RU2729847C1 - Wide-range reversible transmission - Google Patents
Wide-range reversible transmission Download PDFInfo
- Publication number
- RU2729847C1 RU2729847C1 RU2020107537A RU2020107537A RU2729847C1 RU 2729847 C1 RU2729847 C1 RU 2729847C1 RU 2020107537 A RU2020107537 A RU 2020107537A RU 2020107537 A RU2020107537 A RU 2020107537A RU 2729847 C1 RU2729847 C1 RU 2729847C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- friction
- gear
- epicycle
- planetary differential
- satellite
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H15/00—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
- F16H15/48—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members with members having orbital motion
- F16H15/50—Gearings providing a continuous range of gear ratios
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к коробкам передач автотранспортных средств и может быть использовано для управляемого изменения передаточного отношения и реверсирования механической части привода транспортных средств и промышленных установок.The invention relates to mechanical engineering, namely to gearboxes of motor vehicles and can be used for controlled change of the gear ratio and reversal of the mechanical part of the drive of vehicles and industrial installations.
Известен широкодиапазонный клиноременный вариатор, включающий базовый вариатор, дифференциал и зубчатую передачу (см. патент РФ на изобретение №2071577, МПК F16H 9/00 (1995.01), опубл. 10.01.1997). В конструкцию данного устройства входят ведущий, ведомый и промежуточный валы. Базовый вариатор выполнен клиноременным с раздвижными коническими шкивами, дифференциал выполнен коническим, а зубчатая передача состоит из цилиндрических шестерен и паразитной шестерни. Одна пара шкивов установлена на ведущем валу, а другая связана с корпусом (водилом) дифференциала. Одно центральное колесо дифференциала связано с выходным валом, другое – с промежуточным. Одно колесо зубчатой передачи связано с ведущим валом, а другое – с промежуточным. При изменении передаточного отношения φ базового вариатора от 1/3 до 2 скорость вращения выходного вала плавно меняется «вниз» от 5-кратной до 0, а затем, при дальнейшем росте φ от 2 до 3, реверсируется до –1/3 скорости вращения входного вала.Known wide-range V-belt variator, including a base variator, differential and gear (see RF patent for invention No. 2071577, IPC F16H 9/00 (1995.01), publ. 10.01.1997). The design of this device includes a drive, driven and intermediate shafts. The basic variator is made of V-belt with sliding bevel pulleys, the differential is made of bevel, and the gear train consists of cylindrical gears and a parasitic gear. One pair of pulleys is mounted on the drive shaft, and the other is connected to the differential housing (carrier). One center wheel of the differential is connected to the output shaft, the other is connected to the intermediate. One gear wheel is connected to the drive shaft and the other to the intermediate shaft. When the gear ratio φ of the base variator changes from 1/3 to 2, the output shaft rotation speed smoothly changes "down" from 5-fold to 0, and then, with a further increase in φ from 2 to 3, it reverses to - 1/3 of the input shaft.
