RU2805893C1

RU2805893C1 - Disc-type variable drive

Info

Publication number: RU2805893C1
Application number: RU2023105382A
Authority: RU
Inventors: Александр Алексеевич Семенов
Original assignee: Александр Алексеевич Семенов
Filing date: 2023-03-06
Publication date: 2023-10-24

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: disc-type variable drive contains a housing, input and output shafts mounted in bearings in housings, a carrier, and a hub. The carrier has radial grooves limited by joint plates and support rollers in accordance with the radial grooves, can move freely on the splines of the input shaft using a thrust sleeve with a drive lever, and the hub is rigidly mounted on the output shaft and connected to the carrier with strong, metal, spring-loaded pins connected on one side it is hinged with a hub in radial lugs, and on the other side with a carrier with a sliding fit with radial grooves resting on the roller.

EFFECT: ensuring a smooth change in the speed of rotation of the output shaft while maintaining a constant speed of rotation of the input shaft, as well as increasing the service life and reliability of the device.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано, например, в транспортном машиностроении. Более конкретно изобретение относится к элементам трансмиссии транспортных средств различного рода назначения, для раздачи мощности от одного входного на другие выходные валы, с возможностью изменения частоты вращения каждого из них. Наличие бесступенчатого регулирования частоты вращения выходных валов, позволяет применить данную модель в других различных механических устройствах. The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used, for example, in transport engineering. More specifically, the invention relates to transmission elements of vehicles for various purposes, for distributing power from one input shaft to other output shafts, with the ability to change the rotation speed of each of them. The presence of stepless control of the rotation speed of the output shafts allows this model to be used in other various mechanical devices.

Известен «Бесступенчатый привод транспортного средства». Бесступенчатый привод автомобиля, содержащий два клиноременных вариатора и два редуктора, каждые из которых установлены на отдельных валах, каждый ведомый шкив клиноременной передачи кинематически связан с редуктором, связанным кинематически с валом колеса, а ведущие шкивы клиноременной передачи установлены на едином валу, отличающийся тем, что единый вал является валом двигателя, а кинематическая связь ведомого шкива клиноременной передачи выполнена посредством нагрузочной муфты и установлена на валу редуктора, который связан вертикальным валом с главной передачей для передачи усилия на колесо (Патент RU №2086429, МПК B60K 17/32, опубл. 09.08.1995).Known for "Continuously Variable Vehicle Drive". A continuously variable vehicle drive containing two V-belt variators and two gearboxes, each of which is mounted on separate shafts, each driven pulley of the V-belt transmission is kinematically connected to a gearbox kinematically connected to the wheel shaft, and the driving pulleys of the V-belt transmission are installed on a single shaft, characterized in that the single shaft is the motor shaft, and the kinematic connection of the driven pulley of the V-belt drive is made by means of a load coupling and installed on the gearbox shaft, which is connected by a vertical shaft to the main gear to transmit force to the wheel (RU Patent No. 2086429, IPC B60K 17/32, publ. 09.08 .1995).

Недостатком изобретения является ограниченная нагрузка на конические шкивы, быстрый износ ременной передач, сложное техническое обслуживаниеThe disadvantage of the invention is the limited load on the bevel pulleys, rapid wear of the belt drive, and difficult maintenance

Бесступенчатый привод состоит из параллельно расположенных валов входного, двух соосных промежуточных, с которыми жестко связаны зубчатые колеса, и двух соосных выходных, расположенных в одной плоскости, и блока управления трансмиссией. На входном и промежуточном валах установлен ременный вариатор (Патент RU №2737401 С1 МПК B60K 17/32, F16H 9/06, опубл. 30.11.2020 г).The continuously variable drive consists of parallel input shafts, two coaxial intermediate shafts, with which gears are rigidly connected, and two coaxial output shafts located in the same plane, and a transmission control unit. A belt variator is installed on the input and intermediate shafts (Patent RU No. 2737401 C1 MPK B60K 17/32, F16H 9/06, published November 30, 2020).

