RU2542864C1 - Variable-speed gear with shifted axes of rotation - Google Patents
Variable-speed gear with shifted axes of rotation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2542864C1 RU2542864C1 RU2013146645/11A RU2013146645A RU2542864C1 RU 2542864 C1 RU2542864 C1 RU 2542864C1 RU 2013146645/11 A RU2013146645/11 A RU 2013146645/11A RU 2013146645 A RU2013146645 A RU 2013146645A RU 2542864 C1 RU2542864 C1 RU 2542864C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wheel
- gear
- shaft
- toothed
- satellites
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Friction Gearing (AREA)
Abstract
Description
Вариатор со смещенными осями вращения по своему назначению является аналогом традиционных коробок передач как механических, так и автоматических, используемых в качестве узла автомашин, имеющих двигатель внутреннего сгорания.The variator with displaced axes of rotation in its purpose is an analogue of traditional gearboxes, both mechanical and automatic, used as a unit of vehicles with an internal combustion engine.
Описание ступенчатой механической коробки передач приведено в технической литературе «Автослесарь», 2003 года издания, авторы Чумаченко Ю.Т., Герасименко А.И. и Рассанов Б.Б., а автоматической коробки передач в пособии для автомобилистов «Устройство автоматических коробок передач и трансмиссий», 2003 года издания, автор Косенков А.А.A description of the manual gearbox is given in the technical literature Avtoslarsar, 2003 edition, authors Chumachenko Yu.T., Gerasimenko A.I. and B. Rassanov, and the automatic transmission in the manual for motorists "The device of automatic transmissions and transmissions", 2003 edition, author Kosenkov A.A.
В отличие от традиционных коробок передач, вариатор позволит плавно изменять передаточное отношение при передаче вращения от вала двигателя к ведущим колесам автомашины.Unlike traditional gearboxes, the variator will allow you to smoothly change the gear ratio when transmitting rotation from the engine shaft to the driving wheels of the car.
Вариатор включает в себя планетарный механизм, состоящий из водила 1, фиг.1, фиг.2, жестко закрепленного на валу 2 и соединенного через этот вал 2 с двигателем автомашины. На водиле 1 размешены зубчатые сателлиты 3, кинематически соединенные с внешним колесом 4 планетарного механизма и центральным колесом 5. Сателлиты 3 имеют возможность вращаться как вокруг собственной оси 6, так и вместе с водилом 1, вокруг оси 7. Внешнее колесо 4 и центральное колесо 5 размещены на валу 2 и могут вращаться на этом валу 2. Кроме этого, внешнее колесо 4 имеет кинематическое соединение с зубчатым колесом 8. Ось вращения 7 водила 1 и ось вращения 9 колеса 8, кинематически соединенного с внешним колесом 4 планетарного механизма, смещены относительно друг друга. Каждый зубчатый сателлит 3 жестко соединен, посредством вала 10, еще с одним водилом 11, фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.4а). Зубчатые сателлиты 3 и водила 11 имеют возможность вращаться как вокруг оси 7, вместе с водилом 1, жестко закрепленном на валу 2, так и вокруг собственной оси 6. На водилах 11, жестко соединенных с зубчатыми сателлитами 3, расположено еще несколько конусных не зубчатых сателлитов 12, соединенных между собой кинематически не зубчатым колесом 13. Конусные не зубчатые сателлиты 12 могут вращаться как вокруг оси 6, вместе с водилами 11, на которых они расположены, так и вокруг собственной оси 14. Не зубчатое колесо 13 может вращаться на валу 10, на котором оно расположено. Конусные не зубчатые сателлиты 12 имеют возможность входить в контакт и выходить из такого контакта с направляющими 15, фиг.1, фиг.5, расположенными на зубчатом колесе 8, кинематически соединенном с внешним колесом 4 планетарного механизма. Во время контакта, конусные не зубчатые сателлиты 12 имеют возможность прокатываться по направляющим 15. Направляющие 15 могут вращаться, как вместе с зубчатым колесом 8, на котором они расположены, вокруг оси 9, так и катиться на зубчатых колесах 16 