Бесступенчатая трансмиссия

 

Изобретение относится к области машиностроения. Бесступенчатая трансмиссия содержит корпус, первичный и вторичный параллельно расположенные валы, рычаг, механизм управления поворотом рычага, барабан с многодисковым фрикционным вариатором внутреннего контакта. В трансмиссию дополнительно введены выходной вал и планетарный сумматор. Водило закреплено на первичном валу. Эпицикл связан парой зубчатых колец с вторичным валом. Солнечная шестерня планетарного сумматора установлена на выходном валу, расположенном соосно с первичным валом. Технический результат - повышение КПД, надежности, увеличение диапазона регулирования передаточного числа бесступенчатой трансмиссии, получение реверсивной и нейтральной передач. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и касается бесступенчатых механических трансмиссий транспортных средств, содержащих фрикционные вариаторы.

Известны многодисковые фрикционные вариаторы с внешним контактом и планетарного типа [Пронин Б.А. и др. Бесступенчатые клиноременные и фрикционные передачи (вариаторы). Изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1980. - 320 с. , с. 202, рис. 112 (ж). Патент GB, N 1384679, кл. F 16 Н 15/50, 1975], содержащие ведущие и ведомые диски, а планетарного типа - еще и промежуточные диски.

Недостатком таких вариаторов является то, что они имеют ухудшенный характер поля сил трения в пятне контакта, что ведет к понижению КПД и их надежности.

Известна бесступенчатая трансмиссия [Авт. свид. RU N 1504108, кл. В 60 К 17/06], выбранная в качестве прототипа, содержащая первичный и вторичный параллельно расположенные валы и два многодисковых фрикционных вариатора с внутренним контактом, имеющих ведущие конусообразные и ведомые диски, расположенные внутри барабанов, который установлен в корпусе на отдельных поворотных рычагах, расположенных соосно с вторичным валом, связанные с этим валом через отдельные зубчатые передачи с различным передаточным числом, при этом первичный вал расположен внутри обоих указанных барабанов, а также отношение передаточных чисел указанных зубчатых передач равно отношению максимального и минимального передаточных чисел вариатора.

Недостатки данной бесступенчатой трансмиссии: - малый диапазон регулирования передаточного числа, причем для увеличения диапазона регулирования передаточного числа требуется увеличить диаметр ведомых и ведущих дисков вариаторов, что ведет к увеличению габаритов бесступенчатой трансмиссии, а также к понижению КПД и большому износу фрикционных дисков при больших передаточных числах, т.к. при таких режимах работы наблюдается большое геометрическое скольжение; - конструкция бесступенчатой трансмиссии, выбранная в качестве прототипа, не обеспечивает реверсивную и нейтральную передачи без помощи сцепления, что также влияет на габариты и сложность конструкции бесступенчатой трансмиссии.

Изобретение направлено на повышение надежности, увеличение диапазона регулирования передаточного числа бесступенчатой трансмиссии, а также получение реверсивной и нейтральной передач.

Решение поставленной задачи достигается тем, что дополнительно введены выходной вал и планетарный сумматор, водило которого закреплено на первичном валу, а его эпицикл связан парой зубчатых колец с вторичным валом, при этом солнечная шестерня планетарного сумматора установлена на выходном валу, расположенном соосно с первичным валом.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод о том, что бесступенчатая трансмиссия с планетарным сумматором позволяет повысить диапазон регулирования передаточного числа, без помощи сцепления получить реверсивную и нейтральную передачи, кроме того, применить один фрикционный многодисковый вариатор малых габаритных размеров, который на прямой передаче работает как фрикционная муфта без проскальзывания, что в совокупности позволяет повысить надежность бесступенчатой трансмиссии, упростить конструкцию и уменьшить ее габариты.

Таким образом, отличия, связанные с тем, что дополнительно в бесступенчатую трансмиссию введен планетарный сумматор, который позволяет расширить диапазон регулирования передаточного числа, получить реверсивную и нейтральную передачи и повысить надежность бесступенчатой трансмиссии, позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "новизна". Признаки, отличающие заявляемое техническое решение, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 показана принципиальная схема бесступенчатой трансмиссии, общий вид; на фиг. 2 - разрез А - А.

