RU2757326C1 - Planetary rattle running clutch - Google Patents
Planetary rattle running clutch Download PDFInfo
- Publication number
- RU2757326C1 RU2757326C1 RU2021105548A RU2021105548A RU2757326C1 RU 2757326 C1 RU2757326 C1 RU 2757326C1 RU 2021105548 A RU2021105548 A RU 2021105548A RU 2021105548 A RU2021105548 A RU 2021105548A RU 2757326 C1 RU2757326 C1 RU 2757326C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ratchet
- clutch
- satellites
- carrier
- disks
- 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
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
-
- 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
- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к машиностроению и предназначено для соединения валов, передающих в одном направлении большие моменты при высокой частоте включения, например в нефрикционных высокомоментных вариаторах.The proposed invention relates to mechanical engineering and is intended for connecting shafts that transmit large moments in one direction at a high switching frequency, for example, in non-friction high-torque variators.
Известны фрикционные обгонные муфты, в которых момент передается силами трения между ведущей и ведомой полумуфтами через заклинивающиеся тела [1, стр. 800]. В таких муфтах контактные нагрузки между деталями фрикционных пар превосходят полезные касательные силы более чем в 10 раз, что является препятствием к использованию таких типов муфт при высокой частоте включения и передаче больших моментов. Известны также храповые обгонные муфты, в конструкции которых используется зубчатая связь между ведущей и ведомой полумуфтами [1, стр. 806], что обеспечивает передачу больших моментов, но у таких муфт достаточно большой (15…20°) угол срабатывания, что неприемлемо, например, в нефрикционных высокомоментных вариаторах [2].Known friction overrunning clutches, in which the moment is transmitted by friction forces between the leading and driven half couplings through the body wedged [1, p. 800]. In such couplings, the contact loads between the parts of the friction pairs exceed the useful tangential forces by more than 10 times, which is an obstacle to the use of such types of couplings at a high frequency of engagement and transmission of large torques. Also known are ratchet overrunning clutches, the design of which uses a gear connection between the driving and driven half couplings [1, p. 806], which ensures the transmission of large moments, but such clutches have a sufficiently large (15 ... 20 °) response angle, which is unacceptable, for example , in non-friction high-torque variators [2].
Примем за прототип наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату зубчатую обгонную муфту с практически нулевым углом срабатывания [3]. Она содержит зубчатую планетарную передачу, в которой центральное колесо является ведущей полумуфтой, а водило - ведомой полумуфтой с сателлитами, сцепленными с центральным колесом, на сателлитах смонтированы фиксированные в тангенциальном направлении диски, а на водиле выполнены контактирующие с дисками упоры, при этом сателлиты подпружинены к упорам.Let us take for the prototype the closest in technical essence and the achieved result a gear overrunning clutch with practically zero angle of operation [3]. It contains a gear planetary gear, in which the central wheel is the leading half of the coupling, and the carrier is the driven half of the coupling with satellites coupled to the central wheel, disks fixed in the tangential direction are mounted on the satellites, and stops contacting the disks are made on the carrier, while the satellites are spring-loaded to stops.
Признаки известной муфты (прототипа), совпадающие с заявляемой зубчатой обгонной муфтой, следующие. Она содержит зубчатую планетарную передачу, в которой центральное колесо является ведущей полумуфтой, а водило - ведомой полумуфтой с сателлитами, сцепленными с центральным колесом, а на сателлитах смонтированы фиксированные в тангенциальном направлении диски.The features of the known clutch (prototype), which coincide with the inventive gear overrunning clutch, are as follows. It contains a gear planetary transmission, in which the central wheel is the driving half of the coupling, and the carrier is the driven half of the coupling with satellites coupled to the central wheel, and the disks fixed in the tangential direction are mounted on the satellites.
В известной муфте фиксация полумуфт от относительного вращения при передаче вращения (рабочий ход) осуществляется силами трения между дисками и упорами, что ограничивает передаваемый момент, также имеет место сложность конструкции.In the known clutch, the fixation of the half-couplings from relative rotation during the transmission of rotation (working stroke) is carried out by friction forces between the discs and stops, which limits the transmitted torque, and the complexity of the structure also occurs.
