RU2398146C2 - Procedure for stepless change of speed of mecanical gear and geared variator - Google Patents
Procedure for stepless change of speed of mecanical gear and geared variator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2398146C2 RU2398146C2 RU2008111594/11A RU2008111594A RU2398146C2 RU 2398146 C2 RU2398146 C2 RU 2398146C2 RU 2008111594/11 A RU2008111594/11 A RU 2008111594/11A RU 2008111594 A RU2008111594 A RU 2008111594A RU 2398146 C2 RU2398146 C2 RU 2398146C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gears
- rotation
- wheels
- shaft
- shafts
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область изобретенияField of Invention
Настоящее изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве механизма для плавного изменения скорости механической передачи, а также в качестве дифференциала.The present invention relates to mechanical engineering and can be used as a mechanism for smoothly changing the speed of a mechanical transmission, as well as as a differential.
Уровень техникиState of the art
В настоящее время известны различные схемы вариаторов.Various variator circuits are currently known.
Так, в патенте РФ №2140028 описан многодисковый планетарный вариатор, в котором используются отбуртованные диски и нажимные устройства с упругими элементами осевого действия.So, in the patent of the Russian Federation No. 2140028 a multi-disk planetary variator is described, which uses beaded discs and pressure devices with elastic elements of axial action.
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.In US patent No. 58984820 (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.
Недостатком обоих этих механизмов 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 mechanisms is that the gear ratio is changed in them using friction, therefore, such variators cannot be used to transfer large powers.
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 имеют тот недостаток, что к элементам, передающим вращение от ведущего колеса к ведомому, прикладываются опрокидывающие усилия.These two documents describe gear variators, which 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 плавного изменения скорости механической передачи и такого реализующего этот способ зубчатого 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 for smoothly changing the speed of a mechanical transmission and such a gear variator that implements this method, which 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 плавного изменения скорости механической передачи, заключающегося в том что: передают вращение с ведущего вала на ведомый вал, посредством по меньшей мере двух зубчатых зацеплений; располагают зубчатые колеса каждого из упомянутых зацеплений таким образом, чтобы колеса в любой момент передачи вращения находились в зубчатом сопряжении; раскладывают вращение входного вала на вращение вокруг двух или более осей, посредством изменения углов наклона зубьев в точке сопряжения конических зубчатых колес одного из упомянутых зацеплений; передают на выходной вал результирующую от упомянутого разложенного вращения входного вала.In the first object of the present invention, the problem is solved with the achievement of the specified technical result by providing a method for smoothly changing the speed of a mechanical transmission, which consists in the following: transmit rotation from the drive shaft to the driven shaft by means of at least two gears; gears of each of said gears are arranged in such a way that the wheels are in gear gear at any moment of transmission of rotation; the rotation of the input shaft is rotated around two or more axes by changing the angle of inclination of the teeth at the mating point of the bevel gears of one of the mentioned gears; transmit to the output shaft the resultant from said decomposed rotation of the input shaft.
