ФРИКЦИОННЫЙ ЛОБОВОЙ ВАРИАТОР Российский патент 1998 года по МПК F16H15/10 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных устройствах, в частности в транспортных средствах для бесступенчатой регулировки скорости вращения.

Из предшествующего уровня техники известен фрикционный вариатор [1] содержащий корпус, по крайней мере один диск, закрепленный на выходном валу и взаимодействующий с двумя роликами, синхронно перемещаемыми в осевом направлении, при этом один из роликов закреплен на выходном валу, а другой - на первом плече шарнирно закрепленного рычага, второе плечо которого подпружинено. Кроме того, входной и выходной валы выполнены упругими.

Известный фрикционный лобовой вариатор имеет ограниченную область использования вследствие выполнения входного вала с возможностью перемещения в осевом направлении, а также за счет ортогонального расположения осей входного и выходного валов. Кроме того, наличие поджимного ролика приводит к снижению КПД вариатора.

Известен фрикционный лобовой вариатор [2] взятый в качестве прототипа и содержащий, корпус, установленные в нем на подшипниках ведущий и ведомый ролики, промежуточный гибкий диск переменной толщины и поджимные ролики, при этом промежуточный диск установлен с возможностью перемещения в направлении вдоль осей роликов.

Наличие в известном фрикционном лобовом вариаторе поджимных роликов приводит к снижению КПД вариатора, что является его основным недостатком.

В основу изобретения поставлена задача разработать фрикционный лобовой вариатор, конструктивное выполнение которого обеспечило бы повышение КПД.

Поставленная задача решается тем, что фрикционный лобовой вариатор, содержащий, корпус, установленные в нем на подшипниках промежуточный узел и фрикционно взаимодействующие с ним два ролика первой группы и два ролика второй группы, средства перемещения промежуточного узла в направлении, перпендикулярном его оси, входной и выходной валы, согласно изобретению, дополнительно содержит кинематический делитель силового потока с одним входом и N выходами, кинематический сумматор силовых потоков с N входами и одним выходом, N-2 роликов первой группы, N-2 роликов второй группы, при этом вход кинематического делителя силового потока соединен с входным валом, а его выходы с соответствующими роликами первой группы, входы кинематического сумматора силовых потоков соединены с соответствующими роликами второй группы, а его выход с выходным валом, промежуточный узел выполнен в виде N-1 пар подпружиненных друг относительно друга дисков, установленных на общей оси и попарно соединенных между собой посредством шлицевых соединений.

Кроме того, N-1 роликов каждой группы установлены с возможностью осевого перемещения и фиксации в заданном положении.

Такое выполнение вариатора обеспечивает повышение КПД за счет исключения вращающихся вхолостую элементов и увеличения площади фрикционного сопряжения элементов, участвующих в передаче силового потока от входного вала к выходному. Дополнительный, достигаемый при использовании изобретения, технический результат выражается в получении более надежной передачи.

На чертеже схематично изображен фрикционный лобовой вариатор.

Фрикционный лобовой вариатор содержит корпус 1, входной вал 2, выходной вал 3, кинематический делитель 4 силового потока, кинематический сумматор 5 силовых потоков, ролики 6 первой группы, ролики 7 второй группы и промежуточный узел, включающий первую пару дисков 8 и 9, подпружиненных друг относительно друга пружинами 10, вторую пару дисков 11 и 12, подпружиненных друг относительно друга пружинами 13. Диски 8, 9 и 11, 12 размещены на общей оси 14 и связаны попарно между собой посредством подвижных шлицевых соединений (не показаны). Кинематический делитель 4 и кинематический сумматор 5 силовых потоков выполнены в виде шестеренчатых передач 15 и 16. Возможно использование также червячных, ременных, фрикционных передач, а также комбинированных. Промежуточный узел снабжен средствами (не показаны) для перемещения его в направлении, перпендикулярном оси 14.