Цель предлагаемого изобретения - повышение работоспособности за счет уменьшения на порядок угла срабатывания муфты в сравнении с существующими храповыми обгонными муфтами.The purpose of the present invention is to increase the efficiency by reducing the clutch actuation angle by an order of magnitude in comparison with existing ratchet overrunning clutches.
Предлагаемая зубчатая обгонная муфта имеет следующие существенные признаки. Она содержит зубчатую планетарную передачу, в которой центральное колесо является ведущей полумуфтой, а водило - ведомой полумуфтой с сателлитами, сцепленными с центральным колесом, при этом на сателлитах смонтированы с торцевыми храповыми венцами фиксированные в тангенциальном и осевом направлении диски, а на водиле соосно дискам установлены с возможностью сцепления с торцевыми храповыми венцами фиксированные в тангенциальном направлении и подпружиненные к дискам храповые колесаThe proposed toothed freewheel clutch has the following essential features. It contains a gear planetary gear, in which the central wheel is the driving half of the coupling, and the carrier is the driven half of the coupling with satellites coupled to the central wheel, while the satellites are mounted with end ratchet rings fixed in the tangential and axial directions, and on the carrier coaxially to the disks are installed with the possibility of engagement with end ratchets, ratchet wheels fixed in the tangential direction and spring-loaded to the discs
Отличительными от прототипа признаками изобретения являются следующие. В предлагаемой планетарной храповой обгонной муфте диски выполнены с торцевыми храповыми венцами и фиксированы в осевом направлении, а на водиле соосно дискам установлены с возможностью сцепления с торцевыми храповыми венцами фиксированные в тангенциальном направлении и подпружиненные к дискам храповые колесаDistinctive features of the prototype of the invention are as follows. In the proposed planetary ratchet overrunning clutch, the disks are made with end ratchets and are fixed in the axial direction, and on the carrier, coaxially with the disks, ratchet wheels fixed in the tangential direction and spring-loaded to the disks are mounted with the possibility of engagement with the end ratchets
На фиг. 1…6 представлен вариант конструкции планетарной храповой обгонной муфты, на фиг. 7…8 показаны нагрузки при передаче вращения, а на фиг. 9…10 - угловые скорости звеньев муфты при обгоне.FIG. 1 ... 6 shows a variant of the design of a planetary ratchet overrunning clutch, in Fig. 7 ... 8 show the loads during transmission of rotation, and FIG. 9 ... 10 - angular speeds of the clutch links during overtaking.
Предлагаемая муфта (фиг. 1) содержит зубчатую планетарную передачу, в которой центральное колесо 1 является ведущей, а водило 2 - ведомой полумуфтами. Водило состоит из двух соединяемых тремя шпильками 3 и гайками 4 половин 21 и 22 с цапфами 5 и 6. На центральном колесе выполнен зубчатый венец 7, а на водиле 21 цилиндрическая опора 8 центрального колеса. На водиле 22 соосно шпилькам закреплены шлицевые шейки 9. На шпильки с возможностью вращения посажены сцепленные с центральным колесом три сателлита 10а, 10b и 10с (фиг. 2), на которых в тангенциальном и осевом направлениях закреплены диски 11 с торцевым храповым венцом 12. На шлицевые шейки 9 подвижно в осевом направлении посажены храповые колеса 13, подпружиненные в направлении сателлитов пружинами 14. Между сателлитами установлена сцепленная с ними паразитка 15. На фиг. 3 и 4 показана муфта при передаче вращения (рабочий ход) по часовой стрелке при взгляде со стороны цапфы 6. В муфте фиксация полумуфт при передаче вращения обеспечена соединением храпового колеса 13 с торцевым храповым венцом 12 диска 11 сателлита 10а, при этом другие храповые колеса сдвинуты по отношению к храповым венцам сателлитов 10b и 10с соответственно на S/3 и 2S/3, где S - шага зубьев храповых венцов и храповых колес на радиусе Rx (фиг. 5 и 6).The proposed clutch (Fig. 1) contains a gear planetary gear, in which the
Предлагаемая муфта работает следующим образом. При передаче вращения (фиг. 3 и 4) обе полумуфты вращаются со скоростью ω в направлении действия внешнего момента M на ведущей полумуфте (центральное колесо 1), преодолевая момент сопротивления M на ведомой полумуфте (водило 2). При этом сателлит 10а зафиксирован от вращения относительно водила храповым колесом 13, m - момент на сателлите. На фиг. 7 и 8 показан характер нагрузок в муфте при передаче вращения с паразиткой 15 и без нее, на фиг. 9 и 10 - при обгоне, где R и r - центроиды зубчатого колес и сателлитов. Передаточное отношение планетарной передачиThe proposed clutch works as follows. When transmitting rotation (Figs. 3 and 4), both half-couplings rotate at a speed ω in the direction of the external moment M on the driving half-coupling (central wheel 1), overcoming the moment of resistance M on the driven half-coupling (carrier 2). In this case, the
где zК и zC - число зубьев в центральном колесе и сателлитах.where z K and z C are the number of teeth in the central wheel and satellites.
