ВАРИАТОР УГЛОВОЙ СКОРОСТИ МАСЕНКО Л.Я. Российский патент 1994 года по МПК F16H9/04 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к вариаторам (трансформаторам крутящего момента), предназначенным для бесступенчатого регулирования угловой скорости рабочих валов машин.

Известен вариатор угловой скорости [1], содержащий ведущий и ведомый валы с установленными на них шкивами, соединенными гибкой связью и раздвижными в осевом направлении. Недостаток этого вариатора заключается в ограниченной передаваемой мощности, так как, во-первых, угол между боковыми поверхностями шкивов должен быть достаточно малым, т.е. исключающим проскальзывание ремня или цепи, чтобы обеспечить требуемый диапазон регулирования, а во-вторых, трудно использовать несколько параллельно работающих ремней или цепей без существенного усложнения конструкции.

Известен также вариатор [2], свободный от вышеописанных недостатков, содержащий ведущий и ведомый валы с установленными на них шкивами, каждый из которых состоит из по крайней мере одного установленного свободно в окружном направлении на валу диска шкива со спиральной нарезкой на одной из торцовых поверхностей, жестко закрепленной на валу со стороны торцевой поверхности диска шкива со спиральной нарезкой обоймы со сквозными радиальными пазами, размещенных в радиальных пазах обоймы и образующих цилиндрическую поверхность секторов с канавками на наружной цилиндрической поверхности для клиновых ремней и по крайней мере на одной торцевой поверхности кулачками, входящими в зацепление со спиральной нарезкой на торцовой поверхности диска шкива, гибкую связь, соединяющую шкивы, и механизм регулирования угловой скорости в виде смонтированной с возможностью перемещения зубчатой передачей, соединяющей диски шкивов с приводной рукояткой. Недостаток этого вариатора - невозможность регулирования угловой скорости на ходу, так как при работе вариатора механизм регулирования угловой скорости отключен, что исключает автоматизацию управления вариатором. Это техническое решение может служить прототипом изобретения.

Цель изобретения - автоматизация управления вариатором путем регулирования угловой скорости на ходу, на расстоянии и по заданному закону.

Поставленная цель достигается тем, что в вариаторе угловой скорости, содержащем ведущий и ведомый валы с установленными на них шкивами, каждый из которых состоит из по крайней мере одного установленного свободно в окружном направлении на валу диска шкива со спиральной нарезкой на одной из торцовых поверхностей, жестко закрепленной на валу со стороны торцовой поверхности диска шкива со спиральной нарезкой обоймы со сквозными радиальными пазами, размещенных в радиальных пазах обоймы и образующих цилиндрическую поверхность секторов с канавками на наружной цилиндрической поверхности для клиновых ремней и по крайней мере на одной торцовой поверхности кулачками, входящими в зацепление со спиральной нарезкой на торцовой поверхности диска шкива, гибкую связь, соединяющую шкивы, и механизм регулирования угловой скорости, механизм регулирования угловой скорости выполнен в виде двух вспомогательных реверсивных электродвигателей и двух одинаковых независимых передач, соединяющих диски шкивов со вспомогательными реверсивными электродвигателями.

На фиг. 1 показан вариатор; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - шкив вариатора; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.3. Вариатор показан в положении, когда его передаточное отношение равно 1.0. Предельные положения шкивов и ремней вариатора показаны штрихпунктирными линиями (фиг.2).

Конструкция вариатора состоит из нижней 1 (фиг.1 и 2) и верхней 2 частей корпуса, в разъеме между которыми в подшипниках 3 укреплены идентичные ведущие и ведомые валы 4 со шкивами 5 на них. Шкив 5 (фиг.3) включает в себя свободно сидящий на валу 4 диск 6 со спиральной нарезкой 7 (фиг. 3,4 и 5) на его торцевой поверхности, взаимодействующей с ответными кулачками 8 на секторах 9 с канавками 10 для клиновых ремней 11. Последние представляют собой в данном случае клиноременную передачу из трех параллельных ремней, хотя в принципе она может быть выполнена в виде любой другой передачи гибкой связью. Секторы 9 размещены в сквозных радиальных пазах 12 обоймы 13, которая жестко закреплена на валу 4. Фиксация взаимодействия спиральной нарезки 7 с кулачками 8 секторов 9 осуществляется с помощью фланца 14 и винтов 15. Механизм регулирования угловой скорости вариатора состоит из двух установленных независимо друг от друга на каждом валу 4 шкивов 16, соединенных заодно с дисками 6, клиновых ремней 17, шкивов 18 и вспомогательных реверсивных электродвигателей 19. Вместо описанных ременных передач могут быть использованы другие одинаковые и независимые передачи, соединяющие диски 6 с электродвигателями 19. Предельные положения секторов 9 ограничены конечными выключателями 20.

Вариатор работает следующим образом. С одного из валов 4 крутящий момент через сектора 9 и клиновые ремни 11 передается аналогично описанному на другой вал 4. При этом электродвигатели 19 через шкивы 16, 18 и клиновые ремни 17 вращаются вхолостую.

В случае необходимости плавно изменить передаточное отношение вариатора на короткое мгновение включаются вспомогательные реверсивные электродвигатели 19, вращающиеся в разных направлениях, которые последовательно через шкивы 18, ремни 17 и шкивы 16 поворачивают в разные стороны диски 6. Последние через спиральную нарезку 7 с помощью кулачков 8 на секторах 9 соответственно сдвигают их в радиальном направлении (как кулачки в самоцентрирующемся токарном патроне), что приводит к изменению радиусов взаимодействия секторов 9 с ремнями 11 и, следовательно, к изменению передаточного отношения вариатора. Для обратного изменения передаточного отношения вариатора электродвигатели 19 включаются в другом направлении (реверсируются). При достижении предельного положения секторов 9 они нажимают на конечные выключатели 20, обеспечивая электродвигатели 19.

Преимущества предложенной конструкции вариатора заключаются в возможности автоматического управления им при передаче относительно большой мощности во всем диапазоне регулирования.

Использование: для бесступенчатого регулирования угловой скорости рабочих валов машин, основанных на изменении диаметров шкивов. Сущность изобретения: шкивы вариатора выполнены в виде дисков со спиральными канавками на их торцовой поверхности, по которым в радиальном направлении перемещаются секторы. Диаметр шкивов при этом соответственно увеличивается или уменьшается. Управление вариатором осуществляется от вспомогательных реверсивных электродвигателей. 5 ил.

Вариатор угловой скорости, содержащий ведущий и ведомый валы с установленными на них шкивами, каждый из которых состоит из по крайней мере одного установленного свободно в окружном направлении на валу диска со спиральной нарезкой на одной из торцевых поверхностей, жестко закрепленной на валу со стороны торцевой поверхности диска со спиральной нарезкой обоймы со сквозными радиальными пазами, размещенных в радиальных пазах обоймы и образующих цилиндрическую поверхность секторов с канавками на наружной цилиндрической поверхности для гибкой связи и по крайней мере на одной торцевой поверхности кулачками, входящими в зацепление со спиральной нарезкой на торцевой поверхности диска, гибкую связь, соединяющую шкивы, и механизм регулирования угловой скорости, отличающийся тем, что, с целью автоматизации процесса управления вариатором путем регулирования угловой скорости на ходу, на расстоянии и по заданному закону, механизм регулирования угловой скорости выполнен в виде двух вспомогательных реверсивных электродвигателей и двух одинаковых независимых передач, соединяющих диски шкивов со вспомогательными реверсивными электродвигателями.