RU2109188C1 - Automatic stepless mechanical transmission - Google Patents
Automatic stepless mechanical transmission Download PDFInfo
- Publication number
- RU2109188C1 RU2109188C1 RU97101237/28A RU97101237A RU2109188C1 RU 2109188 C1 RU2109188 C1 RU 2109188C1 RU 97101237/28 A RU97101237/28 A RU 97101237/28A RU 97101237 A RU97101237 A RU 97101237A RU 2109188 C1 RU2109188 C1 RU 2109188C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- inertial
- differential
- brake device
- satellites
- Prior art date
Links
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 title claims description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 35
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 9
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 5
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000010754 BS 2869 Class F Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009699 differential effect Effects 0.000 description 1
- 230000009365 direct transmission Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Structure Of Transmissions (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 инерционная муфта, содержащая ведущую полумуфту и ведомую полумуфту в виде ведущего и ведомого центральных конических колес, установленных соответственно на ведущем и ведомом валах, сателлиты с инерционными грузами, выполненными в виде конических зубчатых колес, установленных с возможностью свободного вращения на оси, перпендикулярной оси муфты и находящихся в зацеплении с ведущим и ведомым центральными зубчатыми колесами, ось сателлитов установлена с возможностью свободного вращения относительно осей центральных зубчатых колес, а инерционные грузы выполнены в виде соосных сателлитам маховиков (см. авт. св. СССР N 1821584, кл. F 16 D 43/20, 1992 г.). An inertial clutch is known comprising a leading coupling half and a driven coupling half in the form of a driving and driven central bevel gears mounted respectively on the driving and driven shafts, inertia gear weights made in the form of bevel gears mounted for free rotation on an axis perpendicular to the coupling axis and meshed with the driving and driven central gears, the axis of the satellites is installed with the possibility of free rotation relative to the axes of the central gears wheels, and inertial loads are made in the form of coaxial flywheel satellites (see ed. St. USSR N 1821584, class F 16 D 43/20, 1992).
Наиболее близким по совокупности признаков техническим решением к заявленной передаче является инерционная автоматическая бесступенчатая передача, содержащая соосные входной и выходной валы, инерционное тормозное устройство, состоящее из ведущего и опорного элементов, механически взаимодействующих при помощи включенных в состав инерционного тормозного устройства инерционных грузов, которые установлены при помощи водила на валу инерционного тормозного устройства с возможностью вращения вместе с этим валом, дифференциал, один из концевых валов которого связан с инерционным тормозным устройством, два других - с входным и выходным валами (см. заявка РФ N 94011268, МПК F 16 H 33/10, F 16 H 3/74, 1995 г.)
Недостатками этой инерционной автоматической бесступенчатой передачи является то, что она имеет ограниченный диапазон трансформирования частоты вращения выходного вала в сторону ее увеличения по сравнению с частотой вращения входного вала, резкое уменьшение величины передаваемого вращающегося момента при увеличении частоты вращения выходного вала, что в совокупности не обеспечивает возможности наиболее рационального использования мощности применяемого двигателя и работы данной передачи с высокими показателями КПД и, в конечном итоге, не позволяет уменьшить вредное экологическое воздействие на окружающую среду применяемых двигателей внутреннего сгорания.The closest set of features to the technical solution to the claimed transmission is an inertial automatic continuously variable transmission containing coaxial input and output shafts, an inertial brake device consisting of a leading and supporting elements mechanically interacting with the inertial loads included in the inertial brake device, which are installed at help drove on the shaft of the inertial brake device with the possibility of rotation together with this shaft, differential, one of the gloss shaft which is connected to the inertial braking device, the other two - the input and output shafts (see RF application N 94011268, IPC F 16 H 33/10, F 16 H 3/74, 1995 g.).
The disadvantages of this inertial automatic continuously variable transmission is that it has a limited range of transformation of the output shaft rotation speed in the direction of its increase compared to the input shaft rotation speed, a sharp decrease in the transmitted torque with an increase in the output shaft speed, which together does not allow the most rational use of the power of the engine used and the operation of this gear with high efficiency and, ultimately, In addition, it does not allow to reduce the harmful environmental impact on the environment of the internal combustion engines used.
Предлагаемое изобретение обеспечивает достижение технического результата, который заключается в расширении диапазона автоматического и бесступенчатого регулирования частоты вращения выходного вала и передаваемого им вращательного момента по сравнению с входным валом в зависимости от нагрузки, повышении КПД при передачи мощности от двигателя на рабочие органы и связанным с этим уменьшением вредного экологического воздействия на окружающую среду применяемых двигателей, управляемом реверсировании вращения выходного вала, а также в возможности торможения рабочей машины при помощи двигателя. The present invention ensures the achievement of a technical result, which consists in expanding the range of automatic and stepless speed control of the output shaft and the transmitted torque compared to the input shaft depending on the load, increasing the efficiency when transmitting power from the engine to the working bodies and the associated reduction harmful environmental effects on the environment of the engines used, controlled reverse rotation of the output shaft, as well as the possibility of braking the working machine using the engine.
