RU2523853C2 - Tooth gear of torsion torque conversion with possibility of controlled jamming - Google Patents
Tooth gear of torsion torque conversion with possibility of controlled jamming Download PDFInfo
- Publication number
- RU2523853C2 RU2523853C2 RU2012137300/11A RU2012137300A RU2523853C2 RU 2523853 C2 RU2523853 C2 RU 2523853C2 RU 2012137300/11 A RU2012137300/11 A RU 2012137300/11A RU 2012137300 A RU2012137300 A RU 2012137300A RU 2523853 C2 RU2523853 C2 RU 2523853C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gears
- gear
- possibility
- block
- torsion torque
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Gear Transmission (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и предназначается для использования в автомобилестроении и станкостроении, транспортных и грузоподъемных механизмах, а также устройствах, в которых выполняется преобразование крутящего момента на выходном звене или поглощение крутящего момента, приложенного к входному звену.The invention relates to the field of mechanical engineering and is intended for use in the automotive and machine tool industries, transport and lifting mechanisms, as well as devices in which the conversion of torque at the output link or absorption of the torque applied to the input link is performed.
Известны различные зубчатые передачи. Зубчатые передачи бывают с неподвижными осями колес и с подвижными осями, совершающими круговые движения. Две или более зубчатые передачи образуют зубчатый механизм. Эти механизмы описаны, например, в Артоболевский И.И. «Механизмы в современной технике», том 4 «Зубчатые механизмы». Зубчатые передачи и механизмы - это самый распространенный вид механизмов. Зубчатые передачи и механизмы обладают большой передаваемой мощностью на единицу массы, компактностью, долговечностью, высоким к.п.д. Они предназначены для передачи вращательного движения и преобразования его параметров и при этом выполнены или с постоянным передаточным отношением или с возможностью ступенчатого изменения выходных параметров.Various gears are known. Toothed gears are with fixed axles of the wheels and with movable axes that make circular movements. Two or more gears form a gear mechanism. These mechanisms are described, for example, in Artobolevsky II. “Mechanisms in modern technology”,
Недостатком известных зубчатых передач и механизмов является невозможность непрерывного и управляемого регулирования величины передаваемого крутящего момента, приложенного к входному звену, а также возможности его изменения, частичного или полного поглощения при необходимости.A disadvantage of the known gears and mechanisms is the impossibility of continuous and controlled regulation of the magnitude of the transmitted torque applied to the input link, as well as the possibility of changing it, partial or complete absorption if necessary.
Известны случаи заклинивания зубчатых передач и механизмов, в частности передач с коническими колесами, требующих тщательной сборки, так как при продольном смещении колес в ту или другую сторону от заданного положения изменяется зазор между зубьями, что может приводить к защемлению зубьев, нарушению работоспособности колес и заклиниванию.There are known cases of jamming of gears and mechanisms, in particular gears with bevel wheels, requiring careful assembly, since when the wheels are longitudinally shifted to one side or the other from the specified position, the gap between the teeth changes, which can lead to jamming of the teeth, impaired wheel performance and jamming .
Но это явление при определенных условиях и конструкции зубчатой передачи может быть полезным. Идея получения состояния безопасного для зубчатого зацепления заклинивания и расклинивания зубчатых колес в зубчатой передаче может быть использована при создании зубчатых механизмов преобразования или поглощения крутящего момента с возможностью управляемого заклинивания.But this phenomenon under certain conditions and the design of the gear train can be useful. The idea of obtaining a state of gear jamming and jamming that is safe for gearing in gears can be used to create gear mechanisms for converting or absorbing torque with the possibility of controlled jamming.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в реализации идеи создания встраиваемой зубчатой передачи с постоянным передаточным отношением или зубчатого механизма с возможностью изменения передаваемого крутящего момента, приложенного к входному звену, или его поглощения с возможностью получения состояния безопасного заклинивания находящихся в зацеплении зубчатых колес, при этом обладающих высоким коэффициентом полезного действия, не требующих систем охлаждения, способных надежно работать как на низких, так и на высоких скоростях, которые должны отвечать современным требованиям по безопасности, долговечности, удобству, монтажа и эксплуатации.The problem to which the claimed invention is directed, is to implement the idea of creating an embedded gear with a constant gear ratio or gear mechanism with the possibility of changing the transmitted torque applied to the input link, or its absorption with the possibility of obtaining a state of safe jamming of the gears while having a high efficiency, not requiring cooling systems, capable of reliable operation as low x, and at high speeds, which must meet modern requirements for safety, durability, usability, installation and operation.
