МЕХАНИЗМ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗМЕНЕНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ СВЯЗАННЫХ МЕЖДУ СОБОЙ ПРИВОДНОГО И ВЕДОМОГО ЭЛЕМЕНТОВ ТРАНСМИССИИ Российский патент 1998 года по МПК F16H15/20 

Настоящее изобретение относится к механизму для плавного и постепенного изменения скорости вращения связанных между собой приводного элемента и приводимого в движение элемента.

Иногда бывает необходимо не вводить приводной вал в непосредственный контакт с подвижными элементами трансмиссии. Это наиболее характерно для двигателей внутреннего сгорания, которые не могут быть запущены, будучи в зацеплении с другими элементами, вследствие того, что они развивают значительный момент вращения только при достижении определенной скорости вращения.

Максимальный момент, который создает данный двигатель, есть практически величина постоянная, тогда как сопротивление, которое необходимо преодолеть для создания такого момента, может непрерывно изменяться. В случае с автомобилем движущая сила (мощность) должна быть равна силе сопротивления, чтобы автомобиль имел возможность двигаться с заданной скоростью.

В зависимости от профиля дороги момент сопротивления движению непрерывно меняется, соответственно должно изменяться и соотношение оборотов двигателя и скорости вращения приводного вала, что влечет за собой необходимость непрерывного переключения передач. Для изменения передаточного числа трансмиссии применяются коробки передач с различными сложными зубчатыми передачами, коробки с планетарными передачами, преобразователи крутящих моментов, а также приводы с ременными передачами.

Использование подобных механизмов влечет за собой необходимость частого изменения передаточных чисел в соответствии с изменением сил сопротивления движению, а следовательно, и оборотов двигателя. При этом расход топлива требует большего внимания, чем при постоянных скоростях движения.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является механизм для непрерывного изменения скорости вращения связанных между собой приводного и ведомого элементов трансмиссии, раскрытый в патенте США N 4183253, кл. F 16 H 15/16, 1980 г.

Указанный механизм содержит два усеченных конуса и ролик, указанные усеченные конусы установлены в перевернутом положении по отношению друг к другу так, что узкая часть одного конуса находится напротив широкой части другого, а ролик имеет форму двух усеченных конусов, соединенных своими большими основаниями, причем ролик установлен с возможностью поступательного перемещения вдоль образующих упомянутых усеченных конусов, при этом одна из конических частей ролика контактирует с одним из усеченных конусов, а другая контактирует с другим усеченным конусом.

Механизм, разработанный в соответствии с настоящим изобретением, позволяет устранить упомянутые недостатки, обеспечивая непрерывное и последовательное изменение скорости движения при сохранении постоянной скорости вращения двигателя.

Заявленный механизм для непрерывного изменения скорости вращения связанных между собой приводного и ведомого элементов трансмиссии содержит два c усеченных конуса и ролик, один усеченный конус скреплен с валом, связанным с приводным элементом, а другой усеченный конус укреплен на валу, связанном с подвижными элементами трансмиссии, усеченные конусы установлены в перевернутом положении по отношению друг к другу так, что узкая часть одного конуса находится напротив широкой части другого и наоборот, при этом образующие усеченных конусов имеют вогнутые образующие, а ролик имеет форму двух усеченных конусов, соединенных своими большими основаниями, каждый из этих усеченных конусов имеет выпуклую образующую и ролик имеет возможность поступательного перемещения вдоль образующих усеченных конусов, таким образом, что одна из конических частей ролика контактирует с одним из усеченных конусов, а другая коническая часть ролика - с другим усеченным конусом. Кроме того, механизм снабжен прижимным элементом для обеспечения трения без скольжения между роликом и усеченными конусами, по меньшей мере равного приводному крутящему моменту, и элементом для передвижения ролика вдоль усеченных конусов, вызывающего увеличение или уменьшение передаточного числа.

На чертеже представлен заявленный механизм.

Механизм содержит усеченный конус 3, скрепленный с валом 2, который приводится во вращательное движение приводным элементом 1, а также содержит усеченный конус 5, сидящий на валу 6, который связан с подвижными элементами трансмиссии.

Усеченные конуса 3, 5, образующие которых ограничивают вогнутую коническую фигуру, установлены в перевернутом положении по отношению друг к другу так, что узкая часть одного конуса находится напротив широкой части другого, и наоборот. Передача вращательного движения от усеченного конуса 3 к усеченному конусу 5 осуществляется с помощью ролика 4. Этот ролик 4 сформирован в виде двух перевернутых усеченных конусов, установленных на одной и той же оси, образующие которых ограничивают выпуклые конические фигуры.