Указанный технический результат достигается тем, что в автоматической бесступенчатой механической передаче, содержащей соосные входной и выходной валы, инерционное тормозное устройство, состоящее из ведущего и опорного элементов, механически взаимодействующих при помощи включенных в состав инерционного тормозного устройства инерционных грузов, которые установлены при помощи водила на валу инерционного тормозного устройства с возможностью вращения вместе с этим валом, дифференциал, один из концевых валов которого связан с инерционным тормозным устройством, два других - с входным и выходным валами, согласно изобретению водило дифференциала закреплено на входном валу и выполнено в виде радиальных осей, на этих осях установлены с возможностью вращения сателлиты, которые входят в зацепление с размещенными по разные стороны от осей сателлитов водила центральными колесами дифференциала, одно из которых закреплено на полом валу инерционного тормозного устройства, а второе центральное колесо закреплено на выходном валу, полый вал инерционного тормозного устройства установлен коаксиально с входным валом, а опорный элемент инерционного тормозного устройства неподвижно закреплен в корпусе и взаимодействует с инерционными грузами при их вращении относительно оси передачи. The specified technical result is achieved by the fact that in an automatic continuously variable mechanical transmission containing coaxial input and output shafts, an inertial braking device consisting of a leading and supporting elements mechanically interacting with the help of inertial loads included in the inertia braking device, which are mounted with a carrier on the shaft of the inertial brake device with the possibility of rotation together with this shaft, a differential, one of the end shafts of which is connected with the inertia brake device, the other two with input and output shafts, according to the invention, the differential carrier is mounted on the input shaft and made in the form of radial axes, on these axes are mounted rotatable satellites, which engage with the satellites placed on opposite sides from the axes of the carrier differential central wheels, one of which is fixed on the hollow shaft of the inertial brake device, and the second central wheel is fixed on the output shaft, the hollow shaft of the inertial brake device Credited coaxially with the input shaft, and a supporting member of the inertial braking device is fixedly mounted in the housing and interacts with the inertial loads as they rotate relative to the gear axis.
Инерционное тормозное устройство выполнено в виде инерционной муфты, содержащей ведущий и ведомый элементы, из которых ведомый элемент жестко закреплен в корпусе и является опорным элементов инерционного тормозного устройства, и водило с размещенными на нем инерционными грузами, при помощи которых ведущий и опорный элементы находятся во взаимодействии между собой. The inertial braking device is made in the form of an inertial clutch containing the leading and driven elements, of which the driven element is rigidly fixed in the housing and is the supporting elements of the inertial brake device, and the carrier with the inertial loads placed on it, by which the leading and supporting elements are in interaction between themselves.
Инерционное тормозное устройство выполнено в виде являющегося ведущим элементом водила с радиальными осями, на которых с возможностью вращения установлены инерционные грузы в виде маховиков, жестко соединенных с соосными им сателлитами, выполненными в виде зубчатых конических колес, и являющегося опорным элементом центрального зубчатого конического колеса, жестко закрепленного в корпусе и находящегося в зацеплении с сателлитами, при этом маховики и сателлиты имеют возможность одновременного вращения относительно двух перпендикулярных осей - оси передачи вместе с водилом и вокруг своих осей, установленных на этом водиле, с соответствующим постоянным изменением направления векторов моментов количества движения маховиков относительно оси передачи. The inertial braking device is made in the form of a carrier carrier with radial axles, on which inertial loads in the form of flywheels, rigidly connected to their coaxial satellites made in the form of bevel gears, and which is a supporting element of the central bevel gear, are rigidly mounted fixed in the housing and meshed with satellites, while the flywheels and satellites have the ability to simultaneously rotate relative to two perpendiculars axes of - transmission axis together with the carrier and around their axes installed on this cage, with a corresponding permanent change of direction vectors of moments of flywheel motion with respect to the transmission axis.
Каждый из сателлитов дифференциала выполнен в виде жестко соосно соединенных между собой в единый блок двух зубчатых конических колес, одно из которых находится в зацеплении с первым центральным колесом дифференциала, закрепленном на полом валу инерционного тормозного устройства, а второе - входит в зацепление со вторым центральным колесом дифференциала, закрепленным на выходном валу, при этом передаточные отношения этих пар зацепляющихся колес имеют разную величину. Each of the differential satellites is made in the form of two bevel gears rigidly coaxially connected to each other, one of which is meshed with the first central differential wheel mounted on the hollow shaft of the inertial brake device, and the second is engaged with the second central wheel differential mounted on the output shaft, while the gear ratios of these pairs of engaging wheels have different values.
