Простейшая бесступенчато регулируемая передача

Бесступенчато регулируемая зубчатая передача (рис. 1) имеет вид замкнутого диф-

ференциального зубчатого механизма. Передача содержит стойку 0, входное водило 

1

H

, 

входной сателлит 2, блок центральных зубчатых колес с внешними зубьями 1 - 4, блок 

сателлит 5 и выходное водило 

2

H

. Зубчатые колеса 4-1, 2, 3-6, 5 образуют замкнутый 

контур. 

На входное водило 

1

H

 действует внешний активный момент 

1

H

M

 , которому соот-

ветствует входная движущая сила

1

H

, на выходное звено 6  действует внешний актив-

ный момент сопротивления

2

H

 , которому соответствует внешняя активная выходная 

сила сопротивления

2

H

.  

выходное звено в кинематической цепи с двумя степенями свободы. 

Передача входной движущей силы 

1

H

 на выходное звено

2

H

 с помощью замкну-

того контура происходит следующим образом. 

Сила 

 создает на звене 2 реакции 

2

/

,

/

1

1

32

?

?

Эти реакции передаются на блоки колес 1-4 и 3-6 и преобразуются в реакции, дей-

ствующие на выходной сателлит 5 

6

3

65

4

12

45

,

/

?

?

Сумма  реакций,  действующих  на  сателлит5,  равна  реакции  передаваемой  выход-

ным сателлитом 5 на выходное водило 

2

H

2

/

/

/

.

6

4

1

2

5

45

2

?

?

?

. 

??????  5,  ?????  ???????  ???????????? 

???????? ?????????? 5 ?? ???????? ??-

???? H

2

2 

 

ренциальном  механизме  с  помощью  замкнутого  контура  было  выполнено  на  основе 

принципа виртуальных перемещений. Было показано, что замкнутый контур накладыва-

ет дополнительную связь на движение звеньев, что приводит к определимости движения 

кинематической цепи с двумя степенями свободы при наличии только одного входа.  

Цель настоящей работы создать концепцию проектирования трансмиссии электро-

мобиля на основе сочетания возможности привода каждого колеса электродвигателем и 

использования простейшей адаптивной бесступенчато регулируемой передачи. 

Исследования выполнены на основе законов теоретической механики и теории ме-

ханизмов и машин. 

Предлагаемый привод электромобиля содержит два ведущих мотор колеса. В каж-

дом  мотор  колесе  размещен  электродвигатель  с  адаптивной  бесступенчато  регулируе-

мой передачей (рис. 1). 

Концепция построения трансмиссии электромобиля на основе использования мотор 

колес  позволяет  устранить  следующие  узлы:  муфту  сцепления,  управляемую  коробку 

передач, карданный вал, дифференциал и полуоси. 

Эта концепция не имеет аналогов в мировой практике автомобилестроения. 

Практическое осуществление предлагаемой концепции возможно при обеспечении 

простейшей конструкции бесступенчато-регулируемой передачи на основе использова-

ния эффекта силовой адаптации [2, 3].  

2. Простейшая бесступенчато регулируемая передача 

Бесступенчато регулируемая зубчатая передача (рис. 1) имеет вид замкнутого диф-

ференциального зубчатого механизма. Передача содержит стойку 0, входное водило 

1

H

, 

входной сателлит 2, блок центральных зубчатых колес с внешними зубьями 1 - 4, блок 

сателлит 5 и выходное водило 

2

H

. Зубчатые колеса 4-1, 2, 3-6, 5 образуют замкнутый 

контур. 

На входное водило 

1

H

 действует внешний активный момент 

1

H

M

 , которому соот-

ветствует входная движущая сила

1

H

, на выходное звено 6  действует внешний актив-

ный момент сопротивления

2

H

 , которому соответствует внешняя активная выходная 

сила сопротивления

2

H

.  

выходное звено в кинематической цепи с двумя степенями свободы. 

