БЕССТУПЕНЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА Российский патент 2006 года по МПК F16H3/74 F16H47/04 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может использоваться в качестве коробки передач на транспортных средствах или, например, в качестве исполнительного механизма в стабилизаторах танкового вооружения.

Известно устройство с регулированием скорости вращения по SU №1208376 А1, 1986, содержащее дифференциальную планетарную передачу и средство управления передаточным числом, выполненное в виде фрикционной муфты с тормозом и механизмами свободного хода.

Недостатками данного устройства являются низкая надежность и низкая экономичность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство бесступенчатого изменения скорости вращения по SU №1788365 А1, 1993, содержащее соосные входной, промежуточный и выходной валы и два блока, один из которых представляет собой дифференциальную планетарную передачу, а другой является средством регулирования скорости вращения. Ведущее звено дифференциальной планетарной передачи жестко соединено с входным валом и кинематически связано с промежуточным валом, а ведомое звено кинематически связано с промежуточным и выходным валами. Средство регулирования скорости кинематически связывает входной и промежуточный валы. Средство регулирования определяет скорость вращения промежуточного вала и выполнено в виде задающего фрикционного вариатора с диском, барабаном и роликом.

Недостатком данного устройства является низкая надежность и узкий диапазон изменения передаточного отношения.

Задачей изобретения является расширение диапазона изменения передаточного отношения, улучшение динамических характеристик транспортного средства, повышение надежности и универсальности.

Поставленная задача решается благодаря тому, что бесступенчатая передача, содержащая силовой дифференциал, самотормозящий механизм и регулятор, согласно изобретению содержит дифференциал сравнения, регулирующий дифференциал, два самотормозящих механизма, работающих в режиме оттормаживания, два регулятора, механизм выравнивания скоростей вращения центральных колес регулирующего дифференциала, при этом вход силового дифференциала соединен с приводом и входом регулирующего дифференциала, центральные колеса силового дифференциала жестко соединены с ведомыми звеньями самотормозящих механизмов и соединены с центральными колесами дифференциала сравнения таким образом, чтобы последние вращались в разные стороны, а ведущие звенья самотормозящих механизмов соединены с центральными колесами регулирующего дифференциала механизмом выравнивания скоростей вращения и жестко соединены с регуляторами.

Указанная совокупность признаков является новой, не известной из уровня техники и позволяет решить поставленную задачу, так как наличие регулирующего дифференциала позволяет синхронизировать скорости вращения ведущих звеньев самотормозящих механизмов со скоростью вращения ведомых звеньев самотормозящих механизмов. Самотормозящие механизмы работают в режиме оттормаживания, выполняя роль механических усилителей, когда ведущее звено убегает от набегающего на него ведомого звена, задавая скорость вращения последнего. Чем ближе самотормозящий механизм выполнен к границе самоторможения, тем меньшее усилие необходимо для управления усилителем и тем соответственно выше коэффициент усиления (Благонравов А.А. Механические бесступенчатые передачи нефрикционного типа. - М: Машиностроение, 1977, с.59). Регуляторы, создавая момент сопротивления, изменяют скорость вращения ведущего звена самотормозящего механизма. Силовой дифференциал распределяет обороты, подаваемые на него от привода, между центральными колесами дифференциала сравнения. Дифференциал сравнения, в зависимости от разности в скоростях вращения своих центральных колес, вращает выходную шестерню с той или иной скоростью. Чем больше разница в скоростях вращения центральных колес дифференциала сравнения, тем быстрее вращается выходная шестерня. Механизм выравнивания скоростей вращения центральных колес регулирующего дифференциала выравнивает скорости их вращения при нейтральном положении органа управления.

На чертеже представлена схема бесступенчатой передачи.

Бесступенчатая передача состоит из:

силового дифференциала 1 с центральными колесами 17, 18, сателлитами 24 и шестерни 22;

регулирующего дифференциала 2 с центральными колесами 19, 20, сателлитами 25 и шестерни 23;

дифференциала сравнения 30 с центральными колесами 32, 33, сателлитами 35 и шестерни 34;

самотормозящих механизмов 3 и 4, каждый из которых состоит из ведомых звеньев 15, 16 и ведущих звеньев 13, 14;

двух регуляторов, каждый из которых состоит из шестеренного насоса 5, 6 и регулируемого дросселя 7, 8;

шестерен 9, 10, 11, 12, 21, 26, 27, 28, 29, 31, 37, 38, 39, 40;

механизма выравнивания скоростей вращения центральных колес 36.

Бесступенчатая передача работает следующим образом.

