ВАРИАТОР ФРИКЦИОННОГО И ИЗБИРАТЕЛЬНОГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ Российский патент 2001 года по МПК F16H9/00 F16H15/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для изменения числа оборотов, в частности к бесступенчатым фрикционным избирательного зацепления вариаторам скорости, и может быть использовано в механизмах, где требуется изменять скорость вращения ведомого вала в заданном диапазоне.

Из аналогов уровня техники наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков - прототипом может быть принято изобретение "Фрикционный вариатор", содержащий два конусных барабана с параллельными осями вращения, а также приводную цепь со звеньями, соединенными шарнирно, при этом цепь расположена с охватом наружной поверхности двух барабанов (RU 2104429 F 16 H 9/00, 9/24, патент, выданный 20 мая 1998 г. по заявке N 95110563 28 от 22.06.95 г. опубликованный 10.02.98 г. в бюллетене N 4).

Недостатком известного фрикционного вариатора, принятого за прототип, является небольшой КПД и невозможность передавать большую мощность, так как возможна пробуксовка конусных барабанов. Техническим результатом заявляемого изобретения является устранения указанных недостатков.

Технический результат достигается тем, что по сравнению с известным фрикционным вариатором, принятым за прототип, содержащим два конусных барабана с параллельными осями вращения, а также приводную цепь со звеньями, соединенными шарнирно, при этом цепь расположена с охватом наружной поверхности двух барабанов, в заявляемом изобретении, вариаторе фрикционного и избирательного зацепления, вершины конусных барабанов вариатора обращены в одну сторону, причем конусные барабаны имеют одинаковую конусность и длину, а приводная цепь имеет основание, обращенное к вершине конусных барабанов, короче основания обращенного к основанию конусных барабанов на величину, пропорциональную их диаметрам, при этом вариатор снабжен механизмом зацепления, выполненным с возможностью избирательного зацепления приводной цепи к конусным барабанам, упорами, закрепленными на корпусе вариатора и выполненными с возможностью фиксации приводной цепи от продольного перемещения в заданном положении с постоянным натягом, механизмом синхронного перемещения конусных барабанов в разные стороны и отдельными вращающимися устройствами в виде нескольких валиков и непрерывной ленты, охватывающей крайние валики с возможностью касания их своей внутренней поверхностью, закрепленными с двух сторон в звеньях приводной цепи с возможностью контакта с конусными барабанами и перемещения относительно приводной цепи.

Технический результат увеличения мощности и КПД вариатора фрикционного и избирательного зацепления достигается за счет большой площади контакта цепи и конусных барабанов механизма зацепления, предотвращающего проскальзывание приводной цепи по конусным барабанам за счет того, что на обеих основаниях приводной цепи одинаковое передаточное отношение, позволяющее уменьшить потери мощности при работе вариатора фрикционного и избирательного зацепления. Кроме того, технический результат - предотвращение скольжения конусных барабанов при их вращении достигается тем, что механизм зацепления содержит втулки, установленные в отверстиях конусных барабанов с определенным шагом, в зависимости от диаметра конусного барабана с отверстиями, выполненными во втулках, в которые вставлены подпружиненные стержни, имеющие выступающую часть стержня над поверхностью барабана не более 1/3 диаметра валика вращающегося устройства и выполненного с возможностью утопания стержней во втулках при попадании под вращающееся устройство и с возможностью возврата в исходное положение. Кроме того, дополнительный технический результат - упрощение конструкции механизма синхронного перемещения конусных барабанов в разные стороны достигается тем, что он выполнен в виде зацепления вращающейся шестерни, пространственно зафиксированной в среднем положении, и двух реек, соединенных посредством подшипников с конусными барабанами.

Заявляемое изобретение "Вариатор фрикционного и избирательного зацепления" поясняется чертежами на которых изображены:
Фиг. 1. Вариатор фрикционного и избирательного зацепления, вид сбоку.

Фиг. 2. Часть приводной цепи (узел А, фиг. 1).

Фиг. 3. Вращающееся устройство механизма свободного перемещения конусных барабанов, вид сбоку (разрез В-В, фиг. 52).

Фиг. 4. Механизм синхронного перемещения конусных барабанов, вид сверху.

Фиг. 5. Часть механизма избирательного зацепления приводной цепи к конусным барабанам (узел Б, фиг. 1).