Передача входной движущей силы 

1

H

 на выходное звено

2

H

 с помощью замкну-

того контура происходит следующим образом. 

Сила 

 создает на звене 2 реакции 

2

/

,

/

1

1

32

?

?

Эти реакции передаются на блоки колес 1-4 и 3-6 и преобразуются в реакции, дей-

ствующие на выходной сателлит 5 

6

3

65

4

12

45

,

/

?

?

Сумма  реакций,  действующих  на  сателлит5,  равна  реакции  передаваемой  выход-

ным сателлитом 5 на выходное водило 

2

H

2

/

/

/

.

6

4

1

2

5

45

2

?

?

?

. 

?????  ???????,  ???????  ???????? 

????  F

H1

 ?????????? ?? ???????? ?????? 

2

 ? ???? ??????? R

, ?????????????? 

6

???????? ???? ????????????? R

H2

. R

H2  

= 

R

5H2

, ??? 

3 

 

Таким  образом,  входная  движущая  сила 

1

H

F

передается  на  выходное  водило

2

H

  в 

виде  реакции

2

5H

R

,  преодолевающей  выходную  силу  сопротивления 

2

H

R

. 

2

5

2

H

H

R

R ?

. 

Или  

2

/

)

/

/

(

6

3

4

1

1

2

r

r

r

r

F

R

H

H

?

?

.                                                    (1) 

Входная  движущая  сила  соответствует  входному  движущему  моменту 

1

1

1

H

H

H

r

F

M ?

. Реакция на выходном сателлите 5 соответствует выходному моменту со-

противления

2

2

5

2

H

H

H

r

R

M ?

. 

Таким образом, входной движущий момент преодолевает соответствующий выход-

ной момент сопротивления 

)

(

2

6

3

4

1

1

2

1

2

r

r

r

r

r

r

M

M

H

H

H

H

?

?

.                                             (2) 

 

 

 

Рисунок 1 – Бесступенчато регулируемая зубчатая передача  

 

В результате кинематическая цепь с двумя степенями свободы приходит в движе-

ние только под действием одной входной движущей силы (момента). 

Далее начинается движение с двумя степенями свободы. 

Выразим горизонтальные составляющие реакций, действующих на сателлиты 2 и 5, 

через внешние силы 

2

65

45

1

32

12

5

.

0

,

5

.

0

H

H

R

R

R

F

R

R

?

?

?

?

.                          (3) 

Здесь 

3

3

32

1

1

12

1

1

1

/

,

/

,

/

r

M

R

r

M

R

r

M

F

H

H

H

?

?

?

, 

6

6

65

4

4

45

2

2

2

/

,

/

,

/

r

M

R

r

M

R

r

M

R

H

H

H

?

?

?

, 

2

1

,

H

H

M

M

 - моменты на входном и выходном водилах, 

2

1

,

H

H

r

r

 - радиусы входного и выходного водил, 

)

6

...

2

,

1

(

,

?

i

r

M

i

i

 - моменты на зубчатых колесах и радиусы колес. 

После подстановки этих значений в уравнение (3) получим 

  

A 

A 

  

G 

  

K 

  

E 

A 

D 

  

? 

  

B 

  

1   

4   

6   

H 2   

H

1 

2   

3   

5   

0 

.       (1)

???????  ????????  ????  ???????-

??????  ????????  ?????????  ??????? 

3 

 

Таким  образом,  входная  движущая  сила 

1

H

F

передается  на  выходное  водило

2

H

  в 

виде  реакции

2

5H

R

,  преодолевающей  выходную  силу  сопротивления 

2

H

R

. 

2

5

2

H

H

R

R ?

. 

Или  

2

/

)

/

/

(

6

3

4

1

1

2

r

r

r

r

F

R

H

H

?

?

.                                                    (1) 

Входная  движущая  сила  соответствует  входному  движущему  моменту 

1

1

1

H

H

H

r

F

M ?

. Реакция на выходном сателлите 5 соответствует выходному моменту со-

противления

2

2

5

2

H

H

H

r

R

M ?

