of inclusion of the housing freewheel mechanism and, therefore, the load on it is extremely high.

Задачей предлагаемого решения является повышение долговечности бесступенчатой импульсной механической передачи.The objective of the proposed solution is to increase the durability of a stepless pulse mechanical transmission.

Это достигается тем, что бесступенчатая импульсная механическая передача, состоящая из входного вала, импульсного механизма, промежуточного вала с установленным на нем выходным механизмом свободного хода и выходного вала с маховиком, снабжена датчиками скорости, установленными на промежуточном и выходном валах, электромагнитной муфтой, установленной на промежуточном валу, и блоком управления, связанным с датчиками скорости и электромагнитной муфтой.This is achieved by the fact that the stepless pulse mechanical transmission, consisting of an input shaft, a pulse mechanism, an intermediate shaft with an output freewheel installed on it and an output shaft with a flywheel, is equipped with speed sensors mounted on the intermediate and output shafts, an electromagnetic clutch mounted on the intermediate shaft, and a control unit associated with speed sensors and an electromagnetic clutch.

Благодаря наличию блока управления, датчиков скорости и электромагнитной муфты, установленной на промежуточном валу, появляется возможность остановки промежуточного вала не при каждом отрицательном импульсе, а через пропуск заданного числа таких импульсов. В период высокой частоты смены импульсов блок управления включает электромагнитную муфту в зависимости от разности оборотов промежуточного и выходного валов с пропуском последовательных 1-5 импульсов, что позволяет снизить нагрузки на электромагнитную муфту. В этом случае происходит увеличение периода разгона бесступенчатой импульсной передачи. Кроме того, электромагнитная муфта воспринимает ударные нагрузки при резком торможении равномерно по всем своим рабочим элементам. Все это повышает долговечность предлагаемой передачи по сравнению с прототипом.Due to the presence of a control unit, speed sensors and an electromagnetic clutch mounted on the intermediate shaft, it becomes possible to stop the intermediate shaft not at every negative impulse, but through the passage of a predetermined number of such impulses. During a period of high pulse change frequency, the control unit includes an electromagnetic clutch depending on the difference between the revolutions of the intermediate and output shafts with the passage of consecutive 1-5 pulses, which reduces the load on the electromagnetic clutch. In this case, an increase in the acceleration period of the stepless pulse transmission occurs. In addition, the electromagnetic clutch perceives shock loads during sudden braking evenly across all of its working elements. All this increases the durability of the proposed transmission compared with the prototype.

На фиг.1 представлена бесступенчатая импульсная механическая передача; на фиг.2 - импульсный механизм с сателлитами и неуравновешенными грузами.Figure 1 shows a continuously variable pulsed mechanical transmission; figure 2 - pulse mechanism with satellites and unbalanced loads.

Бесступенчатая импульсная механическая передача состоит из ведущего вала 1 с импульсным механизмом 2, промежуточного вала 3 с электромагнитной муфтой 4 и выходным механизмом свободного хода 5, выходным валом 6 и маховиком 7. Импульсный механизм 2 включает в себя шестерню внутреннего зацепления 8, солнечную шестерню 9 и сателлиты 10 с неуравновешенными грузами 11. На промежуточном 3 и выходном 6 валах установлены датчики скорости 12 и 13.The stepless pulse mechanical transmission consists of a drive shaft 1 with a pulse mechanism 2, an intermediate shaft 3 with an electromagnetic clutch 4 and an output freewheel 5, an output shaft 6 and a flywheel 7. The pulse mechanism 2 includes an internal gear 8, a sun gear 9 and satellites 10 with unbalanced loads 11. Speed sensors 12 and 13 are installed on the intermediate 3 and output 6 shafts.

Устройство работает следующим образом. Сигналы скоростей вращения промежуточного 3 и выходного 6 валов с датчиков 12 и 13 постоянно поступают в блок управления. В период совпадения направления вращения выходного вала 6 и солнечной шестерни 9 (направления ω₁ и ω₃ на фиг.2) выходной механизм свободного хода 5 замкнут, а электромагнитная муфта 4 отключена. При повороте сателлитов 10 с грузами 11 на угол φ≥π направление грузов и соответственно направление импульса меняются, и солнечная шестерня 9 с промежуточным валом 6 меняют направление вращения. По сигналу от блока управления включается электромагнитная муфта 4 и промежуточный вал 3 резко останавливается.The device operates as follows. The speed signals of the intermediate 3 and the output 6 shafts from the sensors 12 and 13 are constantly supplied to the control unit. During the coincidence of the rotation direction of the output shaft 6 and the sun gear 9 (directions ω ₁ and ω ₃ in FIG. 2), the free-wheeling output mechanism 5 is closed and the electromagnetic clutch 4 is disconnected. When the satellites 10 with the loads 11 rotate through an angle φ≥π, the direction of the loads and, accordingly, the direction of the pulse change, and the sun gear 9 with the intermediate shaft 6 change the direction of rotation. At a signal from the control unit, the electromagnetic clutch 4 is turned on and the countershaft 3 abruptly stops.

В соответствии с кинематикой импульсного механизма сателлиты 10 ускоряют свое вращение и с момента поворота сателлитов 10 и грузов 11 на угол φ≥2π начинается положительный импульс, от блока управления поступает сигнал на выключение электромагнитной муфты 4. Далее цикл повторяется до выхода импульсной передачи на прямой режим, когда скорость вращения промежуточного вала 3 имеет постоянный знак. При этом электромагнитная муфта 4 постоянно отключена.In accordance with the kinematics of the pulsed mechanism, the satellites 10 accelerate their rotation and from the moment the satellites 10 and weights 11 rotate through an angle φ≥2π, a positive impulse starts, a signal is sent from the control unit to turn off the electromagnetic clutch 4. Next, the cycle is repeated until the pulse transmission goes to direct mode when the speed of rotation of the countershaft 3 has a constant sign. In this case, the electromagnetic clutch 4 is constantly disconnected.

Claims

An infinitely variable mechanical transmission consisting of an input shaft, a pulse mechanism, an intermediate shaft with an output freewheel mounted on it and an output shaft with a flywheel, characterized in that it is equipped with speed sensors mounted on the intermediate and output shafts, an electromagnetic clutch mounted on the intermediate shaft, and a control unit associated with speed sensors and an electromagnetic clutch.