RU2586803C1

RU2586803C1 - Pulse variator

Info

Publication number: RU2586803C1
Application number: RU2015118817/11A
Authority: RU
Inventors: Андрей Васильевич Попов
Priority date: 2015-05-19
Filing date: 2015-05-19
Publication date: 2016-06-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to machine building, particularly to pulse variators. Pulse variator consists of case, drive shaft, swash plate equipped with internal sleeve with axis and bearing fitted in mid ring connected by axles with outer ring having journal, mechanism to vary inclination angle of washers, transfer links in form of bevel gears with free running mechanisms and drive shaft with conical gear. Inner sleeve through axial compression spring is connected with friction coupling installed coaxially on driving shaft with possibility of axial movement. Friction half-coupling is made to interact via bevel friction surface with disc, rigidly connected with conical gear and driven shaft.

EFFECT: higher stability of operation at low angles of deviation of swash plate and easy implementation of high gear ratio, reduced load on free-wheel mechanisms and reduced non-uniformity of output shaft rotation.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортных средствах и в приводах технологических машин.The invention relates to mechanical engineering and can be used in vehicles and in drives of technological machines.

Известен автоматический импульсный вариатор, содержащий корпус, соосные ведущий и ведомый валы, преобразующий механизм в виде наклонной шайбы с регулируемым углом наклона, механизм автоматического регулирования угла наклона шайбы, передаточные звенья с механизмами свободного хода (SU №1019152 А, МПК³ F16H 29/04, Опубликовано 23.05.1983, Бюл. №19).Known automatic pulse variator, comprising a housing, coaxial drive and driven shafts, a converting mechanism in the form of an inclined washer with an adjustable angle of inclination, a mechanism for automatically controlling the angle of inclination of the washer, transmission links with freewheeling mechanisms (SU No. 1019152 A, IPC ³ F16H 29/04 , Published on May 23, 1983, Bull. No. 19).

Технический недостаток данного вариатора: нестабильная работа при малых углах отклонения наклонной шайбы и сложность реализации больших передаточных чисел.The technical disadvantage of this variator: unstable operation at small angles of deviation of the inclined washer and the difficulty of implementing large gear ratios.

Известен также импульсный вариатор, содержащий корпус, ведущий вал, качающуюся шайбу, снабженную внутренней втулкой с осью и подшипником, механизм изменения угла наклона шайбы, передаточные звенья в виде конических шестерен с механизмами свободного хода и ведомый вал с коническим зубчатым колесом (RU №2410589, МПК F16H 29/04, Опубликовано 27.01.2011, Бюл. №3).A pulse variator is also known, comprising a housing, a drive shaft, a swinging washer, equipped with an inner sleeve with an axis and a bearing, a mechanism for changing the angle of inclination of the washer, transmission links in the form of bevel gears with free-wheeling mechanisms, and a driven shaft with a bevel gear (RU No. 2410589, IPC F16H 29/04, Published 01/27/2011, Bull. No. 3).

Технический недостаток известного импульсного вариатора: повышенная неравномерность вращения выходного вала и большие нагрузки на механизмы свободного хода.The technical disadvantage of the known pulse variator: increased uneven rotation of the output shaft and high loads on the freewheel.

Техническая задача - повышение стабильности работы при малых углах отклонения качающейся шайбы, упрощение реализации больших передаточных чисел, уменьшение неравномерности вращения выходного вала и снижение нагрузок на механизмы свободного хода.The technical task is to increase the stability of work at small angles of deviation of the swash plate, simplifying the implementation of large gear ratios, reducing the uneven rotation of the output shaft and reducing the loads on the freewheel mechanisms.

Согласно изобретению в импульсном вариаторе, содержащем корпус, ведущий вал, качающуюся шайбу, снабженную внутренней втулкой с осью и подшипником, посаженным в промежуточное кольцо, соединенное осями с наружным кольцом, имеющим цапфы, механизм изменения угла наклона шайбы, передаточные звенья в виде конических шестерен с механизмами свободного хода и ведомый вал с коническим зубчатым колесом, внутренняя втулка через осевую пружину сжатия соединена с фрикционной полумуфтой, установленной соосно на ведущем валу с возможностью осевого перемещения, при этом фрикционная полумуфта выполнена с возможностью взаимодействия через коническую фрикционную поверхность с диском, жестко соединенным с коническим зубчатым колесом и ведомым валом.According to the invention, in a pulse variator comprising a housing, a drive shaft, a swinging washer, equipped with an inner sleeve with an axis and a bearing, mounted in an intermediate ring connected by axles to an outer ring having pins, a mechanism for changing the angle of inclination of the washer, transmission links in the form of bevel gears with freewheeling mechanisms and a driven shaft with a bevel gear, the inner sleeve is connected through an axial compression spring to a friction coupling half mounted coaxially on the drive shaft with the possibility of axial transmission displacements, while the friction coupling half is configured to interact through a conical friction surface with a disk rigidly connected to a bevel gear and a driven shaft.