. 

Таким образом, входной движущий момент преодолевает соответствующий выход-

ной момент сопротивления 

)

(

2

6

3

4

1

1

2

1

2

r

r

r

r

r

r

M

M

H

H

H

H

?

?

.                                             (2) 

 

 

 

Рисунок 1 – Бесступенчато регулируемая зубчатая передача  

 

В результате кинематическая цепь с двумя степенями свободы приходит в движе-

ние только под действием одной входной движущей силы (момента). 

Далее начинается движение с двумя степенями свободы. 

Выразим горизонтальные составляющие реакций, действующих на сателлиты 2 и 5, 

через внешние силы 

2

65

45

1

32

12

5

.

0

,

5

.

0

H

H

R

R

R

F

R

R

?

?

?

?

.                          (3) 

Здесь 

3

3

32

1

1

12

1

1

1

/

,

/

,

/

r

M

R

r

M

R

r

M

F

H

H

H

?

?

?

, 

6

6

65

4

4

45

2

2

2

/

,

/

,

/

r

M

R

r

M

R

r

M

R

H

H

H

?

?

?

, 

2

1

,

H

H

M

M

 - моменты на входном и выходном водилах, 

2

1

,

H

H

r

r

 - радиусы входного и выходного водил, 

)

6

...

2

,

1

(

,

?

i

r

M

i

i

 - моменты на зубчатых колесах и радиусы колес. 

После подстановки этих значений в уравнение (3) получим 

  

A 

A 

  

G 

  

K 

  

E 

A 

D 

  

? 

  

B 

  

1   

4   

6   

H 2   

H

1 

2   

3   

5   

0 

.  ???????  ??  ????????  ??-

??????? 5 ????????????? ????????? ??-

????? ????????????? 

3 

 

Таким  образом,  входная  движущая  сила 

1

H

F

передается  на  выходное  водило

2

H

  в 

виде  реакции

2

5H

R

,  преодолевающей  выходную  силу  сопротивления 

2

H

R

. 

2

5

2

H

H

R

R ?

. 

Или  

2

/

)

/

/

(

6

3

4

1

1

2

r

r

r

r

F

R

H

H

?

?

.                                                    (1) 

Входная  движущая  сила  соответствует  входному  движущему  моменту 

1

1

1

H

H

H

r

F

M ?

. Реакция на выходном сателлите 5 соответствует выходному моменту со-

противления

2

2

5

2

H

H

H

r

R

M ?

. 

Таким образом, входной движущий момент преодолевает соответствующий выход-

ной момент сопротивления 

)

(

2

6

3

4

1

1

2

1

2

r

r

r

r

r

r

M

M

H

H

H

H

?

?

.                                             (2) 

 

 

 

Рисунок 1 – Бесступенчато регулируемая зубчатая передача  

 

В результате кинематическая цепь с двумя степенями свободы приходит в движе-

ние только под действием одной входной движущей силы (момента). 

Далее начинается движение с двумя степенями свободы. 

Выразим горизонтальные составляющие реакций, действующих на сателлиты 2 и 5, 

через внешние силы 

2

65

45

1

32

12

5

.

0

,

5

.

0

H

H

R

R

R

F

R

R

?

?

?

?

.                          (3) 

Здесь 

3

3

32

1

1

12

1

1

1

/

,

/

,

/

r

M

R

r

M

R

r

M

F

H

H

H

?

?

?

, 

6

6

65

4

4

45

2

2

2

/

,

/

,

/

r

M

R

r

M

R

r

M

R

H

H

H

?

?

?

, 

2

1

,

H

H

M

M

 - моменты на входном и выходном водилах, 

2

1

,

H

H

r

r

 - радиусы входного и выходного водил, 

)

6

...

2

,

1

(

,

?

i

r

M

i

i

 - моменты на зубчатых колесах и радиусы колес. 

После подстановки этих значений в уравнение (3) получим 

  

жүктеу/скачать 11,77 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: