RU2174202C2

RU2174202C2 - Automatic stepless gearing

Info

Publication number: RU2174202C2
Application number: RU2000123217/28A
Authority: RU
Inventors: Б.Ф. Кочетков
Original assignee: Кочетков Борис Федорович
Priority date: 2000-09-11
Filing date: 2000-09-11
Publication date: 2001-09-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: gearing contains housing 1, driving 2 and driven 3 shafts, carrier 6 with radial axles 7 whereon basic and additional 10 intermediate wheels are placed. The basic intermediate wheels consist of coaxially interconnected internal 8 and external 9 angular wheels engaged with driving wheel 4 mounted on the driving shaft and driven wheel 5 mounted on the driven shaft. The additional intermediate wheels engage central supporting wheel 11 mounted at the end of hollow countershaft 12 placed coaxially to the driving shaft. The countershaft is connected to the driven shaft by means of three driving wheels engaged in series. Driving wheel 13 is mounted on the driving shaft, driving wheel 14 is mounted on the countershaft, and driving wheel 15 is mounted on the supporting axle 16 and is an intermediate one between the first and second wheels. The supporting axle is placed outside of the 0-0 axis of the gearing . The carrier is mounted on the driven shaft for independent rotation. EFFECT: expanded range of automatic stepless control of the power value of train between the driving and driven shafts in dependence on the load of the driven shaft. 10 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортном машиностроении, в частности в автомобилестроении, и станкостроении. The invention relates to mechanical engineering and can be used in transport engineering, in particular in the automotive industry, and machine tool industry.

Известна инерционная передача, содержащая водило с радиальными осями, установленные на них сблокированные по два сателлиты, выполненные из конических колес, и несущие маховики, расположенные по одну сторону от радиальных осей центральные конические колеса, каждое из которых взаимодействует с соответствующим сателлитом с образованием с последними конических пар с разными передаточными отношениями. У этой передачи ведомый и ведущий валы связаны механизмом свободного хода, ведущий элемент которого установлен на ведомом валу, а ведомый элемент - на ведущем валу. При этом функции маховиков выполняют также блоки сателлитов, для чего они выполнены массивными (патент РФ N 2072717, МПК 6 F 16 H 33/10, 3/74, 27.01.97, Бюл. N 3). An inertial transmission is known, comprising a carrier with radial axles, mounted on them locked on two satellites made of bevel wheels, and carrying flywheels, central bevel wheels located on one side of the radial axes, each of which interacts with the corresponding satellite to form the last bevel couples with different gear ratios. In this transmission, the driven and driving shafts are connected by a freewheeling mechanism, the driving element of which is mounted on the driven shaft, and the driven element on the driving shaft. The flywheel functions are also performed by satellite blocks, for which they are massive (RF patent N 2072717, IPC 6 F 16 H 33/10, 3/74, 01.27.97, Bull. N 3).

У этой инерционной передачи, способной изменять частоту вращения выходного вала в зависимости от приложенной к нему нагрузки, отсутствует внешняя опора (опора на корпус) при передаче вращающего момента, что ограничивает возможности автоматического изменения величины вращающего момента, передаваемого от ведущего вала на ведомый вал. This inertial transmission, capable of changing the speed of the output shaft depending on the load applied to it, has no external support (bearing on the housing) when transmitting torque, which limits the possibility of automatically changing the amount of torque transmitted from the drive shaft to the driven shaft.

Наиболее близким по совокупности признаков техническим решением к заявленной передаче является инерционная передача, содержащая корпус, соосные ведущий и ведомый валы, закрепленные на последних ведущее и ведомое центральные конические зубчатые колеса, установленное с возможностью вращения вокруг оси передачи водило с радиальными осями, на которых с возможностью вращения установлены сателлиты с маховиками. Передача снабжена жестко соединенным с корпусом опорным зубчатым колесом, введенным в зацепление с сателлитами, несущими маховики, и сблокированными по два сателлитами, внутренними и внешними относительно оси передачи, для зацепления с разными центральными коническими зубчатыми колесами и составляющими с ними пары конических колес, имеющих разные по величине передаточные отношения. Ведущие и ведомые конические зубчатые колеса размещены по одну сторону от радиальных осей водила, а блоки сателлитов и сателлиты с маховиками размещены на радиальных осях водила с возможностью независимого друг от друга вращения. The technical solution closest to the set of features to the claimed transmission is an inertial transmission, comprising a housing, coaxial drive and driven shafts mounted on the latter drive and driven central bevel gears, mounted with the possibility of rotation around the transmission axis of the carrier with radial axes, on which rotation set satellites with flywheels. The gear is equipped with a support gear rigidly connected to the housing, engaged with gears carrying flywheels, and locked in two gears, internal and external relative to the gear axis, for gearing with different central bevel gears and constituent pairs of bevel wheels having different largest gear ratios. The drive and driven bevel gears are located on one side of the carrier’s radial axes, and the satellite blocks and satellites with flywheels are located on the carrier’s radial axes with the possibility of independent rotation.