Недостатками аналога являются, во-первых, повышенная скорость вращения выходного вала «вперед», которая при передаче к рабочему органу, например, колесам автомобиля, должна понижаться дополнительным редуктором, но тогда становится недостаточной скорость хода «назад», что требует подключения дополнительного мультипликатора. Во-вторых, конструкция дифференциального механизма имеет повышенный момент инерции, который пропорционален квадрату передаточных отношений. В-третьих, понижен КПД из-за наличия дополнительных необходимых для функционирования элементов. В свою очередь, дополнительное оборудование усложняет конструкцию и делает ее громоздкой.The disadvantages of the analogue are, firstly, the increased speed of rotation of the output shaft "forward", which, when transferred to the working body, for example, the wheels of a car, should be reduced by an additional gearbox, but then the speed "backward" becomes insufficient, which requires an additional multiplier. Secondly, the design of the differential mechanism has an increased moment of inertia, which is proportional to the square of the gear ratios. Thirdly, the efficiency is lowered due to the presence of additional elements necessary for the functioning. In turn, additional equipment complicates the design and makes it bulky.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является двухрежимный бесступенчатый привод-супервариатор, включающий корпус, входной и выходной валы, планетарный дифференциал, состоящий из водила, солнечной шестерни, шестеренных сателлитов и эпицикла, и базовый дисковый фрикционный вариатор, состоящий из внешнего фрикциона-эпицикла и внутреннего фрикциона, между которыми установлен сателлит с устройством перемещения его оси (см. патент РФ на изобретение №2373445, МПК F16H 15/50 (2006.01), опубл. 20.11.2009). Привод-супервариатор содержит управляющий механизм, в который входят планетарный дифференциал, согласующая планетарная передача и сцепные муфты, осуществляющие возможность попеременного соединения согласующей планетарной передачи или с водилом, или с внутренним центральным колесом планетарного дифференциала. Базовый дисковый фрикционный вариатор снабжен датчиками частоты вращения входного и выходного вала, которые соединены с блоком сравнения частот вращения. При выравнивании частот вращения входного и выходного валов блок выдает сигнал на пересоединение связей между согласующей планетарной передачей и планетарным дифференциалом.The closest to the claimed technical solution is a two-mode stepless drive-supervariator, which includes a housing, input and output shafts, a planetary differential consisting of a carrier, a sun gear, gear satellites and an epicycle, and a basic disc friction variator consisting of an external clutch-epicycle and an internal friction clutch, between which a satellite with a device for moving its axis is installed (see RF patent for invention No. 2373445, IPC F16H 15/50 (2006.01), publ. 20.11.2009). The supervariator drive contains a control mechanism, which includes a planetary differential, a matching planetary gear and clutches, which make it possible to alternately connect the matching planetary gear either with a carrier, or with an internal central wheel of the planetary differential. The basic disc friction variator is equipped with input and output shaft speed sensors, which are connected to a speed comparison unit. When aligning the rotational speeds of the input and output shafts, the unit issues a signal to reconnect the connections between the matching planetary gear and the planetary differential.
Недостатками прототипа являются сложность конструкции и двухкаскадность управления скоростью вращения выходного вала. Это обусловлено тем, что, во-первых, изменение передаточного отношения осуществляется с помощью устройства перемещения осей сателлитов, располагающегося на вращающемся водиле, что снижает надежность управления и усложняет конструкцию. Во-вторых, сами сателлиты выполнены в виде конусных дисков, распирающих своими наклонными боковинами подвижные внутренний и внешний фрикционы, которые включают в конструкцию упругие элементы, что снижает их усталостную прочность. В-третьих, кинематическая схема привода имеет переменную структуру, что усложняет управление устройством и снижает его надежность из-за наличия большого количества дополнительного оборудования, реализующего переключения в этой структуре.The disadvantages of the prototype are the complexity of the design and two-stage control of the speed of rotation of the output shaft. This is due to the fact that, firstly, the change in the gear ratio is carried out using a device for moving the axes of the satellites, located on the rotating carrier, which reduces the reliability of control and complicates the design. Secondly, the satellites themselves are made in the form of tapered disks, which expand with their inclined sidewalls movable internal and external friction clutches, which include elastic elements in the structure, which reduces their fatigue strength. Thirdly, the kinematic scheme of the drive has a variable structure, which complicates the control of the device and reduces its reliability due to the presence of a large number of additional equipment that implements switching in this structure.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в упрощении конструкции и управления, снижении габаритов и повышении надежности устройства.The technical result of the claimed invention is to simplify the design and control, reduce the size and increase the reliability of the device.
