RU2553529C1 - Chain variator with automatically changed pitch - Google Patents
Chain variator with automatically changed pitch Download PDFInfo
- Publication number
- RU2553529C1 RU2553529C1 RU2014125106/11A RU2014125106A RU2553529C1 RU 2553529 C1 RU2553529 C1 RU 2553529C1 RU 2014125106/11 A RU2014125106/11 A RU 2014125106/11A RU 2014125106 A RU2014125106 A RU 2014125106A RU 2553529 C1 RU2553529 C1 RU 2553529C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chain
- internal
- external
- variator
- rings
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности к области бесступенчатых передач, и может быть использовано в механических приводах с плавным регулированием скорости.The invention relates to mechanical engineering, in particular to the field of continuously variable transmissions, and can be used in mechanical drives with smooth speed control.
Известен цепной вариатор, у которого пальцы цепей взаимодействуют с силовыми элементами - пазами (или зубьями) конических колес. Вариатор содержит ведущий и ведомый валы, на каждом из которых вращается по паре конических колес, имеющих радиальные прорези, с возможностью принудительного взаимосвязанного изменения расстояния между колесами в каждой паре, а также замкнутую шарнирную цепь с зубьями, охваченную гибкой металлической лентой [1].Known chain variator, in which the fingers of the chains interact with the power elements - grooves (or teeth) of the bevel wheels. The variator contains driving and driven shafts, each of which rotates along a pair of bevel wheels having radial slots, with the possibility of forced interconnected change in the distance between the wheels in each pair, as well as a closed articulated chain with teeth covered by a flexible metal tape [1].
Недостатком такой конструкции является возможность выхода из строя вследствие неопределенности задания указанным механизмом такого шага цепи, который необходим ее силовым пальцам для соответствия по условиям зацепления текущему шагу прорезей колес. Другим недостатком является недостаточная совместная жесткость на кручение системы, включающей в себя цепь и соединительную ленту, что может привести к скручиванию цепи вокруг продольной оси.The disadvantage of this design is the possibility of failure due to the uncertainty of the specified mechanism setting such a chain pitch, which is necessary for its power fingers to match the gearing conditions for the current step of the wheel slots. Another disadvantage is the insufficient joint torsional rigidity of the system, which includes the chain and the connecting tape, which can lead to twisting of the chain around the longitudinal axis.
Указанных изъянов во многом лишен принятый в качестве прототипа цепной вариатор с автоматически изменяемым шагом, который содержит ведущий и ведомый валы, на каждом из которых вращается по паре конических колес с возможностью принудительного взаимосвязанного изменения расстояния между торцами колес в каждой паре, имеющих радиальные пазы, а также замкнутую шарнирную цепь с двухсторонними внешними выступами и дополнительными элементами, ограничивающими зигзагообразное смещение звеньев цепи [2].The indicated flaws are largely devoid of a chain variator adopted as a prototype with an automatically variable pitch, which contains drive and driven shafts, each of which rotates along a pair of bevel wheels with the possibility of forced interconnected change in the distance between the ends of the wheels in each pair having radial grooves, and also a closed articulated chain with two-sided external protrusions and additional elements that limit the zigzag displacement of the chain links [2].
Недостатком данной конструкции является возможность ударов при высоких тяговых нагрузках на участках входа двухсторонних внешних выступов цепи в контакт с пазами конических колес. Причиной является сближение между собой под действием растягивающих усилий дополнительных элементов в виде наружной и внутренней гибких ветвей, обеспечивающих зигзагообразную форму цепи, что приводит к избыточному увеличению шага цепи на участках между коническими колесами на тяговой ветви и пропорционального уменьшения шага на холостой ветви, соответственно. Другим фактором, влияющим на неустойчивость шага цепи при входе в контакт с пазом конического колеса, является составляющая полного усилия вдоль данного паза, которая может приблизить к центру колеса огибающую его цепь, что также влечет за собой искажение оптимального шага цепи.The disadvantage of this design is the possibility of impacts at high traction loads at the inlet sections of the two-sided external projections of the chain in contact with the grooves of the bevel wheels. The reason is the rapprochement between each other under the action of tensile forces of additional elements in the form of external and internal flexible branches, providing a zigzag shape of the chain, which leads to an excess increase in the chain pitch in the sections between the bevel wheels on the traction branch and a proportional decrease in the pitch on the idle branch, respectively. Another factor affecting the instability of the chain pitch when it comes into contact with the groove of the conical wheel is the component of the total force along this groove, which can bring the chain envelope to the center of the wheel, which also entails distortion of the optimal chain pitch.