Ведущий и ведомый валы связаны механизмом свободного хода, ведущая обойма которого связана с ведомым валом, а ведомая - с ведущим валом (патент РФ N 2072716, МПК 6 F 16 H 33/10, 3/74, 27.01.97, Бюл. N 3). The driving and driven shafts are connected by a free-wheeling mechanism, the driving clip of which is connected with the driven shaft, and the driven shaft is connected with the driving shaft (RF patent N 2072716, IPC 6 F 16 H 33/10, 3/74, 01/27/97, Bull. N 3 )

У этой инерционной передачи понижается КПД и эффективность использования мощности двигателя при уменьшении частоты вращения водила вокруг оси передачи, поскольку при этом уменьшается частота вращения сателлитов с маховиками относительно центральной точки пересечения осей передачи и водила, что уменьшает тормозящий момент силы, воздействующий на водило. При неподвижном водиле и обусловленной этим максимальной частоте вращения ведомого вала, сателлиты с маховиками также неподвижны и не принимают участия в передаче вращающего момента от ведущего вала на ведомый вал. For this inertial transmission, the efficiency and efficiency of using engine power decreases with a decrease in the carrier’s rotational speed around the transmission axis, since the speed of the satellites with the flywheels decreases relative to the central point of intersection of the transmission and carrier axes, which reduces the braking moment of the force acting on the carrier. When the carrier is stationary and the maximum rotational speed of the driven shaft is determined by this, the satellites with the flywheels are also stationary and do not take part in the transmission of torque from the drive shaft to the driven shaft.

Предлагаемое изобретение обеспечивает расширение диапазона автоматического бесступенчатого изменения силового передаточного отношения между входным и выходным валами в прямой зависимости от нагрузки на выходном валу и в обратной зависимости от частоты вращения выходного вала. Предложенная передача позволяет передавать вращающий момент с высокими показателями КПД при любых режимах работы, в том числе при неподвижном водиле или при малой частоте его вращения. Достоинством передачи является простота ее устройства. The present invention provides a widening range of automatic stepless changes in the power gear ratio between input and output shafts in direct proportion to the load on the output shaft and inversely to the speed of the output shaft. The proposed transmission allows you to transfer torque with high efficiency in any operating mode, including when the carrier is stationary or at a low speed. The advantage of the transmission is the simplicity of its device.

Указанный технический результат достигается тем, что автоматическая бесступенчатая механическая передача содержит корпус, входной и выходной валы, закрепленные на этих валах соответственно ведущее и ведомое центральные конические зубчатые колеса, установленное на входном валу с возможностью свободного вращения вокруг оси передачи водило с радиальными осями, на которых с возможностью вращения установлены симметрично оси передачи сателлиты - основные и дополнительные. Основные сателлиты выполнены в виде сблокированных по два конических зубчатых колес - внутренних и внешних относительно оси передачи, введенных порознь в зацепление соответственно с ведущим и ведомым центральными колесами и составляющими с ними пары конических зубчатых колес. Дополнительные сателлиты введены в зацепление с центральным коническим зубчатым опорным колесом. Ведущее и ведомое центральное колеса размещены по одну сторону от радиальных осей водила. Блоки основных сателлитов и дополнительные сателлиты размещены на радиальных осях водила с возможностью независимого друг от друга вращения. The indicated technical result is achieved in that the automatic stepless mechanical transmission comprises a housing, input and output shafts mounted on these shafts, respectively, the leading and driven central bevel gears mounted on the input shaft with the possibility of free rotation around the transmission axis of the carrier with radial axes on which with the possibility of rotation are installed symmetrically to the axis of transmission of the satellite - the main and additional. The main satellites are made in the form of two bevel gears interlocked - internal and external with respect to the transmission axis, separately engaged with the driving and driven central wheels and the pairs of bevel gears comprising them. Additional satellites are engaged with the central bevel gear support wheel. The driving and driven central wheels are located on one side of the carrier’s radial axes. The blocks of the main satellites and additional satellites are placed on the radial axes of the carrier with the possibility of independent rotation from each other.

Согласно изобретению опорное колесо закреплено на конце полого промежуточного вала, установленного коаксиально с входным валом с возможностью независимого от него вращения. Другой конец промежуточного вала связан с входным валом при помощи трех последовательно зацепляющихся приводных зубчатых колес, первое из которых закреплено на входном валу, второе приводное колесо закреплено на другом относительно опорного колеса конце промежуточного вала и третье приводное колесо является промежуточным между первым и вторым приводными колесами и установлено на размещаемой в корпусе передачи оси, которая размещена в стороне от входного вала и не является соосной этому валу. According to the invention, the support wheel is fixed to the end of the hollow intermediate shaft mounted coaxially with the input shaft with the possibility of independent rotation. The other end of the countershaft is connected to the input shaft by three sequentially engaging drive gears, the first of which is fixed to the input shaft, the second drive wheel is fixed to the other end of the intermediate shaft relative to the support wheel, and the third drive wheel is intermediate between the first and second drive wheels and mounted on an axis located in the transmission housing, which is located away from the input shaft and is not coaxial to this shaft.

