ПЕРЕДАЧА И.Г.МУХИНА Российский патент 1997 года по МПК F16H15/30 F16H15/48 

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к передачам с бесступенчатым изменением передаточного отношения (вариаторам) и может найти применение в приводах различных машин и механизмов.

Известен вариатор, содержащий корпус, размещенные в нем соосные валы, полые сферические элементы, установленные между ними с возможностью вращения относительно валов промежуточные фрикционные элементы, силовую звездочку, кинематически связанную с последними, и механизм изменения передаточного отношения, включающий управляющую звездочку, установленную в корпусе с возможностью поворота относительно оси валов, ползун, размещенный в корпусе с возможностью перемещения вдоль оси валов и связанный с управляющей звездочкой резьбовым соединением, две тяги, кинематически связанные с промежуточными фрикционными элементами, и двуплечие рычаги, связывающие одну из тяг с ползуном.

Известный вариатор не обеспечивает высокий диапазон передаточных отношений, необходимый для получения повышенной маневренности транспортного средства при поворотах.

Целью изобретения является повышенный диапазон передаточных отношений и возможность использования передачи в качестве дифференциала.

Указанная цель достигается тем, что передача, содержащая корпус, размещенные в нем соосные валы, вариатор, состоящий из двух полых сферических элементов, установленных между ними с возможностью вращения относительно валов промежуточных фрикционных элементов, силовой звездочки, кинематически связанной с последними, и механизма изменения передаточного отношения, включающего первую управляющую звездочку, установленную в корпусе с возможностью поворота относительно оси валов, первый ползун, размещенный в корпусе с возможностью перемещения вдоль оси валов и связанный с управляющей звездочкой резьбовым соединением, две тяги, кинематически связанные с промежуточными фрикционными элементами, и двуплечие рычаги, связывающие одну из тяг с ползуном, согласно изобретению снабжена входящими в состав механизма изменения передаточного отношения второй управляющей звездочкой, кинематически связанной с первой, и размещенным в корпусе с возможностью перемещения вдоль оси валов вторым ползуном, связанным со второй управляющей звездочкой резьбовым соединением и кинематически связанным со второй тягой, установленными соосно основному дополнительными вариаторами, состоящими из полых фрикционных элементов, один из которых жестко связан с соответствующим полым фрикционными элементом основного вариатора, а другой -с соответствующим валом, промежуточных фрикционных элементов, механизма изменения передаточного отношения, включающего в себя тягу, кинематически связанную с промежуточными фрикционными элементами, кольцевыми тягами с желобом, жестко закрепленными на ползунах и расположенных параллельно им стержнях, угловыми двуплечими рычагами, взаимодействующими сферической концевой частью одного плеча с желобом одной из кольцевых тяг, а сферической концевой частью второго плеча - с тягой механизма передаточных отношений соответствующего дополнительного вариатора.

На фиг. 1 изображена передача во фронтальном разрезе; на фиг. 2 - кинематическая схема управления звездочек; на фиг. 3 рзрез А-А фиг. 1; на фиг. 4 развертка по Б-Б фиг. 3; на фиг. 5 и 6 резьбовое кольцо в двух проекциях; на фиг. 7 и 8 угловой двуплечий рычаг.

Передача содержит сборный корпус 1, выполненный из боковых цилиндрических опорных частей 2, перегородок 3 и кольца 4, в котором на подшипниках 5 (фиг. 1) соосно установлены полые сферические фрикционные элементы 6 основного вариатора. В боковых цилиндрических опорных частях 2 установлены полые сферические фрикционные элементы 6 дополнительных (боковых) вариаторов. Сферические элементы 6 соответствующих вариаторов обращены вогнутостью навстречу друг другу. Один из полых сферических элементов 6 дополнительных (боковых) вариаторов жестко связан с соответствующим полым фрикционным элементом основного вариатора, а другой -с соответствующим валом 7 и 8. Все полые фрикционные элементы 6 взаимодействуют с подпружиненными промежуточными фрикционными элементами 9.