Технической задачей, решаемой изобретением, является снижение динамических нагрузок при входе в контакт силовых элементов цепи и конических колес вариатора при увеличении жесткости цепи на кручение.The technical problem solved by the invention is to reduce dynamic loads upon entering into contact of the power elements of the chain and the conical wheels of the variator with increasing torsional stiffness of the chain.
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что цепной вариатор с автоматически изменяемым шагом цепи, содержащий закрепленные на ведущем и ведомом валах пары конических колес, имеющих силовые элементы на своих конических поверхностях и выполненных с возможностью взаимосвязанной регулировки расстояний между парами колес каждого вала, а также зигзагообразную замкнутую многозвенную цепь, внутренние и внешние звенья которой выполнены в виде плоских щек, взаимосвязанных между собой посредством внешних и внутренних соединительных пальцев, при этом внутренние соединительные пальцы выполнены с двухсторонними внешними выступами, контактирующими с силовыми элементами конических колес, а также с наружными и внутренними ограничителями складывания звеньев цепи относительно друг друга, согласно изобретению ограничители складывания звеньев выполнены в виде боковых и центральных колец - внешнего, стягивающего внешние соединительные пальцы цепи, и внутреннего распорного, вокруг которого выступы внутренних соединительных пальцев при помощи боковых колец сгруппированы по окружности меньшего диаметра, а внешние соединительные пальцы - по окружности большего диаметра, соответственно, с возможностью появления между центрами данных окружностей эксцентриситета, обеспечивающего изменение шага цепи до значения, соответствующего текущим значениям шагов силовых элементов ведущих и ведомых конических колес, причем центральный угол при вершине любого конического колеса выполнен из условия передачи рабочей нагрузки с одновременным использованием не более двух смежных силовых элементов того же колеса.The solution of the technical problem is achieved by the fact that the chain variator with an automatically variable chain pitch, containing pairs of bevel wheels fixed on the drive and driven shafts, having power elements on their conical surfaces and made with the possibility of interconnected adjustment of the distances between the pairs of wheels of each shaft, as well as zigzag a closed multi-link chain, the internal and external links of which are made in the form of flat cheeks, interconnected by means of external and internal connections fingers, while the internal connecting fingers are made with double-sided external protrusions in contact with the power elements of the bevel wheels, as well as with the external and internal limiters of folding chain links relative to each other, according to the invention, the limiters of folding links are made in the form of side and central rings - external, tightening the outer connecting fingers of the chain, and an internal spacer around which the protrusions of the internal connecting fingers with the help of the side rings are aligned around a circle of a smaller diameter, and the outer connecting fingers - around a circle of a larger diameter, respectively, with the possibility of the appearance of an eccentricity between the data centers, providing a change in the chain pitch to a value corresponding to the current values of the steps of the power elements of the driving and driven bevel wheels, the central angle being the top of any bevel wheel is made from the condition of transferring the working load with the simultaneous use of no more than two adjacent power elements of the same track a.
На решение поставленной технической задачи направлено и то, что цепь снабжена роликами, контактирующими с центральными и боковыми кольцами.The fact that the chain is equipped with rollers in contact with the central and side rings is also aimed at solving the technical problem posed.
На решение поставленной технической задачи направлено также то, что стягивающие боковые кольца выполнены упругими и имеют компенсационно-технологический стык.The solution of the technical problem is also directed by the fact that the tightening lateral rings are made elastic and have a compensation-technological joint.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображено устройство многоступенчатого вариатора; на фиг. 2 представлен поперечный разрез А-А па фиг. 1 одной из ступеней механизма; на фиг. 3 изображен фрагмент I цепи, выделенный на фиг. 2; на фиг. 4 дан поперечный разрез Б-Б фрагмента I цепи, показанного на фиг. 3.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 schematically shows a multi-stage variator device; in FIG. 2 is a cross-sectional view A-A of FIG. 1 of one of the steps of the mechanism; in FIG. 3 shows a chain fragment I, isolated in FIG. 2; in FIG. 4 is a cross-sectional view of the BB fragment of chain I shown in FIG. 3.
