Бесступенчатая торцовая дискошариковая передача

Номер патента: 17703

Опубликовано: 30.12.2013

Автор: Труханович Григорий Васильевич

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ БЕССТУПЕНЧАТАЯ ТОРЦОВАЯ ДИСКОШАРИКОВАЯ ПЕРЕДАЧА(71) Заявитель Труханович Григорий Васильевич(72) Автор Труханович Григорий Васильевич(73) Патентообладатель Труханович Григорий Васильевич(57) Бесступенчатая торцовая дискошариковая передача, содержащая базовый корпус, в котором расположены консольный вал, управляющий вал и ведущий вал с солнечной шестерней, выполненной с возможностью передачи крутящего момента на планетарные передаточные элементы, расположенные на валах, на втором конце которых закреплены 17703 1 2013.12.30 плоские диски подвижный корпус, имеющий возможность поворота на консольном валу,при этом передаточные элементы подвижного корпуса также состоят из дисков, на втором конце валов которых закреплены шестерни с возможностью передачи крутящего момента солнечной шестерне трубчатого ведомого вала, имеющего возможность вращения на консольном валу непосредственно передающие крутящий момент элементы выполнены в виде шариков, расположенных в сепараторном диске с возможностью нахождения в центре ведущего диска и на периферии ведомого диска и зажатых между ведущими и ведомыми дисками с возможностью регулирования давления перемещением подвижного корпуса в осевом направлении вручную или при помощи исполнительных механизмов и усилием поджатия опорных пружин, опирающихся так же, как и противоположно расположенные валы передаточных элементов, на упорные подшипники базовый и подвижный корпусы выполнены с возможностью разбрызгивания жидкого смазывающего материала при этом на управляющем валу закреплены зубчатые шестерни, взаимодействующие с зубчатыми секторами подвижного корпуса и сепараторного диска, имеющего возможность поворота на консольном валу базового корпуса зубчатые зацепления выполнены так, что при повороте управляющего вала угловая скорость зубчатого сектора и вместе с ним подвижного корпуса была в два раза больше угловой скорости поворота зубчатого сектора и вместе с ним сепараторного диска. Может использоваться в машинах и механизмах, в которых требуется в процессе передачи крутящего момента бесступенчато (непрерывно) изменять передаточное отношение,в том числе таких, как автомобили, скутеры, конвейеры, металлорежущие станки, бытовая техника, электроинструмент и др. Данная передача относится к фрикционным механическим передачам, основу которой составляют дискошариковые вариаторы с колеблющимся диском заявка 20061001,объединенные по планетарному принципу. Крутящий момент передается шариком, зажатым между двумя плоскими дисками, один из которых является ведущим. При смещении одного диска и синхронно с ним шарика относительно второго диска происходит плавное изменение расстояний между осями вращения дисков и шариком, вследствие чего плавно изменяется частота вращения ведомого диска. Аналоги по принципу действия автору неизвестны. В некоторой степени этот принцип используется в лобовом вариаторе 1, где также используется вся торцовая поверхность диска, но ролик, являющийся ведомым элементом, имеет определенный размер, и поэтому передаточное отношение ограничено. Кроме того, необходимо большое усилие для перемещения ролика, что вызывает быстрый износ рабочих поверхностей. В бесступенчатой коробке передач на основе дискового вариатора 2 крутящий момент передается тоже дисками, но ведущие, ведомые и передаточные диски расположены диаметрально, и диапазон варьирования ограничен. Использование всей торцовой поверхности ведущего и ведомого валов (от геометрической оси до периферии) для трансформации силового потока позволяет получить неограниченный диапазон передаточного отношения, т.е. при постоянной частоте вращения ведущего вала частоту вращения ведомого вала можно плавно изменять от нуля и, теоретически, до бесконечности. В технической механике подобные устройства неизвестны, а определение передаточного отношения как отношения угловой скорости ведущего вала к угловой скорости ведомого вала в данном случае некорректно, так как угловая скорость ведомого вала может быть в том числе равной нулю. Объединение ряда дискошариковых вариаторов с колеблющимся диском в качестве элементарных передаточных звеньев в одно устройство дает возможность значительно увеличить передаваемый крутящий момент и тем самым расширить область применения передачи. Изменение передаточного отношения осуществляется поворотом управляющего вала на требуемый угол, что можно делать вручную или с помощью исполнительных ме 2 17703 1 2013.12.30 ханизмов. Плоская цилиндрическая форма передачи позволяет разместить ее в ступице колеса, что особенно актуально для транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания, которые, по своей сути, не могут создавать частоту вращения коленчатого вала ниже определенного предела, и для трогания и изменения скорости применяются муфты сцепления и коробки передач, а данная передача может их заменить. Применение исполнительных механизмов (шаговые электродвигатели, гидроприводы и др.) дает возможность управлять автономно каждым колесом с помощью бортового компьютера и тем самым совершать маневрирование, т.