RU2063568C1 - Automatic infinitely variable gear box - Google Patents
Automatic infinitely variable gear box Download PDFInfo
- Publication number
- RU2063568C1 RU2063568C1 RU93032260A RU93032260A RU2063568C1 RU 2063568 C1 RU2063568 C1 RU 2063568C1 RU 93032260 A RU93032260 A RU 93032260A RU 93032260 A RU93032260 A RU 93032260A RU 2063568 C1 RU2063568 C1 RU 2063568C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- output shaft
- driven
- satellites
- shafts
- Prior art date
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 37
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010754 BS 2869 Class F Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009365 direct transmission Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортном машиностроении и станкостроении. The invention relates to mechanical engineering and can be used in transport engineering and machine tools.
Известна автоматическая передача, содержащая входной и выходной валы, инерционную муфту, ведущий вал которой установлен на входном валу, дифференциал, первое центральное колесо которого установлено на ведомом валу инерционной муфты, водило с выходным валом, и три механизма свободного хода, ведущая и ведомая обоймы первого из которых соответственно связаны с входным и выходным валами, ведомый и ведущий валы инерционной муфты установлены коаксиально, ведомые обоймы второго и третьего механизмов свободного хода установлены на выходном валу, а ведущие соответственно связаны с водилом и первым центральным колесом, а второе центральное колесо установлено на входном валу (см. авторское свидетельство N 1768843, кл. F 16 H 33/14, 1990 г.). (1). A known automatic transmission containing input and output shafts, an inertia clutch, the drive shaft of which is mounted on the input shaft, a differential, the first central wheel of which is mounted on the driven shaft of the inertia clutch, drove with the output shaft, and three freewheels, leading and driven clips of the first of which, respectively, are connected with the input and output shafts, the driven and driving shafts of the inertial clutch are installed coaxially, the driven clips of the second and third freewheel mechanisms are installed on the output shaft lu, and the leading ones are respectively connected with the carrier and the first central wheel, and the second central wheel is mounted on the input shaft (see copyright certificate N 1768843, class F 16 H 33/14, 1990). (1).
В состав указанной автоматической передачи включен дифференциал, что усложняет устройство, увеличивает размеры и массу механизма, она не обеспечивает передачу вращающего момента от выходного вала на входной вал, что не позволяет использовать двигатель для торможения рабочей машины. The differential gear is included in the structure of the indicated automatic transmission, which complicates the device, increases the size and mass of the mechanism, it does not provide torque transmission from the output shaft to the input shaft, which does not allow the engine to be used to brake the working machine.
Известна также автоматическая коробка передач, содержащая входной, выходной и промежуточный валы, инерционную муфту, ведущий вал которой является входным валом передачи, а ведомый вал постоянно кинематически связан при помощи первой пары колес с выходным валом, промежуточный вал установлен соосно выходному валу и связан с ним при помощи механизма свободного хода, а с входным валом кинематически связан при помощи второй пары колес, имеющей более высокое передаточное отношение по сравнению с первой парой колес (см. авторское свидетельство N 1504423, кл. F 16 H 5/46, 1987 г.) (2). Also known is an automatic transmission containing an input, output and intermediate shafts, an inertia clutch, the drive shaft of which is the input shaft of the transmission, and the driven shaft is constantly kinematically connected by means of the first pair of wheels to the output shaft, the intermediate shaft is mounted coaxially with the output shaft and connected to it using the freewheel mechanism, and kinematically connected to the input shaft using the second pair of wheels, which has a higher gear ratio compared to the first pair of wheels (see copyright certificate N 1504423, cl. F 16
У этой автоматической коробки передач отсутствует возможность передачи вращающего момента от выходного вала на входной вал, что сужает функциональные возможности механизма, она не позволяет передавать вращающий момент на неподвижный заторможенный нагрузкой выходной вал, что исключает возможность плавного пуска рабочей машины из неподвижного положения, выходной и промежуточный валы коробки передач установлены параллельно инерционной муфте, что увеличивает ее габариты, а соответственно и массу, устройство коробки передач не предусматривает устранение неравномерностей в передаче вращающего момента и обеспечение полной уравновешенности относительно всех осей действующих центробежных и гироскопических сил. This automatic gearbox does not have the ability to transfer torque from the output shaft to the input shaft, which reduces the functionality of the mechanism, it does not allow to transmit torque to a stationary output shaft, which is braked by the load, which excludes the possibility of smooth starting of the working machine from a stationary position, output and intermediate shafts of the gearbox are installed parallel to the inertial clutch, which increases its dimensions, and accordingly the mass, the gearbox is not provided It eliminates the unevenness in the transmission of torque and ensures complete balance with respect to all axes of the acting centrifugal and gyroscopic forces.