Поставленная задача по зубчатой передаче преобразования крутящего момента с возможностью управляемого заклинивания решается за счет того, что она содержит, по меньшей мере, блок зубчатых колес, установленный с двумя степенями свободы, с возможностью вращения и поперечного линейного или кругового перемещения, сдвига относительно зубчатых колес, связанных попарно зацеплением с зубчатыми венцами разного диаметра этого блока, причем зубчатые колеса либо соединены между собой, либо кинематически связаны между собой с постоянным передаточным отношением, возможно, по меньшей мере, блоком зубчатых колес, установленным на своей оси, при этом крутящий момент к звену передачи с возможностью вращения приложен одновременно с усилием, сдвигающим в поперечном линейном или круговом направлении блок зубчатых колес, установленный с двумя степенями свободы.The problem of gear transmission of torque conversion with the possibility of controlled jamming is solved due to the fact that it contains at least a block of gears installed with two degrees of freedom, with the possibility of rotation and transverse linear or circular movement, shift relative to the gears, connected in pairs by gearing with gears of different diameters of this block, the gears being either interconnected or kinematically connected to each other with a constant gear at least a block of gears mounted on its axis, while the torque to the transmission link is rotatably applied at the same time as the force shifting the block of gears in the transverse linear or circular direction, installed with two degrees of freedom.
Может быть выполнена с элементами конической зубчатой передачи, с блоками в виде соединенных зубчатых колес.It can be made with elements of a bevel gear, with blocks in the form of connected gears.
Может быть выполнена с элементами цилиндрической зубчатой передачи.It can be made with elements of a cylindrical gear.
Блок зубчатых колес с двумя степенями свободы может быть установлен с возможностью вращения на салазках для возможности поперечного линейного перемещения, сдвига.A block of gears with two degrees of freedom can be mounted rotatably on a slide for transverse linear movement, shift.
Блок зубчатых колес с двумя степенями свободы может быть установлен с возможностью вращения на водило для возможности кругового перемещения, сдвига.The block of gears with two degrees of freedom can be mounted rotatably on the carrier for circular movement, shear.
Достигаемый технический результат заключается в создании механизмов из одной или совокупности зубчатых передач с возможностью управляемого безопасного заклинивания, а также устройств, способных выполнять преобразование скорости вращения и передаваемого крутящего момента или его поглощение, величина которого зависит только от прочностных характеристик зубчатых колес.The technical result achieved is the creation of mechanisms from one or a combination of gears with the possibility of controlled safe jamming, as well as devices capable of converting rotation speed and transmitted torque or its absorption, the value of which depends only on the strength characteristics of the gears.
Достигается путем использования технических решений в конструкции, позволяющих изменять передаваемый крутящий момент, а также получать состояние управляемого безопасного заклинивания и расклинивания между входным и выходным звеном зубчатой передачи или механизма, исключения фрикционных связей и систем охлаждения.This is achieved by using technical solutions in the design, which allow changing the transmitted torque, as well as obtaining the state of controlled safe jamming and wedging between the input and output link of the gear or mechanism, eliminating friction links and cooling systems.
Изобретение поясняется чертежами, которые не охватывают и тем более не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, а являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая выполнения.The invention is illustrated by drawings, which do not cover and, moreover, do not limit the entire scope of the claims of this technical solution, but are only illustrative materials of a particular case of execution.
На фиг.1 показана кинематическая схема зубчатой передачи преобразования крутящего момента с возможностью управляемого заклинивания, вариант 1.Figure 1 shows the kinematic diagram of the gear transmission of torque conversion with the possibility of controlled jamming,
На фиг.2 - кинематическая схема зубчатой передачи преобразования крутящего момента с возможностью управляемого заклинивания, вариант 2.Figure 2 is a kinematic diagram of a gear transmission of torque conversion with the possibility of controlled jamming,
На фиг.3 - схема сил, возникающих при работе в зацеплении зубчатых колес конической зубчатой передачи.Figure 3 is a diagram of the forces that occur when working in gearing gears of a bevel gear.