е. отпадает необходимость и в рулевом управлении. Кроме того, это дает возможность оптимизировать расход топлива в соответствии с нагрузкой и получить значительную его экономию, а также использовать тихоходные двигатели на более дешевом топливе. Фиг. 1 изображает кинематическую схему передачи, на фиг. 2 показан вид передачи по разрезу А-А, фиг. 3, 4, 5 иллюстрируют изменение передаточного отношения в зависимости от взаиморасположения дисков и шарика, фиг. 6 показывает это графически. Так как по закону физики сила трения не зависит от площади контакта, а определяется силой давления, то зажатый между двумя плоскими поверхностями шарик способен передавать определенное усилие от одной поверхности другой, а в данном изобретении предусматривается возможность регулирования давления. Величина возможной передаваемой мощности определяется количеством элементарных вариаторов, силой давления, исходя из допустимых контактных напряжений для материалов дисков и шарика, шероховатости материалов, требуемого ресурса передачи и приемлемого К.П.Д. Основными составляющими передачи являются базовый корпус 3 (фиг. 1) с консольной осью 8 и подвижный корпус 7. Передаточные функции выполняют диски и находящиеся с ними на одном валу зубчатые шестерни - передаточные элементы 2 и 5 и шарики 4 в сепараторном диске 9. Передаточные элементы 2 находятся в зубчатом зацеплении с солнечной шестерней на ведущем валу 1, а передаточные элементы 5 находятся в зубчатом зацеплении с солнечной шестерней на трубчатом ведомом валу 6. Для создания определенного давления между дисками и шариком предусмотрены регулирующие элементы 14,управляемые вручную или исполнительными механизмами. Так как передаточные элементы 2 и 5 предполагают осевое нагружение, то для уменьшения внутреннего трения и повышения К.П.Д. передачи оси передаточных элементов опираются на опорные подшипники 10, а полости базового и подвижного корпусов содержат жидкий смазывающий материал 13, разбрызгивающийся в полостях корпусов. Для компенсации допусков при изготовлении корпусных деталей и передаточных элементов и избежания поломки механизма при экстремальных нагрузках оси одних из передаточных элементов подпружинены витыми или тарельчатыми пружинами 11. Для изоляции полости передаточных элементов от попадания пыли и грязи между базовым и подвижным корпусом устанавливается уплотнение 12. Поворотный корпус 7 и сепараторный диск 9 имеют зубчатые сектора, находящиеся в зацеплении с зубчатыми колесами 16 и 17, закрепленными на управляющем валу 15, посредством поворота которого и производится изменение передаточного отношения передачи. Расчет зубчатых зацеплений выполнен таким образом, чтобы при повороте управляющего вала 15 угловая скорость зубчатого сектора 18 (фиг. 2) и вместе с ним подвижного корпуса 7 была в два раза больше угловой скорости зубчатого сектора и вместе с ним сепараторного диска 9. В исходном положении шарик находится в центре ведущего диска и на периферии ведомого диска, при этом ось вращения шарика совпадает с осью вращения ведущего диска,вследствие чего ведомый диск остается неподвижным и передача работает в режиме холостого хода. При повороте управляющего вала 15 (фиг. 1) зубчатое колесо 17, взаимодействуя с зубчатым сектором 18 (фиг. 2), перемещает подвижный корпус 7 (фиг. 1) вместе с передаточными элементами 5, а зубчатое колесо 16, взаимодействуя с зубчатым сектором сепараторного диска, перемещает его синхронно вместе с шариками на половину переме 3 17703 1 2013.12.30 щения подвижного корпуса относительно базового корпуса. Фиг. 3 показывает этот начальный момент движения, и частота вращения ведомого вала много меньше частоты вращения ведущего вала, так как она определяется по формуле 121 ,2 где 2 - частота вращения ведомого вала,1 - частота вращения ведущего вала,1 - расстояние от оси ведущего диска до центра шарика,2 - расстояние от оси ведомого диска до центра шарика,а 12, и передача работает в режиме редуктора. На фиг. 6 этот процесс отображает кривая на участке от 0 до точки А, здесь- радиус дисков. При дальнейшем повороте управляющего вала происходит увеличение 1 и одновременно уменьшение 2, и в точке А (фиг. 4 и 6) они выравниваются, передача - прямая. Необходимо отметить, что при повороте подвижного корпуса 7 (фиг. 1) ведомые диски смещаются относительно ведущих, и за счет силы трения перекатывается и шарик, совершая сложновращательное движение, и для его перемещения не требуется дополнительных усилий, а роль сепараторного диска сводится в основном в удерживании шарика от схода с орбиты. Дальнейший поворот управляющего вала переводит передачу в режим мультипликатора(фиг. 5), при этом частота вращения ведомого вала резко увеличивается, что иллюстрирует фиг. 6. Следует заметить, что при практическом использовании передачи применительно к транспортным средствам, при прямой передаче от коленчатого вала к колесам отношение 1/ будет ограничено от 0 до 0,7-0,8 (фиг. 6). Источники информации 1. Нарбут А. Бесступенчатые трансмиссии // За рулем. - 1985. -6. - С.16. 2. Гулиа Н.В. Бесступенчатая коробка передач на основе дискового вариатора // Автомобильная промышленность. - 1997. -4. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5

МПК / Метки

МПК: F16H 25/06, F16H 15/08

Метки: торцовая, дискошариковая, передача, бесступенчатая

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/5-17703-besstupenchataya-torcovaya-diskosharikovaya-peredacha.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Бесступенчатая торцовая дискошариковая передача</a>

Похожие патенты