Опорная ось размещена в корпусе передачи параллельно оси передачи, а приводные колеса выполнены цилиндрическими, при этом первое приводное колесо имеет внутренний зубчатый венец. The supporting axis is placed in the transmission housing parallel to the transmission axis, and the drive wheels are cylindrical, while the first drive wheel has an internal gear ring.

Как частный случай выполнения, приводные колеса выполнены коническими, а опорная ось размещена под углом, в том числе под прямым углом, к оси передачи. As a special case of execution, the drive wheels are conical, and the support axis is placed at an angle, including at a right angle, to the transmission axis.

Пары зацепляющихся порознь колес - ведущее колесо с внутренним колесом основного сателлита и внешнее колесо основного сателлита с ведомым колесом - имеют передаточные отношения, обеспечивающие при неподвижном водиле вращение входного и выходного валов с разной частотой. Pairs of separately engaged wheels — the drive wheel with the inner wheel of the main satellite and the outer wheel of the main satellite with the driven wheel — have gear ratios that ensure that the input and output shafts rotate at different speeds when the carrier is stationary.

Сателлиты выполнены с массивными ободами и одновременно с передачей вращающих моментов и вращательных движений выполняют также функции маховиков. Satellites are made with massive rims and simultaneously with the transmission of torques and rotational movements also perform the functions of flywheels.

Как частный случай выполнения сателлиты жестко соосно связаны с размещенными на радиальных осях водила маховиками. As a special case of satellite performance, they are rigidly coaxially connected to the flywheels placed on the radial axes of the carrier.

Как частный случай выполнения передача содержит две размещенных на одной диаметральной линии радиальных оси водила, на каждой из которых с возможностью независимого друг от друга вращения размещены основные и дополнительные сателлиты. As a special case of execution, the transmission contains two radial axles of the carrier located on the same diametrical line, on each of which with the possibility of independent rotation from each other, main and additional satellites are placed.

Как частный случай выполнения водило содержит две пары перпендикулярных между собой радиальных осей и на каждой из этих пар радиальных осей размещены с возможностью независимого друг от друга вращения соответственно основные или дополнительные сателлиты. As a special case of execution, the carrier contains two pairs of radial axes perpendicular to each other and, on each of these pairs of radial axes, the main or additional satellites are respectively rotated independently of each other.

Геометрические оси радиальных осей водила и геометрическая ось передачи пересекаются в центральной точке, совмещенной с этими осями. The geometric axes of the carrier’s radial axes and the geometric axis of the transmission intersect at a central point aligned with these axes.

Входной и выходной валы связаны механизмом свободного хода, ведущий элемент которого связан с выходным валом, а ведомый элемент - с входным валом. The input and output shafts are connected by a freewheeling mechanism, the leading element of which is connected to the output shaft, and the driven element is connected to the input shaft.

На чертеже фиг. 1 дан общий вид автоматической бесступенчатой механической передачи (далее - передача) с показом ее элементов и отличительных признаков, характеризующих изобретение. На чертеже фиг. 2 показано устройство передачи в частном случае ее выполнения с изображением только тех ее элементов, которые попадают в плоскость сечения, перпендикулярную геометрической оси передачи и совмещенную с радиальными осями водила. При этом приведен вариант устройства без применения маховиков. In the drawing of FIG. 1 is a general view of an automatic stepless mechanical transmission (hereinafter referred to as transmission) with a display of its elements and distinguishing features characterizing the invention. In the drawing of FIG. Figure 2 shows the transmission device in the particular case of its execution with the image of only those elements that fall into the section plane perpendicular to the geometric axis of the transmission and combined with the radial axes of the carrier. In this case, a variant of the device without the use of flywheels is shown.