В качестве прототипа выбран фрикционный планетарный вариатор, содержащий корпус, входной и выходной валы, установленные на входное валу с возможностью осевого перемещения водило с сателлитами и взаимодействующую с последними внутренней поверхностью неподвижную коническую оболочку, связанную с корпусом, отличающуюся тем, что с целью увеличения нагрузочной способности вариатора, он снабжен закрепленной на выходном валу и взаимодействующей наружной поверхностью с сателлитами конической оболочкой с конусностью, противоложной конусности неподвижной оболочки.As a prototype, a friction planetary variator was selected, containing a housing, input and output shafts installed on the input shaft with the possibility of axial movement of the carrier with satellites and a fixed conical shell interacting with the latter internal surface, connected to the housing, characterized in that in order to increase the load capacity variator, it is equipped with a conical shell mounted on the output shaft and interacting with the satellites with a taper opposite to the taper of the stationary shell.

(Патент SU №1208379 А1 МПК F16H 15/50, опубл. 30.01.1986 г).(Patent SU No. 1208379 A1 IPC F16H 15/50, published 01/30/1986).

Недостатком изобретения является ограниченная нагрузка на конические шкивы, быстрый износ фрикционов.The disadvantage of the invention is the limited load on the tapered pulleys and rapid wear of the clutches.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение жесткой связи водила и ступицы для передачи большего крутящего момента на выходной вал и обеспечения надежной работы.The object of the present invention is to provide a rigid connection between the carrier and the hub to transmit more torque to the output shaft and ensure reliable operation.

Технический результат заключается в плавном повышении скорости вращения выходного вала и нагрузки на редуктор и увеличения ресурса редуктора.The technical result consists in a smooth increase in the speed of rotation of the output shaft and the load on the gearbox and an increase in the service life of the gearbox.

Указанный технический результат достигается за счет применения схемы соединения водила с изменяемым радиусом контакта, установленного на входном валу вариатора, со ступицей, расположенной на выходном валу с неизменным радиусом, связанных подпружиненными пальцами, установленные одним концом в шарнирах проушин ступицы равномерно по окружности ступицы, другим концом в радиальных пазах водила.The specified technical result is achieved through the use of a connection diagram of a carrier with a variable contact radius, installed on the input shaft of the variator, with a hub located on the output shaft with a constant radius, connected by spring-loaded pins, installed at one end in the hinges of the hub lugs evenly around the circumference of the hub, at the other end Carried in radial grooves.

Количество движения механической связи водила и ступицы без учета потерь на трение определяются равенством m_вv_в=m_сv_с. Линейные скорости вращающихся тел равны v_в=ω_вR_в, v_c=ω_cR_c, где ω - угловая скорость, R - радиус. Отсюда m_в ω_вR_в=m_с ω_cR_c. Массы вращающихся тел m_в, m_с, а также угловая скорость водила ω_в и радиус ступицы не меняются (постоянны), тогда при изменении радиуса водила R_в, учитывая равенство количества движения, должна меняться угловая скорость ступицы ω_с. Таким образом, при увеличении радиуса водила R_в при неизменной его угловой скорости ω_в=const, будет увеличиваться угловая скорость ступицы ω_с при неизменном радиусе R_c. Предложенная схема вариатора позволяет плавно менять скорость вращения выходного вала, при неизменной скорости вращения входного вала. Подпружиненные пальцы выполнены из прочного материала (металла) обеспечивают передачу максимального механического момента и обладают большим ресурсом.The amount of motion of the mechanical connection of the carrier and the hub, without taking into account friction losses, is determined by the equality m _in v _in =m _c v _c . The linear velocities of rotating bodies are equal to v _in =ω _in R _in , v _c =ω _c R _c , where ω is the angular velocity, R is the radius. Hence m _in ω _in R _in =m _c ω _c R _c . The masses of the rotating bodies m _in , m _c , as well as the angular velocity of the carrier ω _in and the radius of the hub do not change (constant), then when the radius of the carrier R _in changes, taking into account the equality of the momentum, the angular velocity of the hub ω _c should change. Thus, with an increase in the radius of the carrier R _in with its angular speed ω _in =const unchanged, the angular speed of the hub ω c will increase _with the radius R _c unchanged. The proposed variator circuit allows you to smoothly change the speed of rotation of the output shaft, while maintaining a constant speed of rotation of the input shaft. Spring-loaded fingers are made of durable material (metal) and ensure the transmission of maximum mechanical torque and have a long service life.

