АВТОМАТИЧЕСКИЙ ФРИКЦИОННЫЙ ВАРИАТОР Российский патент 2004 года по МПК F16H15/36 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в бесступенчатых приводах машин с автоматической регулировкой угловой скорости в зависимости от момента сил полезного сопротивления.

Известны автоматические фрикционные вариаторы, содержащие ведущее и ведомое звенья, связанные соответственно с ведущим и ведомым валами, причем все технические решения трехзвенных фрикционных передач построены на простейших начальных поверхностях: цилиндрах - оси звеньев параллельны; конусах - оси звеньев пересекаются; сферах - оси расположены в одной плоскости. Все известные решения предусматривают расположение фрикционного контакта на оси мгновенного относительного вращения звеньев [1-3].

Общий недостаток всей группы трехзвенных вариаторов состоит в невозможности передачи и преобразования движения между пространственно расположенными входным и выходным валами.

Известен фрикционный механизм лобовой бесступенчатой передачи с шаром [4], содержащий ведущее и ведомое звенья, оси вращения которых перекрещиваются, промежуточное звено шаровой формы установлено с возможностью взаимодействия с ведущим и ведомым звеньями и перемещается специальным устройством для изменения передаточного отношения передачи.

Недостатком такого вариатора является сложность его конструкции за счет введения в схему промежуточного звена и малая несущая способность фрикционного контакта, определяемая весом промежуточного звена.

Задачей изобретения является упрощение конструкции автоматического фрикционного вариатора скорости в условиях пространственной ориентации осей валов передачи и увеличение несущей способности фрикционного контакта автоматического фрикционного вариатора.

Поставленная задача достигается тем, что в автоматическом фрикционном вариаторе, содержащем ведущее звено, установленное на ведущем валу, и ведомое звено, установленное на ведомом валу, причем оси ведущего и ведомого звеньев перекрещиваются, согласно изобретению, рабочая поверхность ведущего звена выполнена составной из тел вращения, установленных подвижно на круговой оси, закрепленной на ступице ведущего звена, а рабочая поверхность ведомого звена представляет собой огибающую кругового цилиндра, диаметр которого равен диаметру ведущего звена, кроме того, ведущее звено снабжено силовым устройством управления положением ведущего звена вдоль его оси.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображена схема передачи общего вида, на фиг.2 изображены элементы конструкции ведущего звена, на фиг.3 - узел А на фиг.2 в увеличенном масштабе в разрезе.

Ведущее звено 1 содержит силовое устройство 2 управления положением ведущего звена вдоль оси 3 вала 4. Ведомое звено 5 имеет рабочую поверхность, выполненную в виде огибающей кругового цилиндра с диаметром, равным диаметру ведущего звена 1. Ведомое звено 5 закреплено на валу 6. Оси валов 4 и 6 перекрещиваются.

Рабочая поверхность ведущего звена 1 выполнена составной из тел вращения 7, размещенных подвижно на круговой оси 8, закрепленной на ступице 9 ведущего звена 1.

Автоматический фрикционный вариатор скорости общего вида работает следующим образом. В исходном состоянии ведущее звено 1 находится в зоне горлового сечения ведомого звена 5. Горловое сечение имеет минимальный размер, и в таком положении вариатор имеет минимальное передаточное отношение.

При увеличении передаваемого момента сил ведущее звено 1 с помощью силового устройства 2 адекватно перемещается вдоль оси 3, при этом кинематический размер ведомого звена 5 увеличивается, как следствие - увеличивается передаточное отношение передачи, при этом потребляемая мощность силового потока сохраняется, как и стабильный режим эксплуатации источника движения.

При снижении нагрузки происходит обратный процесс. При изменении направления силового потока (реверсе) направляющее движение звена 1 вдоль оси 3 меняет знак.

Во всех режимах работы передачи составные элементы 7 ведущего звена 1, входя во фрикционный контакт, совершают дополнительное вращательное движение относительно оси 8, закрепленной на ступице 9 ведущего звена, при этом геометрическое скольжение во фрикционном точечном контакте рабочих поверхностей передачи исключается, что позволяет передать движение в условиях пространственной ориентации осей вдоль валов передачи и повысить несущую способность фрикционного контакта. Кроме того, упрощается конструкция вариатора за счет исключения промежуточного звена.

Для ослабления эффекта дискретизации фрикционного контакта из-за составной поверхности ведущего звена, кинематическая поверхность ведомого звена 5 может быть покрыта слоем эластомерного материала.

Источники информации

1. Заблонский К.И., Шустер А.Е. Плавнорегулируемые передачи. Киев: Техника, 1975, 272 с.

2. Есипенко Я.И. Механические вариаторы скорости. Киев: Гостехиздат, 1961, 784 с.

3. Кожевников С.Н., Есипенко Я.И., Раскин Я.М. Механизмы. Изд.4-е перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1976, 784 с.

4. Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике. Т. 4. М.: Наука, 1975, 448 с. Стр. 356 (механизм 1176 - фрикционный механизм лобовой бесступенчатой передачи с шаром) - прототип.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в бесступенчатых приводах машин с автоматической регулировкой угловой скорости в зависимости от момента сил полезного сопротивления. Вариатор содержит ведущее звено 1, ведомое звено 5 и силовое устройство 2 управления положением ведущего звена 1 вдоль его оси. Оси ведущего и ведомого звеньев перекрещиваются. Рабочая поверхность ведущего звена 1 составлена из тел вращения, размещенных подвижно на круговой оси, закрепленной на ступице ведущего звена 1. Рабочая поверхность ведомого звена 5 представляет собой огибающую кругового цилиндра, диаметр которого равен диаметру ведущего звена 1. Технический результат - упрощение конструкции вариатора и увеличение несущей способности. 3 ил.

Автоматический фрикционный вариатор, содержащий ведущее звено, установленное на ведущем валу, и ведомое звено, установленное на ведомом валу, причем оси ведущего и ведомого звеньев перекрещиваются, отличающийся тем, что рабочая поверхность ведущего звена выполнена составной из тел вращения, установленных подвижно на круговой оси, закрепленной на ступице ведущего звена, а рабочая поверхность ведомого звена представляет собой огибающую кругового цилиндра диаметром, равным диаметру ведущего звена, кроме того, ведущее звено снабжено силовым устройством управления положением звена вдоль оси.