Промежуточные фрикционные элементы 9 смонтированы внутри полых сферических фрикционных элементов 6 проушинами на поперечных валам 7 и 8 осях 10 срединных рамок 11 и 12 основного и дополнительного вариаторов. Срединная рамка 11 установлена на игольчатых подшипниках 13 цапф 14, закрепленных на соответствующих полых сферических фрикционных элементах 6 основного вариатора.

Рамка 11 закреплена на кольце 15 (фиг. 1), и в ней смонтирован механизм 16 изменения передаточного отношения основного вариатора (фиг. 4). Кольцо 15 смонтировано, например, в венце звездочки 17 силовой цепной передачи 18 от привода (фиг. 1, 2 и 3). С боков кольца 15 закреплены боковые кольца 19 с консольно расположенными боковыми проушинами 20 в виде рамки (фиг. 5 и 6), в каждой из которых на радиальной оси 21 установлен угловой двуплечий рычаг 22. Сферическая концевая часть 23 длинного плеча рычага 22 контактирует с ответным гнездом 24 тяги 25 механизма 16 изменения передаточного отношения основного вариатора.

Другая сферическая концевая часть 26 короткого плеча 22 с кольцом 27 (фиг. 1, 7 и 8) контактирует с желобом 28 резьбового кольца 31, установленного на параллельных штырях 29, установленных поперечно оси рычага и закрепленных фланцем в соответствующих стенках 30 опорных частей 2 (фиг. 1 и 4). Резьбовое кольцо 31 находится в зацеплении с ответной резьбовой гайкой 32. Гайка 32 соединена, например, с венцом звездочки 33 цепной передачи 34 рулевого управления. Резьбовое кольцо 31 может возвратно-поступательно перемещаться вдоль оси валов 7 и 8).

Штыри 29 (фиг. 1 и 4) выполнены двусторонними с фланцем посредине. На их внешних относительно стенок 30 сторонах смонтированы с возможностью возвратно-поступательного перемещения кольцевые тяги 35 с желобом 28. Каждая кольцевая тяга 35 жестко закреплена с кольцом 31 посредством параллельных стержней 36 и штифтов (не показаны), установленных в стенках 30 с возможностью возвратно-поступательных перемещений. Кольцевая тяга 35 и закрепленное на ней кольцо 31 параллельны между собой.

В механизмах передаточных отношений дополнительных (боковых) вариаторов (фиг. 1 и 4) в соответствующих тягах 37 образованы углубления 24, одинаковые с углублениями тяг 25 механизма изменения передаточного отношения 16 основного вариатора. В проточках 28 кольцевых тяг 35 и углублениях 24 тяг 37 установлены соответствующие сферические концевые части 23 и 26 тех же двуплечих рычагов 22, что смонтированы в проушинах 20 колец 19 кольца 15. Рычаги 22, контактирующие с кольцевыми тягами 35, смонтированы консольно на стенках 30 опорных частей 2 корпуса 1.

Работает передача следующим образом.

При вращении звездочки силовой цепной передачи вращается кольцо 15 с рычагами 22 и механизмом изменения передаточного отношения и промежуточный фрикционный элемент с рамкой на игольчатых подшипниках. Валы 7 и 8 вращаются таким образом, что при параллельном положении промежуточных фрикционных элементов, когда передаточное отношение равно 1:1, их скорость вращения равна скорости вращения звездочки цепной передачи. Срединные промежуточные фрикционные элементы срединного вариатора не вращаются, а вращаются только крайние промежуточные фрикционные элементы дополнительных вариаторов.

Сферические концевые части 26 с кольцом 27, установленные в резьбовых кольцах 19, вращаются в соответствующих кольцевых пазах 28 резьбового кольца 31.