Передача содержит корпус 1, входной 2 и выходной 3 валы, закрепленные на этих валах ведущее 4 и ведомое 5 центральные конические зубчатые колеса. На входном валу 2 с возможностью независимого от него вращения вокруг оси O-O передачи установлено водило 6 с радиальными осями 7, на которых с возможностью вращения установлены симметрично оси O-O передачи сателлиты - основные 8 и 9 и дополнительные 10. Основные сателлиты выполнены в виде сблокированных по два конических зубчатых колес - внутренних 8 и внешних 9 относительно оси O-O передачи, введенных порознь в зацепление соответственно с ведущим 4 и ведомым 5 центральными колесами и составляющих с ними пары конических зубчатых колес. Дополнительные сателлиты 10 введены в зацепление с центральным коническим зубчатым опорным колесом 11, закрепленным на конце полого промежуточного вала 12, установленного коаксиально с входным валом 2 с возможностью независимого от него вращения. Другой конец промежуточного вала 12 связан с входным валом 2 при помощи трех последовательно зацепляющихся зубчатых приводных колес 13, 14, 15. Первое из указанных приводных колес 13 закреплено на входном валу 2. Второе приводное колесо 14 закреплено на противоположном относительно опорного колеса 11 конце промежуточного вала 12. Третье приводное колесо 15 является промежуточным между первым 13 и вторым 14 приводными колесами и установлено на размещенной в корпусе 1 опорной оси 16, которая размещена в стороне от входного вала 2 и не является соосной этому валу. При этом вращение промежуточного вала 12 и закрепленного на нем опорного колеса 11 осуществляется в противоположном направлении по отношению к направлению вращения входного вала 2 и с разной по сравнению с ним частотой. The transmission includes a housing 1, input 2 and output 3 shafts mounted on these shafts leading 4 and driven 5 central bevel gears. On the input shaft 2 with the possibility of independent rotation around the transmission axis OO, a carrier 6 has been installed with radial axes 7, on which, with the possibility of rotation, the satellite transmission axes OO are mounted symmetrically, the main satellites 8 and 9 and additional 10. The main satellites are made in the form of interlocked two bevel gears - internal 8 and external 9 relative to the OO axis of the transmission, separately engaged with the leading 4 and driven 5 central wheels and the pairs of bevel gears comprising them. Additional satellites 10 are engaged with a central bevel gear support wheel 11, mounted on the end of the hollow intermediate shaft 12, mounted coaxially with the input shaft 2 with the possibility of independent rotation. The other end of the intermediate shaft 12 is connected to the input shaft 2 by means of three sequentially engaging gears 13, 14, 15. The first of these drive wheels 13 is mounted on the input shaft 2. The second drive wheel 14 is mounted on the opposite end of the intermediate shaft relative to the support wheel 11 12. The third drive wheel 15 is intermediate between the first 13 and second 14 drive wheels and is mounted on the support axis 16 located in the housing 1, which is located away from the input shaft 2 and is not coaxial mu shaft. In this case, the rotation of the intermediate shaft 12 and the supporting wheel 11 fixed on it is carried out in the opposite direction with respect to the direction of rotation of the input shaft 2 and with a different frequency compared to it.

Ведущее 4 и ведомое 5 центральные колеса размещены по одну сторону от радиальных осей 7 водила 6. Блоки основных сателлитов 8, 9 и дополнительные сателлиты 10 размещены на радиальных осях 7 водила 6 с возможностью независимого друг от друга вращения. Leading 4 and driven 5 central wheels are located on one side of the radial axes 7 of carrier 6. The blocks of the main satellites 8, 9 and additional satellites 10 are located on the radial axes 7 of carrier 6 with the possibility of independent rotation from each other.

Опорная ось 16 размещена в корпусе 1 передачи параллельно оси O-O передачи, а приводные колеса 13, 14, 15 выполнены цилиндрическими, при этом первое приводное колесо 13 имеет внутренний зубчатый венец. The supporting axis 16 is placed in the transmission housing 1 parallel to the O-O axis of the transmission, and the drive wheels 13, 14, 15 are cylindrical, while the first drive wheel 13 has an internal gear ring.

Как частный случай выполнения приводные колеса выполнены коническими, а опорная ось размещена под углом, в том числе под прямым углом, к оси O-O передачи. As a special case of execution, the drive wheels are made conical, and the support axis is placed at an angle, including at a right angle, to the O-O axis of the transmission.

Пары зацепляющихся порознь колес - ведущее колесо 4 с внутренним колесом 8 основного сателлита и внешнее колесо 9 основного сателлита с ведомым колесом 5 - имеют передаточные отношения, обеспечивающие при неподвижном водиле 6 вращение входного 2 и выходного 3 валов с разной частотой. Pairs of separately engaged wheels - the driving wheel 4 with the inner wheel 8 of the main satellite and the outer wheel 9 of the main satellite with the driven wheel 5 - have gear ratios that, when the carrier is stationary 6, rotate the input 2 and output 3 shafts with different frequencies.

Сателлиты 8, 9, 10 выполнены с массивными ободами и одновременно с передачей вращающих моментов и вращательных движений выполняют также функции маховиков. Satellites 8, 9, 10 are made with massive rims and simultaneously with the transmission of torques and rotational movements also perform the functions of flywheels.

Как частный случай выполнения сателлиты (8, 9) и 10 жестко соосно связаны с размещенными на радиальных осях водила маховиками 17. As a special case of satellite performance (8, 9) and 10, they are rigidly coaxially connected to flywheels 17 located on the radial axes of the carrier.

Как частный случай выполнения, приведенный на чертеже фиг. 1, передачи содержат две размещенных на одной диаметральной линии радиальных оси 7 водила 6, на каждой из которых с возможностью независимого друг от друга вращения размещены основные 8, 9 и дополнительные 10 сателлиты. As a special case of execution, shown in the drawing of FIG. 1, the transmissions contain two radial axes 7 of carrier 6 located on the same diametrical line, on each of which, with the possibility of independent rotation, the main 8, 9 and additional 10 satellites are placed.