На чертеже фиг. 1 представлен вид сбоку вариатора, на фиг. 2 вид сзади (разрез). Дисковый вариатор содержит корпус 1, входной 2 и выходной 12 валы, установленные в подшипниках 3,11 в корпусе 1 водила 5 с радиальными пазами 13 ограниченные косынками 6, свободно перемещающееся на шлицах 14 входного вала при помощи упорной втулки 15 с приводным рычагом 4, ступицы 10 жестко установленной на выходном валу 12, соединенной с водилом 5 прочными (метеллическими) подпружиненными пальцами 8, связанными с одной стороны шарнирно со ступицей 10 в радиальных проушинах 9, с другой стороны с водилом 5 скользящей посадкой с радиальными пазами 13, опирающиеся на каток 7.In the drawing FIG. 1 shows a side view of the variator, Fig. 2 rear view (section). The disk variator contains a housing 1, input 2 and output 12 shafts installed in bearings 3.11 in housing 1, a carrier 5 with radial grooves 13 limited by gussets 6, freely moving on splines 14 of the input shaft using a thrust bushing 15 with a drive lever 4, a hub 10 rigidly mounted on the output shaft 12, connected to the carrier 5 with strong (metallic) spring-loaded pins 8, pivotally connected on one side to the hub 10 in radial lugs 9, on the other side to the carrier 5 by a sliding fit with radial grooves 13, resting on the roller 7 .

Дисковый вариатор работает следующим образом. Двигатель (не показан) вращает входной вал 2 на подшипниках 3. Соответственно вращается на шлицах 14 вала водило 5 в радиальных пазах 13 которого на скользящей посадке установлены подпружиненные пальцы 8, другим концом шарнирно связанные с проушинами 9 ступицы 10. Ступица 10 жестко связана с выходным валом 12, вращающегося в подшипниках 11. Изменяя положение упорной втулки 15 при помощи приводного рычага 4 (перемещая упорную втулку по шлицам входного вала), соответственно сдвигается на шлицах 14 и водило 5. При этом перемещаясь на катках 7 подпружиненные пальцы 8 изменяют угол наклона относительно оси водила 5, увеличивая или уменьшая радиус R_в контакта водила 5 и подпружиненных пальцев 8 в радиальных пазах 13 соответственно меняя количество движения водила 5. Это количество движения передается через подпружиненные пальцы 8 ступице 10, меняя ее количество движения. Поскольку радиус ступицы неизменный R_c=const, то по закону сохранения количества движения будет меняться угловая скорость ступицы ω_с.The disc variator works as follows. The engine (not shown) rotates the input shaft 2 on bearings 3. Accordingly, the carrier 5 rotates on the splines 14 of the shaft in the radial grooves 13 of which spring-loaded pins 8 are mounted on a sliding fit, the other end pivotally connected to the eyes 9 of the hub 10. The hub 10 is rigidly connected to the output shaft 12, rotating in bearings 11. Changing the position of the thrust sleeve 15 using the drive lever 4 (moving the thrust sleeve along the splines of the input shaft), accordingly moves on the splines 14 and the carrier 5. At the same time, moving on the rollers 7, the spring-loaded fingers 8 change the angle of inclination relative to axis of the carrier 5, increasing or decreasing the radius R _in the contact of the carrier 5 and the spring-loaded fingers 8 in the radial grooves 13, accordingly changing the amount of motion of the carrier 5. This amount of motion is transmitted through the spring-loaded fingers 8 to the hub 10, changing its amount of motion. Since the radius of the hub is constant R _c =const, then according to the law of conservation of momentum the angular velocity of the hub ω _c will change.

Применение предложенной схемы дискового вариатора обеспечивает плавное изменение скорости вращения выходного вала при неизменной скорости вращения входного вала. Применение простой конструкции и прочных пальцев, обеспечит повышение ресурса и надежности системы.The use of the proposed disk variator circuit ensures a smooth change in the speed of rotation of the output shaft while maintaining a constant speed of rotation of the input shaft. The use of a simple design and durable pins will increase the service life and reliability of the system.

Claims

The disk variator contains a housing, input and output shafts mounted in housing bearings, a carrier, hubs, characterized in that the carrier has radial grooves limited by gussets and support rollers in accordance with the radial grooves, can move freely on the splines of the input shaft using a thrust bushing with a drive lever, and the hub is rigidly mounted on the output shaft and connected to the carrier by strong, metal, spring-loaded pins, hinged on one side with the hub in radial lugs, and on the other side with the carrier by a sliding fit with radial grooves resting on the roller.