ГЕНЕРАТОР ВОЛНОВОЙ ФРИКЦИОННОЙ ПЕРЕДАЧИ Российский патент 1998 года по МПК F16H57/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям генераторов волновых фрикционных передач, и может использоваться в различных областях техники: станкостроении, подъемно-транспортных машинах, химическом машиностроении.

Известен генератор [1], содержащий кулачок, связанный с ведущим валом, два тела в виде сегментов с пневмокамерами (роликами), через которые кулачок передает давление на гибкое колесо. При увеличении момента на ведущем валу автоматически растет сила давления на пневмокамеры, что увеличивает передаваемый момент. Однако увеличение давления на пневмокамеры значительно увеличивает их деформацию, что снижает КПД передачи.

Известен генератор [2], содержащий корпус сложной конфигурации, внутри которого находится большое количество шариков, и кулачок, связанный с ведущим валом. Давление на шарики, также как и в предыдущем случае, пропорционально передаваемой нагрузке. Однако передача сил через шарики в полостях сложной конфигурации будет неравномерной. Конструктивное выполнение такого генератора довольно сложно.

Известен генератор [3], содержащий подпружиненные ролики, установленные в ползунах, передвигающихся в направляющих, выполненных по кривой, эквидистантной профилю рабочей поверхности жесткого колеса. Конструкция передачи довольно сложная, нет системы регулирования силы нажима на гибкое колесо в зависимости от передаваемой нагрузки.

Во всех рассмотренных конструкциях валы не разъединяются при уменьшении частоты вращения ведущего вала. Это требование в ряде случаев является необходимым. Например, в лебедке, у которой трос должен разматываться при снижении частоты вращения ведущего вала или его остановке, у транспортного средства двигатель надо отсоединять от движителя при снижении частоты вращения двигателя.

В основу изобретения положена задача создать генератор с расширенными функциональными возможностями при достаточно простом конструктивном исполнении.

Эта задача решается тем, что в генераторе волновой фрикционной передачи с гибким и жестким колесами, содержащем корпус, нажимные ролики и направляющие для их перемещения, согласно изобретению каждая направляющая снабжена центробежным грузом и связана с корпусом упругим элементом с возможностью поворота направляющей относительно корпуса, при этом оси нажимных роликов, имеющих большую массу, расположены в одной плоскости с осью вращения корпуса.

Другой отличительной особенностью изобретения является возможность закрепления направляющих на осях в корпусе генератора, при этом упругие элементы выполнены в виде пружин растяжения, прикрепленных к направляющим и корпусу генератора и размещенных симметрично относительно оси вращения последнего.

Расположение нажимных роликов большой массы в одной плоскости с осью вращения корпуса генератора позволяет использовать их одновременно и в качестве центробежных грузов, создающих давление на гибкое колесо, а возможность поворота направляющих в зависимости от действующих на них сил со стороны нажимных роликов и от частоты вращения ведущего вала обеспечивает точное регулирование силы нажима на гибкое колесо. Сила со стороны направляющей на ролик и центробежная сила ролика образуют параллелограмм, стороны которого и углы изменяются в зависимости от нагрузки и частоты вращения ведущего вала.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид генератора; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 - генератор с упругими элементами в виде пружин; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3.

Генератор (фиг. 1) содержит корпус 1, связанный с ведущим валом 2, наклонные направляющие 3 с центробежными грузами 4, обеспечивающими поворот направляющих. Направляющие 3 связаны с корпусом 1 упругими элементами 5. Ролики 6 опираются осями на наклонные направляющие 3, а наружным диаметром - на гибкое колесо. Генератор и гибкое колесо охватываются снаружи жестким колесом 8.

В варианте по фиг. 3 направляющие 3 связаны с корпусом 1 через оси 9 и пружины растяжения 10.

Генератор по фиг. 1 работает следующим образом.

При вращении корпуса 1 через упругий элемент 5 и направляющую 3 на ролик 6 передается сила Q. Одновременно возникает сила P_ин - центробежная сила ролика 6. Полная сила R действия на гибкое колесо будет равнодействующей сил Q и P_ин. При увеличении вращающего момента увеличивается сила Q, под действием которой направляющая 3 поворачивается и угол α уменьшается. Равнодействующая R возрастает до величины, обеспечивающей необходимую силу трения между гибким и жестким колесом. При увеличении частоты вращения ведущего вала 2 растет сила P_ин, но одновременно сила инерции груза 4 поворачивает направляющую 3, угол α увеличивается, а сила Q уменьшается. Равнодействующая R, приложенная к гибкому колесу, при этом не изменяется. При уменьшении частоты вращения ведущего вала до определенной величины сила P_ин уменьшается настолько, что контакт между гибким колесом 7 и жестким 8 не происходит. Гибкое колесо 7 и связанный с ним ведомый вал перестают вращаться.

Аналогично работает механизм регулирования сил, выполненный по фиг. 3 и 4. Направляющие 3 поворачиваются при изменении нагрузки или частоты вращения ведущего вала вокруг осей 9. Пружины 10 создают упругое противодействие повороту направляющих при увеличении нагрузки.

Таким образом, предлагаемый генератор позволяет разъединять ведущий и ведомый валы при снижении частоты вращения ведущего вала. За счет более точного регулирования нажима на гибкое колесо повышается КПД передачи, деформация гибкого колеса может изменяться в процессе работы и при изменении диаметра жесткого колеса передача становится вариатором.

Промышленная применимость.

Предлагаемый генератор может использоваться в волновых фрикционных передачах, которые применяются в станках, транспортных средствах и других областях машиностроения, там где необходимо автоматическое разъединение ведущего и ведомого валов и бесступенчатое изменение передаточного отношения при высоком КПД передачи.

Использование: машиностроение. Сущность изобретения: генератор волновой фрикционной передачи содержит расположенные в корпусе генератора нажимные ролики большой массы и направляющие с центробежными грузами. Направляющие связаны с с корпусом генератора через упругие элементы с возможностью поворота относительно корпуса генератора. Оси нажимных роликов расположены в одной плоскости с осью вращения корпуса генератора. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. Генератор волновой фрикционной передачи с гибким и жестким колесами, содержащий корпус генератора, нажимные ролики и направляющие для их перемещения, отличающийся тем, что каждая направляющая снабжена центробежным грузом и связана с корпусом упругим элементом с возможностью поворота направляющей относительно корпуса, при этом оси нажимных роликов, имеющих большую массу, расположены в одной плоскости с осью вращения корпуса. 2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что направляющие связаны с корпусом генератора через отдельные оси, при этом упругие элементы выполнены в виде пружин растяжения, прикрепленных к направляющим и корпусу генератора и расположенных симметрично относительно оси вращения последнего.