RU2193127C1 - Conversion differential gear - Google Patents
Conversion differential gear Download PDFInfo
- Publication number
- RU2193127C1 RU2193127C1 RU2001124633/28A RU2001124633A RU2193127C1 RU 2193127 C1 RU2193127 C1 RU 2193127C1 RU 2001124633/28 A RU2001124633/28 A RU 2001124633/28A RU 2001124633 A RU2001124633 A RU 2001124633A RU 2193127 C1 RU2193127 C1 RU 2193127C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composite
- rotation
- circular
- central
- shafts
- Prior art date
Links
Landscapes
- Retarders (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортном машиностроении и станкостроении. Известен зубчатый планетарный механизм цепи конвейера (см. справочное пособие И. И. Артоболевского "Механизмы в современной технике", т.4. изд. "Наука", Москва. 1980 г. Группа XIX, индекс C3, подгруппа ЦУ, и 2810). Этот механизм содержит ведущий вал с закрепленным на нем однозубым колесом, входящим попеременно в зацепление с зубчатыми колесами внутреннего и внешнего зацепления планетарного механизма, вращая одно из них и запирая одновременно другое. Вращение этих колес передается суммирующему устройству, заставляя конвейер двигаться в ту или другую стороны. The invention relates to mechanical engineering and can be used in transport engineering and machine tools. Known gear planetary mechanism of the conveyor chain (see. I. I. Artobolevsky's reference manual "Mechanisms in modern technology", v.4. Ed. "Science", Moscow. 1980 Group XIX, index C3, subgroup TsU, and 2810) . This mechanism contains a drive shaft with a single-tooth wheel fixed on it, which alternately engages with gears of the internal and external gears of the planetary mechanism, rotating one of them and locking the other at the same time. The rotation of these wheels is transmitted to the adder, forcing the conveyor to move in one direction or another.
Для работы рассматриваемого механизма требуется запирающее устройство, осуществляемое скольжением приводного колеса по запорным дугам ведомых колес. Рассматриваемая передача работает с толчками и не пригодна для больших скоростей. For the operation of the mechanism in question, a locking device is required, which is carried out by sliding the drive wheel along the locking arches of the driven wheels. The transmission in question works with jerks and is not suitable for high speeds.
Наиболее близким по технической сущности является зубчатый планетарный редуктор, класс 47 h 13, 83854 по старой классификации (изобретение заявлено 19 января 1949 года за 398443, но этот номер а.с. принадлежит другому изобретению). Это планетарный редуктор с некруглыми колесами, выполненный по простейшей схеме (например, по схеме механизма Давида) и содержит водило, являющееся ведущим звено и несущее оси сателлитов, которые находятся в зацеплении с центральными колесами. Устройство отличается тем, что все его шестерни выполнены некруглыми, что позволяет получать необходимый закон изменения переменного передаточного отношения и его знак. The closest in technical essence is a planetary gear reducer, class 47 h 13, 83854 according to the old classification (the invention was claimed on January 19, 1949 for 398443, but this A.S. number belongs to another invention). This is a planetary gear with non-circular wheels, made according to the simplest scheme (for example, according to the scheme of the David mechanism) and contains a carrier, which is the leading link and bearing the axis of the satellites, which are meshed with the central wheels. The device is characterized in that all its gears are made non-circular, which allows to obtain the necessary law of change of the variable gear ratio and its sign.
Недостатком данного изобретения является сложность получения нескольких импульсов неравномерного вращения за один оборот ведущего звена и невозможность их дифференцированного использования. The disadvantage of this invention is the difficulty of obtaining several pulses of uneven rotation per revolution of the leading link and the impossibility of their differentiated use.
Другим недостатком известной конструкции является повышенная сложность изготовления зубчатых колес редуктора. Another disadvantage of the known design is the increased complexity of the manufacture of gears of the gearbox.
Задача настоящего изобретения состоит в создании устройства, позволяющего получать последовательность импульсов неравномерного вращения на составном выходном валу дифференциального механизма при закрепленном или нагруженном силами сопротивления от действия нагрузки другом выходном валу в требуемом диапазоне изменения переменного передаточного отношения и его знака для каждого импульса и их взаимный фазовый сдвиг за один оборот водила при постоянной скорости его вращения, и возможность их дифференцированного использования. The objective of the present invention is to provide a device that allows to obtain a sequence of pulses of uneven rotation on the composite output shaft of the differential mechanism when the other output shaft is fixed or loaded with resistance forces from the action of the load in the desired range of variation of the variable gear ratio and its sign for each pulse and their mutual phase shift for one revolution drove at a constant speed of rotation, and the possibility of their differentiated use.