по зубчатой рейке 17, с возможностью фиксации в заданном положении. Направляющие 15 жестко соединены с зубчатыми колесами 16 валом 18, и при качении зубчатых колес 16 по рейке 17, могут катиться и вращаться вместе с этими колесами 16. Валы 18 направляющих 15, с помощью держателей 19, соединены с дисковым не зубчатым колесом 20, расположенным на валу 21. Этот вал 21 соединен с ведущими колесами автомашины и имеет жесткое соединение с колесом 8, которое кинематически связано с внешним колесом 4 планетарного механизма, фиг.1. Дисковое не зубчатое колесо 20 может вращаться вместе с колесом 8, имеющим кинематическое соединение с внешним колесом 4 планетарного механизма, и смещаться вдоль оси вращения 9 вала 21, на котором это колесо 20 расположено. Дисковое не зубчатое колесо 20 находится в контакте с не зубчатыми колесами 22, закрепленными на приводном штоке 23, фиг.1, фиг.4б). Не зубчатые колеса 22 на приводном штоке 23 имеют возможность катиться по поверхности дискового не зубчатого колеса 20, и вместе с этим колесом 20 и приводным штоком 23 смещаться вдоль оси вращения 9 указанного вала 21. Приводной шток 23 соединен с приводным механизмом 24.The variator includes a planetary mechanism, consisting of a
Принцип действия приводного механизма 24, фиг.1, аналогичен принципу действия соленоида, используемого в автоматической коробке передач для регулирования давления жидкости в магистрали и управления переключением передач.The principle of operation of the drive mechanism 24, figure 1, is similar to the principle of action of the solenoid used in an automatic transmission to regulate the fluid pressure in the line and control the gear shift.
Конструкция приводного механизма 24 с фиг.1 изображена на фиг.6.The design of the drive mechanism 24 of figure 1 is shown in figure 6.
Внутри приводного механизма находится подвижный золотниковый клапан 25. Его положение определяется магнитным полем обмотки 26, возникающим при подаче тока в обмотку 26. Если через обмотку 26 не течет ток, то под действием пружины 27 клапан 25 полностью сдвигается влево. При этом давление жидкости, перекачиваемой насосом через трубопровод 28 в трубопровод 29, не передается. При подаче тока в обмотку 26, клапан 25 смещается вправо, что приводит к появлению давления жидкости в трубопроводе 29. Чем больший ток проходит через обмотку 26, тем больше клапан 25 смещается, с помощью якоря 30, вправо и тем больше оказывается давление жидкости на выходе в трубопроводе 29.Inside the drive mechanism there is a
Жидкость из трубопровода 29 может перемещать поршень 31 в цилиндре 32. Поршень 31 соединен с приводным штоком 23, фиг.6 и фиг.1. Под действием поршня 31, фиг.6, и пружины 33, фиг.1, дисковое не зубчатое колесо 20, фиг.1, может находиться как в фиксированном положении, так и смещаться вдоль оси 9.The fluid from the
Принцип действия вариатора заключается в следующем.The principle of operation of the variator is as follows.
Вращение от двигателя передается валу 2, фиг.1. Вместе с валом 2 вращается водило 1. Зубчатые сателлиты 3 катятся по внешнему колесу 4 планетарного механизма и вращают колесо 5. Одновременно с этим, конусные не зубчатые сателлиты 12 входят в контакт с направляющими 15, прокатываясь по направляющим 15, и выходят из контакта, фиг.5.The rotation from the engine is transmitted to the
Конусные не зубчатые сателлиты 12 движутся по дугам 34. Дуги 34 движения сателлитов 12 совпадают с профилем направляющих 15, фиг.5, фиг.7а).The conical non-toothed
При таком положении направляющих 15 вращение колесу 4 и колесу 8 не передается фиг.1, фиг.5, и они остаются неподвижными.With this position of the
Данный режим работы вариатора соответствует нейтральной передаче.This mode of operation of the variator corresponds to a neutral gear.
Такой режим работы осуществляется благодаря тому, что в обмотке 26, фиг.6, приводного механизма 24, фиг.1, отсутствует ток.This mode of operation is due to the fact that in the winding 26, Fig.6, the drive mechanism 24, Fig.1, there is no current.