Каждый из сателлитов дифференциала выполнен в виде одного зубчатого колеса и находится в зацеплении одновременно с обоими центральными колесами дифференциала, размещенными по разные стороны от осей сателлитов. Each of the differential gears is made in the form of one gear wheel and is engaged simultaneously with both central differential gears, located on different sides from the axles of the gears.
Входной и выходной валы связаны механизмом свободного хода, ведущая обойма которого установлена на выходном валу, а ведомая - на входном валу. The input and output shafts are connected by a freewheeling mechanism, the leading clip of which is mounted on the output shaft, and the driven one on the input shaft.
Автоматическая бесступенчатая механическая передача дополнительно снабжена главным выходным валом, который связан с выходным валом при помощи реверсивного механизма вращения, который содержит внешний по отношению к выходному валу коаксиальный вал, и эти валы связаны тремя зубчатыми колесами, одно из которых установлено на выходном валу, другое колесо - на коаксиальном валу, а третье колесо является промежуточным, ось которого связана с корпусом с возможностью свободного вращения, на выходном и коаксиальном валах установлены параллельные ведущие элементы фрикционного сцепления, между которыми размещен с зазорами выходной фрикционный элемент сцепления, установленный на главном выходном валу с возможностью управляемого перемещения в осевом направлении и сцепления при этом с одним из ведущих элементов фрикционного сцепления. The automatic stepless mechanical transmission is additionally equipped with a main output shaft, which is connected to the output shaft by a reversible rotation mechanism, which contains a coaxial shaft external to the output shaft, and these shafts are connected by three gear wheels, one of which is mounted on the output shaft, the other wheel - on the coaxial shaft, and the third wheel is intermediate, the axis of which is connected with the housing with the possibility of free rotation, parallel to the output and coaxial shafts leading clutch friction elements, between which the friction clutch output element is mounted with gaps, mounted on the main output shaft with the possibility of controlled axial movement and clutch with one of the friction clutch leading elements.
Указанные существенные признаки, характеризующие изобретение, обеспечивают достижение заданного технического результата за счет соответствующей связи трех концевых валов дифференциала с другими элементами передачи и применения сателлитов дифференциала в виде жестко соосно соединенных между собой в единый блок двух зубчатых конических колес, обеспечивающих возможность значительного расширения диапазона передаточного отношения между входным и выходным валами. Существенным достоинством передачи является обеспечение автоматического бесступенчатого трансформирования в широком диапазоне передаваемого вращающего момента в зависимости от нагрузки на выходном валу, создание максимального по величине не вращающего момента на неподвижном (заторможенном нагрузкой или при начале движения) выходном валу, возможность автоматического торможения рабочей машины при помощи выключенного двигателя (например, при движении машины под уклон), возможность запуска двигателя с применением буксировки машины, а также осуществление управляемого реверсивного вращения выходного вала. These essential features characterizing the invention ensure the achievement of a given technical result due to the corresponding connection of the three end shafts of the differential with other transmission elements and the use of differential gears in the form of two bevel gears rigidly coaxially connected to each other, allowing a significant expansion of the gear ratio range between input and output shafts. A significant advantage of the transmission is the provision of automatic stepless transformation in a wide range of transmitted torque depending on the load on the output shaft, the creation of the maximum non-torque on a stationary (braked load or when starting to move) output shaft, and the possibility of automatic braking of the working machine by means of engine (for example, when the machine is moving downhill), the ability to start the engine using towing a machine, implementation also managed reverse rotation of the output shaft.
На чертеже дан общий вид автоматической бесступенчатой механической передачи с показом всех ее элементов и отличительных признаков, характеризующих изобретение. The drawing shows a General view of an automatic continuously variable mechanical transmission with a display of all its elements and distinguishing features that characterize the invention.
Автоматическая бесступенчатая механическая передача содержит корпус 1, соосные входной 2 и выходной 3 валы, инерционное тормозное устройство и дифференциал, один из концевых валов которого связан с инерционным тормозным устройством, а два других - с входным 2 и выходным 3 валами. Согласно изобретению водило 4 дифференциала закреплено на входном валу 2 и выполнено в виде радиальных осей, на которых установлены с возможностью вращения сателлиты дифференциала, каждый из которых выполнен в виде жестко соосно соединенных между собой в единый блок двух зубчатых конических колес - внутреннего колеса 5 и внешнего колеса 6 относительно оси О-О передачи. An automatic stepless mechanical transmission comprises a housing 1, coaxial input 2 and output 3 shafts, an inertial braking device and a differential, one of the end shafts of which is connected to an inertial braking device, and the other two to the input 2 and output 3 shafts. According to the invention, the differential carrier 4 is mounted on the input shaft 2 and is made in the form of radial axes, on which the differential gears are mounted for rotation, each of which is made in the form of two bevel gears rigidly coaxially connected to each other - an inner wheel 5 and an external wheels 6 relative to the axis O-O transmission.