Вариатор фрикционного и избирательного зацепления, содержит два конусных барабана 1 (фиг. 1, 4) с параллельными осями вращения, с вершинами конусных барабанов 1 (фиг. 1, 4), обращенными в одну сторону, выполненных с возможностью синхронного свободного перемещения по шлицам валов 2 (фиг. 1, 4) в разные стороны механизмом синхронного перемещения конусных барабанов 1 (фиг. 1, 4) относительно приводной цепи 3 (фиг. 1, 3), охватывающей наружные поверхности конусных барабанов 1 (фиг. 1, 4). Вариатор также содержит упоры 4 (фиг. 1, 4), закрепленные на корпусе 5 (фиг. 1), имеющие пружины 6 (фиг. 1), выполненные с возможностью фиксации приводной цепи 3 (фиг. 1, 3) от продольного перемещения в заданном положении с постоянным натягом.

Вариатор содержит приводную цепь 3 (фиг. 1, 3) со звеньями, соединенными шарнирно, при этом цепь 3 (фиг. 1, 3) расположена с охватом наружной поверхности двух барабанов 1 (фиг. 1, 4). Причем конусные барабаны 1 (фиг. 1, 4) имеют одинаковую конусность и длину. Кроме того, вариатор снабжен механизмом зацепления, выполненным с возможностью избирательного зацепления приводной цепи 3 (фиг. 1, 3) к конусным барабаном 1 (фиг. 1, 4). Механизм зацепления содержит втулки 7 (фиг. 1, 4, 5), установленные в отверстиях конусных барабанов 1 (фиг. 1, 4) с определенным шагом, в зависимости от диаметра конусного барабана 1 (фиг. 1, 4), с отверстиями 8 (фиг. 1, 4, 5), выполненными во втулках 7 (фиг. 1, 4, 5), в которые вставлены подпружиненные стержни 9 (фиг. 5). Втулки 7 (фиг. 1, 4, 5) с подпружиненными стержнями 9 (фиг. 5) фиксируются стопорными кольцами 10 (фиг. 5). Приводная цепь 3 (фиг. 1, 3) имеет основание 11 (фиг. 1-3), обращенное к вершине конусных барабанов 1 (фиг. 1, 4), короче основания 12 (фиг. 1-3), обращенного к основанию конусных барабанов 1 (фиг. 1, 4) на величину, пропорциональную их диаметрам. Вариатор снабжен отдельными вращающимися устройствами 13 (фиг. 1, 3) в виде нескольких валиков 14 (фиг. 1, 3) и непрерывной ленты 15 (фиг. 1, 3), охватывающей крайние валики 14 (фиг. 1, 4) с возможностью касания их своей внутренней поверхностью, закрепленными с двух сторон в звеньях приводной цепи 3 (фиг. 1, 3) с возможностью контакта с конусными барабанами 1 (фиг. 1, 4) и перемещения относительно приводной цепи 3 (фиг. 1, 3).

В отверстия во втулках 7 (фиг. 1, 4, 5) вставлены подпружиненные стержни 9 (фиг. 5), имеющие выступающую часть стержня 9 (фиг. 5) над поверхностью конусного барабана 1 (фиг. 1, 4) не более 1/3 диаметра валика 14 (фиг. 1, 4) вращающегося устройства и выполненного с возможностью утопания стержней 9 (фиг. 5) во втулках 7 (фиг. 1, 4, 5) при попадании под валики 1,4 (фиг. 1, 4) вращающегося устройства и с возможностью возврата в исходное положение. Механизм синхронного перемещения конусных барабанов 1 (фиг. 1, 4) в разные стороны выполнен в виде зацепления вращающейся шестерни 16 (фиг. 4), пространственно зафиксированной в среднем положении, и двух реек 17 (фиг. 4), соединенных посредством подшипников 18 (фиг. 4) с конусными барабанами 1 (фиг. 1. 4). Так как в заявляемом вариаторе на обеих основаниях 11, 12 (фиг. 1) приводной цепи 3 (фиг. 1) передаточное отношение постоянно, то постоянное зацепление конусных барабанов 1 (фиг. 1, 4) и приводной цепи 3 (фиг. 1), позволяет при малых габаритах вариатора передавать большую мощность и значительно увеличить КПД вариатора.