Поставленная задача достигается тем, что в дифференциальном механизме с переменными параметрами, содержащем два соосных выходных вала с жестко закрепленными на них центральными колесами, одно из которых установлено со смещением относительно своей оси вращения, имеет некруглую форму и одинаковое число зубьев с сопряженными с ним круглыми и эксцентрично смещенными на одинаковую величину сателлитами, и водило, несущее оси двухрядных сателлитов, находящихся в зацеплении с центральными колесами и обеспечивающими кинематическую связь между валами, согласно изобретению выходные валы выполнены составными и образованы из нескольких полых коаксиальных валов с закрепленными на них центральными колесами, образующими составные центральные колеса, кинематически связанные через свои двухрядные сателлиты. The problem is achieved in that in a differential mechanism with variable parameters, containing two coaxial output shafts with central wheels rigidly fixed on them, one of which is mounted with an offset relative to its axis of rotation, has a non-circular shape and the same number of teeth with round and satellites eccentrically offset by the same amount, and a carrier that carries the axes of two-row satellites meshed with the central wheels and providing a kinematic connection between y shafts, the output shafts of the present invention are made composite and formed of a plurality of hollow shafts coaxial with the central fixed wheels on them, forming the composite central wheel kinematically linked through its double row satellites.
Составной выходной вал, связанный с составным некруглым смещенным центральным колесом, снабжен устройством, фиксирующим угловые положения некруглых смещенных центральных колес, образующих составное некруглое смещенное центральное колесо, относительно друг друга. The composite output shaft associated with the composite non-circular offset central wheel is equipped with a device fixing the angular positions of the non-circular offset central wheels forming a composite non-circular offset central wheel relative to each other.
Составной выходной вал, связанный с составным некруглым смещенным центральным колесом, снабжен устройством, позволяющим регулировать угловые положения некруглых смещенных центральных колес, образующих составное некруглое центральное колесо, относительно друг друга. The composite output shaft associated with the composite non-circular offset central wheel is equipped with a device that allows you to adjust the angular position of the non-circular offset central wheels forming a composite non-circular central wheel relative to each other.
Такое конструктивное выполнение дифференциального механизма с переменными параметрами обеспечит достижение заданного технического результата за счет соответствующих кинематических связей каждого коаксиального вала, образующего один выходной составной вал, через свой двухрядный сателлит, ось которого установлена на водиле, с коаксиальными валами с закрепленными на них некруглыми смещенными центральными колесами, образующими другой составной выходной вал и составное некруглое смещенное центральное колесо. Such a constructive implementation of a differential mechanism with variable parameters will ensure the achievement of a given technical result due to the corresponding kinematic connections of each coaxial shaft forming one output composite shaft, through its two-row satellite, the axis of which is mounted on the carrier, with coaxial shafts with non-circular offset central wheels fixed to them forming another composite output shaft and a composite non-circular offset central wheel.
Для дифференциального механизма с одним водилом соотношения между угловыми скоростями звеньев выражаются формулой
где ω1 - угловая скорость первого центрального колеса 1;
ω4 - угловая скорость второго центрального колеса 4;
ωв - угловая скорость водила.For a differential mechanism with one carrier, the relations between the angular velocities of the links are expressed by the formula
where ω 1 is the angular velocity of the first central wheel 1;
ω 4 - the angular velocity of the second Central wheel 4;
ω in - the angular velocity of the carrier.
При остановленном центральном колесе ω1 = 0 получается планетарный редуктор и передаточное отношение
где Z1 и Z4 - числа зубьев центральных колес;
Z2 и Z3 - числа зубьев сателлитов.When the central wheel is stopped, ω 1 = 0, a planetary gearbox and gear ratio are obtained
where Z 1 and Z 4 - the number of teeth of the Central wheels;
Z 2 and Z 3 - the number of teeth of the satellites.