При подаче тока в обмотку 26, фиг.6, клапан 25 смещается вправо. Что приводит к появлению давления в трубопроводе 29 и перемещению поршня 31 в цилиндре 32. Поршень 31, через приводной шток 23 и не зубчатые колеса 22, фиг.1, смещает вправо дисковое не зубчатое колесо 20. Под действием колеса 20 и держателей 19 направляющие 15 перекатываются по зубчатой рейке 17 и принимают новое фиксированное положение. При этом профиль направляющих 15, фиг.5, в месте контакта с не зубчатыми конусными сателлитами 12, изменяется и начинает пересекать дугу 34 движения не зубчатых конусных сателлитов 12, фиг.7б). В результате этого, между сателлитами 12 и направляющими 15 возникает упор, что вызывает вращение колес 8 и 4, фиг.1, и через вал 21 вращение начинает передаваться ведущим колесам автомашины.When applying current to the winding 26, Fig.6, the
При прочих равных условиях, в традиционном планетарном механизме, возникновение указанного упора привело бы к вращению колеса 8 вместе с водилом 1, а относительная угловая скорость колеса 8 водила 1 равнялась бы нулю.Ceteris paribus, in the traditional planetary mechanism, the occurrence of this stop would lead to the rotation of the
В вариаторе, смещение оси вращения 7 водила 1 и оси вращения 9 вала 21 позволяет, при создании указанного выше упора, добиться относительного вращения колеса 8 и водила 1, фиг.1.In the variator, the offset of the axis of
По мере вращения водила 1 и зубчатых сателлитов 3, фиг.1, фиг.5, перед тем как одни не зубчатые сателлиты 12 выходят из контакта с направляющими 15, другие сателлиты 12 входят в контакт с направляющими 15. Таким образом, достигается непрерывность передачи вращения.As the
Для изменения передаточного отношения, в обмотке 26, фиг.6, увеличивается сила тока, что приводит к увеличению давления в трубопроводе 29 и смещению поршня 31. Это в конечном итоге вызывает перекатывание направляющих 15 по зубчатым рейкам 17, фиг.1. При новом положении направляющих 15, их профиль в большей степени начинает пересекать дугу 34 движения сателлитов 12, фиг.5, фиг.7б).To change the gear ratio, the current is increased in the winding 26, Fig.6, which leads to an increase in pressure in the
Это приводит к увеличению угла поворота колеса 8 относительно водила 1, фиг.1, а следовательно, к изменению передаточного отношения. Величина передаточного отношения зависит от профиля направляющих 15, в месте контакта с незубчатыми сателлитами 12.This leads to an increase in the angle of rotation of the
Так как колеса 4 и 8 имеют зубчатое зацепление, то передаточное отношение между этими колесами остается постоянным. А изменение передаточного отношения происходит между водилом 1, с одной стороны, и колесами 8 и 4, с другой стороны.Since
Смещение оси вращения 7 водила 1 и оси вращения 9 вала 21, фиг.1, вызывает, во время работы вариатора, изменение расстояний 35 и 36, фиг.8, от места контакта 37 сателлита 12 и направляющей 15 до осей вращения 7 и 9. Поэтому равномерность вращения движущихся деталей в вариаторе достигается путем подбора степени кривизны профиля направляющих 15.The offset of the axis of
На фиг.9а) изображен механизм, состоящий из водила 38, не зубчатого сателлита 39 и колеса 40, у которого удалена часть. Водило 38 вращается вокруг оси 41, а колесо 40 - вокруг оси 42. При вращении водила 38, сателлит 39 катится по срезу 43 колеса 40 и вращает колесо 40 по часовой стрелке. При положении водила 38, указанного на фиг.9а), расстояние 44 от места контакта 45 сателлита 39 и колеса 40 до оси вращения 42 колеса 40 равно расстоянию 46 от места контакта 45 сателлита 39 и колеса 40 до оси вращения 41 водила 38.On figa) shows a mechanism consisting of a
По мере вращения водила 38 и достижения им положения, указанного на фиг.9б), расстояния 44 и расстояния 46 будут отличаться друг от друга.As the