Как частный случай выполнения, приведенный на чертеже фиг. 2, водило 6 содержит две пары перпендикулярных между собой радиальных осей 7 и на каждой из этих пар радиальных осей размещены с возможностью независимого друг от друга вращения соответственно основные 8, 9 или дополнительные 10 сателлиты. As a special case of execution, shown in the drawing of FIG. 2, carrier 6 contains two pairs of radial axes 7 perpendicular to each other and on each of these pairs of radial axes, the main 8, 9 or additional 10 satellites are respectively rotated independently of each other.

Геометрические оси радиальных осей 7 водила 6 O₁-O₁ и геометрическая ось O-O передачи пересекаются в центральной точке O¹, совмещенной с этими осями.The geometrical axes of the radial axes 7 of the carrier 6 O ₁ -O ₁ and the geometrical axis OO of the transmission intersect at a central point O ¹ aligned with these axes.

Входной 2 и выходной 3 валы связаны механизмом свободного хода 18, ведущий элемент которого связан с выходным валом, а ведомый элемент - с входным валом. Input 2 and output 3 shafts are connected by a freewheel 18, the leading element of which is connected to the output shaft, and the driven element is connected to the input shaft.

Автоматическая бесступенчатая механическая передача работает следующим образом. Automatic stepless mechanical transmission operates as follows.

За исходное положение принимается, что входной вал 2 вращается с постоянной частотой и передает неизменный по величине вращающий момент. Находящиеся в зацеплении три приводных колеса 13, 14, 15 обеспечивают вращение входного вала 2 и промежуточного вала 12 с опорным колесом 11 в противоположных направлениях, при этом опорное колесо вращается с постоянной частотой. For the initial position it is assumed that the input shaft 2 rotates at a constant frequency and transmits an unchanged torque. The three drive wheels 13, 14, 15 in engagement provide rotation of the input shaft 2 and the intermediate shaft 12 with the support wheel 11 in opposite directions, while the support wheel rotates at a constant frequency.

При вращении входного вала 2 вместе с установленным на нем ведущим колесом 4 и неподвижного выходного вала 3 с установленным на нем также неподвижным ведомым колесом 5 в связи с приложенной к этому валу нагрузкой или началом вращения из неподвижного положения каждое внешнее колесо 9 основного сателлита, жестко соосно связанное с вращающимся вокруг радиальной геометрической оси O₁-O₁ внутренним колесом 8 основного сателлита, обкатывается по неподвижному ведомому колесу 5. При этом весь блок каждого основного сателлита 8, 9 приводит во вращение водило 6 с его радиальными осями 7 вокруг оси O-O передачи. Водило 6 при этом вращается с максимальной частотой в противоположном направлении по отношению к вращению входного вала 2.When the input shaft 2 is rotated together with the driving wheel 4 mounted on it and the fixed output shaft 3 with the fixed driven wheel 5 mounted on it as well, due to the load applied to this shaft or the beginning of rotation from the stationary position, each outer wheel 9 of the main satellite is rigidly coaxial connected with the inner wheel 8 of the main satellite rotating around the radial geometric axis O ₁ -O ₁ , rolls around the stationary driven wheel 5. Moreover, the entire block of each main satellite 8, 9 rotates e drove 6 with its radial axes 7 around the axis OO transmission. The carrier 6 thus rotates with a maximum frequency in the opposite direction with respect to the rotation of the input shaft 2.

Вместе с водилом 6 и его радиальными осями 7 вокруг оси O-O передачи вращаются дополнительные сателлиты 10, находящиеся в зацеплении с вращающимся в том же направлении опорным колесом 11. Совокупное передаточное отношение трех приводных колес 13, 14, 15 обеспечивает вращение промежуточного вала 12 и опорного колеса 11 с большей частотой по сравнению с частотой вращения водила 6 с его радиальными осями 7 вокруг оси передачи O-O в одном направлении вместе с водилом 6. Это определяет вращение водила 6 и опорного колеса 11 относительно друг друга с минимальной частотой. Together with the carrier 6 and its radial axes 7, additional satellites 10 rotate around the transmission axis OO, which are meshed with the support wheel 11 rotating in the same direction. The combined gear ratio of the three drive wheels 13, 14, 15 ensures the rotation of the intermediate shaft 12 and the support wheel 11 with a higher frequency compared with the rotation speed of carrier 6 with its radial axes 7 around the transmission axis OO in one direction together with carrier 6. This determines the rotation of carrier 6 and the support wheel 11 relative to each other with a minimum th frequency.