Вариатор фрикционного и избирательного действия работает следующим образом:
Вращающийся момент, переданный на ведущий конусный барабан 1 через шлицы вала 2 посредством приводной цепи 3, охватывающей натяжные поверхности конусных барабанов 1, передает вращающийся момент ведомому конусному барабану 1. При этом вращающиеся устройства 13 в виде нескольких валиков 14 и непрерывной ленты 15, охватывающей крайние валики 14 с возможностью касания их своей внутренней поверхностью, закрепленные с двух сторон между основаниями 11, 12 в звеньях приводной цепи 3 и контактирующие с конусными барабанами 1, с возможностью перемещения относительно приводной цепи 3, зафиксированной при помощи двух упоров 4 от продольного перемещения в заданном положении и с постоянным натягом, обеспечивают большую поверхность контакта с конусными барабанами 1, при передаче малой мощности вариатор, за счет большой поверхности контакта вращающихся элементов приводной цепи 3, упирается в стержни 8 и происходит жесткое зацепление. В случае попадания стержней 8 под вращающееся устройство 13 они утопают во втулках 7. После перемещения конусных барабанов 1 утопленные вращающимися устройствами 13 стержни 8 под действием выталкивающих пружин возвращаются в исходное положение. Вращающиеся устройства 13, расположенные в звеньях приводной цепи 3, дают возможность перемещения конусных барабанов относительно приводной цепи 3. Перемещение конусных барабанов в разные стороны производится при помощи механизма синхронного перемещения, выполненного в виде зацепления вращающейся шестерни 16, пространственно зафиксированной в среднем положении, и двух реек 17, соединенных посредством подшипников 18 с конусными барабанами 1.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к бесступенчатым вариаторам. Вариатор фрикционного и избирательного зацепления содержит два конусных барабана, приводную цепь, механизм зацепления, механизм синхронного перемещения, отдельные вращающиеся устройства, упоры. Вершины конусных барабанов вариатора имеют одинаковую конусность, длину и обращены в одну сторону. Одна сторона цепи короче другой на величину, пропорциональную диаметрам конусных барабанов. Упоры, закрепленные на корпусе вариатора, фиксируют приводную цепь от продольного перемещения в заданном положении с постоянным натягом. Технический результат - увеличение КПД и возможность передачи больших мощностей. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Вариатор фрикционного и избирательного зацепления, содержащий два конусных барабана с параллельными осями вращения, а также приводную цепь со звеньями, соединенными шарнирно, при этом цепь расположена с охватом наружной поверхности двух барабанов, отличающийся тем, что вершины конусных барабанов вариатора обращены в одну сторону, причем конусные барабаны имеют одинаковую конусность и длину, а приводная цепь имеет основание, обращенное к вершине конусных барабанов, короче основания, обращенного к основанию конусных барабанов, на величину, пропорциональную их диаметрам, при этом вариатор снабжен механизмом зацепления, выполненным с возможностью избирательного зацепления приводной цепи к конусным барабанам, упорами, закрепленными на корпусе вариатора и выполненными с возможностью фиксации приводной цепи от продольного перемещения в заданном положении с постоянным натягом, механизмом синхронного перемещения конусных барабанов в разные стороны и отдельными вращающимися устройствами в виде нескольких валиков и непрерывной ленты, охватывающей крайние валики с возможностью касания их своей внутренней поверхностью, закрепленными с двух сторон в звеньях приводной цепи. 2. Вариатор фрикционного и избирательного зацепления по п.1, отличающийся тем, что механизм зацепления содержит втулки, установленные в отверстия конусных барабанов с определенным шагом в зависимости от диаметра конусного барабана, с отверстиями, выполненными во втулках, в которые вставлены подпружиненные стержни, имеющие выступающую часть стержня над поверхностью конусного барабана не более 1/3 диаметра валика вращающегося устройства и выполненные с возможностью утопания стержней во втулках при попадании под валики вращающегося устройства и с возможностью возврата в исходное положение. 3. Вариатор фрикционного и избирательного зацепления по п.1, отличающийся тем, что механизм синхронного перемещения конусных барабанов выполнен в виде зацепления вращающейся шестерни, пространственно зафиксированной в среднем положении, и двух реек, соединенных посредством подшипников с конусными барабанами.