На фиг.4 - схема сил, возникающих при работе в зацеплении зубчатых колес зубчатой передачи в равновесном состоянии на фиг.1.In Fig.4 is a diagram of the forces that arise when working in gearing gears of a gear in the equilibrium state in Fig.1.
На фиг.5 - схема сил, возникающих при работе в зацеплении зубчатых колес зубчатой передачи в равновесном состоянии на фиг.2.In Fig.5 is a diagram of the forces arising when working in gearing of the gears of the gear in the equilibrium state in Fig.2.
Рассмотрим кинематические схемы зубчатой передачи преобразования крутящего момента с возможностью управляемого заклинивания, представленные на фиг.1, фиг.2. Зубчатая передача преобразования крутящего момента с возможностью управляемого заклинивания содержит блок зубчатых колес 4 на валу 5, установленный с двумя степенями свободы, с возможностью вращения и поперечного линейного или кругового перемещения, если быть точнее, сдвига относительно зубчатых колес 1 и 2, установленных на валу 3, связанных попарно зацеплением с зубчатыми венцами разного диаметра этого блока, причем зубчатые колеса 1 и 2 либо соединены между собой в блок, фиг.1, либо кинематически связаны между собой с постоянным передаточным отношением, как частный случай, блоком зубчатых колес 7, установленным на своем валу 8, фиг.2. При этом крутящий момент к звену передачи с возможностью вращения, например, к валу 3, приложен одновременно с усилием, сдвигающим в поперечном линейном или круговом направлении блок зубчатых колес 4. Причем поперечное перемещение блока зубчатых колес 4 со своим валом 5 осуществляется посредством салазок 6 и направляющих, на фиг.1, или посредством водила 6, на фиг.2, осуществляется круговое перемещение.Consider the kinematic scheme of the gear transmission of the torque conversion with the possibility of controlled jamming, presented in figure 1, figure 2. The gear drive converting torque with the possibility of controlled jamming contains a block of
Зубчатая передача преобразования крутящего момента с возможностью управляемого заклинивания является встраиваемой в устройство и работает с преобразованием крутящего момента при условии, что к звеньям этого устройства одновременно приложен крутящий момент, например к валу 3 или валу 8, на фиг.2, и сдвигающее в поперечном направлении усилие, приложенное к салазкам 6 в направляющих, на фиг.1, или водилу 6, на фиг.2. В результате имеется возможность изменения передаваемого крутящего момента или получения состояния безопасного заклинивания находящихся в зацеплении зубчатых колес и весь крутящий момент, приложенный к входному валу, поглощается зубчатой передачей и будет передаваться на корпус или устройство, в котором установлена или встроена зубчатая передача преобразования крутящего момента. Это происходит в случае, когда сумма сил и моментов, возникающих в зацеплении зубчатых колес зубчатой передачи, будут равны нулю и система находится в равновесии.The gear transmission of the torque conversion with the possibility of controlled jamming is built into the device and works with the conversion of torque, provided that the links of this device are simultaneously applied torque, for example to
Для наглядности рассмотрим обычную коническую зубчатую передачу, передающую крутящий момент, на фиг.3, и возникающие при этом в зацеплении силы, окружные F1, F2, радиальные Fr1, Fr2 и осевые Fa1, Fa2, действующие на зубчатые колеса 1 и 4 соответственно. В сравнении, иная ситуация возникает в зубчатых передачах, работающих по принципу преобразования крутящего момента и управляемого заклинивания зубчатых колес. Возникающие при этом в зацеплении окружные силы изображены на фиг.4 и фиг.5, соответственно поясняющие описание для фиг.1 и фиг.2. При этом радиальные и осевые силы не учитываем, так как они компенсируются подшипниковыми опорами.For clarity, we consider a conventional bevel gear transmitting torque in Fig. 3, and the forces arising in this engagement, the circumferential F1, F2, radial Fr1, Fr2 and axial Fa1, Fa2 acting on the