Изобретение обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в возможности работы в автоматическом режиме при широком диапазоне регулирования передаточного отношения и высоком коэффициенте полезного действия, обеспечении передачи вращающего момента от входного вала на неподвижный выходной вал, а также от выходного вала на входной вал, уменьшении габаритов и массы, упрощении устройства, при одновременной обеспечении плавности в передаче вращающего момента и полной уравновешенности относительно всех осей действующих центробежных и гироскопических сил. The invention ensures the achievement of a technical result, which consists in the possibility of working in automatic mode with a wide range of gear ratio adjustment and high efficiency, ensuring the transmission of torque from the input shaft to a fixed output shaft, as well as from the output shaft to the input shaft, reducing the size and weight , simplification of the device, while ensuring smoothness in the transmission of torque and complete balance with respect to all axes operating centrifugal and gyroscopic forces.
Указанный технический результат достигается тем, что в автоматической бесступенчатой передаче, содержащей входной, выходной и промежуточный валы, пары зубчатых колес, инерционную муфту, ведущий вал которой совмещен с входным валом передачи, а ведомый вал связан с выходным валом, применяется инерционная муфта, на ведущем валу которой установлено водило, состоящее по меньшей мере из двух диаметральных осей, на каждой из которых попарно симметрично относительно оси муфты и передачи в целом размещены зубчатые конические сателлиты, жестко соединенные с инерционными грузами в виде соосных с сателлитами маховиков, сателлиты, размещенные на разных диаметральных осях, находятся попарно в зацеплении с разными, по меньшей мере двумя, центральными зубчатыми коническими колесами, имеющими разные диаметры, которые установлены на разных, по меньшей мере двух, ведомых валах, размещенных коаксиально относительно друг друга, внутренний из ведомых валов является выходным валом передачи, а внешний из ведомых валов при помощи первой пары колес связан с параллельным промежуточным валом, который при помощи второй пары колес связан с выходным валом, обе пары колес и промежуточный вал составляют кинематическую связь внутреннего и внешнего ведомых валов, совокупное передаточное отношение которой больше единицы, эта кинематическая связь содержит механизм свободного хода, ведущая обойма которого связана с внешним ведомым валом, а ведомая обойма с выходным валом, входной и выходной валы размещены соосно, роль маховиков в инерционной муфте могут выполнять массивные сателлиты. The specified technical result is achieved by the fact that in an automatic continuously variable transmission containing input, output and intermediate shafts, pairs of gears, an inertial clutch, the drive shaft of which is aligned with the input shaft of the gear, and the driven shaft is connected to the output shaft, an inertial clutch is used on the drive to the shaft of which a carrier has been installed, consisting of at least two diametrical axes, on each of which gear conical satellites are placed in pairs symmetrically with respect to the axis of the coupling and transmission, rigidly with unified with inertial loads in the form of flywheels coaxial with the satellites, the satellites placed on different diametrical axes are in pairs engaged with different at least two central bevel gears having different diameters that are mounted on different at least two, driven shafts arranged coaxially with respect to each other, the inner of the driven shafts is the output shaft of the transmission, and the outer of the driven shafts is connected to the parallel intermediate shaft using the first pair of wheels, which, with the help of the second pair of wheels, is connected to the output shaft, both pairs of wheels and the intermediate shaft constitute the kinematic connection of the internal and external driven shafts, the total gear ratio of which is more than unity, this kinematic connection contains a freewheeling mechanism, the driving clip of which is connected with the external driven shaft, and the driven cage with the output shaft, input and output shafts are placed coaxially, massive satellites can play the role of flywheels in the inertial clutch.
В автоматической бесступенчатой передаче применяется механизм свободного хода, ведущая обойма которого связана с выходным валом, а ведомая обойма установлена на входном валу. In an automatic continuously variable transmission, a freewheel mechanism is used, the driving clip of which is connected to the output shaft, and the driven clip is mounted on the input shaft.