Из сказанного выше следует, что при неподвижном выходном вале 3 и максимальной частоте вращения водила 6 основные сателлиты 8, 9 вращаются вокруг оси O-O передачи, осей O₁-O₁ радиальных осей 7 водила 6 и центральной точки O¹ пересечения этих осей с максимальной частотой. В то же время дополнительные сателлиты 10 совершают вращение вокруг осей O₁-O₁ радиальных осей 7 водила 6 и относительно центральной точки O¹ с минимальной частотой, в связи с вращением водила 6 и опорного колеса 11 в одном направлении, но с разной частотой.From the above it follows that, with a fixed output shaft 3 and a maximum rotation frequency of carrier 6, the main satellites 8, 9 rotate around the transmission axis OO, axes O ₁ -O _{1 of the} radial axes 7 of carrier 6 and the central point O ^{1 of} intersection of these axes with a maximum frequency . At the same time, additional satellites 10 rotate around the axes O ₁ -O _{1 of the} radial axes 7 of carrier 6 and relative to the central point O ¹ with a minimum frequency, due to the rotation of carrier 6 and the support wheel 11 in one direction, but with a different frequency.

Известно, что момент количества движения при вращении тела относительно точки является векторной величиной и направление этого вектора совпадает с направлением оси вращения непосредственно тела ("Политехнический словарь" под ред. академика А.Ю.Ишлинского, изд. "Советская энциклопедия", М. - 1980, стр. 310/2). Но поскольку геометрические оси O₁-O₁ радиальных осей 7 водила 6 совершают вращение вокруг оси O-O передачи и относительно центральной точки O¹ пересечения этих осей, направление векторов моментов количества движения основных сателлитов 8, 9 и дополнительных сателлитов 10 постоянно изменяется.It is known that the angular momentum of rotation of a body relative to a point is a vector quantity and the direction of this vector coincides with the direction of the axis of rotation of the body itself (Polytechnical Dictionary, edited by Academician A.Yu. Ishlinsky, ed. "Soviet Encyclopedia", M. - 1980, p. 310/2). But since the geometric axes O ₁ -O _{1 of the} radial axes 7 of carrier 6 rotate around the transmission axis OO and relative to the central intersection point O ¹ of these axes, the direction of the angular momentum vectors of the main satellites 8, 9 and additional satellites 10 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 (см. там же, стр. 73/1). 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 (see ibid., P. 73/1).

Момент количества движения проявляется с соблюдением всеобщего физического закона сохранения и может быть изменен только под действием внешних сил. Проявление указанного всеобщего закона сохранения у вращающихся относительно центральной точки O¹ упомянутых выше сателлитов 8, 9, 10 противодействует вращению радиальных осей 7 водила 6 вокруг оси O-O передачи. В связи с этим радиальные оси 7 водила 6 являются опорой для передачи вращающего момента от входного вала 2 и ведущего колеса 4 через блок основных сателлитов 8, 9 на ведомое колесо 5 и выходной вал 3.The moment of momentum is manifested in compliance with the universal physical law of conservation and can only be changed under the influence of external forces. The manifestation of the specified universal conservation law for the satellites 8, 9, 10 rotating relative to the central point O ¹ counteracts the rotation of the radial axes 7 of carrier 6 around the transmission axis OO. In this regard, the radial axis 7 of the carrier 6 are a support for transmitting torque from the input shaft 2 and the driving wheel 4 through the block of the main satellites 8, 9 to the driven wheel 5 and the output shaft 3.

При указанном выше исходном положении работы передачи, когда выходной вал 3 неподвижен, вращающиеся относительно центральной точки O¹ с максимальной частотой основные сателлиты 8, 9, а также вращающиеся дополнительные сателлиты 10 противодействуют вращению водила 6 с его радиальными осями 7 вокруг оси O-O передачи. При этом указанные радиальные оси 7 являются опорой для передачи вращающего момента от входного вала 2 на выходной вал 3. Величина передаваемого вращающего момента зависит от силового момента торможения радиальных осей 7 водила 6 и от величины передаточных отношений размещенных последовательно двух пар зацепляющихся колес - ведущего колеса 4, внутреннего колеса 8 основного сателлита и внешнего колеса 9 основного сателлита, ведомого колеса 5.With the above-mentioned initial position of the gear operation, when the output shaft 3 is stationary, the main satellites 8, 9 rotating relative to the central point O ¹ with a maximum frequency, as well as the rotating additional satellites 10 counteract the rotation of the carrier 6 with its radial axes 7 around the transmission axis OO. Moreover, these radial axes 7 are a support for transmitting torque from the input shaft 2 to the output shaft 3. The magnitude of the transmitted torque depends on the braking force of the radial axes 7 of the carrier 6 and on the gear ratios of two pairs of gear wheels placed in series - the driving wheel 4 , the inner wheel 8 of the main satellite and the outer wheel 9 of the main satellite, the driven wheel 5.

