RU2810312C1 - Planetary clutch - Google Patents
Planetary clutch Download PDFInfo
- Publication number
- RU2810312C1 RU2810312C1 RU2023112349A RU2023112349A RU2810312C1 RU 2810312 C1 RU2810312 C1 RU 2810312C1 RU 2023112349 A RU2023112349 A RU 2023112349A RU 2023112349 A RU2023112349 A RU 2023112349A RU 2810312 C1 RU2810312 C1 RU 2810312C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- shaft
- disk
- bevel gears
- fixed
- Prior art date
Links
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011900 installation process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Заявляемое изобретение относится к фрикционам или муфтам сцепления, используется в системах соединения с целью передачи вращения и крутящего момента от двигателя к исполнительным механизмам, например, передача вращения и крутящего момента от двигателя к коробке передач в автомобилях. Техническое решение может быть использовано во всех областях механических передач, в том числе трансмиссиях автотранспортной и автобронетанковой технике.The claimed invention relates to friction clutches or clutches, used in connection systems for the purpose of transmitting rotation and torque from the engine to actuators, for example, transmitting rotation and torque from the engine to the gearbox in cars. The technical solution can be used in all areas of mechanical transmissions, including transmissions for vehicles and armored vehicles.
Уровень техникиState of the art
Из уровня техники известна муфта сцепления транспортного средства (см. патент на изобретение RU 2149292 С1 от 20.05.2000), которая содержит несущий корпус, ведущий маховик, ведомый вал, фрикционный механизм с нажимными дисками, ведущими и ведомыми дисками, механизм включения с нажимными двуплечими рычагами, на одном конце которых выполнена сферическая головка, связанная с нажимным диском, а другой конец рычага взаимодействует с выжимным подшипником. Муфта дополнительно снабжена, по меньшей мере, тремя фрикционными механизмами, размещенными равномерно по окружности на диске, закрепленном на ведущем валу, и зубчатой передачей, ведущая шестерня которой закреплена на ведущем маховике, а ведомые шестерни соединены с ведущими фрикционными дисками. Недостатком данной конструкции является сложность конструкции.A vehicle clutch is known from the prior art (see invention patent RU 2149292 C1 dated May 20, 2000), which contains a supporting body, a drive flywheel, a driven shaft, a friction mechanism with pressure disks, drive and driven disks, an activation mechanism with pressure arms levers, at one end of which there is a spherical head connected to the pressure disk, and the other end of the lever interacts with the release bearing. The clutch is additionally equipped with at least three friction mechanisms placed evenly around the circumference on a disk mounted on the drive shaft, and a gear transmission, the drive gear of which is mounted on the drive flywheel, and the driven gears are connected to the drive friction disks. The disadvantage of this design is the complexity of the design.
Известна муфта сцепления (см. авт. свид. СССР №855275), содержащая наружную полумуфту с выступами, расположенными параллельно ее оси равномерно по окружности, и концентрично установленную в ней внутреннюю полумуфту с пружинами, выполненными в виде изогнутых пластин, закрепленных концами в углублениях внутренней полумуфты. Недостатком данного решения является то, что конструкция не обеспечивает достаточного момента трения при передаче вращения и эффекта самоторможения в период выключения муфты. Кроме того, муфта сцепления из-за сложности конструкции недостаточно надежна в эксплуатации.A known clutch (see USSR certificate No. 855275) contains an outer half-coupling with protrusions located parallel to its axis evenly around the circumference, and an inner half-coupling concentrically installed in it with springs made in the form of curved plates, fixed at their ends in the recesses of the inner coupling halves. The disadvantage of this solution is that the design does not provide sufficient friction torque when transmitting rotation and the self-braking effect during the period when the clutch is turned off. In addition, due to the complexity of the design, the clutch is not reliable enough in operation.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому устройству является муфта свободного хода (см. патент на изобретение RU 2110707 С1 от 10.05.1998), которая содержит две обоймы, две звездочки, размещенные между обоймами и звездочками заклинивающие элементы, например ролики, расположенные между обоймами элемента управления, например в виде электромагнитной муфты, якорь которой выполнен с возможностью поочередного соединения с указанными звездочками, соединенных каждая с ведущим валом посредством подшипников качения, обоймы жестко соединены с промежуточными коническими шестернями, находящимися в зацеплении с ведущей шестерней, жестко установленной на выходном валу. К недостаткам данной конструкции можно отнести скачкообразность режима включения и выключения муфты, что недопустимо для абсолютного большинства соединений, а при нагрузке свыше 10 Н*м неприемлемо, а также отличия в скорости вращения входного вала от выходного вала.The closest in technical essence to the claimed device is a freewheel (see patent for invention RU 2110707 C1 dated May 10, 1998), which contains two cages, two sprockets, jamming elements placed between the clips and sprockets, for example rollers located between the cages of the element control, for example in the form of an electromagnetic clutch, the armature of which is configured to alternately connect with the specified sprockets, each connected to the drive shaft by means of rolling bearings, the cages are rigidly connected to intermediate bevel gears meshed with the drive gear rigidly mounted on the output shaft. The disadvantages of this design include the intermittent nature of the coupling on and off mode, which is unacceptable for the vast majority of connections, and with a load over 10 N*m is unacceptable, as well as differences in the rotation speed of the input shaft from the output shaft.
