Бесступенчатая передача с тремя шестернями Российский патент 2018 года по МПК F16H3/44 F16H3/74 

Изобретение относится к зубчатым передачам для сообщения вращательного движения.

Изобретение может быть использовано в машиностроении при создании оборудования и устройств для всех областей промышленности, транспорте, приборостроении, строительстве.

Известна бесступенчатая передача , использующая универсальную самоцентрирующуюся систему с общей неизменяемой осью вращения оснований. Универсальная самоцентрирующаяся система содержит внешнее основание и внутреннее основание с возможностью вращения относительно общей оси. На основаниях закреплены звездочки, ролики или шкивы с возможностью вращения и соединенные последовательно замкнутой цепью, ремнем или тросом. Звездочки, ролики или шкивы одного из оснований имеют возможность линейного перемещения по основанию. (RU 2016129082, 16.07.2016, DE 202016005434.2, 30.08.2016, F16H 9/26 )

Недостатком этого изобретения является необходимость использования цепи.

Целью изобретения является создание бесступенчатой передачи без использования цепи.

Поставленная цель достигается тем, что в бесступенчатой передаче с тремя шестернями, содержащей внешнее основание и внутреннее основание с возможностью вращения относительно общей оси, шестерню, закрепленную на внутреннем основании с возможностью вращения, шестерню, закрепленную на внешнем основании с возможностью вращения и перемещения относительно внешнего основания, выходной вал, закрепленный на внутреннем основании с возможностью вращения, выходную шестерню закрепленную на выходном валу, шестерня на внутреннем основании имеет зубчатое зацепление с выходной шестерней и с шестерней на внешнем основании.

В примере конкретного исполнения бесступенчатая передача с тремя шестернями содержит внутреннее основание 1 и внешнее основание 2, разделенные подшипником 11. Выходной вал 9 закреплен на внутреннем основании 1 с помощью подшипника 13. Шестерня 5 закреплена на выходном валу 9. Шестерни 3 имеют возможность вращения относительно осей 22. Оси 22 закреплены на внутреннем основании 1. Шестерни 4 имеют возможность вращения относительно осей 7. Оси 7 закреплены на основании 2 с помощью пружин 8. Оси 7 имеют возможность перемещения в пазах 6 при деформации пружин 8. Вал 12 соединен с внешним основанием 2. Входной вал 10 соединен с внутренним основанием 1. Луч 15 является касательной к шестерням 3 и 4 в точке соприкосновения шестерней. Луч 16 обозначает направление действия шестерни 3 на шестерню 4 и является касательной к окружности 14. Окружность 14 проходит через точку соприкосновения шестерней 3 и 4. Угол 18 между лучами 16 и 17 и угол 19 между лучами 15 и 16 определяют величину и направление угловой скорости на выходном валу 9 и величину скоростей 20 и 21. Скорость 23 внешнего основания 2 всегда совпадает по величине и направлению со скоростью 24 внутреннего основания.

Вращающий момент прикладывается к входному валу 10. При этом основания 1 и 2 вращаются со скоростью Ω. Если направление действия силы шестерни 3 на шестерню 4 проходит через ось шестерни 4, как показано на фиг. 7, то все шестерни не вращаются относительно осей 7 и 22. Шестерня 5 вращается с одинаковой угловой скоростью 21 с основаниями 1 и 2. При этом угол 19=β=90°. Угол 18=α=0°. Если скорости оснований 1 и 2 равны Ω, то скорость θ на выходном валу равна

θ=(sin² β - sin² α)* Ω = Ω.

Скорость 21 на выходном валу равна sin² β*Ω.

Скорость 20 на выходном валу равна -sin² α*Ω.

На фиг. 6 угол β = 180° - 177,62° = 2,38°. Угол α = 90° - 2,38° = 87,62°.

Скорость θ на выходном валу (sin² β - sin² α)* Ω=(sin² 2,38° - sin² 87,62°)*Ω = -0,997 Ω. При α = β = 45° скорость θ на выходном валу равна нулю.

Для данных на фиг. 5 скорость на выходном валу θ=(sin² 77,55° - sin² 12,46°)*Ω = 0,907 Ω.

Для данных на фиг. 4 скорость на выходном валу θ=(sin² 46,98° - sin² 43,02°)*Ω = 0,069 Ω.

При угле α>0° на выходной вал действует составляющая скорости 20, направленная в противоположную сторону относительно скоростей 21, 23, 24. Для работоспособности бесступенчатой передачи с тремя шестернями достаточно трех шестерней. Для балансировки устройства добавлены еще четыре шестерни.

На фиг. 1 представлена бесступенчатая передача с тремя шестернями.

На фиг. 2 представлена бесступенчатая передача с тремя шестернями, вид со стороны пружин.

На фиг. 3 представлено сечение бесступенчатой передачи с тремя шестернями.

На фиг. 4 представлены данные для вычисления скорости на выходном валу, среднее положение

На фиг. 5 представлены данные для вычисления скорости на выходном валу, нижнее положение.

На фиг. 6 представлены данные для вычисления скорости на выходном валу, крайнее верхнее положение.

На фиг. 7 представлено положение шестерней при нулевой угловой скорости относительно своих осей.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к бесступенчатым передачам. Бесступенчатая передача с тремя шестернями содержит внутреннее основание и внешнее основание, которые имеют возможность вращения относительно общей оси. На внутреннем основании закреплен выходной вал на одной оси с осью вращения оснований. Выходной вал имеет возможность вращения относительно оснований и содержит выходную шестерню. На внутреннем основании закреплены шестерни, имеющие возможность вращения и имеющие зубчатое зацепление с выходной шестерней. На внешнем основании установлены шестерни с возможностью вращения и перемещения вдоль внешнего основания. Шестерни на внешнем основании имеют зубчатое зацепление с шестернями на внутреннем основании. Вращающий момент прилагают к входному валу, соединенному с внутренним основанием. Достигается упрощение конструкции. 7 ил.

Бесступенчатая передача с тремя шестернями, содержащая внешнее основание и внутреннее основание с возможностью вращения относительно общей оси, шестерню, закрепленную на внутреннем основании с возможностью вращения, шестерню, закрепленную на внешнем основании с возможностью вращения и перемещения относительно внешнего основания, выходной вал, закрепленный на внутреннем основании с возможностью вращения, выходную шестерню, закрепленную на выходном валу, отличающаяся тем, что шестерня на внутреннем основании имеет зубчатое зацепление с выходной шестерней и с шестерней на внешнем основании.