При начале вращения выходного вала 3 и по мере увеличения частоты его вращения частота вращения водила 6 вокруг оси O-O передачи уменьшается, поскольку ведомое колесо 5 начинает вращаться в одном направлении с входным валом 2 и ведущим колесом 4. Соответственно уменьшается частота вращения основных сателлитов 8, 9 вокруг осей O-O передачи и осей O₁-O₁ радиальных осей 7 водила 6, а следовательно, уменьшается частота вращения упомянутых основных сателлитов 8, 9 относительно центральной точки O¹ с соответствующим уменьшением создаваемого ими момента сил, противодействующих вращению водила 6 с его радиальными осями вокруг оси O-O передачи.When the rotation of the output shaft 3 begins and as its rotation frequency increases, the rotation frequency of the carrier 6 around the transmission axis OO decreases, since the driven wheel 5 begins to rotate in the same direction with the input shaft 2 and the driving wheel 4. Accordingly, the rotation frequency of the main satellites 8, 9 around the axis OO and transmission axes O ₁ -O ₁ radial axes 7 of the carrier 6 and, consequently, rotation of said fundamental frequency decreases the satellites 8, 9 relative to the center point O ¹ to a corresponding decrease in torque generated by them yl counteracting the rotation of the carrier 6 with its radial axes around the axis OO transmission.

Вместе с этим, при начале вращения выходного вала 3 и по мере увеличения частоты его вращения с одновременным уменьшением частоты вращения водила 6 вокруг оси O-O передачи возрастает частота вращения дополнительных сателлитов 10 вокруг осей O₁-O₁ радиальных осей 7 водила 6. Следовательно, возрастает частота вращения дополнительных сателлитов 10 относительно центральной точки O¹ и увеличивается создаваемый ими момент силы, противодействующий вращению водила 6 с его радиальными осями 7 вокруг оси O-O передачи.At the same time, at the beginning of rotation of the output shaft 3 and with an increase in the frequency of its rotation with a simultaneous decrease in the rotation frequency of the carrier 6 around the transmission axis OO, the rotation speed of the additional satellites 10 around the axes O ₁ -O _{1 of the} radial axes 7 of carrier 6. Therefore, the frequency of rotation of the additional satellites 10 relative to the central point O ¹ and increases the moment of force created by them, counteracting the rotation of the carrier 6 with its radial axes 7 around the axis OO transmission.

В положении, когда водило 6 и его радиальные оси 7 не вращаются вокруг оси O-O передачи, а выходной вал 3 вращается с максимальной частотой, основные сателлиты 8, 9 вращаются вокруг осей O₁-O₁ радиальных осей 7 водила за счет разности в передаточных отношениях между зацепляющимися двумя парами колес - ведущего колеса 4, внутреннего колеса 8 основного сателлита и внешнего колеса 9 основного сателлита, ведомого колеса 5. Дополнительные сателлиты 10 при этом вращаются вокруг осей O₁-O₁ радиальных осей 7 водила с максимальной частотой под воздействием вращающегося с постоянной частотой опорного колеса 11. Действие всех вращающихся при этом сателлитов 8, 9, 10 подобно действию гироскопа, который противодействует повороту оси своего вращения.In the position where the carrier 6 and its radial axes 7 do not rotate around the transmission axis OO, and the output shaft 3 rotates with a maximum frequency, the main satellites 8, 9 rotate around the axes O ₁ -O _{1 of the} carrier radial axes 7 due to the difference in the gear ratios between the gearing two pairs of wheels - the driving wheel 4, the inner wheel 8 of the main satellite and the outer wheel 9 of the main satellite, the driven wheel 5. The additional satellites 10 rotate around the axes O ₁ -O _{1 of the} radial axes 7 of the carrier with the maximum frequency under the influence of contact with the constant frequency of the support wheel 11. The action of all the satellites 8, 9, 10 rotating at the same time is similar to the action of a gyroscope, which counteracts the rotation of its axis of rotation.

Следовательно, предложенная передача будет надежно передавать вращающий момент от входного вала 2 на выходной вал 3 и трансформировать его с плавным бесступенчатым изменением частоты вращения выходного вала в зависимости от приложенной к нему нагрузки при любой частоте вращения выходного вала. Therefore, the proposed transmission will reliably transmit torque from the input shaft 2 to the output shaft 3 and transform it with a smooth stepless change in the speed of the output shaft depending on the load applied to it at any speed of the output shaft.

Приведенные выше особенности работы передачи с сателлитами 8, 9, 10, снабженными массивными ободами или сблокированными с маховиками 17, не имеют отличий, поскольку и те и другие дополнительные массы выполняют одни и те же функции инерционных грузов. The above features of the transmission with satellites 8, 9, 10 equipped with massive rims or interlocked with flywheels 17 do not have differences, since both these additional masses perform the same functions of inertial loads.