То есть, по мере вращения водила 38, расстояние 46 будет уменьшаться по отношению к расстоянию 44. Таким образом, при постоянной угловой скорости водила 38, угловая скорость колеса 40 будет уменьшаться.That is, as the
Добиться выравнивания угловой скорости колеса 40 можно путем изменения профиля среза 43 колеса 40. Например, чтобы сделать угловые скорости водила 38 и колеса 40, фиг.10а), равными, необходимо выбрать определенный шаг поворота и поворачивать на этот шаг водило 38 и колесо 40, отмечая точками 47 места контакта 45 сателлита 39 и колеса 40. При соединении точек 47 контакта 45 сателлита 39 и колеса 40 получится кривая 48, соответствующая профилю среза 43 колеса 40. Размер шага поворота водила 38 и колеса 40 может быть любым - 1°, 2°, 3° и т.д.It is possible to achieve equalization of the angular velocity of the
Таким способом можно добиться любого значения передаточного отношения. Например, если водило 38 поворачивать на 2°, а колесо 40 на 1° и отмечать точками 47 места контактов 45 сателлита 39 и колеса 40, то при соединении точек 47 линией получится кривая 48, соответствующая профилю среза 43. При качении по срезу 43, с таким профилем, сателлита 39, передаточное отношение от водила 38 к колесу 40 будет равно 1/2.In this way, you can achieve any value of the gear ratio. For example, if the
Придать равномерность вращению водила 38 и колеса 40, а также установить необходимое передаточное отношение, можно путем подбора кривизны среза 43 колеса 40, как это было рассмотрено выше, но при этом расстояния 44 и 46 все равно будут изменяться, что вызовет неравномерность вращения сателлита 39. Для выравнивания угловой скорости сателлита 39 его радиус 49, фиг.9а) и б), фиг.10а) и б), в месте контакта 45 с колесом 40, также должен изменяться. Этого можно добиться, придав сателлиту 39 форму конуса, фиг.10б). Благодаря тому, что линия среза 43 расположена под углом 55, фиг.10б), к вертикали, поворот водила 38 вызывает смещение места контакта 45 сателлита 39 и колеса 40 вдоль оси 50, фиг.10а) и б). Это приводит к изменению радиуса 49 сателлита 39 в месте контакта 45. Для равномерного вращения сателлита 38, изменение его радиуса 49 должно соответствовать изменению соотношения расстояний 44 и 46. Если при постоянной угловой скорости водила 38, фиг.10а), сателлит 39 вращается с ускорением, то для выравнивания его угловой скорости, радиус 49, фиг.10б), со смещением контакта 45, должен увеличиваться.To give uniformity to the rotation of the
При перекатывании направляющей 15 по рейке 17, кривизна профиля 51 направляющей 15, в месте контакта с сателлитом 12, изменяется, фиг.1, фиг.7б). Это вызывает изменение передаточного отношения. Каждому значению кривизны профиля 51, в месте контакта с сателлитом 12, соответствует определенная величина передаточного отношения. Положение направляющих 15 определяется силой тока, подаваемого в обмотку 26, фиг.6, приводного механизма 24, фиг.1. А сила тока подаваемого в обмотку 26, в свою очередь, зависит от частоты вращения ведущих колес автомашины.When rolling the
Не зубчатые колеса 13 предназначены для выравнивания угловых скоростей не зубчатых конусных колес 12 находящихся в контакте с направляющими 15 и колес 12 вне такого контакта, фиг.5.
Зубчатые детали вариатора позволяют придать сателлитам 12 и направляющим 15, фиг.5, определенное положение, во время их контакта, при любом значении передаточного отношения.The gear parts of the variator make it possible to give the
Схема соединения вариатора с двигателем и ведущими колесами автомашины изображена на фиг.11. Где 52 - вариатор, 2 и 21 - валы с фиг.1, 53 - двигатель, 54 - ведущие колеса автомашины.The connection diagram of the variator with the engine and drive wheels of the car is shown in Fig.11. Where 52 is the CVT, 2 and 21 are the shafts of FIG. 1, 53 is the engine, 54 are the driving wheels of the vehicle.
