RU2546047C2

RU2546047C2 - Toothed reversing variator

Info

Publication number: RU2546047C2
Application number: RU2013135088/11A
Authority: RU
Inventors: Александр Хасанович Абаев; Владимир Хасанович Джанаев; Заурбек Александрович Абаев; Заури Тамазович Кочиев
Priority date: 2013-07-25
Filing date: 2013-07-25
Publication date: 2015-04-10
Also published as: RU2013135088A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: toothed preversing variator contains two geared shafts (2, 15) in form of cone multiple-thread equidirectional screws arranged with axis parallel to each other and with tops looking to opposite sides. Torque from the drive geared shaft (2) to the driven one (15) is transmitted by the intermediate pinion (14) by means of the helical pair in form of hub (12) on which the intermediate pinion (14) and screw (16) are installed. The helical pair is driven by the worm geared motor via the coupling. The movement of the intermediate pinion along the screw is limited by end position sensors (11, 17).

EFFECT: operation mode of the toothed reversing variator corresponding to movement of the vehicle in forward, back directions or at parking with run engine is changed by the appropriate combination of the drive gears of the drive geared shaft.

2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для бесступенчатого, без разрыва потока мощности, изменения передаточного отношения между двигателем и приводом машины (автомобили, тракторы и другие транспортные средства), для плавного пуска предварительно нагруженных машин (транспортеры, буровые установки, проходческие щиты и т.п.), для реверсирования направления вращения выходного вала. Известны различные схемы зубчатых вариаторов.The invention relates to mechanical engineering and is intended for stepless, without breaking the power flow, changing the gear ratio between the engine and the drive of the machine (cars, tractors and other vehicles), for the smooth start-up of pre-loaded machines (conveyors, drilling rigs, sinking shields, etc. .), to reverse the direction of rotation of the output shaft. Various schemes of gear variators are known.

Так, в патенте RU 2334141 (опубл. 20.09.2008) описан адаптивный зубчатый вариатор, состоящий из зубчатого колеса, в виде конического тела вращения, с криволинейной образующей, входящего в зацепление со вторым зубчатым колесом, состоящим из нескольких элементов в виде тел вращения, которые позволяют изменять ширину промежутка между зубьями соответственно ширине зуба первого колеса. В этом устройстве маленькое пятно контакта между зубьями первого и второго колеса, что снижает ресурс вариатора, сложно в изготовлении.So, in patent RU 2334141 (publ. 20.09.2008) describes an adaptive gear variator, consisting of a gear, in the form of a conical body of revolution, with a curved generatrix, which engages with the second gear wheel, consisting of several elements in the form of bodies of revolution, which allow you to change the width of the gap between the teeth according to the width of the tooth of the first wheel. In this device, a small contact patch between the teeth of the first and second wheels, which reduces the variator resource, is difficult to manufacture.

В патенте SU 1666830 (опубл. 30.07.1991) описан вариатор, в котором изменение передаточного отношения обеспечивается изменением взаиморасположения ведущего и ведомого тороидальных зубчатых колес. Недостатками этого вариатора являются: сложность съема крутящего момента выходного вала так, как его ось вращения меняет свое положение; необходимость дополнительных устройств для управления вариатором; сложность в изготовлении.In the patent SU 1666830 (publ. 30.07.1991) a variator is described in which a change in the gear ratio is provided by a change in the relative position of the driving and driven toroidal gears. The disadvantages of this variator are: the complexity of removing the torque of the output shaft as its axis of rotation changes its position; the need for additional devices to control the variator; difficulty in manufacturing.

В патенте RU 2205110 (опубл. 27.05.2003) описан вариаторный привод мобильных машин, изменение передаточного отношения происходит по средствам трехвального дифференциального механизма, кинематически связанного с входным и выходным валами коробки передач. Данный привод является дополнительным механизмом к коробке передач, требуется устройство управления приводом.In the patent RU 2205110 (publ. 27.05.2003) a variable-speed drive of mobile machines is described, the gear ratio changes by means of a three-shaft differential mechanism kinematically connected with input and output shafts of the gearbox. This drive is an additional mechanism to the gearbox; a drive control device is required.

Во всех вышеперечисленных механизмах узкий диапазон изменения передаточного отношения.In all of the above mechanisms, a narrow range of gear ratio changes.

В патенте RU 2433319 (опубл. 10.11.2011) описан зубчатый реверсный саморегулируемый вариатор.In patent RU 2433319 (publ. 10.11.2011) a gear reverse self-adjusting variator is described.

Недостатком данного вариатора является его сложность в изготовлении, обслуживании и ремонте.The disadvantage of this variator is its complexity in the manufacture, maintenance and repair.

В качестве прототипа выбран патенте RU 2433319 от 10.11.2011.As a prototype selected patent RU 2433319 from 10.11.2011.