Во втором объекте настоящего изобретения поставленная задача решается с достижением указанного технического результата путем обеспечения зубчатого вариатора, содержащего: по меньшей мере два зубчатых зацепления; зубчатые колеса первого упомянутого зацепления, установленные на собственные валы с возможностью скольжения без относительного вращения, выполненные в виде конических тел вращения, на поверхностях которых нарезаны криволинейные зубья с произвольным поперечным профилем, таким образом, что при перемещении колес вдоль валов изменяются углы наклона витков зубьев в месте сопряжения колес, а сами колеса в любой момент передачи вращения находятся в зубчатом сопряжении; зубчатые колеса упомянутых зацеплений, установленные так, что по меньшей мере два колеса разных зацеплений установлены соосно и объединены в единый блок, имеющий две оси вращения, одна из которых совпадает с единственными осями вращения вторых колес соответствующих зацеплений, при этом колеса каждого из упомянутых зацеплений в любой момент передачи вращения находятся в зубчатом зацеплении.In the second object of the present invention, the problem is solved with the achievement of the specified technical result by providing a gear variator, comprising: at least two gears; gears of the first mentioned gearing mounted on own shafts with the possibility of sliding without relative rotation, made in the form of conical bodies of revolution, on the surfaces of which curved teeth are cut with an arbitrary transverse profile, so that when the wheels move along the shafts, the angle of inclination of the tooth turns in the place of mating wheels, and the wheels themselves at any moment of transmission of rotation are in gear mates; gears of said gears, mounted so that at least two wheels of different gears are mounted coaxially and combined into a single unit having two rotation axes, one of which coincides with the single rotation axes of the second wheels of the respective gears, while the wheels of each of said gears in any moment of transmission of rotation are in gearing.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Настоящее изобретение поясняется чертежами, иллюстрирующими его возможные варианты осуществления. На всех чертежах цифры 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 numbers of the reference numerals relating to the same or similar elements are the same.
На фиг.1 представлен вариант осуществления зубчатого вариатора по настоящему изобретению, в котором преобразованная скорость вращения входного вала передается на выходной вал.Figure 1 shows an embodiment of a gear variator of the present invention in which a converted input shaft rotation speed is transmitted to the output shaft.
На фиг.2 представлен вариант осуществления зубчатого вариатора по настоящему изобретению, в котором преобразованная скорость вращения входного вала передается и перераспределяется между двумя выходными валами.Figure 2 presents an embodiment of a gear variator of the present invention, in which the converted input shaft rotation speed is transmitted and redistributed between the two output shafts.
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.
«Зубчатое зацепление» - два зубчатых колеса, находящиеся в зацеплении одно с другим."Gearing" - two gears meshed with one another.
«Зубья…, выполненные с переменными углами наклона, от одного основания к другому тел вращения колес» - зубья, углы подъема витков которых, от одного основания к другому тел вращения колес, изменяются."Teeth ... made with variable angles of inclination, from one base to another of the bodies of rotation of the wheels" - teeth, angles of elevation of the turns of which, from one base to another of the bodies of rotation of the wheels, are changed.
Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
На фиг.1 показан чертеж вариатора, содержащего два зубчатых зацепления. Колеса 1, 2, составляющие первое зубчатое зацепление, представляют собой винты (червяки) конической формы, на боковых (конических) поверхностях которых выполнены криволинейные зубья 5. Зубья 5, а также промежутки между зубьями, по всей длине зубчатых колес 1 и 2, имеют одинаковую величину, вследствие чего углы наклона зубьев, от меньшего основания к большему, соответствующих конусов колес плавно изменяются. Колеса 1 и 2 установлены на валах 3, 4, причем вал 3 через подшипники установлен в корпусе 8, а вал 4 через подшипники установлен на рамке 7. Валы 3 и 4, как и осевые отверстия ступиц колес 1 и 2, в своих поперечных сечениях имеют квадратную или любую иную форму, обеспечивающую свободное скольжение колес по валам без относительного вращения. Рамка 7 подвижно закреплена на валу 3, так что ее ось вращения совпадает с осью вращения колеса 1. Зубчатое колесо 1 через упорный подшипник подпружинено пружиной 6, со стороны основания собственного конуса. Помимо колеса 2 на вал 4 жестко установлено зубчатое колесо 9, находящееся в зубчатом зацеплении с колесом 10, установленным на валу 11. Вал 11 является выходным, а ось его вращения совпадает с осью вращения колеса 1.Figure 1 shows a drawing of a variator containing two gears. The
Вариатор по фиг.1 работает следующим образом.The variator of figure 1 works as follows.
