ВАРИАТОР "МИГ" Российский патент 2010 года по МПК F16H15/30 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в механизмах с бесступенчатым регулированием скорости ведомого вала.

Известны вариаторы по а.с. №1272035 и 1357634. Мкл. F16H 15/30, которые предназначены для бесступенчатого регулирования скорости ведомого вала.

Однако в известных вариаторах не обеспечены повороты промежуточных звеньев навстречу друг другу с целью регулирования скорости ведомого звена, т.е. обеспечено только передаточное отношение 1:1 или близко к этому.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение поворотов навстречу друг другу промежуточных звеньев вариатора путем замены одних соседних параллельных прямоугольных в плане тяг другими соседними -образными в плане тягами, симметричными относительно плоскости, перпендикулярной осевой вариатора, проходящей через ось поворотов среднего двуплечего рычага.

Это достигается тем, что в вариаторе, содержащем корпус, размещенные в нем соосные ведущий и ведомый валы со полусферическими полыми фрикционными элементами, с установленными симметричными промежуточными фрикционными звеньями, диаметром, меньшим внутреннего диаметра полусферических полых фрикционных элементов, и механизмом изменения передаточного отношения, выполненным в виде среднего двуплечего рычага, соединенного с ним шарнирно, тяг, представляющих собой каждая последовательно расположенные дугообразные элементы, шарнирно соединенные с крайними двумя двуплечими рычагами, связанными каждый с соответствующим промежуточным фрикционным звеном, при этом на поверхности каждого промежуточного фрикционного звена в плоскости его поворота образован дуговой паз, и зафиксированными в корпусе и расположенными одна против другой осями с установленными на них втулками, расположенными в дуговых пазах, дугообразные элементы выполнены системой из двух -образных в плане и дугообразных при виде сбоку тяг, каждая с наклонной и параллельными между собой концевыми частями и двух параллельных в плане и дугообразных при виде сбоку тяг.

Каждая -образная тяга одной концевой частью шарнирно посредством полых сферических оболочек из одного центра соединена с прямолинейной в плане тягой. Концевая часть каждого плеча двуплечего рычага выполнена цапфой с образованным на торце сферическим утолщением диаметром больше диаметра цапфы примерно в 1,6 раза, а внутренний диаметр сферической оболочки концевой части прямолинейной тяги равен диаметру сферического утолщения цапфы.

Наружный диаметр сферической оболочки концевой части прямолинейной тяги равен внутреннему диаметру сферической оболочки концевой части -образной тяги.

В сферических оболочках контактируемых -образных и параллельных тяг образованы внутренние цилиндрические отверстия.

В наружной сферической оболочке каждой -образной тяги внутреннее цилиндрическое отверстие расположено вдоль -образной тяги и равно диаметру наружной сферической оболочки прямолинейной тяги, а во внутренней сферической оболочке прямолинейной тяги внутреннее цилиндрическое отверстие расположено поперечно прямолинейной тяге.

В цилиндрических отверстиях сферических оболочек -образных и прямолинейных тяг закреплены на резьбе в каждой соответствующее резьбовое кольцо со сферической торцевой поверхностью радиусом, равным радиусу сферической оболочки, в которой смонтировано резьбовое кольцо.

В резьбовых кольцах и соответствующих сферических оболочках концевых частей -образных и прямолинейных тяг образовано в каждой окно раструбом на угол поворота плеч двуплечих рычагов и шириной, равной диаметру стержня цапфы концевой части двуплечих рычагов.

Наружное резьбовое кольцо навернуто на наружную концевую часть наружной сферической оболочки, а внутреннее резьбовое кольцо ввернуто на внутреннюю резьбу цилиндрической части внутренней сферической оболочки прямолинейной тяги.

Смонтированные сферические оболочки каждой -образной и прямолинейной тяги на сферическом утолщении каждой цапфы плеча двуплечего рычага обеспечивает возвратно-поворачивающиеся и возвратно-поступательные перемещения тяг и рычагов относительно друг друга.