Технический результат достигается тем, что широкодиапазонная реверсивная трансмиссия, включающая корпус, входной и выходной валы, планетарный дифференциал, состоящий из водила, солнечной шестерни, шестеренных сателлитов и эпицикла, и базовый дисковый фрикционный вариатор, состоящий из внешнего фрикциона-эпицикла и внутреннего фрикциона, между которыми установлен сателлит с устройством перемещения его оси, согласно изобретению, внутренний фрикцион выполнен в виде сдвоенного конуса, внешний фрикцион-эпицикл выполнен с возможностью вращения, а сателлит выполнен в виде двух плоских дисков с осевыми ограничителями и установлен с возможностью перемещения дисков по поверхностям фрикционов с противофазным наклоном их плоскостей, при этом трансмиссия дополнительно снабжена реверсором, установленным между базовым дисковым фрикционным вариатором и планетарным дифференциалом, причем реверсор включает два зубчатых колеса и зубчатые шестерни, установленные на зафиксированных в корпусе осях, при этом первое зубчатое колесо закреплено на фрикционе-эпицикле, а второе на водиле планетарного дифференциала, солнечная шестерня которого соединена с входным валом, а эпицикл с выходным валом.The technical result is achieved by the fact that a wide-range reversible transmission, including a housing, input and output shafts, a planetary differential consisting of a carrier, a sun gear, gear satellites and an epicycle, and a basic disc friction variator, consisting of an external clutch-epicycle and an internal clutch, between which installed the satellite with a device for moving its axis, according to the invention, the internal friction is made in the form of a double cone, the external friction-epicycle is made with the possibility of rotation, and the satellite is made in the form of two flat disks with axial stops and is installed with the ability to move the disks along the surfaces of the clutches with antiphase inclination of their planes, while the transmission is additionally equipped with a reverser installed between the basic disc friction variator and the planetary differential, and the reverser includes two gears and gears mounted on axles fixed in the housing, while the first gear wheel is fixed on the epicycle clutch, and the second on the planetary differential carrier, the sun gear of which is connected to the input shaft, and the epicycle to the output shaft.
Данная широкодиапазонная реверсивная трансмиссия позволит упростить конструкцию и управление, снизить габариты и повысить надежность устройства.This wide-range reversible transmission will simplify the design and control, reduce the size and increase the reliability of the device.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена кинематическая схема широкодиапазонной реверсивной трансмиссии, на фиг. 2 – положение оси сателлита между фрикционами вариатора при наименьшем передаточном отношении, на фиг. 3 – то же, при среднем передаточном отношении, на фиг. 4 – то же, при максимальном передаточном отношении.The essence of the invention is illustrated by drawings, where FIG. 1 shows a kinematic diagram of a wide-range reversible transmission, FIG. 2 - the position of the satellite axis between the variator clutches at the smallest gear ratio, FIG. 3 - the same, with an average gear ratio, in Fig. 4 - the same, with the maximum gear ratio.
Широкодиапазонная реверсивная трансмиссия включает корпус 1, входной 2 и выходной 3 валы, планетарный дифференциал 4, состоящий из водила 5, солнечной шестерни 6, сателлитов 7, эпицикла 8, и базовый дисковый фрикционный вариатор 9, состоящий из внешнего фрикциона-эпицикла 10 и внутреннего фрикциона 11, между которыми установлен сателлит с устройством перемещения его оси 12. Внутренний фрикцион 11 выполнен в виде сдвоенного конуса. Внешний фрикцион-эпицикл 10 выполнен с возможностью вращения. Сателлит выполнен в виде двух плоских дисков 13 и 14 с осевыми ограничителями 15, и установлен с возможностью противофазного наклона плоскостей дисков 13 и 14 по наружным поверхностям фрикционов 10 и 11. Трансмиссия снабжена реверсором 16, установленным между базовым дисковым фрикционным вариатором 9 и планетарным дифференциалом 4. Реверсор 16 включает два зубчатых колеса 17 и 18 и зубчатые шестерни 19, которые установлены между зубчатыми колесами 17 и 18 на зафиксированных в корпусе 1 осях. Зубчатое колесо 17 закреплено на фрикционе-эпицикле 10, а зубчатое колесо 18 на водиле 5 планетарного дифференциала 4. Солнечная шестерня 6 планетарного дифференциала 4 соединена с входным валом 2, а эпицикл 8 с выходным валом 3.Wide-range reversible transmission includes
Широкодиапазонная реверсивная трансмиссия работает следующим образом.Wide-range reversible transmission works as follows.