Каждое в отдельности из этих колес входит в зацепление с размещенными по разные стороны от осей сателлитов водила 4 центральными колесами дифференциала, одно из которых - первое центральное колесо 7 закреплено на полом валу 8 инерционного тормозного устройства, а второе центральное колесо 9 закреплено на выходном валу 3. Полый вал 8 инерционного тормозного устройства установлен коаксиально с входным валом 2 и на нем закреплено являющееся ведущим элементом водило 10 инерционного тормозного устройства с радиальными осями, на которых с возможностью вращения установлены сателлиты 11, выполненные в виде зубчатых конических колес, жестко соединенных с соосными им инерционными грузами в виде маховиков 12. Сателлиты 11 находятся в зацеплении с являющимся опорным элементом инерционного тормозного устройства центральным зубчатым коническим колесом 13, жестко неподвижно закрепленным в корпусе 1 и взаимодействующим и инерционными грузами в виде маховиков 12 при их вращении относительно оси О-О передачи. При этом сателлиты 11 и маховики 12 имеют возможность одновременного вращения относительно двух перпендикулярных осей - оси передачи О-О вместе с водилом 10 и вокруг установленных на этом водиле своих осей О1-О1, с соответствующим постоянным изменением направления векторов моментов количества движения маховиков и сателлитов относительно оси передачи О-О.Each of these wheels individually engages with 4 central differential wheels placed on opposite sides of the axles of the satellite of the carrier, one of which is the first central wheel 7 mounted on the hollow shaft 8 of the inertial brake device, and the second central wheel 9 mounted on the output shaft 3 The hollow shaft 8 of the inertial brake device is mounted coaxially with the input shaft 2 and a carrier element 10 of the inertial brake device with radial axes, on which With the rotation axis, satellites 11 are made in the form of bevel gears rigidly connected to inertial loads coaxial with it in the form of flywheels 12. The satellites 11 are engaged with the central gear bevel gear 13 that is supporting element of the inertial braking device and is rigidly fixedly mounted in the housing 1 and interacting and inertial loads in the form of flywheels 12 during their rotation relative to the axis O-O transmission. In this case, the satellites 11 and the flywheel 12 have the possibility of simultaneous rotation relative to two perpendicular axes - the O-O transmission axis together with the carrier 10 and around its O 1 -O 1 axes mounted on this carrier, with a corresponding constant change in the direction of the angular momentum vectors of the flywheel satellites relative to the axis of transmission O-O.
Исходя из сказанного выше, инерционное тормозное устройство состоит из ведущего и опорного элементов, механически взаимодействующих при помощи включенных в состав инерционного тормозного устройства инерционных грузов 12, которые установлены при помощи водила 10 на валу 8 инерционного тормозного устройства с возможностью вращения вместе с этим валом. При этом, согласно изобретению, инерционное тормозное устройство выполнено в виде одной из известных инерционных муфт, содержащей ведущий и ведомый элементы, из которых ведомый элемент в виде центрального колеса 13 жестко закреплен в корпусе 1 и является опорным элементом инерционного тормозного устройства, а водило 10 с размещенными на нем инерционными грузами в виде маховиков 12 осуществляет взаимодействие между собой ведущего и опорного элементов передачи. Based on the foregoing, the inertial braking device consists of a leading and supporting elements, mechanically interacting with the inertial weights 12 included in the inertial braking device, which are mounted with a carrier 10 on the shaft 8 of the inertial braking device with the possibility of rotation together with this shaft. Moreover, according to the invention, the inertial braking device is made in the form of one of the known inertial couplings containing the driving and driven elements, of which the driven element in the form of a central wheel 13 is rigidly fixed in the housing 1 and is a supporting element of the inertial brake device, and drove 10 placed on it inertial loads in the form of flywheels 12 interacts with each other leading and supporting transmission elements.
Сателлиты дифференциала могут иметь разное устройство, что определяет возможные интервалы трансформирования передаваемого вращающего момента и частоты вращения. В данном случае сателлиты дифференциала выполнены в виде жестко соосно соединенных между собой в единый блок зубчатых конических колес 5 и 6, одно из которых 5 находится в зацеплении с первым центральным колесом дифференциала 7, закрепленном на полом валу 8 инерционного тормозного устройства, а второе колесо 6 входит в зацепление с вторым центральным колесом 9 дифференциала, закрепленным на выходном валу 3. При этом указанные пары зацепляющихся колес имеют разные по величине передаточные отношения. Differential satellites can have a different device, which determines the possible intervals for the transformation of transmitted torque and speed. In this case, the differential satellites are made in the form of bevel gears 5 and 6, rigidly coaxially connected to each other in a single block, one of which 5 is engaged with the first central differential wheel 7, mounted on the hollow shaft 8 of the inertial brake device, and the second wheel 6 engages with the second Central differential wheel 9 mounted on the output shaft 3. Moreover, these pairs of engaging wheels have different gear ratios.