При взаимном положении промежуточных фрикционных элементов, плоскости которых образуют острый угол, вращение валов 7 и 8 будет зависеть от угла наклона промежуточных фрикционных элементов, т.е. от вращения промежуточных фрикционных элементов 9 и фрикционных полых сферических элементов 6, при этом передаточное отношение между валами 7 и 8 определяется соотношением величин (b/a)², т. е. относительным отношением расстояний между точками контактирования промежуточных фрикционных элементов 9 с полыми сферическими элементами 6 каждого вала и сдвоенных полых сферических элементов в квадрате.

Это имеет место при поворотах, например, транспортного средства с гусеничным движителем за счет вращения промежуточных фрикционных элементов, при этом в положении промежуточных фрикционных элементов, изображенных на фиг. 1, угловая скорость вращения левого вала 7 будет меньше угловой скорости вращения правого вала 8, т.к.

V_{лев.вала} V_с m²V_ролика и V_{прав.вала} V_с + m²V_ролика,
где V_с угловая скорость валов при параллельном положении роликов;
m коэффициент пропорциональности;
V_ролика угловая скорость ролика.

Использование: машиностроение, передачи с бесступенчатым изменением передаточного отношения. Сущность: передача содержит корпус, размещенные в нем соосные валы, вариатор, состоящий из двух полых сферических элементов, промежуточных фрикционных элементов, силовой звездочки и механизма изменения передаточного отношения. Последний включает в себя две управляющих звездочки, два ползуна, две тяги, кинематически связанные с промежуточными фрикционными элементами, и двуплечие рычаги, связывающие тяги с ползунами. Установленные соосно основному дополнительные вариаторы состоят из полых фрикционных элементов, один из которых жестко связан с соответствующим полым фрикционным элементом основного вариатора, а другой - с соответствующим валом, промежуточных фрикционных элементов и механизма изменения передаточного отношения. Последний включает в себя тягу, кинематически связанную с промежуточными фрикционными элементами, и кольцевую тягу с желобом. Угловые двуплечие рычаги взаимодействуют сферической концевой частью одного плеча с желобом одной из кольцевых тяг, а сферической концевой частью второго плеча - с тягой механизма передаточных отношений соответствующего дополнительного вариатора. 8 ил.

Передача, содержащая корпус, размещенные в нем соосные валы, вариатор, состоящий из двух полых сферических элементов, установленных между ними с возможностью вращения относительно валов промежуточных фрикционных элементов, силовой звездочки, кинематически связанной с последними, и механизма изменения передаточного отношения, включающего первую управляющую звездочку, установленную в корпусе с возможностью поворота относительно оси валов, первый ползун, размещенный в корпусе с возможностью перемещения вдоль оси валов и связанный с управляющей звездочкой резьбовым соединением, две тяги, кинематически связанные с промежуточными фрикционными элементами, и двуплечие рычаги, связывающие одну из тяг с ползуном, отличающаяся тем, что она снабжена входящими в состав механизма изменения передаточного отношения второй управляющей звездочкой, кинематически связанной с первой, и размещенным в корпусе с возможностью перемещения вдоль оси валов вторым ползуном, связанным с второй управляющей звездочкой резьбовым соединением и кинематически связанным с второй тягой, установленными соосно основному дополнительными вариаторами, состоящими из полых фрикционных элементов, один из которых жестко связан с соответствующим полым фрикционным элементом основного вариатора, а другой с соответствующим валом, промежуточных фрикционных элементов, и механизма изменения передаточного отношения, включающего в себя тягу, кинематически связанную с промежуточными фрикционными элементами, кольцевыми тягами с желобом, жестко закрепленными на ползунах и расположенных параллельно им стержнях, угловыми двуплечими рычагами, взаимодействующими сферической концевой частью одного плеча с желобом соответствующей кольцевой тяги, а сферической концевой частью второго плеча с тягой механизма передаточных отношений соответствующего дополнительного вариатора.