ВАРИАТОР Российский патент 1998 года по МПК F16H9/24 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в устройствах бесступенчатого регулирования оборотов ведомого вала.

Известен цепной вариатор по патенту РФ N 2029170, содержащий ведущее и ведомые колеса с продольными пазами на конических поверхностях, продольные шлицы, установленные в этих пазах с возможностью радиального перемещения, и охватывающую колеса гибкую связь с зубьями, который может быть принят за прототип.

Недостатком прототипа является конструктивная сложность и невозможность разрыва связи между ведущим и ведомым колесами.

Технический результат заявленного изобретения заключается в упрощении конструкции вариатора и расширении эксплуатационных характеристик посредством возможности соединения-разъединения ведущего и ведомого колес.

Указанный технический результат достигается тем, что в вариаторе, содержащем ведущее и ведомое колеса с продольными пазами на конических поверхностях, продольные шлицы, установленные в этих пазах с возможностью радиального перемещения, и охватывающую колеса гибкую связь с зубьями, шлицы выполнены с наклонными концами, имеющими скругленные боковые углы, зубья гибкой связи расположены на ее внутренней части, а ведущие и ведомые колеса снабжены свободно вращающимися упорами с коническими поверхностями, продолжающими поверхности колес.

На фиг. 1 показан продольный разрез вариатора; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

На ведущем валу 1 установлено ведущее коническое колесо 2 с продольными пазами 3, в которых имеются подвижные в радиальном направлении шлицы 4. Шлицы 4 могут быть выполнены как цельными, так и в виде пакетов упругих стальных (или из иного материала) пластин, получаемых штамповкой. Пазы 3 выполнены с глубиной, превышающей высоту шлица 4. Под шлицами 4 установлены пружины 5, выталкивающие шлицы 4 из пазов. От выпадания из пазов шлицы удерживаются закрепленными на колесе 2 кольцами 6 и 7. Концы шлиц 4 выполнены наклонными по высоте, причем боковые углы наклонных участков целесообразно выполнять скругленными. Кольцо 6 продолжает коническую поверхность колеса 2. На колесе 2 на подшипнике 8 установлен упор 9 с конической поверхностью, продолжающей поверхность кольца 6. На ведомом валу 10 со смещением по оси относительно колеса 2 и обратно ему установлено ведомое коническое колесо 11 в комплекте с деталями и с устройством, аналогичными колесу 2. Колеса 2 и 11 охвачены перпендикулярно к их поверхностям цепью 12 с внутренними зубьями 13. Поверхность зуба 13, обращенная к конусу, выполнена по наименьшему радиусу конуса. Длина зубьев 13 выбирается меньшей минимального расстояния между шлицами 4, а расстояние между зубьями превышает ширину шлиц 4. Зубья 13 соединены друг с другом пластинами 14 и пальцами 15. Высота выступающей из цепи части зуба 13 несколько превышает высоту выступающей части шлица 4. Цепь 12 прижимается к поверхностям конусов 2 и 11 и перемещается по ним продольно подпружиненными роликами с буртами 16. Привод продольного перемещения роликов может быть ручным или автоматическим и в составе заявки не рассматривается.

Рассмотрим вариант работы вариатора в качестве коробки передач транспортного средства, где между двигателем и КП установлен механизм сцепления. Двигатель работает, вал 1 с колесом 2 соединен с двигателем сцеплением и вращается. Цепь 12 находится в левом (фиг. 1) положении и лежит на конической поверхности упора 9, который, будучи установлен на подшипнике 8, не вращается. Вращение валу 10 не передается. Для включения передачи вал 1 сцеплением отключается от двигателя, цепь 12 роликами 16 перемещается в одно из положений (указано штриховой линией), обеспечивающих ее контакт со шлицами 4. При этом, если зуб 13 находит на шлиц 4, он его утапливает, но если какой-то из зубьев попадает между шлицами, происходят сцепление цепи 12 с колесом 2 и его замыкание на колесо 11. Сцепление включается, и вращение от двигателя передается ведомому валу 10. Изменение передаточного отношения производится перемещением цепи 12 вдоль колес 2 и 11. Поскольку на каждом отрезке по длине колес 2 и 11 расстояния между шлицами 4 будут различными, то при контакте цепи 12 с колесами некоторые зубья 13 будут набегать на шлицы 4 и утапливать их, а другие будут тянуть. Но даже если все зубья набегут на шлицы, то произойдет некоторое проскальзывание колеса 2 относительно цепи 12 или цепи 12 относительно колеса 11 до схода зубьев цепи с торцев шлицов 4, после этого шлицы под действием центробежных сил и пружин 5 выступят над поверхностью колес и сцепятся со следующими зубьями. Поскольку подобное будет происходить при вращающихся колесах, относительные скорости проскальзывания будут очень незначительны и возникновение контактов цепи со шлицами будет практически безударным. Передача обратима, т.е. может передавать вращение и от вала 10 валу 1. При необходимости разъединения валов на больших скоростях (накат, движение под уклон и т.п.) цепь 11 переводится в крайнее правое (фиг. 1) положение (показано двойной штриховой линией). При этом она выходит на коническую поверхность упора 9 на колесе 11, связь колеса 11 с колесом 2 разрывается. Замыкание колес производится в обратном порядке.

Источники информации:
1. Пронин Б.А. Клиноременные и фрикционные передачи и вариаторы. М.: Машгиз, 1960, с. 149, фиг. 84а.

2. Авторское свидетельство СССР N 1778398, кл. F 16 H 7/02.

3. Пронин Б.А. Клиноременные и фрикционные передачи и вариаторы. М.: Машгиз, 1960, с. 224, фиг. 127, 128; с. 226, табл. 41.

Использование: в области машиностроения, в частности в устройствах бесступенчатого регулирования оборотов ведомого вала. Вариатор содержит ведущее и ведомое колеса с продольными пазами на конических поверхностях, продольные шлицы, установленные в этих пазах с возможностью радиального перемещения, и охватывающую колеса гибкую связь с зубьями. Шлицы выполнены с наклонными концами, имеющими скругленные боковые углы, зубья гибкой связи расположены на ее внутренней части, а ведущее и ведомое колеса снабжены свободно вращающимися упорами с коническими поверхностями, продолжающими поверхности колес. 4 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Вариатор, содержащий ведущее и ведомое колеса с продольными пазами на конических поверхностях, продольные шлицы, установленные в этих пазах с возможностью радиального перемещения, и охватывающую колеса гибкую связь с зубьями, отличающийся тем, что шлицы выполнены с наклонными концами, имеющими скругленные боковые углы, зубья гибкой связи расположены на ее внутренней части, а ведущее и ведомое колеса снабжены свободно вращающимися упорами с коническими поверхностями, продолжающими поверхности колес. 2. Вариатор по п.1, отличающийся тем, что шлицы выполнены цельными или в виде пакетов из упругих пластин. 3. Вариатор по п.1, отличающийся тем, что минимальные расстояния между шлицами превышают длину зубьев гибкой связи. 4. Вариатор по п.1, отличающийся тем, что расстояния между зубьями превышают ширину шлица. 5. Вариатор по п.1, отличающийся тем, что шлицы подпружинены.