Каждый из сателлитов дифференциала может быть также выполнен в виде одного зубчатого колеса, находящегося в зацеплении одновременно с обоими центральными колесами дифференциала 7 и 9, размещенными по разные стороны от осей 4 сателлитов. При этом упрощается устройство передачи, но одновременно уменьшается интервал трансформирования передаваемого вращающего момента и частоты вращения. Each of the differential gears can also be made in the form of a single gear wheel meshing simultaneously with both central differential gears 7 and 9, located on opposite sides of the axles 4 of the satellites. In this case, the transmission device is simplified, but at the same time, the transformation interval of the transmitted torque and speed is reduced.
Входной 2 и выходной 3 валы связаны механизмом свободного хода 14, ведущая обойма которого установлена на выходном валу 3, а ведомая - на входном валу 2. Input 2 and output 3 shafts are connected by a freewheeling mechanism 14, the leading clip of which is installed on the output shaft 3, and the driven one on the input shaft 2.
Автоматическая бесступенчатая механическая передача дополнительно снабжена главным выходным валом 15, который связан с выходным валом 3 при помощи реверсивного механизма вращения, который содержит внешний по отношению к выходному валу 3 коаксиальный вал 16, и эти валы связаны тремя зубчатыми колесами 17, 18, 19, одно из которых 17 установлено на выходном валу 3, другое колесо 18 - на коаксиальном валу 16, а третье колесо 19 является промежуточным, ось которого связана с корпусом с возможностью свободного вращения, на выходном и коаксиальном валах установлены параллельные ведущие элементы 20 фрикционного сцепления, между которыми размещен с зазорами выходной фрикционный элемент 21 сцепления, установленный на главном выходном валу 15 с возможностью управляемого перемещения в осевом направлении и сцепления при этом с одним из ведущих элементов 20 фрикционного сцепления. The automatic stepless mechanical transmission is additionally equipped with a main output shaft 15, which is connected to the output shaft 3 by means of a reversible rotation mechanism, which contains a coaxial shaft 16 external to the output shaft 3, and these shafts are connected by three gear wheels 17, 18, 19, one of which 17 is mounted on the output shaft 3, another wheel 18 is on the coaxial shaft 16, and the third wheel 19 is intermediate, the axis of which is freely rotatable to the housing on the output and coaxial shafts Parallel driving friction clutch members 20 have been installed, between which the friction clutch output element 21 is mounted with gaps, mounted on the main output shaft 15 with the possibility of controlled axial movement and coupling with one of the friction clutch leading elements 20.
Автоматическая бесступенчатая механическая передача работает следующим образом. Automatic stepless mechanical transmission operates as follows.
При вращении входного вала 2 вместе с установленным на нем водилом 4 дифференциала и неподвижном выходном вале 3 и установленном на нем втором центральном колесе 9 дифференциала в связи с приложенной к нему нагрузкой или началом вращения из неподвижного положения, каждое внешнее колесо 6 блока сателлитов дифференциала, находящегося в зацеплении с указанным неподвижным центральным колесом 9, обкатывается по этому колесу и вращается относительно своей оси 4. При этом внутреннее колесо 5 блока сателлитов приводит во вращение связанное с ним первое центральное колесо 7 дифференциала и жестко связанный с ним вал 8 и водило инерционного тормозного устройства. Исходя из свойства дифференциала, при неподвижном втором центральном колесе 9, первое инерционное колесо 7 и связанные с ним элементы инерционного тормозного устройства вращаются с максимальной частотой, превышающей частоту вращения входного вала 2 с учетом передаточных отношений между колесами 5, 6 блока сателлитов и соответствующими центральными колесами 7, 9 дифференциала. При вращении водила инерционного тормозного устройства размещенные на его осях 10 сателлиты 11 обкатываются по закрепленному в корпусе 1 неподвижному центральному опорному колесу 13 и вовлекают во вращение жестко связанные с ними маховики 12 инерционных грузов. При этом сателлиты 11 и маховики 12 совершают вращение одновременно вокруг двух осей - оси передачи О-О и осей О1-О1 сателлитов, что равнозначно вращению их относительно точки О1 пересечения этих осей.When the input shaft 2 is rotated together with the differential carrier 4 mounted on it and the stationary output shaft 3 and the second central differential wheel 9 mounted on it in connection with the load applied to it or the start of rotation from the stationary position, each outer wheel 6 of the differential satellite block located in engagement with the fixed stationary central wheel 9, it is rolled around on this wheel and rotates about its axis 4. In this case, the inner wheel 5 of the satellite block drives the associated rvoe central differential wheel 7 and is rigidly associated therewith and the carrier shaft 8 of the inertial braking device. Based on the differential property, when the second central wheel 9 is stationary, the first inertial wheel 7 and the associated elements of the inertial braking device rotate with a maximum frequency exceeding the input shaft 2 speed taking into account the gear ratios between the wheels 5, 6 of the satellite block and the corresponding central wheels 7, 9 differential. When the carrier of the inertial braking device rotates, the satellites 11 located on its axles 10 run around the fixed central support wheel 13 fixed in the housing 1 and engage the inertial loads 12, which are rigidly connected with them, into the rotation. In this case, the satellites 11 and the flywheel 12 rotate simultaneously around two axes - the transmission axis O-O and the axes O 1 -O 1 of the satellites, which is equivalent to rotating them relative to the point O 1 of the intersection of these axes.