Передаваемый момент при передаче вращения с паразиткой (фиг. 7)Transmitted torque when transmitting rotation with a parasite (Fig. 7)
M=F×R+2×0,5F×R=2FR,M = F × R + 2 × 0.5F × R = 2FR,
откуда и момент на сателлитеwhere and a moment on the satellite
Момент на сателлите без паразитки (фиг. 8)The moment on the satellite without a parasite (fig. 8)
Муфта работоспособна и без паразитки, но она позволяет в два раза уменьшить контактную нагрузку в зубчатой паре сателлит-центральное колесо.The clutch is functional even without a parasite, but it allows to halve the contact load in the satellite-central gear pair.
При обгоне момент не передается (фиг. 9 и 10), и при остановке водила скорости сателлитов ω10= ωU, где ω - скорость центрального колеса.When overtaking, the moment is not transmitted (Figs. 9 and 10), and when the carrier stops, the speeds of the satellites are ω 10 = ωU, where ω is the speed of the central wheel.
Угол поворота сателлита относительно храпового колеса 13 при котором происходит сцепление торцевого зубчатого венца 12 с храповым колесом равен The angle of rotation of the satellite relative to the
где zX - число зубьев зубчатого венца и храпового колеса. Максимальный угол срабатывания муфты, то есть относительный поворот полумуфт при их фиксации, и с учетом сдвига по фазе на β/3 и 2β/3 храповых колес относительно сателлитов (фиг. 5 и 6), составитwhere z X is the number of teeth of the ring gear and ratchet wheel. The maximum angle of the clutch actuation, that is, the relative rotation of the half-couplings when they are fixed, and taking into account the phase shift by β / 3 and 2β / 3 of the ratchet wheels relative to the satellites (Figs. 5 and 6), will be
При zC=10, zК=40 и zX=28 имеемFor z C = 10, z K = 40 and z X = 28 we have
Следовательно, угол срабатывания α=0°…αmax=0°…1,07°, что на порядок меньше, чем у существующих храповых обгонных муфт, и делает возможным применение предлагаемой муфты в нефрикционных высокомоментных вариаторах.Consequently, the angle of operation α = 0 ° ... α max = 0 ° ... 1.07 °, which is an order of magnitude less than that of existing ratchet overrunning clutches, and makes it possible to use the proposed clutch in non-friction high-torque variators.
Ведущей полумуфтой может быть, как водило, так и зубчатое колесо, а число сателлитов ограничено конструктивными размерами.The leading half of the coupling can be either a carrier or a gear wheel, and the number of satellites is limited by their design dimensions.
Источники информации:Sources of information:
1. А.Ф. Крайнев. Механика машин. Фундаментальный словарь - 2-е изд. М. Машиностроение. - 2001 (стр. 800, 806).1. A.F. Krainev. Mechanics of machines. Fundamental Dictionary - 2nd ed. M. Mechanical engineering. - 2001 (pp. 800, 806).