Указанные существенные признаки, характеризующие изобретение, обеспечивают достижение заданного технического результата за счет применения отдельных кинематических связей каждой из пары инерционных грузов с отдельным ведомым валом, которые кинематически связаны друг с другом. При этом одна инерционная муфта без применения дифференциала обеспечивает создание нескольких режимов работы, автоматически включающихся в передачу вращающего момента в зависимости от нагрузки на выходном валу и частоты его вращения относительно входного вала, что будет показано ниже при описании работы передачи. These essential features characterizing the invention ensure the achievement of a given technical result through the use of separate kinematic connections of each of a pair of inertial loads with a separate driven shaft, which are kinematically connected to each other. Moreover, one inertial clutch without the use of a differential ensures the creation of several operating modes that are automatically included in the transmission of torque depending on the load on the output shaft and its rotation frequency relative to the input shaft, which will be shown below in the description of the transmission operation.
На фиг. 1 и 2 показано устройство автоматической бесступенчатой передачи в двух проекциях соответственно. In FIG. 1 and 2 show an automatic continuously variable transmission device in two projections, respectively.
Автоматическая вариаторная передача (фиг. 1 и 2) содержит входной 1, соосный ему выходной 2 валы и параллельный первым двум валам промежуточный вал 3. Входной вал совмещен с ведущим валом 1 инерционной муфты, на котором установлено водило в виде по меньшей мере двух диаметральных осей 4, на каждой из которых попарно симметрично относительно оси О-О муфты и передачи в целом размещены зубчатые конические сателлиты0 5, жестко соединенные с инерционными грузами в виде соосных с сателлитами по осевым линиям O1-O1 маховиков 6. Роль маховиков могут выполнять массивные сателлиты. Сателлиты 5, размещенные на разных диаметральных осях 4 водила, находятся попарно в зацеплении с разными, по меньшей мере двумя, центральными зубчатыми коническими колесами 7, 8, имеющими разные диаметры, которые установлены на разных, по меньшей мере двух, ведомых валах 9, 10, размещенных коаксиально относительно друг друга на осевой линии О-О передачи. Внутренний из ведомых валов 9 совмещен с выходным валом 2 передачи, а внешний из ведомых валов 10 при помощи первой пары колес 11, 12 связан с параллельным оси О-О промежуточным валом 3, который при помощи второй пары колес 13, 14 связан с выходным валом 2. Совокупное передаточное отношение этих двух пар колес больше единицы. С любым из указанных четырех колес 11, 12, 13, 14, в данном конкретном случае с колесом 12, связан механизм свободного хода 15, ведущая обойма которого связана с внешним ведомым валом 10, в данном конкретном случае с колесом 12, а ведомая обойма с выходным валом 2, в данном конкретном случае посредством промежуточного вала 3 и второй пары колес 13, 14. Осевые линии муфты О-О и осей водила, сателлитов и маховиков O1-O1 перпендикулярны и пересекаются в центральной точке O1.The automatic variator transmission (Figs. 1 and 2) contains
В автоматической передаче применяется механизм свободного хода 16, ведущая обойма которого связана с выходным валом 2 посредством внутреннего ведомого вала 9 инерционной муфты, а ведомая обойма установлена на входном валу 1, совмещенном с ведущим валом муфты. In automatic transmission, a
Автоматическая бесступенчатая передача работает следующим образом. Automatic continuously variable transmission operates as follows.
При вращении входного вала 1 вместе с сателлитами 5 и маховиками 6 вокруг оси О-О и неподвижным выходном вале 2 в связи с приложенной к нему нагрузкой или началом работы из неподвижного положения, ведомые валы 9, 10 и центральные колеса 7, 8 также неподвижны, поскольку внутренний ведомый вал 9 связан с выходным валом 2 непосредственно, а внешний ведомый вал 10 через промежуточный вал 3 и пары колес 11, 12 и 13, 14. Сателлиты 5 обкатываются по своим центральным колесам 7, 8 и одновременно вместе с маховиками вращаются вокруг своих осей O1-O1. При этом сателлиты и маховики, размещенные на одной диаметральной оси 4 симметрично по разную сторону от оси О-О вращаются в противоположные стороны, что взаимно уравновешивают гироскопические силы при любых режимах работы и устраняет соответствующие нагрузки на подшипники валов. Вращение сателлитов и маховиков одновременно вокруг двух пересекающихся осей О-О и O1-O1 являются их вращением вокруг центральной точки O1 пересечения этих осей. Вращающиеся сателлиты и маховики имеют определенный момент количества движения. Известно, что момент количества движения тела относительно точки является векторной величиной и при этом он проявляется с соблюдением фундаментального физического закона сохранения. В данном случае, в связи с вращением сателлитов и маховиков одновременно вокруг указанных выше двух пересекающихся осей, направление их векторов моментов количества движения постоянно принудительно изменяется, что является следствием воздействия на сателлиты и маховики моментов внешних сил со стороны центральных колес 7, 8 ведомых 9, 10 и выходного 2 валов. Согласно закону классической механики о равенстве и противоположной направленности действия и противодействия тел, при этом центральные колеса воспринимают моменты сил со стороны сателлитов и маховиков и передают их через ведомые валы 9, 10, в том числе с помощью промежуточного вала 3, на выходной вал 2. Величина передаваемых вращающих моментов от каждого сателлита и маховика зависит от интенсивности изменения направления векторов моментов количества движения и величины этих моментов, т.