SU1666830A1

SU1666830A1 - Gearing

Info

Publication number: SU1666830A1
Application number: SU894718059A
Authority: SU
Inventors: Иван Матвеевич Колобов
Original assignee: И.М.Колобов
Priority date: 1989-06-05
Filing date: 1989-06-05
Publication date: 1991-07-30

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению, а именно к коробкам передач. Цель - расширение кинематических возможностей зубчатой передачи. Это достигаетс за счет варьировани передаточного отношени . Два тороидальных зубчатых колеса зацепл ютс с возможностью изменени взаимной ориентации осей путем взаимной обкатки колес по образующим торовых поверхностей в плоскости расположени осей. Каждое из колес выполнено из зубчатых дисков 4, 5, 6, 7 и зубчатых дисков 8, 9, 10, 11, 12, соответствующих друг другу при обкатке и имеющих различное число зубьев. Диски 4...7 закреплены на валу 2 жестко. Диски 8....12 установлены на валу 3 с последовательным чередованием жесткого креплени и креплени с возможностью вращени под действием расчетной нагрузки (диски 8, 10, 12 - жестко, диски 9, 11 - с возможностью вращени ). Вращение дисков 9, 11 под действием расчетной нагрузки обеспечиваетс путем соединени их с валом 3 муфтами предельного момента. При работе передачи вращающий момент передаетс зацеплением тороидальных зубчатых колес. Дл изменени передаточного отношени измен ют взаимную ориентацию осей колес путем обкатки. При этом зона зацеплени перемещаетс по образующим торовых поверхностей. В момент прохождени зоны зацеплени через границу дисков 8, 9, 10, 11, 12 в пакете жестко закрепленные диски участвуют в передаче вращени , а соседний диск поворачиваетс под действием момента, превышающего предельный дл его муфты. При нахождении зоны зацеплени на поворачиваемых дисках они передают вращающий момент, меньший предельного дл их муфт. Таким образом, соседние пары дисков на колесах образуют ступени передач. 2 ил.The invention relates to mechanical engineering, namely to gearboxes. The goal is to expand the kinematic capabilities of gears. This is achieved by varying the gear ratio. Two toroidal gears engage with the possibility of changing the relative orientation of the axes by running in the wheels along the forming torus surfaces in the plane of the axes. Each of the wheels is made of toothed disks 4, 5, 6, 7 and toothed disks 8, 9, 10, 11, 12, corresponding to each other during running and having different numbers of teeth. The disks 4 ... 7 are fixed on the shaft 2 rigidly. The disks 8 .... 12 are mounted on the shaft 3 with sequential alternation of rigid mounting and mounting with the possibility of rotation under the action of the design load (disks 8, 10, 12 are rigid, disks 9, 11 are rotatably). The rotation of the discs 9, 11 under the action of the design load is ensured by connecting them to the shaft with 3 clutches of ultimate torque. In transmission operation, torque is transmitted by the engagement of the toroidal gears. To change the gear ratio, the relative orientation of the axles of the wheels is changed by running. In this case, the zone of engagement moves along the forming torus surfaces. At the moment of the passage of the engagement zone through the boundary of the disks 8, 9, 10, 11, 12 in the package, the rigidly fixed disks participate in the transmission of rotation, and the adjacent disk rotates under the action of a moment exceeding the limit for its clutch. When the engagement zone is located on the rotated discs, they transmit a torque less than the limiting one for their couplings. Thus, the adjacent pairs of disks on wheels form the gears. 2 Il.

