К выбору источника замыкающей силы при реализации силового замыкания элементов планетарной плавнорегулируемой передачи

Abstract

Силовое замыкание – широко используемый наряду с геометрическим замыканием прием обеспечения неразмыкания (постоянного контакта) рабочих поверхностей высших кинематических пар. В распространенном механизме с высшей кинематической парой – зубчатой передаче с постоянным передаточным отношением – традиционно с большим успехом используется геометрическое замыкание, обеспечивающее в наиболее распространенной эвольвентной передаче как постоянство межосевого расстояния, так и наличие необходимых зазоров (радиального и бокового) в зацеплении. При этом реализация ее функционального назначения не создает никаких предпосылок для применения силового замыкания элементов. В специфической планетарной плавнорегулируемой передаче реализация функционального назначения (изменения передаточного отношения передачи) происходит в результате синхронного радиального перемещения сателлита и секторов центрального зубчатого колеса, сопровождаемого изменением межосевого расстояния. В этом случае также может быть реализовано геометрическое замыкание рабочих поверхностей, но это потребует создания сложного механизма. Силовое замыкание сателлита и секторов центрального зубчатого колеса обеспечивает значительное упрощение конструкции передачи, позволяя при изменении передаточного отношения передачи сообщать управляющее воздействие только одному из ее элементов – сателлиту или секторам центрального зубчатого колеса. Инверсия их кинематических функций (фиксация сателлита от вращения вокруг собственной оси и сообщение центральному зубчатому колесу выходного движения) одновременно развивает тенденцию упрощения конструкции передачи и диктует необходимость, во-первых, использования типа зацепления, исключающего двухпрофильный контакт, и, во-вторых, использования в качестве источника замыкающей силы упругого элемента, не требующего для выполнения своей функции связи с окружающей средой. Если замена в планетарной плавнорегулируемой передаче типа зацепления не является проблемой, то выбор вида и конструкции упругого элемента для силового замыкания представляет собой сложную задачу. В статье описано влияние на конструкцию передачи упругих элементов различных типов: с пружинами сжатия, общим для всех зубчатых секторов торсионом, индивидуальными торсионами, поворотным гидродвигателем. Force closure is a widely used method of non-opening (permanent contact) of the working surfaces of higher kinematic pairs, along with the geometric closure. In a common mechanism with a higher kinematic pair - a gear train with a constant gear ratio - form-fitting is traditionally used with great success, which ensures in the most widespread involute gear both the constancy of the center distance and the presence of the necessary clearances (radial and lateral) in the meshing. At the same time, the implementation of its functional purpose does not create any prerequisites for the use of the force circuit of the elements. In a specific planetary continuously variable transmission, the implementation of the functional purpose (change in the gear ratio of the transmission) occurs as a result of the synchronous radial movement of the satellite and the sectors of the central gear wheel, accompanied by a change in the center distance. In this case, form-fitting of working surfaces can also be implemented, but this will require the creation of a complex mechanism. Force closure of the satellite and sectors of the central gear wheel provides a significant simplification of the transmission design, allowing, when changing the gear ratio of the gear, to communicate the control action to only one of its elements - the satellite or sectors of the central gear wheel. The inversion of their kinematic functions (fixing the satellite from rotation around its own axis and communicating the output movement to the central gear wheel) simultaneously develops a tendency to simplify the design of the transmission and dictates the need, firstly, to use a type of engagement that excludes double-profile contact, and, secondly, the use of an elastic element as a source of the closing force, which does not require connection with the environment to perform its function. If the replacement of the type of meshing in the planetary continuously variable transmission is not a problem, then the choice of the type and design of the elastic element for the force closure is a difficult task. The paper describes the influence of various types of elastic elements on the transmission design.