е. от разности частот вращения ведущего 1 и соответствующего для каждого из сателлитов и маховиков ведомого 9 или 10 валов. В связи с направлением потока мощности в сторону выходного вала 2 механизм свободного хода 15 замкнут и вращающиеся моменты от обоих пар сателлитов с маховиками передаются на выходной вал непосредственно по внутреннему ведомому валу 9 и по внешнему ведомому валу 10 и промежуточному валу 3. При этом на выходном валу вращающиеся моменты, передаваемые по обоим ведомым валам, складываются и суммарная величина вращающего момента на выходном валу будет зависеть от совокупного передаточного отношения применяемых пар колес 11, 12 и 13, 14. При неподвижных выходном вале и центральных колесах сателлиты и маховики вращаются вокруг своих осей O1-O1 с максимальной частотой и на выходной вал передается наибольший по величине вращающий момент, под воздействием которого этот вал приводится во вращение. Одновременно приводятся во вращение центральные колеса, что уменьшает частоту вращения сателлитов и маховиков вокруг осей O1-O1 с соответствующим уменьшением величины передаваемого вращающего момента. При этом меньшее по диаметру центральное колесо 7, установленное на внутреннем ведомом валу 9 вращается с меньшей частотой по сравнению с большим по диаметру центральным колесом 8, установленным на внешнем ведомом валу 10, что обусловлено передаточным отношением применяемых в данном случае пар колес. Когда частота вращения большего по диаметру центрального колеса 8 сравняется с частотой вращения входного вала 1, связанные с этим колесом сателлиты прекратят перекатывание по центральному колесу и вращение вокруг своей диаметральной оси O1-O1, а следовательно у них не будет изменяться момент количества движения, что приведет к прекращению передачи вращающего момента и мощности на внешний ведомый вал 10 и размыканию механизма свободного хода 15. Зубчатые колеса 11, 12, 13, 14 будут вращаться вхолостую, поскольку вращающий момент от выходного вала 2 при разомкнутом механизме свободного хода 15 по промежуточному валу не передается. Дальнейшая передача вращающего момента от инерционной муфты на выходной вал 2 будет происходить только через центральное колесо 7 меньшего диаметра внутренний ведомый вал 9 в режиме прямой передачи. Бесступенчатый характер передачи вращательного движения от входного вала 1 на выходной вал 2 обеспечивается при любом режиме работы за счет возможности вращения сателлитов и центральных колес с переменной частотой, зависящей от нагрузки на ведомых валах, а соответственно и на выходном валу. При этом независимо от режима работы обеспечивается полная балансировка всех динамических нагрузок, включая действие центробежных и гироскопических сил, относительно оси O-O и осей O1-O1 сателлитов, поскольку все одинаковые по назначению элементы передачи имеют равную массу и размеры, размещены симметрично этим осям и вращаются соответственно с равными частотами.When the
При увеличении нагрузки на выходном валу 2 или уменьшении величины передаваемого вращающего момента по входному валу 1 произойдет обратный процесс включения в работу ранее отключенных от передачи мощности сателлитов, маховиков и внешнего ведомого вала. With an increase in the load on the output shaft 2 or a decrease in the transmitted torque on the
В том случае, если в автоматической передаче применяется большее число по сравнению с описанным выше диаметральных осей 4, сателлитов 5, маховиков 6, центральных колес и ведомых валов, связанных с выходным валом при помощи общего промежуточного вала 3 и своих пар колес с разными по величине передаточными отношениями, эти пары колес при возрастании частоты вращения выходного вала будут отсоединяться от этого вала или присоединяться к нему в зависимости от режима работы при помощи своих механизмов свободного хода по указанным выше причинам в последовательности изменения их передаточных отношений. In the event that a larger number of
В том случае, когда поток мощности направлен от выходного вала 2 к входному валу 1, например, при движении транспортной машины по инерции или под уклон, и возникает необходимость торможения машины при помощи двигателя, работа двигателя прекращается. В связи с принудительным вращением выходного вала 2 за счет кинетической энергии движущейся рабочей машины и торможением при помощи неработающего двигателя входного вала 1 происходит размыкание механизма свободного хода 15 и замыкание механизма свободного хода 16, который жестко соединяет выходной вала 2 с входным валом 1 и обеспечивает передачу по ним вращающего момента от выходного вала на входной вал, что приводит к торможению рабочей машины при помощи неработающего двигателя. In the case when the power flow is directed from the output shaft 2 to the