Известно, что вращающееся тело имеет определенный момент количества движения, который проявляется с соблюдением фундаментального (всеобщего) физического закона сохранения, согласно которому момент количества движения может быть изменен только под действием внешних сил. Известно также, что момент количества движения при вращении тела относительно точки является векторной величиной и направление вектора совпадает с направлением оси вращения непосредственно тела, в данном случае с направлением оси О1-О1 сателлитов. Но поскольку ось О1-О1 сателлитов совершает вращение вокруг оси О-О передачи, направление вектора момента количества движения сателлитов 11 и маховиков 12 постоянно изменяется.It is known that a rotating body has a certain moment of momentum, which manifests itself in compliance with the fundamental (universal) physical conservation law, according to which the moment of momentum can only be changed under the influence of external forces. It is also known that the moment of momentum during rotation of the body relative to the point is a vector quantity and the direction of the vector coincides with the direction of the axis of rotation of the body itself, in this case, with the direction of the axis O 1 -O 1 of the satellites. But since the axis O 1 -O 1 of the satellites rotates around the axis of O-O transmission, the direction of the angular momentum vector of the satellites 11 and flywheels 12 is constantly changing.
Известно, что действия над векторами являются отражением соответствующих действий над векторными величинами, а векторные величины являются равными, если совпадают их числовые значения и направления. Исходя из этого, при указанном выше вращении сателлитов и маховиков относительно двух осей одновременно их моменты количества движения принудительно изменяются под воздействием в конечном итоге от вращающего момента, передаваемого входным валом 2, и момента сопротивления, приложенного к выходному валу 3. Проявление при этом закона сохранения противодействует вращению водила инерционного тормозного устройства 10 вокруг оси О-О передачи, которое стремится сохранить свое стабильное положение. В связи с этим водило и его радиальные оси 10 играют роль опоры для передачи вращения и вращающего момента при помощи сателлитов 5, 6 дифференциала и первого центрального колеса 7 на второе центральное колесо 9 дифференциала и далее - на выходной вал 3. При этом внешней опорой для торможения водила 10 инерционного тормозного устройства и обеспечения при этом передачи и преобразования вращающего момента является корпус 1 передачи, в котором закреплено опорное колесо 13, обеспечивающее вращение сателлитов 11 инерционного тормозного устройства с маховиком 12 вокруг осей О1-О1 водила 10 при одновременном вращении самого водила вместе с маховиками и сателлитами вокруг оси О-О передачи. В зависимости от передаточных отношений применяемых пар колес 5, 7 и 6, 9, входящих соответственно в состав блока сателлитов и относящихся к центральным колесам дифференциала, на выходной вал 3 передается вращающий момент, величина которого может быть больше, чем на входном валу 2. Под действием передаваемого вращающего момента выходной вал 3 приводится во вращение.It is known that actions on vectors are a reflection of the corresponding actions on vector quantities, and vector quantities are equal if their numerical values and directions coincide. Based on this, with the above rotation of the satellites and flywheels relative to two axes at the same time, their angular momenta are forced to change under the influence ultimately from the torque transmitted by the input shaft 2 and the moment of resistance applied to the output shaft 3. The manifestation of the conservation law counteracts the rotation of the carrier of the inertial brake device 10 around the axis O-O transmission, which seeks to maintain its stable position. In this regard, the carrier and its radial axes 10 play the role of a support for transmitting rotation and torque using the satellites 5, 6 of the differential and the first central wheel 7 to the second central differential wheel 9 and then to the output shaft 3. In this case, the external support for braking the carrier 10 of the inertial braking device and ensuring the transmission and conversion of torque is the gear housing 1, in which the support wheel 13 is fixed, providing rotation of the satellites 11 of the inertial brake device with m the flywheel 12 around the O 1 -O 1 axes drove 10 with the simultaneous rotation of the carrier itself, together with the flywheels and satellites around the O-O axis of transmission. Depending on the gear ratios of the used pairs of wheels 5, 7 and 6, 9, which are included respectively in the block of satellites and related to the central wheels of the differential, a torque is transmitted to the output shaft 3, the value of which can be greater than that on the input shaft 2. Under the action of the transmitted torque, the output shaft 3 is driven into rotation.