Решение технической задачи обусловлено повышением стабильности работы при малых углах отклонения качающейся шайбы и упрощением реализации больших передаточных чисел за счет зависимого силового прижатия через осевую пружину сжатия фрикционной полумуфты к конической фрикционной поверхности диска и передачи части вращающего момента на ведомый вал, минуя механизмы свободного хода, тем самым уменьшая неравномерность вращения выходного вала и снижая нагрузки на механизмы свободного хода.The solution to the technical problem is due to increased stability at small angles of deviation of the swash plate and the simplification of the implementation of large gear ratios due to dependent power pressing through the axial compression spring of the friction half coupling to the conical friction surface of the disk and transferring part of the torque to the driven shaft, bypassing the freewheeling mechanisms, thereby reducing the uneven rotation of the output shaft and reducing the load on the freewheel.

На фиг. 1 изображен импульсный вариатор, вид сбоку, в разрезе; на фиг. 2 - импульсный вариатор, вид сверху в разрезе; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1.In FIG. 1 shows a pulse variator, side view, in section; in FIG. 2 - pulse variator, a top view in section; in FIG. 3 is a section AA in FIG. one.

Импульсный вариатор содержит корпус 1, в котором на подшипниках смонтирован ведущий вал 2 с установленной на нем посредством оси 3 качающейся шайбой 4. В ее состав входят: внутренняя втулка 5 с установленным на нее подшипником 6, промежуточное кольцо 7 и связанное с ним осями 8 наружное кольцо 9, которое снабжено цапфами 10. На цапфах 10 установлены, через механизмы свободного хода 11, передаточные звенья в виде конических шестерен 12 и 13, находящиеся в зацеплении с коническим зубчатым колесом 14, жестко соединенным с соосным ведущему валу 2 ведомым валом 15. При этом механизмы свободного хода 11 настраиваются таким образом, чтобы обеспечить одинаковое направление вращения ведущего 2 и ведомого 15 валов.The pulse variator comprises a housing 1, in which a drive shaft 2 is mounted on the bearings with a swinging washer 4 mounted on it by means of the axis 3. It includes: an inner sleeve 5 with a bearing 6 mounted on it, an intermediate ring 7 and an external axle 8 connected to it ring 9, which is equipped with trunnions 10. On trunnions 10 are installed, through freewheel mechanisms 11, transmission links in the form of bevel gears 12 and 13, which are meshed with bevel gear 14, rigidly connected to the coaxial drive shaft 2 of the driven shaft scrap 15. At the same time, the freewheel mechanisms 11 are adjusted in such a way as to ensure the same direction of rotation of the driving 2 and driven 15 shafts.

На ведущем валу 2 с возможностью осевого перемещения установлен механизм 16 изменения угла наклона шайбы 4, который через поводок 17 связан с внутренней втулкой 5 качающейся шайбы 4. Осевая пружина 18 своими концами взаимодействует с внутренней втулкой 5 и фрикционной полумуфтой 19, установленной соосно на ведущем валу 2 с возможностью осевого перемещения. При этом фрикционная полумуфта 19 через коническую фрикционную поверхность 20 взаимодействует с диском 21, жестко соединенным с коническим зубчатым колесом 14 и ведомым валом 15.A mechanism 16 for axially moving the washer 4 is mounted on the drive shaft 2 with axial movement, which is connected through the lead 17 to the inner sleeve 5 of the swing washer 4. The axial spring 18 interacts with its ends with the inner sleeve 5 and the friction coupling half 19 mounted coaxially on the drive shaft 2 with the possibility of axial movement. In this case, the friction coupling half 19 through the conical friction surface 20 interacts with the disk 21, rigidly connected to the bevel gear 14 and the driven shaft 15.

Импульсный вариатор работает следующим образом.Pulse variator works as follows.

При вращении ведущего вала 2 отклоненная на оси 3 внутренняя втулка 5 качающейся шайбы 4 совершает сложное колебательное движение, качательная составляющая которого передается через промежуточное кольцо 7, оси 8 и наружное кольцо 9 на цапфы 10, а вращательная составляющая отсекается подшипником 6. Механизмы свободного хода 11, преобразуя качательное движение цапф 10 в однонаправленный вращающий момент, передают его посредством передаточных звеньев в виде конических шестерен 12 и 13 коническому зубчатому колесу 14 и далее на ведомый вал 15.When the drive shaft 2 is rotated, the inner sleeve 5 of the swinging washer 4, which is deflected on the axis 3, makes a complex oscillatory motion, the swinging component of which is transmitted through the intermediate ring 7, axis 8 and the outer ring 9 to the pins 10, and the rotational component is cut off by the bearing 6. Freewheel mechanisms 11 transforming the swinging movement of the pins 10 into a unidirectional torque, transmit it through the transmission links in the form of bevel gears 12 and 13 to the bevel gear 14 and further to the driven shaft 15.