Входной вал 2 связан с входом кинематического делителя 4 силового потока, выходы которого соединены с соответствующими роликами 6 первой группы, установленными в подшипниках 17. Ролики 6 и 7 фрикционно связаны с поверхностями соответствующих дисков 8, 9, 11 и 12. Ролики 7, установленные в подшипниках 18, соединены с входами кинематического сумматора 5 силовых потоков, выход которого соединен с выходным валом 3. Ролики 6 первой группы, за исключением одного, установлены с возможностью осевого перемещения и фиксации в заданном положении. Связь этих роликов с выходами делителя 4 силовых потоков осуществляется посредством подвижных шлицевых соединений 19. Аналогично ролики 7 второй группы, за исключением одного, также установлены с возможностью осевого перемещения и фиксации в заданном положении (на чертеже условно показаны в виде двухсторонних стрелок).

Фрикционный лобовой вариатор работает следующим образом.

При вращении входного вала 2 посредством кинематического делителя 4 силового потока приводятся во вращение ролики 6 первой группы. За счет трения диски 8, 9, 11 и 12 приводятся во вращение. Необходимое усилие прижатия роликов 6 и 7 к дискам 8, 9, 11 и 12 обеспечивается пружинами 10 и 13, размещенными между каждой парой дисков 8, 9 и 11, 12. Нормальный режим работы вариатора (без проскальзывания роликов 6 и отсутствия изгибающих моментов на ось 14) обеспечивается в том случае, когда окружные скорости роликов 6 равны окружным скоростям соответствующих им дисков 8, 9, 11 и 12 в местах их касания с роликами 6. В процессе подготовки вариатора к работе осуществляется установка и фиксация роликов 6 относительно дисков 8, 9, 11 и 12 таким образом, чтобы выполнялось вышеуказанное условие работы вариатора без проскальзывания роликов 6 и без возникновения изгибающих усилий на ось 14.

Вращение дисков 8, 9, 11 и 12 вызывает вращение роликов 7 второй группы, которые также в процессе подготовки вариатора к работе устанавливаются относительно дисков 8, 9, 11 и 12 таким образом, чтобы скорости их вращения были одинаковыми. Вращение роликов 7 через кинематический сумматор 5 силовых потоков передается на выходной вал 3.

Регулировка вращения роликов 7 осуществляется путем перемещения оси 14 промежуточного узла вправо-влево (на чертеже показано в виде двухсторонней стрелки).

Использование: машиностроение, транспортные средства, для бесступенчатой регулировки скорости вращения. Сущность изобретения: фрикционный лобовой вариатор содержит корпус 1, входной вал 2, и выходной вал 3. Кинематический делитель 4 силового потока связан с входным валом, а кинематический сумматор 5 силовых потоков - с выходным валом. Ролики 6 первой группы связаны с выходами кинематического делителя 4 силового потока. Ролики 7 второй группы связаны с входами сумматора 5. Промежуточный узел включает две пары дисков 8, 9 и 11, 12, подпружиненных относительно друг друга пружинами 10 и 13. Диски попарно соединены между собой посредством подвижных шлицевых соединений и размещены на общей оси 14. Ролики 6 и 7 фрикционно связаны с поверхностями соответствующих дисков. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Фрикционный лобовой вариатор, содержащий корпус, установленные в нем на подшипниках промежуточный узел и фрикционно взаимодействующие с ним два ролика первой группы и два ролика второй группы, средства перемещения промежуточного узла в направлении, перпендикулярном его оси, входной и выходной валы, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кинематический делитель силового потока с одним входом и N выходами, кинематический сумматор силовых потоков с N входами и одним выходом, N 2 роликов первой группы, N - 2 роликов второй группы, при этом вход кинематического делителя силового потока соединен с входным валом, а его выходы с соответствующими роликами первой группы, входы кинематического сумматора силовых потоков соединены с соответствующими роликами второй группы, а его выход с выходным валом, промежуточный узел выполнен в виде N 1 пар подпружиненных относительно друг друга дисков, установленных на общей оси и попарно соединенных между собой посредством шлицевых соединений. 2. Вариатор по п.1, отличающийся тем, что N 1 роликов каждой группы установлены с возможностью осевого перемещения и фиксации в заданном положении.