Раскрытие изобретенияDisclosure of the Invention
Техническим результатом заявляемое планетарной муфты сцепления является возможность включения или выключения передачи вращения и крутящего момента от ведущего вала к ведомому валу с высоким коэффициентом полезного действия, значительное повышение моторесурса за счет отсутствия трения и минимального трения при взаимодействии шестерен, повышение эффективности работы за счет того, что шестерни передают вращение и крутящий момент с КПД до 0,99, а также упрощение конструкции, за счет симметричности конструкции.The technical result of the claimed planetary clutch is the ability to turn on or off the transmission of rotation and torque from the drive shaft to the driven shaft with a high efficiency, a significant increase in service life due to the absence of friction and minimal friction during the interaction of gears, increased operating efficiency due to the fact that gears transmit rotation and torque with an efficiency of up to 0.99, as well as simplification of the design due to the symmetry of the design.
Для достижения поставленного технического результата предлагается создание планетарной муфты сцепления, состоящей из корпуса 1, в который встроен подшипниковый узел 2, через который проходит вал 3, на торце которого закреплена коническая шестерня 4, также в корпус 1 встроен подшипниковый узел 5, через который проходит вал 6, на торце которого закреплена коническая шестерня 7, между коническими шестернями 4 и 7 устанавливаются конические шестерни 8, количество которых зависит от диаметра конических шестерен 4 и 7, а также от величины передачи мощности от ведущего вала 3 на ведомый вал 6 или наоборот, от ведущего вала 6 на ведомый вал 3, конические шестерни 8 закреплены в дисковом корпусе 10 через подшипниковые узлы 9, при этом на наружном диаметре дискового корпуса 10 устанавливается тормозной суппорт 11, закрепленный к корпусу 1.To achieve the stated technical result, it is proposed to create a planetary clutch consisting of a housing 1, into which a bearing unit 2 is built-in, through which a shaft 3 passes, at the end of which a bevel gear 4 is fixed, and a bearing unit 5 is also built into the housing 1, through which the shaft passes 6, at the end of which a bevel gear 7 is fixed, bevel gears 8 are installed between bevel gears 4 and 7, the number of which depends on the diameter of bevel gears 4 and 7, as well as on the amount of power transmission from the drive shaft 3 to the driven shaft 6 or vice versa, from drive shaft 6 to driven shaft 3, bevel gears 8 are fixed in the disk housing 10 through bearing units 9, while a brake caliper 11 is installed on the outer diameter of the disk housing 10, fixed to the housing 1.
Использование тормозного суппорта 11 позволяет передавать вращение и крутящий момент от ведущего вала 3 к ведомому валу 6 или наоборот, от ведущего вала 6 к ведомому валу 3, плавно.The use of brake caliper 11 allows rotation and torque to be transmitted from the drive shaft 3 to the driven shaft 6, or vice versa, from the drive shaft 6 to the driven shaft 3, smoothly.
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
На фиг. 1 показана схема муфты.In fig. Figure 1 shows a diagram of the coupling.
Обозначения на чертежах:Designations on the drawings:
1 - корпус1 - body
2, 5, 9 - подшипниковый узел2, 5, 9 - bearing unit
3 - ведущий/ведомый вал3 - driving/driven shaft
4, 7, 8 - коническая шестерня4, 7, 8 - bevel gear
6 - ведомый/ведущий вал6 - driven/drive shaft
10 - дисковой корпус10 - disk housing
11 - тормозной суппорт.11 - brake caliper.
Осуществление изобретенияCarrying out the invention
В данном разделе описания будет приведен наиболее предпочтительный вариант осуществления изобретения, который, тем не менее, не ограничивает другие возможные варианты осуществления явным образом следующие из материалов заявки и понятные специалисту.In this section of the description, the most preferred embodiment of the invention will be described, which, however, does not limit other possible embodiments that are clearly evident from the application materials and understandable to a person skilled in the art.