Возможность автоматического трансформирования передаваемого вращающего момента в зависимости от нагрузки на выходном валу 3 определяется моментом торможения водила 10 инерционного тормозного устройства (как опоры для первого центрального колеса 7 дифференциала при передаче момента от входного вала 2 через дифференциал на выходной вал 3) при вращении этого водила относительно оси передачи О-О, и величина указанного момента торможения зависит от совокупной массы сателлитов 11 и маховиков 12 и частоты их вращения одновременно вокруг оси О1 -О1 водила 10 инерционного тормозного устройства и оси О-О передачи. В свою очередь частота этих вращений находится в обратной зависимости от частоты вращения второго центрального колеса 9 дифференциала. Отсюда следует вывод, что величина передаваемого вращающего момента зависит от величины разности в частотах вращения входного 2 и выходного валов и соответственно от величины разности вращения первого 7 и второго 9 центральных колес дифференциала.The ability to automatically transform the transmitted torque depending on the load on the output shaft 3 is determined by the braking moment of the carrier 10 of the inertial brake device (as supports for the first central wheel 7 of the differential when transmitting torque from the input shaft 2 through the differential to the output shaft 3) when this carrier is rotated relative to the transmission axis O-O, and the magnitude of the indicated braking torque depends on the total mass of the satellites 11 and the flywheels 12 and the frequency of their rotation simultaneously around the axis O 1 - About 1 drove 10 inertial brake device and axis O-O transmission. In turn, the frequency of these rotations is inversely related to the frequency of rotation of the second central differential wheel 9. It follows that the magnitude of the transmitted torque depends on the magnitude of the difference in the rotational frequencies of the input 2 and output shafts and, accordingly, on the magnitude of the difference in rotation of the first 7 and second 9 central differential wheels.
Максимальная величина передаваемого вращающего момента будет при неподвижном (заторможенном нагрузкой) выходном вале, поскольку при этом первое центральное колесо 7 дифференциала и водило инерционного тормозного устройства вращаются вокруг оси О-О передачи, а сателлиты 11 и маховики 12 инерционного тормозного устройства - вокруг осей О1-О1водила 10, а в совокупности - относительно центральной точки О1 пересечения этих осей, с наибольшей частотой, что обеспечивает наиболее интенсивное и максимальное по величине изменение их моментов количества движения.The maximum transmitted torque will be at a stationary (braked by load) output shaft, since the first central differential wheel 7 and the carrier of the inertial brake device rotate around the O-O axis of the transmission, and the satellites 11 and the flywheel 12 of the inertial brake device rotate around the O 1 axes 1 -O carrier 10 and in conjunction - with respect to the central point O 1 of intersection of these axes, with the highest frequency that provides the most intensive and the maximum magnitude of change in their moments coli ETS movement.
При отсутствии нагрузки на выходном валу 3 вращающий момент на него не передается. При вращении входного вала 2 это возможно только при неподвижном водиле 10 инерционного тормозного устройства, когда сателлиты 11 и маховики 12 не вращаются и не создают момента торможения для центрального колеса 7 дифференциала. При этом, исходя из свойства дифференциала, не передается момент и на второе центральное колесо 9 дифференциала и на выходной вал 3, который при отсутствии нагрузки вращается с максимальной частотой, зависящей от частоты вращения входного вала 2 и передаточных отношений пар соответствующих колес 5, 7 и 6, 9, входящих в состав дифференциала. In the absence of load on the output shaft 3, the torque is not transmitted to it. When the input shaft 2 rotates, this is possible only with the stationary carrier 10 of the inertial braking device, when the satellites 11 and the flywheels 12 do not rotate and do not create a braking torque for the central differential wheel 7. Moreover, based on the properties of the differential, the moment is not transmitted to the second central wheel 9 of the differential and to the output shaft 3, which rotates at maximum speed depending on the speed of the input shaft 2 and the gear ratios of the pairs of corresponding wheels 5, 7 and 6, 9 included in the differential.