По фиг.4 работа осуществляется следующим образом. Блок зубчатых колес, состоящий из соединенных зубчатых колес 1 и 2, имеет одну степень свободы - вращение и, по сути, аналогично коническому колесу с широким зубчатым венцом. Блок зубчатых колес 4, установленный на салазках в направляющих 6, в этой передаче является ведомым и имеет две степени свободы - вращение и вместе с осью параллельное, относительно своего начального положения, поперечное перемещение по направляющим в плоскости действия окружных сил F1, F2 в зацеплении. Одновременно крутящий момент Мкр1 подается на блок из зубчатых колес 1, 2 и приложено усилие F, задающее поперечное перемещение блоку 4. Происходит поворот блока зубчатых колес 1, 2 на своей оси и одновременно происходит прямолинейное перемещение (сдвиг) на величину Δ салазок с блоком 4, зависящую от величины зазора между зубьями сопряженных зубчатых колес. Выбираются зазоры, появляется перекос в зацеплении и боковые поверхности зубьев двух зубчатых венцов зубчатых колес 1 и 2 разнонаправлено соприкасаются с боковыми поверхностями зубьев зубчатых венцов блока 4 в двух точках (точки контакта). На фиг.4 это точки a1, b1 блока из зубчатых колес 1, 2, аналогичные точки a2, b2 для блока 4. Для простоты восприятия для фиг.4 и фиг.5 примем, что:Figure 4, the work is as follows. The block of gears, consisting of connected
где F - дополнительная уравновешивающая сила, приложенная к салазкам с блоком зубчатых колес 4.where F is an additional balancing force applied to the slide with the block of
F1 - окружная сила, действующая в зацеплении на блок из зубчатых колес 1, 2 в точке контакта a1;F1 is the circumferential force acting in engagement on the block of
F2 - окружная сила, действующая в зацеплении на блок зубчатых колес 4 в точке контакта а2.F2 is the circumferential force acting in engagement on the block of
Безопасное заклинивание в зубчатой передаче или состояние равновесия в нашем случае может быть выполнено при условии, что в любой момент времени сумма сил и моментов, действующих на блок из зубчатых колес 1, 2 и блок зубчатых колес 4, возникающих в передаче при приложенном крутящем моменте Мкр1 к блоку из зубчатых колес 1, 2 будут равны нулю. При этом также примем, что кратчайшее расстояние от оси блока 4 до точки контакта b2 в два раза меньше кратчайшего расстояния от оси блока 4 до точки контакта a2. Это легко достигается конструктивным исполнением механизма. В результате сама передача будет находиться в равновесии.Safe jamming in the gear transmission or the equilibrium state in our case can be performed provided that at any moment the sum of the forces and moments acting on the block of
Сумма сил и крутящих моментов относительно своей оси (две степени свободы - вращение и линейное перемещение), действующих, например, на зубчатые венцы блока 4:The sum of the forces and torques about its axis (two degrees of freedom - rotation and linear movement), acting, for example, on the gear rims of block 4:
где 2F2 - окружная сила, действующая в зацеплении на блок зубчатых колес 4 в точке контакта b2;where 2F2 is the circumferential force acting in engagement on the block of
R - кратчайшее расстояние от оси блока 4 до точки контакта b2;R is the shortest distance from the axis of
2R - кратчайшее расстояние от оси блока 4 до точки контакта a2.2R is the shortest distance from the axis of
По фиг.5 работа осуществляется следующим образом. Зубчатые колеса 1 и 2, а также блок зубчатых колес 7 имеют одну степень свободы - вращение. Блок зубчатых колес 4, установленный на водиле 6, в этой передаче является ведомым и имеет две степени свободы - вращение и круговое относительно зубчатых колес 1 и 2 перемещение. Одновременно крутящий момент Мкр1 подается, например, к валу 8 блока 7 и приложено усилие F, задающее круговое перемещение (сдвиг) блоку 4. Происходит поворот колес блока 7 на своей оси, колес 1 и 2 и одновременно происходит поворот водила 6 на величину Δ с блоком 4, зависящую от величины зазора между зубьями сопряженных зубчатых колес. Выбираются зазоры, и при взаимодействии с зубьями зубчатых колес 1 и 2, находящихся одновременно в зацеплении с зубчатыми венцами блоков 4 и 7, на боковые поверхности зубьев зубчатых венцов блоков 4 и 7 одновременно действуют окружные силы в точках контакта. На фиг.5 точки контакта a1, b1 блока 7, аналогичные точки a2, b2 для блока 4. Условие равновесия соблюдается, когда сумма сил и крутящих моментов относительно своей оси, действующих, например, на зубчатые венцы блока 4 будут:In Fig.5, the work is as follows.
Для разблокирования колес и непрерывного управления частотой вращения выходного звена или торможения входного звена можно приложить незначительный крутящий момент к выходному валу для преодоления сил трения, возникающих в подшипниковых опорах.To unblock the wheels and continuously control the speed of the output link or brake the input link, a small amount of torque can be applied to the output shaft to overcome the frictional forces arising in the bearings.
