ИМПУЛЬСНЫЙ ВАРИАТОР Российский патент 1999 года по МПК F16H29/02 

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению, в частности к передачам для бесступенчатого регулирования скорости движения выходного звена, и может быть использовано, например, в машинах пищевой, химической, хлопкоочистительной и др. промышленности.

Известен импульсный вариатор (см., например, авт. свид. N 1097851, БИ N 22, 1984), содержащий корпус, установленные на нем ведущий вал с кривошипом, шатун, шарнирно связанный с кривошипом, ведомый вал с установленным на нем гидравлическим механизмом свободного хода, ведущий элемент которого жестко связан с шатуном, и механизм управления, шарнирная опора которого имеет возможность перемещения вдоль направляющих, изготовленных в корпусе, причем шатун подвижно установлен в расточке шарнирной опоры.

Но в этом вариаторе можно применять только гидравлические механизмы свободного хода, в которых нет жесткой кинематической связи между ведущими и ведомыми звеньями (элементами), т.е. где ведущее звено механизма воздействует на ведомый вал только с помощью рабочей жидкости. Применение же таких широко распространенных "механических" механизмов свободного хода, как роликовые, клиновые, храповые и т.п., в этом известном импульсном вариаторе невозможно, что существенно снижает область его применения и конкурентоспособность.

Известен также импульсный вариатор (см., например, Мальцев В.Ф. Механические импульсные передачи. - М.: Машиностроение, 1978, с. 12, рис. 8), принятый нами за прототип, содержащий корпус, расположенные в нем ведущий вал с кривошипом, шатун, один конец которого шарнирно связан с кривошипом, а другой подвижно установлен в осевом отверстии кулисы, шарнирно соединенной с наружной обоймой механизма свободного хода, установленного на ведомом валу, и механизм управления, состоящий из ползуна, имеющего возможность перемещения вдоль направляющих, изготовленных в корпусе, причем в цилиндрической расточке ползуна поворотно размещена шарнирная опора, в отверстии которой свободно установлена кулиса.

Однако известный импульсный вариатор имеет относительно сложную конструкцию и невысокую нагрузочную способность. Из-за того, что звено, передающее движение ведущего вала к ведомому, приходится изготавливать по существу в виде плунжерной пары шатун - кулиса, необходимо применять сложную и дорогостоящую технологию для ее изготовления. Кроме того, поперечное сечение этого звена в итоге получается ослабленным, что усугубляется тем, что и шатун и кулиса здесь работают на изгиб, причем с дополнительными динамическими нагрузками.

Цель предлагаемого изобретения - упрощение конструкции, повышение несущей способности и надежности и уменьшение затрат на изготовление.

Поставленная цель достигается тем, что предложенный импульсный вариатор содержит корпус, расположенные в нем ведущий вал с кривошипной шейкой, шатун, один конец которого шарнирно связан с кривошипной шейкой, а второй - с кулисой, ведомый вал с установленным на нем механизмом свободного хода, ведущая обойма которого шарнирно соединена со вторым концом кулисы, и механизм регулирования, состоящий из ползуна, имеющего возможность перемещения вдоль кулисы по направляющим, изготовленным в корпусе, и шарнирной опоры, поворотно размещенной в цилиндрической расточке ползуна и в отверстии которой свободно установлена кулиса.

Сопоставительный анализ с прототипом показал, что заявляемый вариатор отличается тем, что второй конец шатуна связан с кулисой шарнирно.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором изображена конструкция предложенного вариатора (его общий вид).

Предложенный импульсный вариатор содержит корпус 1, ведущий вал 2 с кривошипной шейкой 3, шатун 4, поворотно установленный на кривошипной шейке 3 и шарнирно связанный с одним концом кулисы 5, и ведомый вал 6 с расположенным на нем механизмом свободного хода, ведущая обойма 7 которого шарнирно связана со вторым концом кулисы 5. В направляющих корпуса 1 размещен ползун 8, в цилиндрической расточке которого поворотно установлена шарнирная опора 9, причем в отверстии опоры 9 свободно установлена кулиса 5. Ползун 8 связан резьбовым соединением с винтом 10, на наружном конце которого, выступающем из корпуса, неподвижно смонтирован маховик 11.

Предложенный импульсный вариатор работает следующим образом.

Ведущий вал 2 вместе с кривошипной шейкой 3 приводится во вращение в любую сторону. Вращательное движение вала 2 с шейкой 3 преобразуется в плоскопараллельное движение шатуна 4, который в свою очередь сообщает качательное движение кулисе 5, имеющей возможность совершать это движение вокруг оси шарнирной опоры 9. Это качательное движение с помощью ведущей обоймы 7 и всего механизма свободного хода в целом преобразуется в однонаправленное вращательное движение ведомого вала 6.

Регулирование частоты вращения ведомого вала осуществляется вращением маховика 11, который поворачиваясь вместе с винтом 10 заставляет перемещаться по направляющим корпуса ползун 8 вдоль кулисы 5, причем вместе с ползуном 8 перемещается и шарнирная опора 9. Когда ось шарнирной опоры 9 совпадает с центром шарнира, соединяющего кулису 5 и ведущую обойму 7, то ведомый вал 6 не вращается. При перемещении ползуна 8 вместе с опорой 9 (на чертеже - влево) угол размаха (качания) кулисы 5, а следовательно, и ведущей обоймы 7 механизма свободного хода увеличивается, а значит, увеличивается и частота вращения ведомого вала 6.

Как видно из описания конструкции и принципа действия, в предложенном импульсном вариаторе за счет введения шарнирного соединения шатуна с кулисой удалось избежать применения плунжерной пары шатун - кулиса, что привело к заметному упрощению конструкции, повышению надежности и существенному сокращению затрат на изготовление. Кроме того, кулису теперь можно изготавливать не в виде цилиндра, а в виде стержня, имеющего сплошное сечение, что открывает возможности для увеличения несущей способности вариатора. При этом и шатун имеет форму детали не в виде длинного стержня, а в виде короткого компактного рычага, что приводит к экономии металла при изготовлении.

Таким образом, применение отмеченных выше новых разработок позволило заметно упростить конструкцию и технологию изготовления вариатора, повысить его несущую способность и надежность и, как следствие, сократить затраты на изготовление и повысить его конкурентоспособность.

Изобретение относится к передачам для бесступенчатого регулирования скорости движения выходного звена. В корпусе импульсного вариатора на кривошипной шейке ведущего вала поворотно установлен шатун. Механизм свободного хода расположен на ведомом валу. Ползун механизма регулирования перемешается вдоль кулисы по направляющим корпуса. Кулиса свободно установлена в отверстии шарнирной опоры механизма регулирования. Один конец кулисы шарнирно связан с ведущей обоймой механизма свободного хода, второй конец кулисы шарнирно связан с шатуном. Шарнирная опора поворотно размещена в расточке ползуна. Такое выполнение импульсного вариатора позволяет упростить конструкцию, повысить несущую способность и надежность и уменьшить затраты на изготовление. 1 ил.

Импульсный вариатор, содержащий корпус, расположенные в нем ведущий вал с кривошипной шейкой шатун, поворотно установленный на кривошипной шейке, ведомый вал с расположенным на нем механизмом свободного хода, ведущая обойма которого шарнирно связана с одним из концов кулисы, и механизм регулирования, состоящий из ползуна, имеющего возможность перемещения вдоль кулисы по направляющим, изготовленным в корпусе, и шарнирной опоры, поворотно размещенной в цилиндрической расточке ползуна, в отверстии которой свободно установлена кулиса, отличающийся тем, что шатун шарнирно связан с вторым концом кулисы.