Сцепление ролика 4 с конусами 3, 5 осуществляется под воздействием силы, передаваемой через нажимной элемент 7. Ролик 4 может передвигаться в поперечном направлении под действием элемента 8, что позволяет ему скользить вдоль по длине конусов 3, 5.

В начале стадии запуска двигателя одна из частей конусной поверхности ролика 4 находится в контакте с малым диаметром приводного усеченного конуса 3, а другая его часть находится в контакте с большим диаметром ведомого конуса 5, что соответствует наименьшему передаточному числу. Прижимной элемент 7 должен обеспечивать достаточное трение между роликом 4 и конусами 3, 5, которое должно быть по меньшей мере равно приводному крутящему моменту.

Для увеличения силы трения используют материалы с большим коэффициентом трения для изготовления усеченных конусов 3, 5 и ролика 4.

При использовании усеченных конусов необходимо обеспечивать сходимость их вершин /общих точек/ для каждого положения ролика 4. Это достигается приданием каждому из конусов 3, 5 и ролику 4 определенных радиусов кривизны.

Придание этим деталям выпуклой или вогнутой формы позволяет общим точкам соприкосновения конусов 3, 5 перемещаться вдоль их соответствующих осей, чем достигается точное схождение общих точек соприкосновения при любом положении ролика 4.

Если требуется увеличить скорость вращения приводного вала 6, достаточно изменить положение ролика 4 путем передвижения его с помощью элемента 8 вдоль усеченных конусов 3, 5. При этом передаточное число будет плавно меняться от низшего до высшего своего значения, и наоборот.

Такое устройство позволяет изменять передаточное число трансмиссии без изменения оборотов двигателя, который может работать в режиме создания максимального крутящего момента. Возникает также возможность использования двигателей, создающих максимальный момент при малом удельном потреблении топлива. Это устройство обеспечивает быстрое ускорение и высокие скорости движения по сравнению с другими системами. Поддержание оптимального режима работы двигателя соответственно увеличивает его срок службы.

В равной же мере управление передаточным числом обеспечивает эффективное торможение двигателя при отпускании педали акселератора, что увеличивает срок службы тормозной системы и значительно улучшает безопасность движения.

Механизм для непрерывного изменения скорости вращения связанных между собой приводного и ведомого элементов трансмиссии содержит первый усеченный конус, скрепленный с валом, который приводится во вращательное движение приводным элементом, и второй усеченный конус, который связан с подвижными элементами трансмиссии. Усеченные конусы установлены в перевернутом положении по отношению друг к другу так, что узкая часть одного конуса находится напротив широкой части другого. Передача вращательного движения от одного усеченного конуса к другому осуществляется с помощью ролика, представляющего собой два перевернутых усеченных конуса, установленных на одной и той же оси и соединенных своими большими основаниями. Такая конструкция механизма обеспечивает непрерывное и последовательное изменение скорости движения при сохранении постоянной скорости вращения двигателя. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Механизм для непрерывного изменения скорости вращения связываемых между собой приводного и ведомого элементов трансмиссии, содержащий два усеченных конуса 3, 5 и ролик 4, усеченные конусы 3, 5 установлены в перевернутом положении по отношению друг к другу так, что узкая часть одного конуса находится напротив широкой части другого, а ролик 4 имеет форму двух усеченных конусов, соединенных своими большими основаниями, причем ролик установлен с возможностью поступательного перемещения вдоль образующих упомянутых усеченных конусов 3, 5, при этом ролик установлен так, что одна из конических частей ролика контактирует с одним из усеченных конусов 3, 5, а другая контактирует с другим усеченным конусом, отличающийся тем, что усеченный конус 3 соединен с валом 2, связанным с приводным элементом трансмиссии, усеченный конус 5 укреплен на валу 6, связанном с ведомым элементом трансмиссии, усеченные конусы 3, 5 имеют вогнутые образующие, а два усеченных конуса ролика 4 имеют выпуклые образующие. 2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что он снабжен прижимным элементом 7 для обеспечения трения между роликом 4 и усеченными конусами 3, 5, по меньшей мере равного приводному крутящему моменту. 3. Механизм по п.1 или 2, отличающийся тем, что он снабжен элементом 8 для передвижения ролика 4 вдоль усеченных конусов, вызывающего увеличение или уменьшение передаточного числа.