Таким образом, на ведомый вал 15 за один оборот ведущего вала 2 передается два однонаправленных импульса движения, причем их величина зависит от угла наклона на оси 3 внутренней втулки 5 качающейся шайбы 4. Регулирование угла наклона внутренней втулки 5 путем перемещения вдоль оси ведущего вала 2 механизма 16 изменения угла наклона шайбы 4 через поводок 17 приводит к изменению амплитуды качательного движения цапф 10, а следовательно, и передаточного отношения вариатора.Thus, two unidirectional movement pulses are transmitted to the driven shaft 15 in one revolution of the drive shaft 2, and their value depends on the angle of inclination on the axis 3 of the inner sleeve 5 of the swash plate 4. Adjusting the angle of inclination of the inner sleeve 5 by moving along the axis of the drive shaft 2 of the mechanism 16 changes in the angle of inclination of the washer 4 through the lead 17 leads to a change in the amplitude of the swinging movement of the pins 10, and hence the gear ratio of the variator.

При перпендикулярном положении внутренней втулки 5 качающейся шайбы 4 относительно оси ведущего вала 2 амплитуда качательного движения цапф равна нулю, а давления от осевой пружины сжатия 18 не достаточно для реализации момента трения на конической фрикционной поверхности 20 между фрикционной полумуфтой 19 и диском 21, следовательно, движение на ведомый вал 15 не передается.With the perpendicular position of the inner sleeve 5 of the swash plate 4 relative to the axis of the drive shaft 2, the amplitude of the swing movement of the pins is zero, and the pressure from the axial compression spring 18 is not enough to realize the friction moment on the conical friction surface 20 between the friction half coupling 19 and the disk 21, therefore, the movement to the driven shaft 15 is not transmitted.

Перемещение вдоль оси ведущего вала 2 механизма 16 изменения угла наклона шайбы 4 приводит к увеличению амплитуды качательного движения цапф 10, уменьшая передаточное отношение вариатора. При этом сжимается осевая пружина 18, перемещая фрикционную полумуфту 19 и повышая давление на конической фрикционной поверхности 20, тем самым увеличивая часть вращающего момента, передаваемого посредством момента трения на диск 21 и далее на ведомый вал 15, минуя механизмы свободного хода, тем самым уменьшая неравномерность вращения выходного вала 15 и снижая нагрузки на механизмы свободного хода 11.Moving along the axis of the drive shaft 2 of the mechanism 16 for changing the angle of inclination of the washer 4 leads to an increase in the amplitude of the swinging movement of the pins 10, reducing the gear ratio of the variator. In this case, the axial spring 18 is compressed, moving the friction coupling half 19 and increasing the pressure on the conical friction surface 20, thereby increasing a part of the torque transmitted by the friction moment to the disk 21 and further to the driven shaft 15, bypassing the free-wheeling mechanisms, thereby reducing unevenness rotation of the output shaft 15 and reducing the load on the freewheel 11.

При углах отклонения качающейся шайбы 4, меньших, чем угол срабатывания механизмов свободного хода 11, диск 21 вместе с коническим колесом 14 и ведомым валом 15 проворачивается за счет только момента трения на конической фрикционной поверхности 20 до надежного заклинивания механизмов свободного хода 11. Это приводит к упрощению реализации больших передаточных чисел вариатора и повышению стабильности его работы при малых углах отклонения качающейся шайбы 4.When the deflection angles of the swash plate 4 are smaller than the angle of operation of the freewheeling mechanisms 11, the disk 21 together with the bevel wheel 14 and the driven shaft 15 is rotated due to only the friction moment on the conical friction surface 20 until the freewheel mechanisms 11 are reliably jammed. This leads to simplify the implementation of large gear ratios of the variator and increase the stability of its operation at small angles of deviation of the swash plate 4.

Таким образом, в предлагаемом вариаторе простыми средствами достигается: повышение стабильности работы при малых углах отклонения качающейся шайбы и упрощение реализации больших передаточных чисел, снижение нагрузки на механизмы свободного хода и уменьшение неравномерности вращения выходного вала.Thus, in the proposed variator, simple means are achieved: increasing the stability at small angles of deviation of the swash plate and simplifying the implementation of large gear ratios, reducing the load on the freewheel and reducing the uneven rotation of the output shaft.

Claims

A pulse variator comprising a housing, a drive shaft, a swinging washer, equipped with an inner sleeve with an axis and a bearing seated in an intermediate ring, connected by axles to an outer ring having pins, a mechanism for changing the angle of inclination of the washer, transmission links in the form of bevel gears with freewheels and a driven shaft with a bevel gear, characterized in that the inner sleeve through an axial compression spring is connected to a friction coupling half mounted coaxially on the drive shaft with the possibility of axial displacement escheniya, wherein the friction coupling half is configured to communicate through the conical friction surface of the disc, fixedly connected to the bevel gear and the driven shaft.