В заявляемом устройстве Z1=Z2 и передаточное отношение
При эксцентричном смещении колес 1 и 2 вращение водила вызовет биения начальных окружностей этих колес, и передаточное отношение начнет меняться. Значение мгновенного передаточного отношения при неподвижном смещенном центральном колесе определяется по формуле
где R'1 и R'2 - мгновенные значения радиусов начальных окружностей центрального колеса 1 и сателлита 2 в точке их соприкосновения;
R3 и R4 - радиусы начальных окружностей сателлита 3 и центрального колеса 4.In the inventive device Z 1 = Z 2 and gear ratio
With an eccentric displacement of wheels 1 and 2, the rotation of the carrier will cause the beating of the initial circles of these wheels, and the gear ratio will begin to change. The value of the instantaneous gear ratio with a fixed offset central wheel is determined by the formula
where R ' 1 and R' 2 - instantaneous values of the radii of the initial circles of the Central wheel 1 and satellite 2 at the point of contact;
R 3 and R 4 are the radii of the initial circles of the satellite 3 and the central wheel 4.
Из формулы следует, что соотношение
определяет значение мгновенного передаточного отношения и его знак.From the formula it follows that the ratio
determines the value of the instant gear ratio and its sign.
При
т.е. скорость центрального колеса 4 ω4 = 0.
При
передаточное отношение положительно, т.е. направления вращения водила и центрального колеса 4 одинаковы.At
those. central wheel speed 4 ω 4 = 0.
At
gear ratio is positive, i.e. the directions of rotation of the carrier and the central wheel 4 are the same.
При
передаточное отношение отрицательно, т.е. направления вращения водила и центрального колеса 4 различны.At
the gear ratio is negative, i.e. the directions of rotation of the carrier and the central wheel 4 are different.
Соотношение R'1/R'2 имеет экстремальные значения при таких положениях начальных окружностей колес, когда разность мгновенных значений радиусов
R'1-R'2 = ±2e,
где e - величина смещения центрального колеса и сопряженного с ним сателлита.The ratio R ' 1 / R' 2 has extreme values at such positions of the initial wheel circumferences, when the difference between the instantaneous radii
R ' 1 -R' 2 = ± 2e,
where e is the displacement of the central wheel and the satellite associated with it.
Соотношение R'1/R'2 определяет среднее значение передаточного отношения механизма и выбирается исходя из требуемых динамических характеристик и конструктивных особенностей устройства.The ratio R ' 1 / R' 2 determines the average value of the gear ratio of the mechanism and is selected based on the required dynamic characteristics and design features of the device.
Применению дифференциального механизма с одним некруглым колесом способствует относительная простота его изготовления. Проектирование, расчет, производство и методы контроля хорошо освещены в технической литературе (например, в книге Ф.Л. Литвина "Некруглые зубчатые колеса", МАШГИЗ, 1956 г. Москва, Ленинград). The use of a differential mechanism with one non-circular wheel contributes to the relative simplicity of its manufacture. Design, calculation, production and control methods are well covered in the technical literature (for example, in the book of F. L. Litvin "Non-circular gears", MASHGIZ, 1956, Moscow, Leningrad).
Работа устройства с различными исполнениями и конструктивными вариантами может быть использована в качестве преобразующих механизмов при создании устройств роторного типа, вариаторов, приводов, сумматоров, механизмов периодического вращения и т.д. The operation of the device with various designs and design options can be used as transforming mechanisms when creating rotary-type devices, variators, drives, adders, periodic rotation mechanisms, etc.
Применение устройства с двумя коаксиальными валами, образующими составной выходной вал, может быть использовано для сложения двух движений, например в планетарном редукторе, зубчатые колеса внутреннего и внешнего зацепления которого устанавливаются на коаксиальных валах, а движение этих колес передается сателлиту, приводящему в движение водило. Применение составного некруглого центрального колеса может быть использовано при применении составного выходного вала, образованного четырьмя и более коаксиальными валами, когда требуется увеличение количества импульсов с одинаковым взаимным фазовым сдвигом, что затруднительно при использовании одного некруглого центрального колеса по конструктивным причинам и связано с размещением на водиле четырех и более осей двухрядных сателлитов. The use of a device with two coaxial shafts forming a composite output shaft can be used to add two movements, for example, in a planetary gearbox, the internal and external gears of which are mounted on coaxial shafts, and the movement of these wheels is transmitted to the satellite, which drives the carrier. The use of a composite non-circular central wheel can be used when using a composite output shaft formed by four or more coaxial shafts, when an increase in the number of pulses with the same mutual phase shift is required, which is difficult when using one non-circular central wheel for structural reasons and is associated with the placement of four and more axes of two-row satellites.
Установка угловых положений некруглых центральных колес относительно друг друга осуществляется с помощью устройства фиксации, например муфты, устанавливаемой на коаксиальных валах, связанных с некруглыми центральными колесами. The angular positions of the non-circular central wheels relative to each other are set using a locking device, for example, a coupling mounted on coaxial shafts connected to non-circular central wheels.