Description

Фиг. f :FIG. f:

различное число зубьев. Диски 4-7 закреплены на валу 2 жестко. Диски 8-12 установлены на валу 3 с последовательным чередованием жесткого креплени и креплени с возможностью вращени поддейст- вием расчетной нагрузки (диски 8, 10, 12 - жестко, диски 9, 11 - с возможностью вращени ). Вращение дисков 9,11 под действием расчетной нагрузки обеспечиваетс путем соединени их с валом 3 муфтами предельного момента. При работе передачи вращающий момент передаетс зацеплением тороидальных зубчатых колес. Дл изменени передаточного отношени измен ютdifferent number of teeth. The disks 4-7 are fixed on the shaft 2 rigidly. The disks 8-12 are mounted on the shaft 3 with sequential alternation of rigid mounting and mounting with the possibility of rotation under the action of the design load (the disks 8, 10, 12 are rigid, disks 9, 11 are rotatably). The rotation of the discs 9, 11 under the action of the design load is provided by connecting them to the shaft with 3 clutches of ultimate torque. In transmission operation, torque is transmitted by the engagement of the toroidal gears. To change the gear ratio change

взаимную ориентацию осей колес путем указанной обкатки, При этом зона зацеплени перемещаетс по образующим торовых поверхностей. В момент прохождени зоны зацеплени через границу дисков 8-12 в пакете жестко закрепленные диски участвуют в передаче вращени , а соседний диск поворачиваетс под действием момента, превышающего предельный дл его муфты. При нахождении зоны зацеплени на поворачиваемых дисках они передают вращающий момент, меньший предельного дл их муфт. Таким образом, соседние пары дисков на колесах образуют ступени передач. 2 ил.the relative orientation of the axles of the wheels by means of the specified rolling. In this case, the zone of engagement moves along the forming torus surfaces. At the moment of the passage of the engagement zone through the boundary of the disks 8-12 in the package, the rigidly fixed disks participate in the transmission of rotation, and the adjacent disk rotates under the action of a moment exceeding the limit for its clutch. When the engagement zone is located on the rotated discs, they transmit a torque less than the limiting one for their couplings. Thus, the adjacent pairs of disks on wheels form the gears. 2 Il.

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано в коробках передач.This invention relates to mechanical engineering and can be used in transmissions.

Цель изобретени - расширение кинематических возможностей зубчатой передачи за счет того, что в зубчатой передаче с измен емой взаимной ориентацией валов одновременно с изменением этой ориентации происходит изменение передаточного отношени .The purpose of the invention is to expand the kinematic capabilities of a gear transmission due to the fact that in a gear transmission with a variable relative orientation of the shafts, simultaneously with a change in this orientation, a change in the gear ratio occurs.

На фиг.1 изображена зубчата передача; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (разрез по диску, закрепленному на валу с возможностью вращени под действием расчетной нагрузки).Figure 1 shows a gear transmission; Fig. 2 shows a section A-A in Fig. 1 (a section through a disk mounted on a shaft so as to rotate under the action of a design load).

Зубчата передача содержит корпус 1, размещенные в нем два вала 2 и 3, установленные на них два зацепл ющихс тороидальных зубчатых колеса, каждое в форме усеченного с большим и меньшим основани ми веретена, оси валов 2 и 3 расположены в одной плоскости (плоскости чертежа), а один из валов (3) установлен с возможностью изменени ориентации оси относительно другого вала (2) в плоскости их расположени путем взаимной обкатки веретен по образующим торовых поверхностей . Основани веретен ориентированы взаимно противоположно вдоль осей валов 2 и 3. Каждое из веретен выполнено в виде пакета соответствующих друг другу на разных веретенах при их взаимной обкатке со- осных зубчатых дисков 4-7 и 8-12 с различными числами зубьев. Диски 4-7 одного из веретен закреплены на валу 2 жестко , а диски 8-12 другого веретена установлены с последовательным чередованием в пакете жесткого креплени и креплени с возможностью вращени под действием расчетной нагрузки.A gear transmission includes a housing 1, two shafts 2 and 3 located therein, two engaging toroidal gears mounted on them, each in the form truncated with a larger and smaller spindle bases; the axes of shafts 2 and 3 are located in one plane (plane of the drawing) and one of the shafts (3) is installed with the possibility of changing the orientation of the axis relative to the other shaft (2) in the plane of their location by rolling the spindles along the forming torus surfaces. The bases of the spindles are oriented mutually opposite along the axes of the shafts 2 and 3. Each of the spindles is made in the form of a package corresponding to each other on different spindles during their mutual running-in of the axial gear disks 4-7 and 8-12 with different numbers of teeth. The disks 4-7 of one of the spindles are fixed on the shaft 2 rigidly, and the disks 8-12 of the other spindle are installed with sequential alternation in the package of rigid mounting and mounting with the possibility of rotation under the action of the design load.