Следовательно, данная автоматическая передача обеспечивает бесступенчатое изменение передаваемого на выходной вал 3 вращающего момента, а также частоты его вращения. При этом максимальный по величине вращающий момент передается на выходной вал, остановленный приложенной к нему нагрузкой. Величина этого момента зависит помимо указанных выше условий также и от передаточных отношений пар колес 5, 7 и 6, 9 и может быть выше вращающего момента, передаваемого входным валом 2. Частным случаем работы является прямая передача, когда входной 2 и выходной 3 валы вращаются с одинаковой частотой при равенстве вращающих моментов на них, что обеспечивается соответствующим по величине тормозным моментом, передаваемым на первое центральное колесо 7 дифференциала от инерционного тормозного устройства. Therefore, this automatic transmission provides a stepless change in the torque transmitted to the output shaft 3, as well as its rotational speed. In this case, the maximum torque is transmitted to the output shaft, stopped by the load applied to it. The magnitude of this moment depends, in addition to the above conditions, also on the gear ratios of the pairs of wheels 5, 7 and 6, 9 and may be higher than the torque transmitted by the input shaft 2. A special case of operation is direct transmission, when the input 2 and output 3 shafts rotate with the same frequency with equal torques on them, which is ensured by the corresponding largest braking torque transmitted to the first central wheel 7 of the differential from the inertial brake device.
При необходимости передачи вращающего момента и вращения от выходного вала 3 на входной вал 2 с целью торможения рабочей машины работа двигателя прекращается. При этом под воздействием вращающего момента, передаваемого от выходного вала на входной вал, происходит замыкание механизма свободного хода 14, который обеспечивает передачу потока мощности от выходного вала на входной вал и далее - на двигатель, принудительное вращение вала которого приводит к торможению рабочей машины. Таким же образом обеспечивается запуск двигателя с применением буксировки рабочей машины, что может иметь место в зимнее время, при разряженных аккумуляторах, неисправном стартере и др. If necessary, the transmission of torque and rotation from the output shaft 3 to the input shaft 2 in order to brake the working machine, the engine stops. In this case, under the influence of the torque transmitted from the output shaft to the input shaft, the freewheel mechanism 14 closes, which ensures the transmission of power flow from the output shaft to the input shaft and then to the engine, the forced rotation of the shaft of which leads to braking of the working machine. In the same way, the engine is started using towing a working machine, which can take place in the winter, with discharged batteries, a faulty starter, etc.
Реверсирование вращения выходного вала 3 и изменение направления передаваемого им вращающего момента осуществляется путем перемещения выходного элемента 21 реверсивного механизма вращения в осевом направлении и фрикционного сцепления его с одним из ведущих элементов 20, которые постоянно вращаются в противоположных направлениях благодаря применению трех зубчатых колес 17, 18, 19, связывающих выходной вал 3 с коаксиальным валом 16. При этом автоматическое регулирование вращения главного выходного вала 15 происходит при вращении его в обоих направлениях. Reversing the rotation of the output shaft 3 and changing the direction of the transmitted torque is carried out by moving the output element 21 of the reverse rotation mechanism in the axial direction and frictionally engaging it with one of the driving elements 20, which constantly rotate in opposite directions due to the use of three gears 17, 18, 19, connecting the output shaft 3 with the coaxial shaft 16. In this case, the automatic control of the rotation of the main output shaft 15 occurs when it rotates in both directions.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97101237/28A RU2109188C1 (en) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | Automatic stepless mechanical transmission |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97101237/28A RU2109188C1 (en) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | Automatic stepless mechanical transmission |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU97101237A RU97101237A (en) | 1997-11-20 |
| RU2109188C1 true RU2109188C1 (en) | 1998-04-20 |
Family
ID=20189381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97101237/28A RU2109188C1 (en) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | Automatic stepless mechanical transmission |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2109188C1 (en) |
-
1997
- 1997-01-24 RU RU97101237/28A patent/RU2109188C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2109188C1 (en) | Automatic stepless mechanical transmission | |
| RU2163317C2 (en) | Automatic stepless mechanical gearing | |
| RU2171929C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2172438C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2053421C1 (en) | Inertia clutch | |
| RU2063568C1 (en) | Automatic infinitely variable gear box | |
| RU2171928C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| US4072066A (en) | Centrifugal force controlled transmission | |
| RU2185553C2 (en) | Automatic stepless mechanical transmission | |
| RU2184894C2 (en) | Automatic mechanical infinitely variable transmission | |
| RU2058502C1 (en) | Inertia clutch | |
| RU2171932C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2063569C1 (en) | Automatic infinitely variable gear box | |
| RU2174204C2 (en) | Automatic stepless gearing | |
| RU2172877C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2172878C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2174203C2 (en) | Automatic stepless gearing | |
| RU2063566C1 (en) | Automatic transmission | |
| RU2174202C2 (en) | Automatic stepless gearing | |
| RU2174200C2 (en) | Automatic stepless gearing | |
| RU2277657C1 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2063567C1 (en) | Automatic infinitely variable gear box | |
| RU2171927C2 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2277653C1 (en) | Automatic infinitely variable mechanical transmission | |
| RU2031267C1 (en) | Automatic variator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20020125 |