Конструкция предусматривает как полное поглощение нагружающего крутящего момента, так и частичное и зависит от диаметральных размеров зубчатых колес или соотношения приложенных сил к входным звеньям. При этом передача работает в режиме преобразования крутящего момента в прямом и обратном направлении.The design provides for both complete absorption of the loading torque, and partial and depends on the diametrical dimensions of the gears or the ratio of the applied forces to the input links. In this case, the transmission operates in a torque conversion mode in the forward and reverse direction.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012137300/11A RU2523853C2 (en) | 2012-08-30 | 2012-08-30 | Tooth gear of torsion torque conversion with possibility of controlled jamming |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012137300/11A RU2523853C2 (en) | 2012-08-30 | 2012-08-30 | Tooth gear of torsion torque conversion with possibility of controlled jamming |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012137300A RU2012137300A (en) | 2014-03-10 |
RU2523853C2 true RU2523853C2 (en) | 2014-07-27 |
Family
ID=50191411
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012137300/11A RU2523853C2 (en) | 2012-08-30 | 2012-08-30 | Tooth gear of torsion torque conversion with possibility of controlled jamming |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2523853C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2759494A (en) * | 1952-05-21 | 1956-08-21 | Foerderung Forschung Gmbh | Loom |
GB2183783A (en) * | 1985-12-04 | 1987-06-10 | Stidworthy Frederick M | Variable phase coupling |
SU1571568A1 (en) * | 1988-01-13 | 1990-06-15 | Предприятие П/Я Р-6670 | Rotation limiter |
RU2176755C2 (en) * | 1996-02-23 | 2001-12-10 | Эймбридж Пти Лтд. | Shaft phase adjusting mechanical |
-
2012
- 2012-08-30 RU RU2012137300/11A patent/RU2523853C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2759494A (en) * | 1952-05-21 | 1956-08-21 | Foerderung Forschung Gmbh | Loom |
GB2183783A (en) * | 1985-12-04 | 1987-06-10 | Stidworthy Frederick M | Variable phase coupling |
SU1571568A1 (en) * | 1988-01-13 | 1990-06-15 | Предприятие П/Я Р-6670 | Rotation limiter |
RU2176755C2 (en) * | 1996-02-23 | 2001-12-10 | Эймбридж Пти Лтд. | Shaft phase adjusting mechanical |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012137300A (en) | 2014-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9657822B2 (en) | Input synthesis gear system | |
WO2013080982A1 (en) | Power transmission device | |
KR20180069853A (en) | Intermixing transmission mechanism | |
RU2440524C1 (en) | Automotive adaptive transmission | |
CN105020346A (en) | Hollow shaft type precision 2K-V speed reduction device | |
CN105020344A (en) | Precision 2K-V transmission device | |
KR101537002B1 (en) | Reducer have trochoid gear | |
US10024404B2 (en) | Continuously variable transmission with cone discs | |
CN103935398A (en) | Engineering machine and steering device thereof | |
RU2523853C2 (en) | Tooth gear of torsion torque conversion with possibility of controlled jamming | |
CN105221673B (en) | A kind of backlash planetary reducer of dual-driving chain zero | |
CN102213295A (en) | Novel internal translational face gear shunting reducer | |
RU2510696C2 (en) | Differential built-in geared mechanism of torque conversion, torque and transmission ratio converter | |
KR100984187B1 (en) | Continuously Variable Transmission | |
CN104154185A (en) | Built-in planetary transmission high-rigidity small-tooth-difference gear transmission device | |
KR102631773B1 (en) | gear shifting device | |
WO2011158591A1 (en) | Power transmission apparatus for vehicle | |
RU2304735C1 (en) | Gear ratio converter | |
RU2673411C1 (en) | Clutch mechanism | |
KR101691307B1 (en) | Planetary gear reducer | |
KR200407226Y1 (en) | Multi Input and Output Reducer | |
RU147297U1 (en) | PLANETARY REDUCTOR | |
JP2014214760A (en) | Continuously variable transmission | |
RU2571836C2 (en) | Planetary transmission | |
EP2245337B1 (en) | A gear assembly with bidirectional continuous speed regulation and a method for variation of the direction of rotation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170831 |