Вместе с вариатором может применяться сцепление или гидравлический трансформатор, используемый в автоматических коробках передач.Together with the variator, a clutch or a hydraulic transformer used in automatic transmissions can be used.
Описание гидравлического трансформатора изложено в пособии для автомобилистов «Устройство автоматических коробок передач и трансмиссий», 2003 года издания, автор Косенков А.А.The description of the hydraulic transformer is set out in the manual for motorists "The device of automatic transmissions and transmissions", 2003 edition, author Kosenkov A.A.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013146645/11A RU2542864C1 (en) | 2013-10-21 | 2013-10-21 | Variable-speed gear with shifted axes of rotation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013146645/11A RU2542864C1 (en) | 2013-10-21 | 2013-10-21 | Variable-speed gear with shifted axes of rotation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2542864C1 true RU2542864C1 (en) | 2015-02-27 |
Family
ID=53289994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013146645/11A RU2542864C1 (en) | 2013-10-21 | 2013-10-21 | Variable-speed gear with shifted axes of rotation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2542864C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2610787C1 (en) * | 2015-09-01 | 2017-02-15 | Виктор Францевич Мартенс | Toroidal drive unit (versions) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU551471A1 (en) * | 1974-06-24 | 1977-03-25 | Planetary gear speed variator | |
KR20000012155A (en) * | 1998-09-04 | 2000-03-06 | 구택서 | Continuously variable transmission and speed changing device for vehicle thereby |
KR100631090B1 (en) * | 2003-10-14 | 2006-10-02 | 조춘상 | Method for infinitely variable transmission |
RU111223U1 (en) * | 2011-04-15 | 2011-12-10 | Андрей Георгиевич Головинский | VARIATOR PLANETARY |
-
2013
- 2013-10-21 RU RU2013146645/11A patent/RU2542864C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU551471A1 (en) * | 1974-06-24 | 1977-03-25 | Planetary gear speed variator | |
KR20000012155A (en) * | 1998-09-04 | 2000-03-06 | 구택서 | Continuously variable transmission and speed changing device for vehicle thereby |
KR100631090B1 (en) * | 2003-10-14 | 2006-10-02 | 조춘상 | Method for infinitely variable transmission |
RU111223U1 (en) * | 2011-04-15 | 2011-12-10 | Андрей Георгиевич Головинский | VARIATOR PLANETARY |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2610787C1 (en) * | 2015-09-01 | 2017-02-15 | Виктор Францевич Мартенс | Toroidal drive unit (versions) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7909723B2 (en) | Adjusting device with a CVT planetary roller transmission | |
CN106545629A (en) | For the rotary speed variator of infinitely variable transmission | |
RU2008110927A (en) | METHOD OF STEERING AND DRIVING A VEHICLE | |
KR20160036050A (en) | Torque cam device and belt-type continuously variable transmission | |
CN111677821A (en) | Gear drive stepless speed changer | |
RU2542864C1 (en) | Variable-speed gear with shifted axes of rotation | |
US9464696B2 (en) | Continuous variable transmission system and use thereof | |
CN108612817A (en) | Contiuously variable transmission | |
CN103363046A (en) | Continuous speed changer | |
CN108431457A (en) | Variable gear ratio transmission device | |
WO2016072880A4 (en) | Transmission based on gears with spiral toothed transitions | |
CN203395123U (en) | Continuous speed changer | |
CN105757198A (en) | Automobile continuously variable transmission with cone friction wheels | |
CN105626818B (en) | Automobile magnetic drives stepless speed change device | |
KR20190128272A (en) | Helical transmission with varying shaft diameter and control method of rotation speed | |
CN108533700B (en) | Continuously variable transmission | |
CN103644263A (en) | Stepless gearbox | |
CN204253831U (en) | Mixed power speed variator system | |
US20180023673A1 (en) | Continuously variable Transmission | |
RU2550928C2 (en) | Planetary frontal variable-speed drive | |
US1963880A (en) | Friction operated mechanism | |
CN107178591B (en) | A kind of stepless transmission | |
RU2610235C1 (en) | Speed gear-box | |
JP2010266058A (en) | Continuously variable transmission | |
RU2315215C2 (en) | Gear-ball variable speed drive having gear wheels with end teeth |