Возможны также случаи регулирования взаимных разовых сдвигов импульсов вращения непосредственно во время работы устройства. В этих случаях на коаксиальных валах, связанных с некруглыми центральными колесами, устанавливается устройство, позволяющее регулировать угловые положения некруглых центральных колес относительно друг друга. Cases of regulating mutual one-time shifts of rotation pulses directly during operation of the device are also possible. In these cases, on coaxial shafts associated with non-circular central wheels, a device is installed that allows you to adjust the angular position of the non-circular central wheels relative to each other.
Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором изображена кинематическая схема преобразующего дифференциального механизма. To explain the invention, a specific embodiment of the invention is given below with reference to the accompanying drawing, which shows a kinematic diagram of a converting differential mechanism.
Преобразующий дифференциальный механизм состоит из ведущего вала 10, жестко связанного с водилом В. На водиле В установлены подвижно оси 5, 5а с закрепленными на них сателлитами 2 и 3, 2а и 3а. Сателлиты 2 и 2а находятся в зацеплении со своими некруглыми смещенными центральными колесами 1.1 и 1.2, образующими составное центральное колесо 1, имеют круглую форму, эксцентрично смещены относительно своей оси вращения на величину, равную смещению центральных колес, установлены в фазах, обеспечивающих при обкатывании центральных колес постоянство межосевого расстояния, и имеют одинаковые числа зубьев с центральным колесом 1. Два выходных вала 6 и 8 являются составными и образованы полыми коаксиальными валами 6.1 и 6.2, 8.2 и валом 8.1, установлены соосно на стойках 7 и 9. На валах 6.1 и 6.2 закреплены некруглые смещенные центральные колеса 1.1 и 1.2 с одной стороны, образующие составное некруглое смещенное центральное колесо 1, и муфта 11 - с другой, которая может иметь различные исполнения. На валах 8.1 и 8.2 закреплены центральные колеса 4.1 и 4.2, образующие другое составное центральное колесо 4. Соотношение чисел зубьев зубчатых пар 4.1 и 3, 4.2 и 3а выбирается, исходя из назначения устройства. The transforming differential mechanism consists of a drive shaft 10, rigidly connected to carrier B. On axis B, axles 5, 5a are mounted movably with satellites 2 and 3, 2a and 3a fixed to them. Satellites 2 and 2a are engaged with their non-circular displaced central wheels 1.1 and 1.2, forming a composite central wheel 1, have a circular shape, are eccentrically offset relative to their axis of rotation by an amount equal to the displacement of the central wheels, are installed in phases that ensure that the central wheels are rolled around the axle distance is constant, and they have the same number of teeth with the central wheel 1. Two output shafts 6 and 8 are composite and are formed by hollow coaxial shafts 6.1 and 6.2, 8.2 and shaft 8.1, installed They are coaxial on the uprights 7 and 9. On the shafts 6.1 and 6.2, non-circular offset central wheels 1.1 and 1.2 are fixed on one side, forming a composite non-circular offset central wheel 1, and the coupling 11 on the other, which can have different designs. On the shafts 8.1 and 8.2, the central wheels 4.1 and 4.2 are fixed, forming another composite central wheel 4. The ratio of the tooth numbers of the gear pairs 4.1 and 3, 4.2 and 3a is selected based on the purpose of the device.
Устройство работает следующим образом. Равномерное вращение ведущего вала 10 и связанного с ним водила В с установленными на нем осями 5 и 5а вызывает движение сателлитов 2 и 3, 2а и 3а относительно центральных колес 1 и 4, имеющих внешнее зацепление. Данный механизм является дифференциальным и имеет две степени свободы: принудительное движение одного из звеньев 1, 4, В получается при определенном движении двух других. Одно из них обычно закрепляется, и механизм обладает одной степенью свободы и представляет собой простую планетарную передачу, более удобную для рассмотрения. The device operates as follows. The uniform rotation of the drive shaft 10 and the carrier B connected to it with the axles 5 and 5a mounted on it causes the movement of the satellites 2 and 3, 2a and 3a relative to the central wheels 1 and 4, which have external gearing. This mechanism is differential and has two degrees of freedom: the forced movement of one of the links 1, 4, B is obtained with a certain movement of the other two. One of them is usually fixed, and the mechanism has one degree of freedom and is a simple planetary gear, more convenient for consideration.