Шестерня 21 вращается с постоянной скоростью от двигателя, например двигателя внутреннего сгорания, а дроссели 8, 7 полностью открыты. При этом по силовой кинематической цепи 21-22-24-18-26-28-32-35 вращение передается на сателлит 35 дифференциала 30. По другой силовой кинематической цепи 21-24-17-27-29-31-33-35 вращение передается на тот же сателлит 35, при этом вращение центральных колес 32 и 33 происходит с одинаковой скоростью и в противоположных направлениях, в результате шестерня 34 остается неподвижной. Одновременно с этим по регулирующей кинематической цепи 21-23-25-20-12-10-14 вращение передается на ведущее звено 14 самотормозящего механизма 4, а поскольку звено 14 соединено с шестеренным насосом 6, то и на него, а через шестерни 38, 40 - на механизм выравнивания скоростей 36. По другой регулирующей кинематической цепи 21-23-25-19-11-9-3 вращение передается на ведущее звено 13 самотормозящего механизма 3 и соответственно на шестеренный насос 5, а через шестерни 37, 39 на механизм выравнивания скоростей 36. Таким образом, бесступенчатая передача находится в равновесии, ведущие звенья 14, 13 самотормозящих механизмов 4 и 3 работают в режиме оттормаживания и успевают убегать от ведомых звеньев 16, 15. Центральные колеса всех дифференциалов вращаются с равными попарно скоростями, при этом 32 и 33 вращаются в разных направлениях и шестерня 34 неподвижна. При уменьшении проходного сечения дросселя 8 снижаются обороты шестеренного насоса 6, а также центрального колеса 20 дифференциала 2 и ведущего звена 14 самотормозящего механизма 4. В результате этого также снижаются обороты ведомого звена 16 самотормозящего механизма 4, центрального колеса 18 дифференциала 1 и центрального колеса 32 дифференциала 30. Одновременно с этим во всех дифференциалах происходит перераспределение оборотов между центральными колесами и скорости вращения шестерен 19, 17, 33 пропорционально увеличиваются. В результате центральное колесо 33 вращается с большими оборотами, чем центральное колесо 32 и шестерня 34 начинают вращаться. При полном перекрытии дросселя 8 шестеренный насос 6 останавливается, в результате центральное колесо 32 также полностью останавливается, а центральное колесо 33 получает удвоенные обороты по сравнению с оборотами при нейтральном положении органов управления, и шестерня 34 вращается с максимально возможной скоростью. При перекрытии дросселя 7 соответственно уменьшается скорость вращения центрального колеса 33, а центрального колеса 32 увеличивается и шестерня 34 начинает вращаться в противоположную сторону. Таким образом происходит реверсирование выходной шестерни 34.

Таким образом, использование данного изобретения позволяет бесступенчато изменять скорость в широких пределах при постоянных и оптимальных оборотах приводного двигателя, позволяя ему работать в режиме максимального крутящего момента с наименьшим удельным потреблением топлива. Данный режим позволяет максимально улучшить динамические характеристики транспортного средства. Предлагаемая бесступенчатая передача реализует функцию стояночного тормоза, поскольку содержит самотормозящие механизмы. При положении органа управления, соответствующего нулевой скорости вращения выходной шестерни, транспортное средство может стоять на склоне, не скатываясь. При необходимости тронуться в гору достаточно задать выходной шестерне необходимую скорость вращения и начнется движение без малейшего скатывания назад. Поскольку предлагаемая бесступенчатая передача имеет бесконечно широкий диапазон изменения передаточного отношения, то она позволяет задать выходной шестерне бесконечно малую скорость вращения.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может использоваться в качестве коробки передач на транспортных средствах или, например, в качестве исполнительного механизма в стабилизаторах танкового вооружения. Бесступенчатая передача содержит силовой дифференциал 1, дифференциал сравнения 30, регулирующий дифференциал 2, два самотормозящих механизма 3, 4, работающих в режиме оттормаживания, два регулятора, механизм 36 выравнивания скоростей вращения центральных колес регулирующего дифференциала. Вход силового дифференциала 1 соединен с приводом и входом регулирующего дифференциала 2. Центральные колеса 17, 18 силового дифференциала жестко соединены с ведомыми звеньями 15, 16 самотормозящих механизмов и соединены с центральными колесами дифференциала сравнения 30 таким образом, чтобы последние вращались в разные стороны. Ведущие звенья 13, 14 самотормозящих механизмов соединены с центральными колесами регулирующего дифференциала механизмом 36 выравнивания скоростей вращения и жестко соединены с регуляторами. Технический результат - расширение диапазона изменения передаточного отношения, улучшение динамических характеристик транспортного средства, повышение надежности и универсальности. 1 ил.

Бесступенчатая передача, содержащая силовой дифференциал, самотормозящий механизм и регулятор, отличающаяся тем, что содержит дифференциал сравнения, регулирующий дифференциал, два самотормозящих механизма, работающих в режиме оттормаживания, два регулятора, механизм выравнивания скоростей вращения центральных колес регулирующего дифференциала, при этом вход силового дифференциала соединен с приводом и входом регулирующего дифференциала, центральные колеса силового дифференциала жестко соединены с ведомыми звеньями самотормозящих механизмов и соединены с центральными колесами дифференциала сравнения таким образом, чтобы последние вращались в разные стороны, а ведущие звенья самотормозящих механизмов соединены с центральными колесами регулирующего дифференциала, механизмом выравнивания скоростей вращения и жестко соединены с регуляторами.