2. Патент РФ №2242654 С2, F16H 29/08. Высокомоментный вариатор. / Автор: Б.В. Пылаев. - Приор.: 20.01.2003.2. RF patent No. 2242654 C2, F16H 29/08. High torque variator. / Author: B.V. Pylaev. - Prior .: 20.01.2003.
3. Патент РФ №2353835 С2, F16D 41/08. Зубчатая обгонная муфта. / Авторы: Б.В. Пылаев и А.А. Шамин. - Приор.: 27.03.2007.3. RF patent No. 2353835 C2, F16D 41/08. Toothed overrunning clutch. / Authors: B.V. Pylaev and A.A. Shamin. - Prior .: 27.03.2007.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021105548A RU2757326C1 (en) | 2021-03-04 | 2021-03-04 | Planetary rattle running clutch |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021105548A RU2757326C1 (en) | 2021-03-04 | 2021-03-04 | Planetary rattle running clutch |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2757326C1 true RU2757326C1 (en) | 2021-10-13 |
Family
ID=78286603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021105548A RU2757326C1 (en) | 2021-03-04 | 2021-03-04 | Planetary rattle running clutch |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2757326C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20070054738A (en) * | 2004-09-21 | 2007-05-29 | 베이징 브이아이티 모바일 테크놀로지스 콤파니 리미티드 | Sliding sheet type of variable teeth gear |
RU2353835C2 (en) * | 2007-03-27 | 2009-04-27 | Борис Васильевич Пылаев | Toothed overrunning coupling |
DE102008038439B3 (en) * | 2008-08-20 | 2010-05-12 | Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH | Bistable actuating device for a valve |
RU2629765C2 (en) * | 2016-07-10 | 2017-09-01 | Владимир Витальевич Килин | Impulsed changed rotation transmission |
-
2021
- 2021-03-04 RU RU2021105548A patent/RU2757326C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20070054738A (en) * | 2004-09-21 | 2007-05-29 | 베이징 브이아이티 모바일 테크놀로지스 콤파니 리미티드 | Sliding sheet type of variable teeth gear |
RU2353835C2 (en) * | 2007-03-27 | 2009-04-27 | Борис Васильевич Пылаев | Toothed overrunning coupling |
DE102008038439B3 (en) * | 2008-08-20 | 2010-05-12 | Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH | Bistable actuating device for a valve |
RU2629765C2 (en) * | 2016-07-10 | 2017-09-01 | Владимир Витальевич Килин | Impulsed changed rotation transmission |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4103753A (en) | Manually shiftable planetary gearset | |
US5102378A (en) | Limited slip differential | |
US4693134A (en) | High-powered vehicle drive train | |
US5125876A (en) | Differential gear with limited slip and lockup clutches | |
US7311633B2 (en) | Vehicular four-wheel drive unit | |
US4461375A (en) | One-way transmission system for bicycles or the like | |
US5217418A (en) | Drivelines for wheeled vehicles | |
KR100248100B1 (en) | Limited slip differential incorporating bevel pinions | |
US4848507A (en) | Torque-dependent power transmission system | |
RU2757326C1 (en) | Planetary rattle running clutch | |
US3611833A (en) | Differential | |
US4674347A (en) | Torsional vibration absorbing system for vehicular power transmission | |
CN110966369A (en) | Intelligent double-overrunning self-adaptive automatic speed change system | |
US6685594B2 (en) | Differential limiting device for a differential device | |
US7029415B2 (en) | Differential apparatus | |
RU2353835C2 (en) | Toothed overrunning coupling | |
JPS601499B2 (en) | transmission | |
RU2125673C1 (en) | Vehicle driving axles and wheels drive power distribution mechanism | |
JP3568601B2 (en) | Traction roller transmission | |
RU2298711C2 (en) | Toothed free-wheel clutch | |
US10234005B2 (en) | Device for continuously variable transmission | |
JPH0249411Y2 (en) | ||
JPH0399942A (en) | Differential device | |
SU1659250A1 (en) | Transfer gear-box | |
SU1534230A1 (en) | Flexible gear of wave gearing |