ВАРИАТОР Российский патент 1994 года по МПК F16H15/00 

Изобретение относится к механическим передачам и может использоваться для оптимизации передаточного отношения при передаче мощности от вала силовой установки к валу потребителя.

Известны коробки передач [1], нашедшие широкое применение, в частности, в автомобилестроении для обеспечения передачи вращающего момента от двигателя к колесам. Такие коробки имеют фиксированное число передач, значительную массу и требуют наличия смазки, что значительно снижает их функциональную эффективность.

Известны вариаторы [2], содержащие ведущий и ведомый валы с взаимодействующими колесами и привод перемещения их относительно друг друга. Такие вариаторы не могут передавать значительные крутящие моменты, что ограничивает их применение.

Цель изобретения - увеличение передаваемого крутящего момента.

Для этого вариатор снабжен дополнительным валом, установленным одним торцом в ведущем колесе параллельно ведущему и ведомому валам с возможностью радиального перемещения относительно ведомого колеса, связывающими второй торец дополнительно вала и торец ведущего вала и связанными между собой компенсатором расстояния между торцом ведущего вала и вторым торцом дополнительного вала при радиальном перемещении последнего и соединением, выполненным в виде или кардана, или сильфона. Привод перемещения одного из колес относительно другого установлен на дополнительном валу. Ведомое колесо может быть выполнено в виде диска с торцовыми зубьями, расположенными радиально и имеющими профиль прямоугольного треугольника. В ведущем колесе выполнены полости, расположенные по окружности аксиально оси. В этих полостях расположены полые корпуса дном наружу, в котором размещены шарики для взаимодействия с торцевыми зубьями ведомого колеса. В полых корпусах расположены пружины. Кратчайшее расстояние между диаметрально расположенными шариками выбрано большим, чем максимальный шаг между радиальными торцевыми зубьями ведомого колеса.

На фиг.1 показан вариатор, общий вид; на фиг.2 - то же, схема; на фиг.3 - схема действия сил; на фиг.4 и 5 - взаимодействие полого корпуса, содержащего шарик и пружину, с торцовыми зубьями ведомого колеса.

Вариатор состоит из ведущего 1 и ведомого 2 валов, ведущего 3 и ведомого 4 колес, привода управления 5, связей между колесами 3 и 4, соединения 6 и компенсатора 7 осевого перемещения. Колесо 3 находится на валу 8, связанном с приводящим валом 1 посредством компенсатора 7 и соединений 6 (они могут быть выполнены в виде кардана или сильфона) и с приводом 5. Колесо 4 связано с валом 2 и может быть выполнено плоским, а связи между колесами 3 и 4 могут быть храповиковыми (фиг.1), когда колесо 4 содержит торцовые радиальные зубья 11, скошенные в одну сторону, а колесо 3 содержит радиальные полости, в которых находятся полые корпуса 12 с шариками 13 и пружинами 14. Шарики 13 взаимодействуют с зубьями 11. Для обеспечения жесткости конструкции вариатор может содержать корпус 15, в котором на подшипниках зафиксированы валы 1 и 2, а также закреплен привод 5 с возможностью осевого перемещения (фиг.4). Конструкция вариаторов предусматривает возможность перемещения вала 8 параллельно валам 1 и 2.

Двигатель вращает вал 1 (через сцепление, фрикцион и т.п.), момент от которого через соединение 6 и компенсатор 7 подается на вал 8, вращая колесо 3. Оно взаимодействуя с колесом 4, передает вращающий момент на вал 2, что обеспечивается взаимодействием шариков 13, с зубьями 11 колеса 4 - верхний шарик 13 толкает зуб 11, передавая усилие Р на колесо 4, (фиг.4), а нижний шарик 13 проскакивает в обратном направлении по скосу зуба 11 (фиг. 5). Пружина 14 при этом сжимается.

При необходимости изменить передаточное отношение между валами 1 и 2 осуществляют перемещение привода 5 (с помощью пневматического) или электромеханического устройства или, наконец, просто рукой) на расстоянии x между осями О₂ и О₃ валов 1 и 8.

Величина передаточного отношения i может быть оценена по формуле (фиг. 3): i = 1 + x/r, где r - расстояние между осью О₃ вала 8 и точкой приложения силы взаимодействия Р.

При использовании изобретения повышается эффективность вариатора: при обеспечении главного изменения передаточного отношения в соответствии с реальным изменением энергетического режима имеют место пониженная масса вариатора, его конструктивная простота и удобство эксплуатации.

Использование: в механических передачах в вариаторах. Сущность изобретения: ведущие и ведомые колеса связаны друг с другом посредством шарико-стержневых элементов. Ведомое колесо выполнено плоским с радиальными зубьями, имеющими односторонний скос, а шарико-стержневые элементы размещены на ведущем колесе параллельно его оси. Привод управления передаточным отношением связан шарнирно с валом ведущего колеса, который содержит компенсатор линейного перемещения и соединение с ведущим валом, выполненное в виде кардана или сильфона. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. ВАРИАТОР, содержащий ведущий и ведомый валы, ведущее колесо, связанное с ведущим валом, ведомое колесо, установленное на ведомом валу с возможностью взаимодействия с ведущим колесом и привод перемещения одного из колес относительно другого, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным валом, установленным одним торцом в ведущем колесе параллельно ведущему и ведомому валам с возможностью радиального перемещения относительно ведомого колеса, связывающий второй торец дополнительного вала и торец ведущего вала и связанными между собой компенсатором расстояния между торцом ведущего вала и вторым торцом дополнительного вала при радиальном перемещении последнего и соединением, выполненным в виде или кардана, или сильфона, а привод перемещения одного из колес относительно другого установлен на дополнительном валу. 2. Вариатор по п.1, отличающийся тем, что ведомое колесо выполнено в виде диска с торцевыми, расположенными радиально и имеющими профиль прямоугольного треугольника зубьями, в ведущем колесе выполнены расположенные по окружности аксиально оси полости, вариатор снабжен установленными в полостях дном наружу полыми корпусами с установленными в дне полых корпусов шариками для взаимодействия с торцевыми зубьями ведомого колеса и пружинами, установленными в полых корпусах с возможностью взаимодействия одним торцом с полым корпусом, другим торцом с ведомым колесом, а кратчайшее расстояние между диаметрально расположенными шариками выбрано большим, чем максимальный шаг между радиальными торцевыми зубьями ведомого колеса.