Крутящий момент со входного вала 3 посредством зубчатого колеса 1 передается на зубчатое колесо 2. От колеса 2, через вал 4 и колесо 9, крутящий момент передается на колесо 10 и выходной вал 11.The torque from the input shaft 3 through the
При незначительной нагрузке на выходном валу 11 по фиг.1 осевые силы в зубчатом зацеплении колес 1, 2 небольшие, и колеса находятся на валах в крайнем верхнем и левом положениях соответственно. Движение рамки 7, колес 2 и 9 относительно колеса 1 отсутствует. Скорость вращения вала 3 равна скорости вращения вала 11.With a slight load on the
При увеличении нагрузки на выходном валу 11 по фиг.1 силы в зацеплении колес 1 и 2 раздвигают колеса вдоль их геометрических осей. Этим перемещениям противодействует пружина 6, так что после некоторого перемещения колес по собственным валам устанавливается новое положение, при котором, по причине изменения углов наклона зубьев и диаметров колес в точке сопряжения колес, колесу 2 и валу 4 становится сложнее вращаться в рамке 7. Рамка 7 приходит во вращение, компенсируя тем самым недостаток или полное отсутствие вращения колеса 2 вокруг собственной геометрической оси. Посредством рамки 7 колесо 2 одновременно совершает вращение вокруг двух осей - собственной геометрической оси и оси колеса 1. Результирующая двухосевого вращения колеса 2 посредством колеса 9, обкатывающего колесо 10, передается на выходной вал 11. Изменение соотношения скоростей вращения вала 4 и рамки 7, а также изменение диаметров колес 1 и 2 позволяет изменять скорость вращения и величину крутящего момента, передаваемые на выходной вал передачи.When the load on the
Механизм по фиг.1, помимо плавного изменения скорости, может быть использован в качестве дифференциала, перераспределяющего нагрузку на выходной вал.The mechanism of figure 1, in addition to a smooth change in speed, can be used as a differential, redistributing the load on the output shaft.
На фиг.2 показана конструкция зубчатого вариатора, в котором преобразованная скорость вращения входного вала передается и перераспределяется между двумя выходными валами.Figure 2 shows the construction of a gear variator in which the converted input shaft rotation speed is transmitted and redistributed between the two output shafts.
Конструктивно механизм по фиг.2, повторяет вариатор по фиг 1, с той разницей, что вращение передается от ступицы рамки 7, а ведомыми выступают валы 3 и 11. Для наглядности работы механизма в конструкцию добавлены зубчатые колеса 12 и 13, посредством которых вращение передается на рамку 7. Колесо 13 жестко установлено на валу 14, а колесо 12 закреплено на ступице рамки 7.Structurally, the mechanism of FIG. 2 repeats the variator of FIG. 1, with the difference that the rotation is transmitted from the hub of the
Принцип действия вариатора по фиг.2 подобен работе механизма по фиг.1. Крутящий момент от вала 14, посредством колес 13 и 12, поступает на рамку 7. От рамки 7 момент через вал 4, колеса 2, 9, 10 и 1 передается на валы 11 и 3.The principle of operation of the variator in figure 2 is similar to the operation of the mechanism in figure 1. The torque from the
При увеличении нагрузки на одном из выходных валов, например на валу 3, осевые силы в зубчатом зацеплении колес 1 и 2 раздвигают колеса вдоль их геометрических осей, в сторону меньшего и большего оснований соответственно. Этим перемещениям противодействует пружина 6, так что после некоторого перемещения колес по собственным валам устанавливается новое положение, при котором колесу 2 и валу 4 становится сложно вращаться вокруг собственной геометрической оси. Рамка 7 приходит во вращение. Результирующая двухосевого вращения колеса 2, посредством колеса 9, обкатывающего колесо 10, и колеса 1, передается на выходные валы 11 и 3 соответственно. Поскольку при перемещении колес 1 и 2 изменяются их диаметры в точке взаимного сопряжения, меняются и величины крутящих моментов, передаваемые на выходные валы.With an increase in the load on one of the output shafts, for example, on the shaft 3, the axial forces in the gearing of the
Таким образом, механизм по фиг.2 может быть использован для перераспределения скоростей вращения двух выходных валов, а также в качестве дифференциала, распределяющего нагрузку между двумя выходным валами.Thus, the mechanism of FIG. 2 can be used to redistribute the rotational speeds of two output shafts, as well as as a differential that distributes the load between two output shafts.