На фиг.1 зубчата передача изображена в составе коробки передач транспортного средства. Вал 2 получает вращение от первичного вала 13 через зубчатые колеса 14 иIn figure 1, the gear is depicted in the vehicle gearbox. Shaft 2 receives rotation from input shaft 13 through gears 14 and

15. Взаимна обкатка веретен, обеспечиваема при изменении ориентации вала 3 относительно вала 2, осуществл етс при соответствующем изменении положени рамки 16, в которой установлен вал 3. Механизм , обеспечивающий изменение положени рамки 16, включает шарнирно св зывающие рамку 16с корпусом 1 рычаги 17 и 18. В пакете дисков, установленных на валу 3, диски 8, 10 и 12 закреплены на валу15. Cross-rolling of the spindles, provided by changing the orientation of the shaft 3 relative to the shaft 2, is carried out with a corresponding change in the position of the frame 16 in which the shaft 3 is mounted. The mechanism for changing the position of the frame 16 includes levers 17 that pivotally connect the frame 16c 18. In the package of disks mounted on the shaft 3, the disks 8, 10 and 12 are fixed on the shaft

3 жестко, а диски 9 и 11 - с возможностью вращени под действием расчетной нагрузки . Последнее обеспечиваетс установкой дисков 9 и 10 на вал 3 на встроенных в них муфтах предельного момента.3 is rigid, and disks 9 and 11 are rotatable under the action of the design load. The latter is ensured by mounting the discs 9 and 10 on the shaft 3 on the torque limit couplings embedded in them.

На фиг.2 изображена кулачкова муфтаFigure 2 shows a cam clutch.

предельного момента, св зывающа диск 11 с валом 3. Внутренн обойма 19 муфты установлена на валу 3 на шлицах. Наружна обойма 20 муфты несет на себе зубчатый диск 11. Между обоймами 12 и 20 в сепараторе 21 равномерно по окружности размещены пальцы 22, имеющие возможность радиального перемещени в гнездах сепаратора 21. Обращение к пальцам 22 поверхности обойм 19 и 20 имеют периодическийtorque limit, connecting the disk 11 with the shaft 3. The inner sleeve 19 of the coupling is mounted on the shaft 3 on the slots. The outer sleeve 20 of the coupling bears a toothed disk 11. Between the sleeves 12 and 20 in the separator 21, the fingers 22 are evenly placed around the circumference, having the possibility of radial movement in the slots of the separator 21. The appeal to the fingers 22 of the surfaces of the sleeves 19 and 20 have a periodic

профиль в плоскости вращени муфты, т.е. вл ютс поверхност ми кулачков. Зубь дисков 4-12 в соответствии с переменным диаметром по ширине каждого диска имеют и переменную толщину. Число зубьев наthe profile in the plane of rotation of the coupling, i.e. are cam faces. Tooth disks 4-12 in accordance with the variable diameter across the width of each disk have a variable thickness. Number of teeth on

диске 8 в частном случае может быть равно числу зубьев на соседнем диске 9.the disk 8 in the particular case may be equal to the number of teeth on the adjacent disk 9.

Зубчата передача работает следующим образом.Gear transmission works as follows.

В изображенном на фиг.1 положении вал 2 получает вращение через пару колес 14 и 15 от первичного вала 13. Далее через зацепление веретен вращение передаетс на вал 3, вл ющийс вторичным (выход- ным). Соответствующую ступень передачи образует зацепление дисков 5 и 10, закрепленных на своих валах жестко. Соединение ступени передач образуют соответствующие пары дисков 4, 9 и 6, 11. При необходи- мости изменени передаточного отношени посредством рычагов 17 и 18 измен ют положение рамки 16, осуществл взаимную обкатку веретен. При этом зона зацеплени веретен смещаетс , на- пример, вправо (фиг.1).In the position shown in Fig. 1, the shaft 2 receives rotation through a pair of wheels 14 and 15 from the input shaft 13. Next, the spindles are transmitted through the gearing to the shaft 3, which is secondary (output). The corresponding gear stage forms the engagement of the disks 5 and 10 fixed on their shafts rigidly. The connection of the gear stage is formed by the corresponding pairs of discs 4, 9 and 6, 11. If it is necessary to change the gear ratio by means of the levers 17 and 18, they change the position of the frame 16 by rolling the spindles together. In this case, the engagement zone of the spindles is shifted, for example, to the right (Fig. 1).