При вращении ведущего вала 3 в подшипниковом узле 2 коническая шестерня 4 вращает конические шестерни 8, которые вращаясь перемещаются вместе с дисковым корпусом 10 по неподвижной конической шестерни 7. Если остановить дисковый корпус 10 с помощью суппорта 11, конические шестерни начинают передавать вращение и крутящий момент на коническую шестерню 7 и на закрепленный к ней вал 6. В этом случае работа технического решения достигнута.When the drive shaft 3 rotates in the bearing assembly 2, the bevel gear 4 rotates the bevel gears 8, which rotate together with the disk housing 10 along the stationary bevel gear 7. If you stop the disk housing 10 using the caliper 11, the bevel gears begin to transmit rotation and torque to bevel gear 7 and onto the shaft 6 attached to it. In this case, the work of the technical solution has been achieved.
Планетарная муфта сцепления обеспечивает возможность включения или выключения передачи вращения и крутящего момента от ведущего вала 3 к ведомому валу 6. Так как конструкция симметричная, ведущим валом может быть вал 6, а ведомым валом может быть вал 3, и наоборот. Такая конструкция значительно упрощает процесс изготовления, сборки и установки, так как не имеет значение какой вал в какую сторону направлен.The planetary clutch provides the ability to engage or disable the transmission of rotation and torque from the drive shaft 3 to the driven shaft 6. Since the design is symmetrical, the drive shaft can be shaft 6, and the driven shaft can be shaft 3, and vice versa. This design greatly simplifies the manufacturing, assembly and installation process, since it does not matter which shaft is directed in which direction.
Повышение КПД достигается за счет того, что КПД передачи мощности и вращения шестеренных соединений может достигать 0,99 и за счет низких оборотов дискового корпуса 10, так как передаточное отношение ведомой шестерни может быть больше единицы. Например, передаточное отношение 1:5 - это значит, что вращение дискового корпуса будет ниже в 5 раз, то есть если вал 3 с шестерней 4 будет вращается со скоростью 3000 об/мин, то дисковый корпус 10 будет вращаться со скоростью 3000/5=600 об/мин.An increase in efficiency is achieved due to the fact that the efficiency of power transmission and rotation of gear connections can reach 0.99 and due to the low speed of the disk housing 10, since the gear ratio of the driven gear can be greater than one. For example, a gear ratio of 1:5 means that the rotation of the disk housing will be 5 times lower, that is, if shaft 3 with gear 4 rotates at a speed of 3000 rpm, then the disk housing 10 will rotate at a speed of 3000/5 = 600 rpm
Затраты энергии на обычный диск муфты (как в любом автомобиле) состоят из вращения самого диска на полных оборотах от двигателя, а это поглощенная энергия. Если посчитать потери только на диске муфты, то получим следующее. Например, вращение диска происходит со скоростью 3000 об/мин, а масса диска равна 3 кг при диаметре диска равного 300 мм, то есть рычаг диска составляет 150 мм или 0,15 метра.The energy cost of a regular clutch disc (as in any car) consists of the disc itself spinning at full speed from the engine, which is energy absorbed. If we calculate losses only on the clutch disk, we get the following. For example, the disk rotates at a speed of 3000 rpm, and the disk mass is 3 kg with a disk diameter of 300 mm, that is, the disk lever is 150 mm or 0.15 meters.
3000 об/мин ≈314 рад/с; 3 кг при рычаге 0,15 м ≈ 4,4 Н*м;3000 rpm ≈314 rad/s; 3 kg with a lever of 0.15 m ≈ 4.4 N*m;
Р=т * ω, где Р - Мощность в Вт; Т - Крутящий момент в Н*м; ω - Вращение в радиан*сек;Р=т * ω, where Р - Power in W; T - Torque in N*m; ω - Rotation in radians*sec;
Рассчитаем потери: 314 * 4,4=1382 Вт.Let's calculate the losses: 314 * 4.4 = 1382 W.
Если вращение диска происходит со скоростью 600 об/мин (63 рад/с), то получаем потери: 63 * 4,4=277 Вт. То есть потери при использовании заявляемой муфты меньше в 4,99 раз.If the disk rotates at a speed of 600 rpm (63 rad/s), then we get losses: 63 * 4.4 = 277 W. That is, losses when using the inventive coupling are 4.99 times less.