Представленные примеры вариантов осуществления настоящего изобретения иллюстрируют работу предложенных способа плавного изменения скорости механической передачи и зубчатого вариатора.The presented examples of embodiments of the present invention illustrate the operation of the proposed method for smoothly changing the speed of a mechanical transmission and a gear variator.
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 (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008111594/11A RU2398146C2 (en) | 2008-03-25 | 2008-03-25 | Procedure for stepless change of speed of mecanical gear and geared variator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008111594/11A RU2398146C2 (en) | 2008-03-25 | 2008-03-25 | Procedure for stepless change of speed of mecanical gear and geared variator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008111594A RU2008111594A (en) | 2009-09-27 |
RU2398146C2 true RU2398146C2 (en) | 2010-08-27 |
Family
ID=41169184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008111594/11A RU2398146C2 (en) | 2008-03-25 | 2008-03-25 | Procedure for stepless change of speed of mecanical gear and geared variator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2398146C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2763619C1 (en) * | 2021-09-26 | 2021-12-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) | Base variator of wide-range transmission |
-
2008
- 2008-03-25 RU RU2008111594/11A patent/RU2398146C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2763619C1 (en) * | 2021-09-26 | 2021-12-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) | Base variator of wide-range transmission |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008111594A (en) | 2009-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3004686B1 (en) | 3-mode front wheel drive and rear wheel drive continuously variable planetary transmission | |
US20170284508A1 (en) | Planetary Powertrain Configuration with a Ball Variator Continuously Variable Transmission Used as a Powersplit | |
US7955210B2 (en) | Drive mechanism for infinitely variable transmission | |
MXPA04011832A (en) | Continuously variable ratio transmission system. | |
WO2016094254A1 (en) | 3-mode front wheel drive and rear wheel drive continuously variable planetary transmission | |
US20090048054A1 (en) | Continuously variable transmission | |
CN101617146A (en) | Infinitely variable speed transmission | |
CN102265063A (en) | Continuously variable transmission | |
US20180119786A1 (en) | Continuously Variable Transmission Having A Ball-Type Continuously Variable Transmission | |
WO2014125050A1 (en) | Multi-mode transmission | |
US2646696A (en) | Transmission | |
RU2398146C2 (en) | Procedure for stepless change of speed of mecanical gear and geared variator | |
US20050176548A1 (en) | Power split transaxle for producing stepless reverse, forward and geared neural speed ratios | |
US20170248213A1 (en) | Planetary powertrain configurations with a ball variator continuously variable transmission used as a powersplit | |
WO2017151568A1 (en) | Shift actuator system and method for a continuously variable ball planetary transmission having a rotating and/or grounded carrier | |
RU2334141C1 (en) | Method of adaptive gear ratio variation and adaptive variable-speed gear drive | |
CN111692306B (en) | Rolling type stepless speed changer | |
CN109282005B (en) | Stepless speed variator | |
JP2012177398A (en) | Drive device with transmission mechanism and rotation direction changing mechanism | |
RU2433319C1 (en) | Toothed reversing self-adjusting variable-speed drive | |
RU2389922C2 (en) | Method of torque transfer and variator tooth gear | |
US20180119810A1 (en) | Symmetric Infinitely Variable Transmission Having A Ball-Type Continuously Variable Transmission | |
US20190154125A1 (en) | Planetary powertrain configurations with a ball variator continuously variable transmission used as a powersplit | |
MD2177C2 (en) | Precession reduction gear | |
US20180372199A1 (en) | Multi-mode cvp transmission with geared launch and reverse modes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100719 |