При обкатывании закрепленного некруглого смещенного центрального колеса 1.1 эксцентрично смещенным сателлитом 2 возникает радиальное биение, вызывающее неравномерное вращение оси 5, закрепленного на ней сателлита 3, и находящегося в зацепления с ним центрального колеса 4.1, и связанного с ним вала 8.1. Одновременно обматывание сателлитом 2а центрального колеса 1.2 аналогично вызывает неравномерное вращение выходного вала 8.2. When a fixed non-circular displaced central wheel 1.1 is driven around by an eccentrically displaced satellite 2, a radial runout occurs, causing an uneven rotation of the axis 5, the satellite 3 fixed on it, and the central wheel 4.1 engaged with it, and the shaft 8.1 connected with it. At the same time, the satellite 2a wraps around the central wheel 1.2 similarly causes an uneven rotation of the output shaft 8.2.
Изменение взаимного углового положения некруглых колес 1.1 и 1.2 от 0 до 360 град. вызывает изменение фазового сдвига между импульсами неравномерного вращения на выходных валах 8.1 и 8.2 на ту же величину, т.е. изменяется их взаимный базовый сдвиг. Установка или регулирование углового положения непосредственно во время работы устройства осуществляется применением фиксирующего или регулирующего устройства, установленного на валах 6.1 и 6.2. Change of mutual angular position of non-circular wheels 1.1 and 1.2 from 0 to 360 degrees. causes a phase shift between the pulses of uneven rotation on the output shafts 8.1 and 8.2 by the same amount, i.e. their mutual basic shift is changing. Installation or adjustment of the angular position directly during operation of the device is carried out by the use of a fixing or control device mounted on shafts 6.1 and 6.2.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001124633/28A RU2193127C1 (en) | 2001-09-06 | 2001-09-06 | Conversion differential gear |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001124633/28A RU2193127C1 (en) | 2001-09-06 | 2001-09-06 | Conversion differential gear |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2193127C1 true RU2193127C1 (en) | 2002-11-20 |
Family
ID=20253023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001124633/28A RU2193127C1 (en) | 2001-09-06 | 2001-09-06 | Conversion differential gear |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2193127C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2584319C1 (en) * | 2014-12-09 | 2016-05-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Pulse rotator of drive of machine working member |
-
2001
- 2001-09-06 RU RU2001124633/28A patent/RU2193127C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2584319C1 (en) * | 2014-12-09 | 2016-05-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Pulse rotator of drive of machine working member |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10948048B2 (en) | Thickness-variable transmission structure for robot joint | |
| DE68923612D1 (en) | CONTINUOUSLY CHANGING GEARBOX. | |
| CN104121335A (en) | Planetary speed reducer with two planetary gears | |
| CN111322374B (en) | Elastic variable transmission ratio line gear mechanism | |
| WO2023185700A1 (en) | Electric vehicle thrust-type mechanical continuously variable transmission (cvt) having transmission ratio of 5-15 | |
| RU2193127C1 (en) | Conversion differential gear | |
| US4843899A (en) | Gear drive with infinitely variable transmission ratio | |
| Ivanov et al. | Development of the positive engagement continuously variable transmission design with the application of graph theory | |
| KR100931965B1 (en) | Continuous High Speed Gear Using Planetary Gears | |
| CN205118193U (en) | Unlimited formula buncher of mechanical gear | |
| CN103912653A (en) | Speed reducing device of torsion sensing differential planet gear system | |
| CN211778831U (en) | Homothetic differential speed reducer | |
| RU2433319C1 (en) | Toothed reversing self-adjusting variable-speed drive | |
| GR20200100357A (en) | Mechanism for endless rotation transmission between an unmoving frame and a rotating carrier independently from the rotation of this last | |
| CN108033211B (en) | A bulk material conveyor using a variable thickness planetary gearbox | |
| RU2782871C1 (en) | Tooth wide range transmission | |
| RU2212575C1 (en) | Automatic inertia impulse variable speed drive | |
| CN219492961U (en) | Stepless differential speed variator | |
| SU1753101A1 (en) | Planetary precision gear | |
| SU868200A1 (en) | Toothed-leverage variable speed drive | |
| RU2153613C1 (en) | Planetary cycloid reduction gear | |
| CN201461878U (en) | Double input speed synthesis reducer | |
| RU2022182C1 (en) | Planetary mechanism for variable-speed drive regulation | |
| WO2009134169A2 (en) | Rack toothing for a linear drive | |
| RU2146022C1 (en) | Variable-speed drive |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050907 |