Предлагаемый зубчатый реверсный вариатор представляет собой дифференциальный механизм, состоящий из двух валов-шестерен 2 и 15 в виде конусных многозаходных равнонаправленных винтов, валы 3 (оси, образующие) которых расположены параллельно друг к другу (фиг 1). При этом валы-шестерни вершинами обращены в разные стороны. В зацепление с валами-шестернями входит сателлит 14 одинаковой конфигурации с сопрягаемыми валами. Сателлит свободно сидит на ступице 12. Перемещение сателлита вдоль валов-шестерен осуществляется за счет винтовой пары, которыой являются ступица 12 и винт 16. В процессе этого происходит автоматическое изменение передаточного отношения дифференциального механизма. Привод винтовой пары осуществляется посредством червячного мотор-редуктора 19 через муфту 18. Плавность перемещения сателлита 13 вдоль винта 16 (валов-шестерен 2 и 15) обеспечивается пружинами 13. Ограничение в перемещении сателлита 14 вдоль винта 16 осуществляется концевыми выключателями (датчики концевого положения) 11 и 17. Базовой деталью вариатора является картер 1.The proposed gear reverse variator is a differential mechanism consisting of two gear shafts 2 and 15 in the form of conical multi-directional unidirectional screws, shafts 3 (axes forming) of which are parallel to each other (Fig. 1). In this case, the gear shafts with their vertices facing in different directions. The gears shafts are engaged with a satellite 14 of the same configuration as the mating shafts. The satellite sits freely on the hub 12. The satellite moves along the pinion shafts by means of a screw pair, which are the hub 12 and screw 16. In the process, the gear ratio of the differential mechanism is automatically changed. The screw pair is driven by the worm gear motor 19 through the coupling 18. The smooth movement of the satellite 13 along the screw 16 (pinion shafts 2 and 15) is ensured by the springs 13. The restriction in the movement of the satellite 14 along the screw 16 is carried out by limit switches (end position sensors) 11 and 17. The base part of the variator is crankcase 1.

Изменение направления вращения валов-шестерен 2 и 14 (соответствует движению транспортного средства в прямом направлении или задним ходом) осуществляется перемещением шестерни 10 по шлицам вала до вхождения в зацепление с зубьями шестерни 6 или шестерни 4. При этом шестерня 4 и ось 5, на которой она сидит, условно изображены в плоскости чертежа. Для обеспечения передачи крутящего момента от ведущего вала 8 до шестерни 10 (вала-шестерни 2) на промежуточном валу неподвижно посажены шестерни 6, 7 и 9. Для выключения зубчатого реверсного вариатора необходимо шестерню 10 выставить в нейтральное положение (вывести из зацепления). При этом червячный редуктор перемещает сателлит 14 в исходное положение, соответствующее реализации максимального крутящего момента.The change in the direction of rotation of the gear shafts 2 and 14 (corresponds to the forward or reverse motion of the vehicle) is carried out by moving gear 10 along the splines of the shaft until it engages with the teeth of gear 6 or gear 4. In this case, gear 4 and axis 5, on which she is sitting, conventionally depicted in the plane of the drawing. To ensure the transmission of torque from the drive shaft 8 to gear 10 (pinion shaft 2), gears 6, 7 and 9 are fixedly mounted on the intermediate shaft. To turn off the reverse gear variator, put gear 10 into neutral position (disengage). In this case, the worm gear moves the satellite 14 to its original position, corresponding to the implementation of the maximum torque.

Вал-шестерня (фиг.2а) представляет собой конусную косозубую шестерню в виде конусного многозаходного винта. Углы нарезки зубьев на валах-шестернях равнонаправленные. Количество витков гребней на валу-шестерни зависит от диаметров его оснований (n=D_max/D_min).The pinion shaft (Fig. 2a) is a bevel helical gear in the form of a conical multi-screw. The gear cutting angles on the gear shafts are uniformly directed. The number of turns of the ridges on the pinion shaft depends on the diameters of its bases (n = D _max / D _min ).

Сателлит (фиг.2б) представляет собой часть сопрягаемой с ним вала-шестерни высотой (В), обеспечивающей прочностные качества, зависящие от нагрузок. У сопрягаемых сателлита и вала-шестерн должны совпадать конусность и модуль.The satellite (fig.2b) is a part of the gear shaft mating with it with a height (B), which provides strength properties depending on the loads. The mating satellite and pinion shaft must have the same taper and module.

Преимущества предлагаемой конструкции зубчатого реверсивного вариатора заключаю=тся в простоте изготовления, повышении надежности, долговечности механизма и технологичности ремонта.The advantages of the proposed design of a gear reversing variator are: simplicity of manufacture, increased reliability, durability of the mechanism and manufacturability of repairs.

Конструкция вариатора позволяет применять его в машинах различных классов мощности.The design of the variator allows its use in machines of various power classes.

Claims

Gear reverse variator, consisting of two gear shafts in the form of conical multi-directional uniformly directed screws, characterized in that the axis of the gear shafts are parallel to each other, the gear shafts are turned with their vertices in opposite directions, the intermediate gear intended to change is engaged the gear ratio of the variator by moving it along the gear shafts, the intermediate gear is moving along the gear shafts due to the screw pair, which are the hub and NT, the drive of the screw pair is carried out by means of a worm gear motor through the coupling, the movement of the intermediate gear along the screw is limited by the sensors of the end position, the change of the operating mode of the gear reverse variator corresponding to the movement of the vehicle in the forward direction, backward or in place when the engine is running, achieved by the appropriate combination of gears drive the drive shaft gear.