Крутящий момент подается на входной вал 2, который начинает вращаться со скоростью ω2, совместно с внутренним фрикционом 11. Плоские диски 13 и 14 сателлита, соприкасаясь с поверхностями фрикционов 10 и 11, передают обратное вращательное движение от внутреннего фрикциона 11 фрикциону-эпициклу 10. Зубчатое колесо 17, связанное с фрикционом-эпициклом 10 через зубчатые шестерни 19, вращает в противоположном колесу 17 направлении колесо 18 и, соответственно, связанное c ним водило 5. В планетарном дифференциале 4, в результате совмещения вращательных движений солнечной шестерни 6 и водила 5, эпицикл 8 приводит во вращение со скоростью ω3 выходной вал 3. The torque is supplied to the
Передаточное отношение φ дискового фрикционного вариатора 9 определяется положением оси 12 его сателлитных дисков 13 и 14 (фиг. 2-4). Фрикцион-эпицикл 10 вращается со скоростью ω10 = – ω2/φ и моментом М10 = – М2∙φ. Соответственно в планетарном дифференциале 4 входная солнечная шестерня 6 вращается с окружной скоростью ω6 = ω2, а водило 5 со скоростью ω5 = –ω10 = ω2/φ. The gear ratio φ of the
Известные соотношения для скоростей планетарного механизма определяют угловую скорость выходного вала 3 трансмиссии:The known ratios for the speeds of the planetary mechanism determine the angular speed of the
ω3 =[(z+1)/φ – z]∙ω2,ω 3 = [(z + 1) / φ - z] ∙ ω 2 ,
где z = z6 / z8 – отношение чисел зубьев солнечной шестерни 6 и эпицикла 8 планетарного дифференциала 4. where z = z6 / z8- the ratio of the numbers of teeth of the
Моменты на входном 2 и выходном 3 валах трансмиссии связаны соотношением 2∙М2∙ω2 = – М3∙ω3, где М3 представляет собой момент нагрузки на выходном валу 3 от рабочего органа. The moments on the
Последнее выражение показывает, что трансмиссия обладает важнейшим свойством – адаптивностью, сохраняющейся и при прямом реверсивном регулировании скорости выходного вала 3 изменением её передаточного отношения, скорость приводного двигателя при этом может оставаться неизменной, например, на оптимальном для КПД этого двигателя уровне. Кроме того, при φ = 4 и z = 1/3 скорость ω3 и момент М2 будут равны нулю при любых ω2 и М3, то есть такой привод не нуждается в тормозах и сцеплениях и во всем диапазоне регулирования управляется единственным, определяющим смещение оси 12, воздействием, например, педалью акселератора.The last expression shows that the transmission has the most important property - adaptability, which is preserved even with direct reversible control of the speed of the
Плоские диски 13 и 14 сателлита, благодаря своим осевым отверстиям и ограничителям 15 на оси 12, следуют профилям фрикционов 10 и 11, при смещениях оси 12 от среднего положения (фиг. 3) противофазно отклоняются от перпендикуляра к оси вращения (фиг. 2 и 4), и всегда точно контактируют с наклонными поверхностями фрикционов 10 и 11, то есть нет необходимости в использовании упругих элементов на фрикционах, как в прототипе, что повышает надежность заявленного устройства. The
В базовом дисковом фрикционном вариаторе 9 по сравнению с прототипом водило неподвижно. Им является собственно корпус 1 трансмиссии. Это кардинально упрощает механику перемещения оси сателлита при использовании рекомендованных для планетарного механизма с неподвижным водилом пределов передаточных отношений от 2 до 8.In the basic
Благодаря реверсору 16 при изменениях передаточного отношения φ базового дискового фрикционного вариатора 9 скорость выходного вала 3 трансмиссии плавно меняется от +1/3 (при φ=2) через 0 (при φ=4) до –1/6 (при φ=8) скорости вращения входного вала 2. В этом случае, например в транспортных средствах, можно исключать редуктор главной передачи.Thanks to the
Данная трансмиссия, по сравнению с прототипом, позволит упростить конструкцию и управление, снизить габариты и повысить надежность устройства.This transmission, in comparison with the prototype, will simplify the design and control, reduce the size and increase the reliability of the device.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020107537A RU2729847C1 (en) | 2020-02-19 | 2020-02-19 | Wide-range reversible transmission |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020107537A RU2729847C1 (en) | 2020-02-19 | 2020-02-19 | Wide-range reversible transmission |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2729847C1 true RU2729847C1 (en) | 2020-08-12 |