Передача мощности при высоких показателях коэффициента полезного действия обеспечивается автоматическим изменением передаточного отношения между входным и выходным валами с соответствующим изменением передаваемого вращающего момента, а также возможностью передачи мощности при одном из режимов работы непосредственно от инерционной муфты на выходной вал без применения промежуточных зубчатых колес. Интервал автоматического регулирования передаточного отношения у передачи неограничен в связи с возможностью вращения входного вала при неподвижном выходном вале. Уменьшение габаритов и массы у передачи достигается применением в ее составе только одной инерционной муфты и пар колес по числу режимов работы, а также соосным размещением входного и выходного валов при одном промежуточном вале. Плавность в передаче вращающего момента достигается за счет равномерного изменения направления вектора момента количества движения сателлитов и маховиков при их непрерывном вращении. Следовательно, с учетом сказанного выше при описании работы, автоматическая передача в полной мере обеспечивает достижение заданного технического результата. Power transmission at high efficiency ratios is ensured by automatic change of the gear ratio between input and output shafts with a corresponding change in transmitted torque, as well as the possibility of power transfer in one of the operating modes directly from the inertial clutch to the output shaft without the use of intermediate gears. The interval of automatic adjustment of the gear ratio of the transmission is unlimited due to the possibility of rotation of the input shaft with a stationary output shaft. The reduction in dimensions and mass of the transmission is achieved by using only one inertial clutch and wheel pairs in its composition according to the number of operating modes, as well as by coaxial placement of the input and output shafts with one intermediate shaft. Smoothness in the transmission of torque is achieved by uniformly changing the direction of the vector of the momentum of the momentum of the satellites and flywheels during their continuous rotation. Therefore, taking into account the above when describing the work, automatic transmission fully ensures the achievement of a given technical result.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93032260A RU2063568C1 (en) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | Automatic infinitely variable gear box |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93032260A RU2063568C1 (en) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | Automatic infinitely variable gear box |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93032260A RU93032260A (en) | 1995-01-09 |
RU2063568C1 true RU2063568C1 (en) | 1996-07-10 |
Family
ID=20143601
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93032260A RU2063568C1 (en) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | Automatic infinitely variable gear box |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2063568C1 (en) |
-
1993
- 1993-06-18 RU RU93032260A patent/RU2063568C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1768843, кл. F 16 H 33/14, 1990. 2. Авторское свидетельство СССР N 1504423, кл. F 16 H 3/10, 1989. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2063568C1 (en) | Automatic infinitely variable gear box | |
RU2063567C1 (en) | Automatic infinitely variable gear box | |
RU2065102C1 (en) | Automatic infinitely-variable transmission | |
RU2053421C1 (en) | Inertia clutch | |
RU2063566C1 (en) | Automatic transmission | |
RU2063569C1 (en) | Automatic infinitely variable gear box | |
RU2047026C1 (en) | Automatic variator | |
RU2171929C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
RU2031267C1 (en) | Automatic variator | |
RU2185553C2 (en) | Automatic stepless mechanical transmission | |
RU2109188C1 (en) | Automatic stepless mechanical transmission | |
RU2172438C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
US4072066A (en) | Centrifugal force controlled transmission | |
RU2172877C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
RU2184894C2 (en) | Automatic mechanical infinitely variable transmission | |
RU2171932C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
RU2068134C1 (en) | Reverse automatic inertia variator | |
RU2058502C1 (en) | Inertia clutch | |
RU2163317C2 (en) | Automatic stepless mechanical gearing | |
RU2174202C2 (en) | Automatic stepless gearing | |
RU2174203C2 (en) | Automatic stepless gearing | |
RU2174204C2 (en) | Automatic stepless gearing | |
RU2047027C1 (en) | Automatic transmission | |
RU2171931C2 (en) | Sutomatic infinitely variabe mechanical transmission | |
RU2172878C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission |