РЕГУЛИРУЕМАЯ ПЕРЕДАЧА Российский патент 2002 года по МПК F16H29/00 F16H3/44 

Изобретение относится к механическим регулируемым передачам и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, в том числе при производстве колесных и гусеничных транспортных средств.

Известны механические регулируемые передачи, состоящие из ведущего вала с эксцентриком, промежуточного вала, корпусного и выходного зубчатых преобразователей, ведомого вала и механизма управления (1).

Недостатками этих передач являются узкий предел изменения передаточных отношений и переменная угловая скорость ведомого вала при постоянной скорости ведущего.

Более близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является регулируемая передача, содержащая (2) ведущий и ведомый валы, две муфты свободного хода, зубчатый механизм, вариатор, ведущее звено которого связано с ведущим валом, дифференциал, включающий водило с сателлитами, два центральных колеса, одно из которых соединено с ведущим валом, другое через муфту свободного хода соединено с ведомым валом, водило соединено с ведомым звеном вариатора и ведущим звеном зубчатого механизма, а ведомое звено последнего при помощи другой муфты свободного хода связано с ведомым валом.

Указанная передача обеспечивает равномерную угловую скорость ведомого вала при равномерном вращении ведущего вала и широкий диапазон регулирования передаточного отношения.

Однако наличие в передаче вариатора снижает ее кпд и ограничивает величину передаваемого момента.

Задачей изобретения является создание регулируемой передачи с высоким кпд, обеспечивающим в транспортных машинах передачу требуемой мощности при приемлемых габаритах.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в известной регулируемой передаче, содержащей установленные на ведомом и ведущем валах центральное зубчатое колесо, водило с сателлитами, в водиле расположены симметрично относительно его оси его вращения валы, которые соединяются с устройствами, обеспечивающими периодическое замыкание и размыкание кинематической связи валов с соответствующими им сателлитами, на валах крепятся рычаги, концы которых прижимаются к подвижному упору, обеспечивающему при изменении своего положения изменение траектории движения прижимающихся к нему концов рычагов.

В технике неизвестно использование валов, водила, рычагов, упоров и устройств, замыкающих и размыкающих кинематическую связь между валами и сателлитами в качестве устройства для регулирования передаточного отношения передачи.

На фиг.1 изображена регулируемая передача, общий вид; на фиг. 2 - то же, разрез А-А на фиг.1.

Передача содержит вал 1 с установленным на нем центральным зубчатым колесом 2 и вал 3 с водилом 4 и сателлитами 5. Валы 6 расположены в подшипниковых узлах 7 симметрично относительно оси вращения водила и соединяются с сателлитами через устройство для периодического замыкания и размыкания кинематической связи 8, представленное на фиг.1 в виде фрикционной муфты. Механизм выключения муфты состоит из толкателя 9 с роликом, закрепленной на водиле направляющей втулки толкателя 10 (кронштейн крепления направляющей втулки к водилу на фиг. 2 не показан) и закрепленном на корпусе передачи плоском кулачке 11. На противоположных от фрикционных муфт концах валов закреплены рычаги 12 с роликами, которые прижимаются пружинами 13 к поверхности подвижного упора 14. Упор с помощью привода (не показан) может изменять свое положение, передвигаясь по кожуху 15 вала 3. Ограничивает поворот рычагов неподвижный упор 16. Ведущим в данной передаче может быть как вал 1 с центральным колесом, так и вал 3 с водилом 4. Элементы регулируемой передачи могут быть выполнены и по другим конструктивным схемам: например, вместо фрикционной муфты с механическим приводом может быть электромагнитная муфта, муфта свободного хода с принудительной блокировкой или зубчатая муфта. Для регулирования встречного потока мощности через передачу возможно выполнение в ней двух подвижных упоров. Вместо пружин, прижимающих концы рычагов к подвижному упору, могут быть использованы другие устройства. Подвижный упор при соответствующей форме может быть закреплен на оси и изменять свое положение путем вращения относительно этой оси. Количество сателлитов может быть от двух и выше.

Передача работает следующим образом. При вращении ведущего вала, в качестве которого выбираем вал 1, по часовой стрелке (см. фиг. 2) центральная шестерня 2 передает усилие на сателлиты. Находящиеся в секторе BCD сателлиты соединены фрикционной муфтой 8 с валами 6 и не могут вращаться относительно своих осей, поскольку закрепленные на валах рычаги упираются в подвижный упор. Усилие от сателлитов передается на водило, благодаря чему оно вращается. При вращении водила ролик рычага обкатывается по поверхности упора и поворачивает вал рычага, а вместе с ним и сателлит в ту или иную сторону в зависимости от профиля упора, который обуславливает траекторию движения прижимаемых к нему концов рычагов. Профиль поверхности подвижного упора обеспечивает в секторе BCD равномерный поворот сателлита относительно угла поворота водила. При вращении сателлитов по часовой стрелке (см. фиг. 2) водило имеет большую угловую скорость по сравнению с центральным колесом, при вращении сателлита против часовой стрелки - меньшую.

При дальнейшем вращении водила сателлит из сектора BCD переходит в сектор DFB, ролик толкателя 10 набегает на плоский кулачок 11, в результате чего толкатель выключает фрикционную муфту и кинематическая связь между сателлитом и валом рычага разрывается. Сателлит вращается в том же направлении, а вал с рычагом начинает вращаться в противоположную сторону в результате обкатывания ролика рычага по соответствующей поверхности подвижного упора. При достижении сателлитом сектора BCD ролик рычага достигает профиля подвижного упора, обеспечивающего равномерный поворот вала 6, а ролик толкателя сбегает с плоского кулачка и тем самым восстанавливает кинематическую связь между сателлитом и валом рычага. Через сателлит возобновляется передача вращения от ведущего вала к ведомому с определенным передаточным отношением. Для обеспечения непрерывной работы передачи в секторе BCD находится в каждый момент времени не менее одного сателлита. При изменении положения подвижного упора профиль, по которому обкатываются ролики рычагов, меняется, следовательно, изменяется траектория движения концов рычагов и изменяется передаточное отношение передачи. При изменении направления вращения ведущего вала или передаче момента от ведомого вала к ведущему направление вращения сателлита меняется на противоположное и рычаги в секторе BCD, преодолевая сопротивление пружин, отрываются от поверхности подвижного упора. Для ограничения движения рычагов в противоположную от подвижного упора сторону, а также возможности передачи вращения или момента в противоположную сторону в передаче устанавливается неподвижный упор 16.

Предлагаемая регулируемая передача может осуществлять регулирование передаточного отношения в широких пределах: от стопового режима, когда ведомый вал не вращается (при использовании водила в качестве ведущего звена), до многократных увеличений частоты вращения выходного вала по сравнению с входным. Регулирование частоты вращения в ней может быть бесступенчатым. Ее кпд существенно выше, чем в известных регулируемых передачах с использованием вариаторов. Отсутствие вариатора в предлагаемой передаче позволяет при тех же габаритах передать большую мощность, особенно при использовании в этой передаче в качестве замыкающего устройства зубчатой муфты. В этом случае угол поворота сателлита за один оборот водила должен быть кратным угловому шагу зуба зубчатой муфты и регулирование передачи возможно только дискретное.

Источники информации
1. А. И. Леонов. А.Ф. Дубровский. Механические бесступенчатые нефрикционные передачи непрерывного действия. М.: Машиностроение, 1984.

2. Авторское свидетельство СССР N 1112163, М.кл. F 16 H 3/44, 1983 (прототип).

Изобретение относится к области машиностроения. В водиле расположены симметрично относительно его оси вращения валы. Валы соединяются с устройствами, обеспечивающими периодическое замыкание и размыкание кинематической связи валов с соответствующими им сателлитами. На валах также крепятся рычаги, концы которых прижимаются к подвижному упору. При изменении положения упора обеспечивается изменение траектории движения прижимаемых к нему концов рычагов. Технический результат - увеличение кпд и увеличение диапазона регулирования передаточного отношения. 2 ил.

Регулируемая передача, содержащая установленные на ведомом и ведущем валах центральное зубчатое колесо, водило с сателлитами, отличающаяся тем, что в водиле расположены симметрично относительно его оси вращения валы, которые соединяются с устройствами, обеспечивающими периодическое замыкание и размыкание кинематической связи валов с соответствующими им сателлитами, на валах крепятся рычаги, концы которых прижимаются к подвижному упору, обеспечивающему при изменении своего положения изменение траектории движения прижимаемых к нему концов рычагов.