Ретродиректная планетарная передача
Изобретение относится к коробкам передач и представляет собой переключатель передач типа "ретродирект", т.е. двухскоростной переключатель, обеспечивающий и при прямом, и при обратном вращении входного вала передачу усилия на выходной вал в прямом направлении, но с разными передаточными отношениями. Основной вариант подразумевает размещение изобретения в педальной каретке велосипеда, что позволяет использовать изобретение совместно с обычной системой переключения передач. Дополнительный вариант, подразумевающий размещение изобретения в задней втулке, едва ли обладает такой возможностью (по крайней мере, с подавляющим большинством стандартных переключателей). Кроме этого, рассматривается применение переключателя в электродрелях (не требующих обратного вращения патрона), станках и т.п. 1 ил.
Изобретение относится к области машиностроения и представляет собой двухскоростную коробку передач, предназначенную в основном для легкого транспорта и легкого электроинструмента. Прототипом данного механизма являются:
1) CN 103600807 А,
2) RU 2515827 С1.
Печально известна надежность и нагрузочная способность планетарных кареток и втулок. Крупномодульные шестерни в компактном узле не разместить, а мелкомодульные часто оказываются сломаны при интенсивном педалировании. Данное изобретение рассматривает реализацию планетарной коробки передач при помощи роликов (катков).
Пример одной из возможных реализаций приведен на фиг. 1, где можно видеть велосипедную каретку под стандарт BSA, Кампаньоло и подобные, реализующую данную коробку передач в легком транспорте. Данная реализация обеспечивает прямую передачу при прямом педалировании и инвертирующий направление редуктор при обратном педалировании. Вращение педального вала 1 в прямом направлении расцепляет ролики обгонной муфты 14 и солнечный ролик планетарной передачи 15, но сцепляет ролики обгонной передачи 13 с выходным валом 9, передающим усилие на "паук" 8, работающий в составе обычной велосипедной трансмиссии (на нем может быть установлена ведущая звезда, ведущий ременный шкив и т.д.) Это обеспечивает прямую передачу. Вращение педального вала 1 в обратном направлении расцепляет ролики обгонной муфты 13 и выходной вал 9, но сцепляет ролики обгонной муфты 14 с солнечным роликом планетарной передачи 15. Поскольку для передачи значительного крутящего момента роликам планетарной передачи требуется значительное прижатие (в отличие от шестерен обыкновенной планетарной передачи), он имеет спиральный пропил. Это дает ему возможность микродеформаций под действием внутреннего нажима роликов обгонной муфты, в результате чего усилие прижатия к нему роликов изнутри фактически передается и на рабочие поверхности сателлитных роликов 6, обеспечивая значительное прижатие к ним солнечного ролика изнутри и хвостовика выходного вала 9 (выполняющего роль кольцевого ролика планетарной передачи) снаружи. От проворачивания в обратном направлении ролики удерживает неподвижное водило 5, застопоренное в велораме 3 стопором 4. Это обеспечивает пониженную передачу с инверсией направления. Также на фиг. 1 показаны гайки BSA/Кампаньоло 2 и 7, радиально-упорные подшипники 10 и 16, игольчатые подшипники 11, 12 и 17. Слева внизу отдельно наглядно показано устройство и принцип передачи прижимного усилия обгонных роликов 14 через микрорасширение солнечного ролика 15.
Реализация варианта, осуществляющего при обратном педалировании не редуктивную, а мультипликативную передачу тривиальна и едва ли нуждается в отдельном пояснении. Для этого фактически достаточно вал 1 связать с кольцевым (наружным) роликом роликовой планетарной передачи, а выходной вал 9, напротив, сделать валом обгонной муфты.
Реализация изобретения не внутри педальной каретки, а внутри задней втулки также тривиальна и едва ли нуждается в отдельном пояснении. Механизм пат. RU 2515827 С1, рассмотренный там достаточно подробно, может быть очевидным образом реализован и через данное изобретение.
Применение изобретения в качестве коробки передач общего назначения (например, в электродрели) также является достаточно очевидным.
Основным техническим результатом применения изобретения по сравнению с прототипами является упрощение и удешевление конструкции, снижение массы и повышение надежности при пиковых нагрузках.
Осуществимость изобретения подтверждена автором экспериментами на моделях из легких материалов.
Механизм переключения передач, например, размещаемый в педальном узле либо задней втулке велосипеда, мотовелосипеда, трицикла, гидровелосипеда, электромопеда или любого другого легкого транспорта подобного типа, либо в ручном электроинструменте, либо в приводе станка, либо используемый в качестве двухскоростной коробки передач другого назначения, включающий планетарную передачу и два устройства сцепления, служащие для выбора передач, срабатывание и отпускание которых зависит от направления вращения педального, моторного либо иного входного вала, образуя, например, прямую передачу при прямом вращении входного вала и инвертирующую направление пониженную либо повышенную передачу при обратном вращении входного вала, отличающийся тем, что в нем использована роликовая фрикционная планетарная передача, необходимое для работы которой усилие прижатия роликов создается непосредственно устройством сцепления.
