ВОЛНОВОЙ ФРИКЦИОННЫЙ ВАРИАТОР Российский патент 1997 года по МПК F16H15/00 

Изобретение относится к волновым механическим передачам и может быть использовано в механических трансмиссиях механизмов и машин, преимущественно для бесступенчатого редуцирования скорости вала двигателя в требуемую скорость ведущих осей транспортных средств.

Известен волновой фрикционный вариатор, содержащий корпус, установленные в нем гибкое колесо, генератор волн, жесткое колесо с устройством для регулирования диаметра обката жесткого колеса, выполненного в виде системы секторов, имеющих возможность перемещения в радиальном и окружном направлениях по направляющим пазам [1]
Недостатками указанного вариатора являются сложность и трудоемкость изготовления жесткого колеса и механизма регулирования диаметра обката жесткого колеса.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является волновой фрикционный вариатор, содержащий корпус, установленные в нем гибкое колесо, генератор волн и жесткое колесо с устройством для регулирования диаметра жесткого колеса, причем жесткое колесо выполнено в виде по крайней мере одного упругого арочного профиля в средней части кольца с фиксирующими втулками, охватывающими упругое кольцо по его концевым цилиндрическим участкам и выполненными с внешними и внутренними кольцевыми упорными поверхностями, последние из которых сопряжены с торцами упругого кольца, а также пружиной сжатия, охватывающей по внешнему периметру упругое кольцо и установленной между внешними упорными поверхностями втулок, причем арка упругого кольца направлена выпуклой поверхностью к оси соединения, а устройство для регулирования диаметра обката жесткого колеса выполнено в виде нажимной втулки, связанной с корпусом посредством резьбы и своим торцом контактирующей со взаимообращенной торцевой поверхностью смежной с ней фиксирующей втулки [2]
Недостатками указанного вариатора являются ограниченный диапазон регулирования диаметра жесткого колеса и несовпадение формы деформированного гибкого колеса с цилиндрической рабочей поверхностью жесткого колеса.

Задачей изобретения является расширение диапазона бесступенчатого регулирования диаметра рабочей поверхности жесткого колеса и обеспечение возможности наилучшего фрикционного контакта рабочей поверхности жесткого колеса с гибким колесом, меняющим свою форму с цилиндрической при нулевой деформации в форму с переменными углами наклона образующих рабочей поверхности гибкого колеса при деформации гибкого колеса в процессе работы волнового фрикционного вариатора скорости.

Указанная задача может быть решена за счет того, что в волновом фрикционном вариаторе, содержащем корпус, установленные в нем гибкое колесо, генератор волн и жесткое колесо с устройством для регулирования диаметра обката жесткого колеса, согласно изобретению, жесткое колесо выполнено в виде кольцевой резинокордной оболочки шины с расположенной внутри нее резиновой камерой, соединенной с воздушным компрессором через клапан-регулятор.

На чертеже показана полуконструктивная схема волнового фрикционного вариатора в продольном сечении.

Волновой фрикционный вариатор скорости выходной трансмиссии инерционного двигателя состоит из корпуса 1, гибкого колеса 2, генератора волн 3, жесткого колеса 4 с резиновой камерой 5, маховика 6 с камерой вращения 7, воздушного компрессора 8, клапана-регулятора 9, ресивера 10, клапана-ограничителя давления 11 и дросселя 12.

Герметичный волновой фрикционный вариатор скорости выходной трансмиссии инерционного двигателя работает следующим образом.

При вращении генератора волн 3, выполненного заодно с маховиком 6 инерционного двигателя, в гибком колесе 2, являющемся верхней частью герметичного кожуха камеры вращения 7 маховика 6, возникают бегущие (вращающиеся) волны деформации, в которых гибкое колесо 2 своей наружной рабочей поверхностью, имеющей сложную форму деформации в поперечном и продольном сечениях, обкатывается с фрикционным контактом по внутренней рабочей поверхности кольцевой резинокордной оболочки-шины 4 переменного регулируемого диаметра. За счет разности диаметров гибкого 2 и жесткого 4 колес происходит вращение гибкого колеса 2, являющегося выходным звеном герметичного волнового фрикционного вариатора скорости выходной трансмиссии инерционного двигателя. При бесступенчатом изменении внутреннего диаметра жесткого колеса 4 будет бесступенчато изменяться и передаточное отношение вариатора, а значит, и скорость вращения выходного звена от нулевой до номинальной. Бесступенчатое изменение внутреннего диаметра жесткого колеса 4 достигается изменением давления воздуха, подводимого внутрь резиновой камеры 5 от воздушного компрессора 8 с помощью клапана-регулятора 9, установленного в подводящем трубопроводе после ресивера 10, клапана-ограничителя давления 11 и дросселя 12. При закрытом клапане-регуляторе 9 давление воздуха в камере 5 становится максимальным, ограничиваемым клапаном 11, и резиновая камера 5 деформирует резинокордную оболочку-шину 4 до размера его диаметра внутренней рабочей поверхности, равного внешнему диаметру рабочей поверхности гибкого колеса в недеформированном состоянии. При этом вследствие отсутствия разности в диаметрах гибкого и жесткого колес выходное гибкое колесо не вращается. Для обеспечения необходимой скорости вращения гибкого колеса 2 оператор перемещает золотник клапана-регулятора 9 для стравливания воздуха из камеры 5 в атмосферу, вследствие чего давление в камере 5 уменьшается, диаметр рабочей поверхности жесткого колеса 4 увеличивается до необходимого размера за счет упругости резинокордной оболочки-шины.

За счет упругой податливости резинокордной оболочки улучшается фрикционный контакт гибкого и жесткого колес фрикционного волнового вариатора и диапазон бесступенчатого изменения передаточного отношения.

Использование: механические передачи. Сущность изобретения: в волновом фрикционном вариаторе жесткое колесо выполнено в виде кольцевой резинокордной оболочки-шины с расположенной внутри нее резиновой камерой. Последняя соединена с воздушным компрессором через клапан-регулятор. Такое выполнение жесткого колеса обеспечивает улучшение фрикционного контакта гибкого и жесткого колес и увеличение диапазона передаточных отношений. 1 ил.

Волновой фрикционный вариатор, содержащий корпус, установленные в нем гибкое колесо, генератор волн и жесткое колесо с устройством для регулирования диаметра обката жесткого колеса, отличающийся тем, что жесткое колесо выполнено в виде резинокордной оболочки-шины с расположенной внутри нее резиновой камерой, соединенной с воздушным компрессором через клапан-регулятор.