Повышение моторесурса происходит за счет отсутствия трения и минимального трения при взаимодействии шестерен, а именно за счет того, что диск выполнен гладким, без накладок фрикционных Феродо (материал, обеспечивающий трение) и компенсационных пружин.Increased service life occurs due to the absence of friction and minimal friction during the interaction of gears, namely due to the fact that the disk is made smooth, without Ferodo friction linings (material that provides friction) and compensation springs.
Упрощение конструкции происходит за счет того, что диск выполнен цельным, без компенсационные пружины по диаметру диска и без накладок фрикционных. Существующие диски состоят из нескольких деталей, в сочленения деталей вставлены компенсационные пружины и с обеих сторон диска устанавливаются накладки Феродо.The design is simplified due to the fact that the disk is made in one piece, without compensation springs along the diameter of the disk and without friction linings. Existing discs consist of several parts, compensation springs are inserted into the joints of the parts, and Ferodo pads are installed on both sides of the disc.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2810312C1 true RU2810312C1 (en) | 2023-12-26 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1366682A1 (en) * | 1985-03-13 | 1988-01-15 | Ю.Б,Кашеваров | Power aggregate |
| DE10021934A1 (en) * | 1999-05-17 | 2001-01-11 | Warn Ind Inc | Pneumatic annular actuator for vehicle clutch systems encloses drive train and defines sealed chamber with movable wall and fixed wall and with gas source for moving bearing member and clutch ring |
| RU2016139041A (en) * | 2016-10-04 | 2017-01-10 | Александр Васильевич Дегтярев | Planetary clutch with brake gear. |
| RU2611267C1 (en) * | 2015-10-12 | 2017-02-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | Planetary gearing |
| RU2735561C1 (en) * | 2020-03-23 | 2020-11-03 | Тайань Цзючжоу Цзиньчэн Машинери Ко., Лтд. | Automatic limited slip differential assembly and driving axle having such a knot |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1366682A1 (en) * | 1985-03-13 | 1988-01-15 | Ю.Б,Кашеваров | Power aggregate |
| DE10021934A1 (en) * | 1999-05-17 | 2001-01-11 | Warn Ind Inc | Pneumatic annular actuator for vehicle clutch systems encloses drive train and defines sealed chamber with movable wall and fixed wall and with gas source for moving bearing member and clutch ring |
| RU2611267C1 (en) * | 2015-10-12 | 2017-02-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | Planetary gearing |
| RU2016139041A (en) * | 2016-10-04 | 2017-01-10 | Александр Васильевич Дегтярев | Planetary clutch with brake gear. |
| RU2735561C1 (en) * | 2020-03-23 | 2020-11-03 | Тайань Цзючжоу Цзиньчэн Машинери Ко., Лтд. | Automatic limited slip differential assembly and driving axle having such a knot |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4068456B2 (en) | Inertia-operated overrunning joint assembly | |
| US6582333B2 (en) | Transmission for use in the power trains of motor vehicles | |
| US3986413A (en) | Four-speed automatic coupling transmission | |
| JPH01153841A (en) | Actuator for friction gearing device | |
| US20110132709A1 (en) | Torque converter | |
| CN104235231A (en) | Multi-clutch apparatus, particularly to a radial double-clutch apparatus | |
| AU711108B2 (en) | A multi-disc coupling device, an automatic transmission equipped therewith, and a manufacturing method therefor | |
| US5234389A (en) | Releasable overrunning coupling power transmission mechanism acting in cooperation with a friction brake | |
| CN105090266B (en) | Wet multi-clutch device and torque transmission device for vehicles | |
| US4438663A (en) | Planetary transmission gearing and output shaft retention means | |
| US20120231921A1 (en) | Passive mechanical torque converter | |
| JPS583141B2 (en) | Multi-stage planetary gear transmission device for automobiles | |
| RU2810312C1 (en) | Planetary clutch | |
| CA1221323A (en) | Torsional vibration absorbing system for vehicle transmission | |
| US4697684A (en) | Friction clutch driven plate | |
| KR102639407B1 (en) | Torque transmission unit and drive train | |
| AU2007302613B2 (en) | Mechanical torque converter | |
| KR20210089483A (en) | Clutch unit for automatic transmission | |
| JP2023041927A (en) | Power transmission path switching device | |
| US4610181A (en) | Power transmission device for starting in forward or reverse | |
| US3768337A (en) | Automatic transmission and centrifugal clutch assemblies | |
| JP3917390B2 (en) | Generator motor | |
| US2702107A (en) | Disk clutch and control means therefor | |
| RU2068516C1 (en) | Gearbox | |
| RU2791764C1 (en) | Combined clutches kit |