Известно, что величина момента количества движения вращающегося тела находится в зависимости от его массы, расстояния этой массы от оси или точки вращения и скорости вращения. Это определяет возможность создавать передачи с различными заданными параметрами путем применения отличающихся по размерам и массе сателлитов 8, 9, 10 и сблокированных с ними, при необходимости, маховиков 17 и использования различных передаточных отношений применяемых в передаче пар зубчатых колес. It is known that the magnitude of the angular momentum of a rotating body depends on its mass, the distance of this mass from the axis or point of rotation and the speed of rotation. This determines the ability to create gears with various specified parameters by using the 8, 9, 10 satellites of different sizes and masses and, if necessary, locked flywheels 17 and using various gear ratios used in the transmission of gear pairs.

При частном случае выполнения передачи, приведенном на чертеже фиг. 2, когда водило 6 содержит две пары перпендикулярных между собой радиальных осей 7, взаимодействие входящих в состав передачи сателлитов 8, 9, 10 с другими элементами передачи не имеет отличий от приведенного выше описания, поскольку все силовые и кинематические связи элементов передачи остаются без изменений. In the particular case of the transmission shown in FIG. 2, when carrier 6 contains two pairs of radial axes 7 perpendicular to each other, the interaction of the satellites 8, 9, 10 included in the transmission with other transmission elements does not differ from the above description, since all power and kinematic connections of the transmission elements remain unchanged.

Приведенные в описании и формуле изобретения частные случаи ее выполнения позволяют конкретизировать устройство с учетом заданных конструктивных особенностей. Вместе с тем изложенный выше характер работы передачи при этом не изменяется. Given in the description and claims, particular cases of its implementation allow you to specify the device taking into account the specified design features. However, the nature of the transmission described above does not change.

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 действием вращающего момента, передаваемого от выходного вала на входной вал, происходит замыкание механизма свободного хода 18, который обеспечивает передачу потока мощности от выходного вала 3 на входной вал 2 и далее на двигатель, принудительное вращение вала которого приводит к торможению рабочей машины. Таким же образом производится запуск двигателя путем буксировки транспортной машины. 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 action of the torque transmitted from the output shaft to the input shaft, the freewheel mechanism 18 is closed, which ensures the transmission of power flow from the output shaft 3 to the input shaft 2 and further to the engine, the forced rotation of the shaft of which leads to braking of the working machine. The engine is started in the same way by towing a transport vehicle.

Claims

1. An automatic stepless mechanical transmission comprising a housing, input and output shafts mounted on these shafts, respectively, the driving and driven central bevel gears mounted on the input shaft with the possibility of rotation around the transmission axis of the carrier with radial axes on which they are mounted symmetrically with rotation satellite transmission axes - main and additional, main satellites are made in the form of two bevel gears interlocked - internal and external relative to the ne axis gears separately engaged with the driving and driven central wheels and the bevel gear pairs comprising them, additional satellites are engaged with the central bevel gear support wheel, the driving and driven central wheels are located on one side of the carrier radial axes, and the blocks main satellites and additional satellites are placed on the radial axes of the carrier with the possibility of rotation independently from each other, characterized in that the support wheel is fixed at the end along of the second intermediate shaft, mounted coaxially with the input shaft, the other end of the intermediate shaft is connected to the input shaft by three successively engaged drive gears, the first of which is fixed to the input shaft, the second drive wheel is fixed to the end of the intermediate shaft relative to the support wheel and the third drive the wheel is intermediate between the first and second drive wheels and is mounted on a supporting axis located in the housing, which is located away from the input shaft and is not coaxial with this shaft.

2. The transmission according to claim 1, characterized in that the reference axis is placed in the transmission housing parallel to the transmission axis, and the drive wheels are cylindrical, while the first drive wheel has an internal gear ring.

3. The transmission according to claim 1, characterized in that, as a special case of the drive wheels are made conical, and the support axis is placed at an angle, including at a right angle, to the transmission axis.

4. The transmission according to claim 1, characterized in that the pairs of wheels engaging separately - the drive wheel with the inner wheel of the main satellite and the outer wheel of the main satellite with the driven wheel have gear ratios that, when the carrier is stationary, rotate the input and output shafts with different frequencies.

5. The transmission according to claim 1, characterized in that the satellites are made with massive rims and simultaneously with the transmission of torques and rotational movements also perform the functions of flywheels.

6. The transmission according to claim 1, characterized in that, as a special case of execution, the satellites are rigidly coaxially connected with the flywheels placed on the radial axes of the carrier.

7. The transmission according to claim 1, characterized in that, as a special case of execution, it comprises two radial axes of the carrier placed on one diametrical line, on each of which with the possibility of independent rotation from one another, main and additional satellites are placed.

8. The transmission according to claim 1, characterized in that, as a special case of the carrier, the carrier contains two pairs of radial axes perpendicular to each other and, on each of these pairs of radial axes, the main or additional satellites are independently rotated, respectively.

9. The transmission according to claim 1, characterized in that the geometric axis of the carrier’s radial axes and the geometric axis of the transmission intersect at a central point aligned with these axes.

10. The transmission according to claim 1, characterized in that the input and output shafts are connected by a freewheel, the leading element of which is connected to the output shaft, and the driven element is connected to the input shaft.