В момент прохождени зоны зацеплени через границу дисков 10 и 11 в пакете диск 11 проворачиваетс на валу 3, наход сь под действием момента, превышающе- го расчетный дл его кулачковой муфты. Обоймы 19 и 20 последней вращаютс одна относительно другой, преодолева трение периодических профилей с пальцами 22.At the moment of the passage of the engagement zone through the boundary of the disks 10 and 11 in the package, the disk 11 rotates on the shaft 3, being under the action of a moment greater than that calculated for its cam clutch. The clips 19 and 20 of the latter rotate one relative to the other, overcoming the friction of the periodic profiles with the fingers 22.

В момент полного выхода из взаимного зацеплени дисков 5 и 10 происходит включение следующей ступени передач, так как кулачкова муфта диска 11. рассчитанна на заданный момент нагрузки на этой передаче , обеспечивает неподвижное соединение диска 11с валом 3 (пальцы 22 этой муфты в этот момент неподвижны и силами трени заклинивают обоймы 19 и 20 между собой). В зону зацеплени в этот момент попадают лишь диски 6 и 11. Следующа ступень пе- редачи включаетс в момент попадани в зону зацеплени пары дисков 7 и 12 (при дальнейшем смещении зоны вправо при обкате веретен). При этом передаточное отношение определ етс зацеплением дисков 7 и 12 а диск 11 в момент прохождени зоны зацеплени через границу дисков 11 и 12 в пакете проворачиваетс на валу 3. наход сьAt the moment of complete disengagement of the disks 5 and 10, the next gear stage is switched on, since the cam clutch of the disk 11 is designed for a given load moment on this gear, ensures that the disk 11c is fixed to the shaft 3 (the fingers 22 of this clutch are stationary and friction forces jam clips 19 and 20 among themselves). At this time, only the disks 6 and 11 fall into the engagement zone. The next transfer stage is switched on when the pair of discs 7 and 12 get into the engagement zone (with a further shift of the zone to the right when the spindles are rolled). In this case, the gear ratio is determined by the engagement of the discs 7 and 12, and the disc 11 at the moment of passage of the engagement zone through the boundary of the discs 11 and 12 in the package is turned on the shaft 3.

Claims

under the action of a moment exceeding the calculated one. The sequence of gear shifting when the gearing zone is shifted to the left when the spindles are rolled in is similar. If the number of teeth on the disks 8 and 9 is equal, the axes (as shown in Fig. 1) with the disk 4 have one transmission level, however, the cam clutch of the disk 9 in this case is turned off from work at the corresponding extreme gear level, even if the engagement zone is at the boundary of the disk 8 and 9. It reduces the loss. Transmission is characterized by compactness and ease of gear shifting. The invention of a gear transmission, comprising a housing, accommodating two shafts therein, two engaging toroidal gears mounted on them, each in the form truncated with a larger and smaller spindle bases, the axes of the shafts are located in the same plane changing the orientation of the axis relative to the axis of the other shaft in the plane of their location by mutual running of the spindles along the forming torus surfaces, characterized in that, in order to expand the kinematic possibilities by means of When changing the mutual orientation of the axes of the shafts, the base of the spindles are oriented opposite to each other along the axes of the shafts, each of the spindles is made in the form of a package corresponding to each other on different spindles with their mutual running in coaxial gear disks with different numbers of teeth rigidly, and the disks of the other are installed with sequential alternation in the package of rigid mounting and mounting with the possibility of rotation under the action of the design load.

eleven

2

Figg