ВАРИАТОР Российский патент 1994 года по МПК F16H9/00 

Изобретение относится к механизмам бесступенчатого изменения скорости.

Известен вариатор, содержащий ведущий и ведомый шкивы, связанные бесконечным элементом, причем в качестве элемента используется плоский ремень (1).

Недостатком аналога является сложность процесса изменения передаточного отношения за счет перемещения ленты вдоль шкивов, имеющих конусную поверхность, и невысокая надежность за счет проскальзывания ремня на шкивах.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является вариатор, содержащий ведущий и ведомый шкивы, связанные бесконечным элементом в виде клинового ремня, и механизм изменения передаточного отношения, выполненный в виде раздвижного в осевом направлении ведомого шкива, снабженного средством принудительного раздвижения и фиксации частей шкива, друг относительно друга (2).

Недостатком прототипа является невысокая надежность в эксплуатации за счет возможного проскальзывания ремня на шкивах и сложность конструкции механизма изменения передаточного отношения.

Целью изобретения является повышение надежности в эксплуатации и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в вариаторе бесконечный элемент выполнен упругим в виде пружины растяжения, поверхность шкивов, взаимодействующих с пружиной, покрыта упругим материалом, а механизм изменения передаточного отношения выполнен в виде ролика, взаимодействующего с ведомой ветвью упругого элемента и выполненного с возможностью перемещения поперек ветви и фиксации.

Техническая сущность предложения заключается в том, что при вращении ведущего шкива с постоянной скоростью ведущая ветвь (от точки схода упругого элемента с ведомого шкива до точки схода элемента с ведущего шкива) упругого элемента растягивается и расстояние между соседними витками пружины увеличивается, а на ведомой ветви - уменьшается, и при сходе упругого элемента с ведомого шкива расстояние между соседними витками пружины увеличивается, что приводит к увеличению передаточного отношения. Регулировка передаточного отношения осуществляется перемещением поперек ведомой ветви пружины, при котором расстояние между соседними витками пружины на этой ветви увеличивается и за счет изменения соотношения межвиткового расстояния на ведущей и ведомой ветвях до и после перемещения ролика изменяется передаточное отношение.

Выполнение упругого элемента в виде пружины растяжения необходимо для упрощения конструкции упругого элемента и получения на ведущей и ведомой ветвях разных межвитковых расстояний при работе вариатора. Покрытие поверхности шкивов, взаимодействующей с пружиной, упругим материалом необходимо для плотного контакта пружины со шкивами, что повышает надежность в эксплуатации. Взаимодействие ролика с ведомой ветвью пружины необходимо для изменения передаточного отношения за счет изменения межвиткового расстояния на ведомой и ведущей ветвях пружины при перемещении ролика поперек ветви. Фиксация ролика в установленном положении обеспечивает поддержание полученного передаточного отношения.

Совокупность необходимых признаков является достаточной для достижения цели.

На чертеже показана конструкция предложенного вариатора.

Предложенный вариатор содержит ведущий 1 и ведомый 2 шкивы, на которых с некоторым предварительным натягом установлен бесконечный упругий элемент в виде пружины растяжения 3, ролик 4, постоянно взаимодействующий с ведомой ветвью пружины 3 и установленный поперек этой ветви на механизме изменения передаточного отношения, который выполнен, в частности, в виде винтовой пары с самотормозящейся резьбой (на чертеже не показан). Шкивы 1 и 2 покрыты упругим материалом 5 в местах контакта с пружиной 3, например пористой резиной, при этом витки пружины 3 вдавливаются в резину 5, образуя канавки и обеспечивая плотный контакт пружины 3 со шкивами 1 и 2.

Вариатор работает следующим образом.

Ведущий шкив 1 вращается с постоянной скоростью и через пружину 3 передает вращение на ведомый шкив 2, при этом угловая скорость вращения шкива 2 будет меньше угловой скорости вращения шкива 1 за счет того, что на ведущей ветви (точнее на участке от точки схода пружины 3 со шкива 2 до точки схода пружины 3 со шкива 1 межвитковое расстояние пружины 3 больше, чем на ведомой ветви, и при сходе пружины 3 со шкива 2 межвитковое расстояние увеличивается по сравнению с межвитковым расстоянием на ведомой ветви. Для изменения передаточного отношения ролик 4 посредством винтовой пары перемещается поперек ведомой ветви пружины 3, растягивает ее и изменяет межвитковое расстояние пружины 3 на этой ветви. Это приводит к изменению соотношения межвиткового расстояния до и после перемещения ролика 4 и, тем самым, к изменению передаточного отношения. При работе вариатора витки пружины 3 надежно контактируют с шкивами 1 и 2 благодаря упругому материалу 5, причем после снятия нагрузки в месте отсутствия контакта между пружиной 3 и вращающимися шкивами упругий материал 5 восстанавливает свою форму поверхности.

Использование предложенного вариатора позволит повысить надежность в эксплуатации за счет исключения проскальзывания пружины относительно шкивов и упростить конструкцию за счет более простого механизма изменения передаточного отношения и наличия пружины в качестве бесконечного элемента по сравнению с прототипом. Для получения вариатора необходимой мощности на шкивах в своих желобках устанавливают в ряд несколько пружин.

Использование: машиностроение, механизмы бесступенчатого изменения скорости. Сущность изобретения: вариатор содержит ведущий 1 и ведомый 2 шкивы, связанные установленным с предварительным натягом бесконечным гибким элементом в виде пружины растяжения 3, ролик 4, взаимодействующий с ведомой ветвью пружины 3. Шкивы 1 и 2 в местах контакта с пружиной 3 покрыты упругим материалом 5. При вращении шкивов 2 и 1 обеспечивается вариация скорости за счет изменения межвиткового расстояния на ведущей ветви пружины относительно ведомой ветви, а при перемещении ролика 4 поперек ветви пружины 3 обеспечивается изменение передаточного отношения за счет изменения межвиткового расстояния на ведущей и ведомой ветвях до и после перемещения ролика 4. Упругий материал 5 обеспечивает надежный контакт пружины 3 со шкивами 1 и 2. 1 ил.

ВАРИАТОР, содержащий ведущий и ведомый шкивы, охватывающий их бесконечный гибкий элемент и механизм изменения передаточного отношения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в эксплуатации и упрощения конструкции, бесконечный гибкий элемент выполнен в виде пружины растяжения, поверхность шкивов, взаимодействующая с бесконечным гибким элементом, покрыта упругим материалом, а механизм изменения передаточного отношения выполнен в виде взаимодействующего с ведомой ветвью бесконечного гибкого элемента ролика, установленного с возможностью перемещения поперек ведомой ветви и последующей фиксации.