На фиг. 1 буквой δ обозначен зазор в компенсационно-технологическом стыке боковых колец; М и ω - соответственно крутящий момент и частота вращения ведущего вала вариатора; сплошными толстыми стрелками изображена цепочка передачи мощности в многоступенчатом вариаторе; пунктирными стрелками показан возможный путь потока мощности в устройстве, предназначенном для изменения направления движения (реверса) машины и обозначенном пунктирным контуром. Реверс, а также другие типовые механизмы, например, служащие для изменения передаточного числа вариатора, как затеняющие суть изобретения, условно не показаны. На фиг. 2 приняты обозначения: М и ω - соответственно крутящий момент и частота вращения ведущих конических колес; ε - эксцентриситет между делительными окружностями внутренних и внешних соединительных пальцев. На фиг. 4 стрелками показаны осевые перемещения конических колес вариатора при необходимости регулирования передаточного числа.In FIG. 1, the letter δ denotes the gap in the compensation-technological joint of the side rings; M and ω are respectively the torque and speed of the drive shaft of the variator; solid thick arrows show the power transmission chain in a multi-stage variator; the dashed arrows show the possible path of the power flow in the device, designed to change the direction of movement (reverse) of the machine and indicated by a dashed outline. The reverse, as well as other standard mechanisms, for example, used to change the gear ratio of the variator, as obscuring the essence of the invention, are not conventionally shown. In FIG. 2 designations are accepted: M and ω - respectively torque and frequency of rotation of driving conic wheels; ε is the eccentricity between the dividing circles of the inner and outer connecting fingers. In FIG. 4 arrows show the axial movement of the bevel wheels of the variator if necessary to regulate the gear ratio.
Цепной вариатор (см. фиг. 1 и 2), например, имеющий две ступени с автоматически изменяемым шагом, вместе с механизмом реверса (не показан) находится в корпусе 1 с крышкой 2 и содержит в составе каждой ступени зигзагообразную замкнутую многозвенную цепь 3, которая расположена между парами ведущих и ведомых конических колес 4 и 5, соответственно (4′ и 5′ - для второй ступени). В свою очередь, конические колеса 4 и 5 закреплены подвижно в осевом направлении на ведущем и ведомом валах 6 и 7, соответственно. Цепь 3 (см. фиг. 3 и 4) составлена из внутренних и наружных плоских штампованных щек 8 и 9, соответственно. Внутренние щеки 8 взаимосвязаны между собой с помощью центральных втулок 10, а наружные щеки 9 - посредством внешних и внутренних соединительных пальцев 11 и 12, соответственно. Пальцы 11 и 12 поочередно расположены в центральных втулках 10, в которых обладают возможностью вращения, и имеют расклепанные головки. В конструкции предусмотрено по одному замыкающему внешнему и внутреннему пальцу 13 и 14, соответственно, которые могут быть запрессованы в одну из наружных щек 9 и зафиксированы на цепи от осевого смещения при помощи упорных быстросъемных шайб 75. Цепь 3 снабжена роликами 16, которые установлены на цилиндрических поверхностях консолей внутренних пальцев 12 и 14, а также имеются плоские шайбы 17. При этом ролики 16 контактируют с боковыми ограничителями складывания относительно друг друга звеньев цепи 3, выполненными в виде пары стягивающих боковых колец 18. При этом плоские шайбы 17 служат для боковых колец 18 ограничителями боковых сдвигов относительно цепи 3, которые могут быть упругими и иметь компенсационно-технологические стыки 19. В состав конструкции также входят ограничители зигзагообразного складывания цепи 3 в виде внешнего стягивающего и внутреннего распорного центральных колец 20 и 21, соответственно. Цепь 3 снабжена также роликами 22, установленными на цилиндрической поверхности центральных втулок 10 и контактирующими с кольцами 20 и 21. Внутренние пальцы 12 и 14 выполнены с двухсторонними внешними выступами 23 и предназначены для контакта и зацепления с силовыми элементами, например радиальными пазами 24 на конических поверхностях колес 4 и 5. Силовые элементы в зависимости от конструктивных особенностей механизма также могут быть выполнены в виде сдвоенных зубьев (не показаны), параллельных между собой для каждой из таких пар и расположенных на конических поверхностях колес 4 и 5. При этом выступы 23 внутренних соединительных пальцев 12 и 14 сгруппированы по окружности меньшего диаметра, а внешние соединительные пальцы 11 и 13 - по окружности большего диаметра, соответственно, с возможностью появления между центрами данных окружностей эксцентриситета ε, обеспечивающего изменение шага цепи 3 до значения, соответствующего текущим значениям шагов силовых элементов 24 ведущих и ведомых конических колес 4 и 5, соответственно. Причем центральный угол при вершине любого конического колеса выполнен из условия передачи рабочей нагрузки с одновременным использованием не более двух смежных силовых элементов 24 того же колеса. За счет отсутствия нагрузок, характерных для цепных вариаторов фрикционного типа, может быть обеспечено снижение массы конических колес 4 и 5, например, благодаря штамповке заготовок для конусов из листового материала, а также за счет сквозных окон (не показаны) на участках между силовыми элементами. Взаимосвязанные осевые перемещения вдоль валов 6 и 7, соответственно, и регулирование расстояний между обеими парами конических колес 4 и 5 могут быть заданы с помощью предназначенного для этого механизма (не показан). Состав конструкции второй ступени цепного вариатора аналогичен описанной выше первой ступени.A chain variator (see Figs. 1 and 2), for example, having two stages with an automatically variable step, together with a reverse mechanism (not shown) is located in the
Работа цепного вариатора осуществляется следующим образом.The operation of the chain variator is as follows.
Рассмотрим работу устройства на примере первой ступени вариатора, у которой на ведущем валу 6 крутящий момент равен М и частота вращения - ω. Шаг цепи 3 в зонах контакта двухсторонних выступов 23, принадлежащих внутренним пальцам 12 и 14, зависит от текущего шага пазов 24, который при помощи системы управления определяется степенью сближения между собой как ведущих, так и ведомых соответствующих конических колес 4 и 5 вариатора. То есть пазы 24 конических колес 4 и 5 в зонах контакта с цепью 3 задают ее шаг равным текущему значению шага конических колес 4 и 5. Например, на участке с большим шагом какой-либо пары упомянутых конических колес центральное внешнее стягивающее кольцо 20 сближается с центральным внутренним распорным кольцом 21 на величину эксцентриситета ε. Тогда цепь 3, находящаяся между внешним и внутренним соответствующими центральными кольцами 20 и 21, на участке их наибольшего сближения получит максимальный шаг, соответствующий в данной зоне контакта окружному шагу пары конических колес 4 и 5. Однако по мере увеличения радиального зазора между кольцами 20 и 21 шаг цепи 3 постепенно уменьшается до значения, соответствующему текущему значению шага, потребного уже для другой смежной пары конических колес. При передаче крутящего момента М от ведущих конических колес 4 цепь 3, находящаяся в виде замкнутой зигзагообразной ломаной линии между центральными кольцами 20 и 21, дополненными боковыми кольцами 18, сохраняет заданную форму во всем диапазоне рабочих нагрузок, что обеспечивается благодаря радиальной жесткости колец 20 и 21. Кроме того, кольца 18, 20 и 21 дополнительно выполняют функцию маховика, предохраняющего цепь 3 от перекосов относительно конических колес 4 и 5.Consider the operation of the device as an example of the first stage of the variator, in which the torque on the
При этом цепь 3, собранная в форме зигзагообразной ломаной линии, ограничена в радиальных перемещениях за счет колец 18, 20 и 21, а в тангенциальных - жесткостью щек 8 и 9 и минимальными зазорами в шарнирах цепи 3, тем самым представляя собой единую кольцевую объемную конструкцию, стабильность которой увеличивается по мере роста центробежных сил.In this case,
Для снижения трения износа цилиндрических поверхностей цепи 3 их контакт с кольцами 18, 20 и 21 осуществляется посредством роликов 16 и 22.To reduce the friction of wear of the cylindrical surfaces of the
Факторами, предохраняющими заклинивание элементов цепи 3 между распорным центральным внутренним и упругими боковыми кольцами 21 и 18, соответственно, являются компенсационно-технологические стыки 19 в боковых кольцах 18, имеющих зазоры 6.The factors preventing jamming of the elements of the
При работе вариатора под воздействием жестких центральных колец 20 и 21 на участках между колесами 4 и 5 по мере приближения цепи 3 к радиальным пазам 24 автоматически происходит выравнивание между собой шага двухсторонних внешних выступов 23 с текущими значениями окружных шагов конических колес 4 и 5, в свою очередь, изменившимся после осевых смещений последних по валам 6 и 7 по командам системы управления. Следовательно, у вариатора с цепью 3 переменного шага снижаются динамические нагрузки на контактирующие поверхности. Одновременно происходит увеличение жесткости цепи на кручение благодаря наличию ограничителей складывания в виде комплекта колец 18, 20 и 21. Аналогичным образом происходит работа второй ступени вариатора с парами колес 4′ и 5′. Что касается центрального угла при вершине любого конического колеса 4, 5, 4′ и 5′, то его выполнение обеспечивается из условия передачи рабочей нагрузки с использованием одновременно не более двух смежных силовых элементов, например радиальных пазов 24 того же колеса, что позволяет обеспечить работу цепной передачи с высокой степенью надежности без заклинивания.When the variator is working under the influence of the rigid
В режиме реверса вариатор будет работать аналогичным образом, сохраняя свои динамические свойства.In reverse mode, the variator will work in a similar way, preserving its dynamic properties.
Таким образом, изобретение позволяет снизить динамические нагрузки при входе в контакт силовых элементов цепи и конических колес вариатора при увеличении жесткости цепи на кручение.Thus, the invention allows to reduce the dynamic load at the contact of the power elements of the chain and the conical wheels of the variator with increasing torsional stiffness of the chain.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2133393, М. кл. F16Н 9/24, опубл. в 1999 г.1. RF patent No. 2133393, M. cl. F16H 9/24, publ. in 1999
2. Патент РФ №2492377, М. кл. F16Н 7/06, опубл. в 2013 г. (прототип).2. RF patent No. 2492377, M. cl. F16H 7/06, publ. in 2013 (prototype).
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014125106/11A RU2553529C1 (en) | 2014-06-20 | 2014-06-20 | Chain variator with automatically changed pitch |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014125106/11A RU2553529C1 (en) | 2014-06-20 | 2014-06-20 | Chain variator with automatically changed pitch |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2553529C1 true RU2553529C1 (en) | 2015-06-20 |
Family
ID=53433656
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014125106/11A RU2553529C1 (en) | 2014-06-20 | 2014-06-20 | Chain variator with automatically changed pitch |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2553529C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3315390A1 (en) * | 1983-04-28 | 1984-11-08 | Erich 7913 Senden Tausend | Power transmission element for continuously variable transmissions |
US7937925B2 (en) * | 1999-11-19 | 2011-05-10 | Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg | Plate-link chain |
RU2492377C1 (en) * | 2011-12-29 | 2013-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" | Chain drive with automatically changed pitch |
-
2014
- 2014-06-20 RU RU2014125106/11A patent/RU2553529C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3315390A1 (en) * | 1983-04-28 | 1984-11-08 | Erich 7913 Senden Tausend | Power transmission element for continuously variable transmissions |
US7937925B2 (en) * | 1999-11-19 | 2011-05-10 | Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg | Plate-link chain |
RU2492377C1 (en) * | 2011-12-29 | 2013-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" | Chain drive with automatically changed pitch |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3435705A (en) | Harmonic drive power hinge pins | |
US2966808A (en) | Power actuated hinge device | |
EP2855976B1 (en) | Speed change device | |
US4781656A (en) | Variable speed power transmission pulley and system | |
US5601509A (en) | Taper roller continuously variable transmission | |
MXPA01001304A (en) | Infinitely variable epicyclic transmissions. | |
US4617004A (en) | Pulley strap drive | |
US20210364046A1 (en) | Shaft couplings | |
US4924730A (en) | Transmission systems | |
US20170234415A1 (en) | Continuously variable transmission | |
WO2015157940A1 (en) | Continuously variable transmission | |
US2607235A (en) | Expanding-pulley variable-speed gear | |
RU2553529C1 (en) | Chain variator with automatically changed pitch | |
EP3177841B1 (en) | One-to-one torque coupling | |
US3885473A (en) | Adjustable speed gear drive using multiple cone gearing | |
CA2774726C (en) | Multiple-row epicyclic gear | |
CN106574698B (en) | Contiuously variable transmission | |
US20110319208A1 (en) | Belt/chain drive system | |
US2694316A (en) | Variable speed drive | |
CA2545509A1 (en) | An improved continuously variable transmission device | |
WO2011029417A1 (en) | Disk set arrangement for a chain-type cvt | |
US20240102537A1 (en) | Belt For Continuously Variable Transmission | |
US20210207701A1 (en) | Variable transmissions with nested pulleys | |
US10704688B2 (en) | Preload and torsional backlash management for a continuously variable transmission device | |
RU2776628C1 (en) | Airfoil control mechanism |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170621 |