Family
ID=72086112
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020107537A RU2729847C1 (en) | 2020-02-19 | 2020-02-19 | Wide-range reversible transmission |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2729847C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2756733C1 (en) * | 2021-04-20 | 2021-10-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский горно-металлургический институт государственный технологический университет" | Continuous transmission |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2373445C1 (en) * | 2008-03-05 | 2009-11-20 | Бабин Владимир Александрович | Two-mode super variable speed case (its versions) |
RU2460919C2 (en) * | 2010-09-29 | 2012-09-10 | Закрытое Акционерное Общество "Комбарко" | Multirange stepless transmission (versions) |
RU2555583C2 (en) * | 2013-09-13 | 2015-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Супервариатор" | Multirange three-line stepless transmission on basis of two differential gears |
US9133918B2 (en) * | 2013-03-14 | 2015-09-15 | Team Industries, Inc. | Continuously variable transmission with differential controlling assemblies |
-
2020
- 2020-02-19 RU RU2020107537A patent/RU2729847C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2373445C1 (en) * | 2008-03-05 | 2009-11-20 | Бабин Владимир Александрович | Two-mode super variable speed case (its versions) |
RU2460919C2 (en) * | 2010-09-29 | 2012-09-10 | Закрытое Акционерное Общество "Комбарко" | Multirange stepless transmission (versions) |
US9133918B2 (en) * | 2013-03-14 | 2015-09-15 | Team Industries, Inc. | Continuously variable transmission with differential controlling assemblies |
RU2555583C2 (en) * | 2013-09-13 | 2015-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Супервариатор" | Multirange three-line stepless transmission on basis of two differential gears |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2756733C1 (en) * | 2021-04-20 | 2021-10-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский горно-металлургический институт государственный технологический университет" | Continuous transmission |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2398991C2 (en) | Drive mechanism for continuously variable transmission | |
US7217216B2 (en) | Continuously variable transmission apparatus | |
US4434681A (en) | Hydromechanical drive | |
US20080261747A1 (en) | Adjusting device with a CVT planetary roller transmission | |
US9222558B2 (en) | Geared infinitely variable transmission | |
WO2016094254A1 (en) | 3-mode front wheel drive and rear wheel drive continuously variable planetary transmission | |
JP2012527584A (en) | Continuously variable transmission | |
EP0452382A1 (en) | Driveline for wheeled vehicles. | |
RU2440524C1 (en) | Automotive adaptive transmission | |
RU2729847C1 (en) | Wide-range reversible transmission | |
US7048667B2 (en) | Power split transaxle for producing stepless reverse, forward and geared neutral speed ratios | |
RU2673411C1 (en) | Clutch mechanism | |
RU2806457C1 (en) | Basic variator of continuously variable transmission | |
RU2756733C1 (en) | Continuous transmission | |
RU2763619C1 (en) | Base variator of wide-range transmission | |
RU2806843C1 (en) | Continuously variable transmission | |
RU2748081C1 (en) | Drive device | |
WO1995033146A1 (en) | Continuous, and infinitely variable transmission | |
US20180119810A1 (en) | Symmetric Infinitely Variable Transmission Having A Ball-Type Continuously Variable Transmission | |
RU2784495C1 (en) | Worm cylindrical gear | |
RU2778182C1 (en) | Continuously variable transmission (options) | |
US20180372199A1 (en) | Multi-mode cvp transmission with geared launch and reverse modes | |
RU2782871C1 (en) | Tooth wide range transmission | |
RU2391584C2 (en) | Torque variator of non-friction type | |
RU2636440C2 (en) | Gear - pulse variator |