Бесступенчатая трансмиссия содержит корпус 17, в котором размещены первичный вал 9 и вторичный вал 2, параллельно расположенные относительно друг друга, выходной вал 15, расположенный соосно с первичным валом 9, планетарный сумматор, многодисковый фрикционный вариатор, расположенный в барабане 18 и имеющий ведущие диски 7, расположенные подвижно в осевом направлении на первичном валу 9 и прижатые к ведомым дискам 6 нажимным устройством 8, которые крепятся также подвижно в осевом направлении к барабану 18. Барабан 18 связан кинематически с вторичным валом 2 через зубчатый венец 10 и шестерню 3, установленную на вторичном валу 2, а также через рычаг 5, крепящийся подвижно к вторичному валу 2 посредством подшипникового узла 4. Рычаг 5 также связан кинематически с механизмом управления поворота рычага 19. К концу первичного вала 9 со стороны выходного вала 15 крепится водило 11 планетарного сумматора, на котором расположены сателлиты 14. Планетарный сумматор, кроме этого, содержит солнечную шестерню 16, установленную на выходном валу 15, а эпицикл 12 связан зубчатыми кольцами 13, 1 с вторичным валом и через сателлиты 14 с солнечной шестерней 16.

Бесступенчатая трансмиссия работает следующим образом. Поток мощности передается от силовой установки к первичному валу 9, далее он разделяется на два потока: - первый поток идет на ведущие диски 7 вариатора, которые прижаты нажимным устройством 8 к ведомым дискам 6, далее от ведомых дисков 6 поток мощности передается на барабан 18, к которому они крепятся подвижно в осевом направлении, после через зубчатый венец 10 барабана 18 на шестерню 3, крепящейся на вторичном вале 2 и на шестерню 1, также крепящейся к концу вторичного вала 2, далее на шестерню 13 эпицикла 12 планетарного сумматора, входящую в зубчатое зацепление с шестерней 1, а с эпицикла 12 на сателлиты 14, где суммируется со вторым потоком мощности, поскольку первый поток мощности проходит через вариатор, он является изменяющим потоком мощности и влияет на сумму первого и второго потоков мощностей, что приводит к увеличению диапазона регулирования передаточного числа, а также получению реверсивной и нейтральной передач; - второй поток идет на водило 11 планетарного сумматора, крепящегося к концу первичного вала 9, после на сателлиты 14 расположенных на водиле 11 планетарного сумматора, где суммируется с первым потоком мощности, и сумма потоков мощностей передаются через солнечную шестерню 16 на выходной вал 15.

Эксцентриситет E (расстояние между осями ведущих и ведомых дисков вариатора) при котором, сумма первого и второго потока мощности равна 0, обозначим E^o, то есть при E=E^o - крутящий момент на выходном валу равен 0, при E > E^o - реверсивная передача, при E < E^o - передняя передача, при E = 0 - прямая передача, при которой КПД вариатора около 98%, так как в вариаторе отсутствуют геометрическое скольжение и потеря мощности. Изменение эксцентриситета происходит путем воздействия механизма управления поворота рычага 9 на рычаг 5, который закреплен подвижно к вторичному валу 2 посредством подшипникового узла 4, рычаг 5, поворачиваясь относительно оси вторичного вала 2 вместе с барабаном 18 и крепящимися в барабане ведущими дисками 6.

Таким образом, за счет того, что дополнительно в бесступенчатую трансмиссию введен планетарный сумматор, диапазон регулирования передаточного числа расширился, а также без помощи сцепления появилась возможность получить реверсивную и нейтральную передачи. Кроме того, это позволило применить один фрикционный многодисковый вариатор малых габаритных размеров, который на прямой передаче выполняет работу фрикционной муфты без проскальзывания, что позволяет повысить КПД и надежность бесступенчатой трансмиссии, а также упростить конструкцию и уменьшить ее габариты.

Формула изобретения

Бесступенчатая трансмиссия, содержащая корпус, первичный и вторичный параллельно расположенные валы, рычаг, механизм управления поворотом рычага, барабан с многодисковым фрикционным вариатором внутреннего контакта, имеющим ведущие и ведомые диски и нажимное устройство, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены выходной вал и планетарный сумматор, водило которого закреплено на первичном валу, а его эпицикл связан парой зубчатых колец с вторичным валом, при этом солнечная шестерня планетарного сумматора установлена на выходном валу, расположенном соосно с первичным валом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2