Наклонные стойки -образных тяг контактируют между собой в средней части, образуя перекрестие под углом примерно 60°.

Другая концевая часть каждой -образной тяги шарнирно сферически соединена со сферической концевой частью плеча крайнего двуплечего рычага соответствующего промежуточного фрикционного звена.

В месте контактирования -образных тяг и посредине прямолинейных тяг поперечно сверху закреплены на бобышках-корпусах планки концевыми частями для -образных тяг и в средней части для прямолинейных тяг с обеспечением возвратно-поворачивающихся и возвратно-поступательных перемещений относительно друг друга тяг.

Полусферические полые фрикционные элементы ведущего и ведомого валов вариатора удалены друг от друга на расстояние, равное примерно 0,97 их внутреннего диаметра сферы, а каждая пара контактируемых сферических оболочек -образных и прямолинейных в плане тяг и сферические концевые части плеч среднего двуплечего рычага являются концентрическими.

Соседние -образные в плане тяги расположены симметрично относительно плоскости, перпендикулярной осевой вариатора и проходящей через ось поворота среднего двуплечего рычага.

На фиг.1 изображен вариатор в разрезе /при передаточном отношении 1:3,8/; на фиг.2- разрез по А-А на фиг.1 /при передаточном отношении 1:1/; на фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.2/ в развертке при максимальном передаточном отношении/; на фиг.4- разрез по В-В на фиг.3; на фиг.5 - разрез по Г-Г на фиг.3; на фиг.6 - вид 1 на фиг.3; на фиг.7 - разрез по Д-Д на фиг.3 повернуто при передаточном отношении 1:1/; на фиг.8 - кинематическая схема положения валов и промежуточных элементов при передаточном отношении 1:1; на фиг.9 и 10 - левая -образная тяга в 2-х проекциях; на фиг.11 и 12 - правая -образная тяга в 2-х проекциях; на фиг.13 - разрез по Е-Е на фиг.9 и на фиг.14 - сферическая оболочка концевой части прямолинейной тяги в разрезе.

Вариатор содержит корпус 1 с боковыми крышками, в одной из которых установлен ведущий вал 2 с жестко закрепленными на нем ведущим полусферическим полым фрикционным элементом 3, а в другой кромке - соосно с ведущим валом 2 установлен ведомый вал 4 с ведомым полусферическим полым фрикционным элементом 5 /см. фиг.1 и 2/.

Внутри полусферических полых фрикционных элементов 3 и 5 расположены взаимодействующие с ними промежуточные фрикционные звенья 6 и 7, соответственно верхнее и нижнее /см. фиг.1 и 2/, диаметром, меньшим внутреннего диаметра полусферических полых фрикционных элементов.

На наружной верхней цилиндрической поверхности корпуса 1 вариатора /см фиг.2/ смонтирован механизм изменения передаточного отношения, выполненный в виде системы двуплечих рычагов, соединенных с ними шарнирно тягами, представляющими собой каждая последовательно расположенные дугообразные элементы, шарнирно соединенные с крайними двумя двуплечими рычагами 11, связанными каждый с соответствующим промежуточным фрикционным звеном 6 и 7 /см. фиг.2/.

На поверхности каждого промежуточного фрикционного звена 6 и 7 в плоскости его поворота образован дуговой паз 12, а вариатор снабжен закрепленными в корпусе 1 и расположенными одна против другой осями с установленными на них втулками 13, расположенными в дуговых пазах 12 /см фиг.1 и 2/.

Дугообразные элементы выполнены системой из двух -образных в плане и дугообразных при виде сбоку тяг 14 и 15, каждая с наклонной и параллельными между собой концевыми частями, и двух параллельных в плане и дугообразных при виде сбоку тяг 9 и 10 /см фиг.3/.

Каждая -образная тяга 14 или 15 одной концевой частью шарнирно посредством полых сферических оболочек из одного центра соединена с прямолинейной в плане тягой соответственно 9 и 10 /см фиг.3/.

Концевая часть каждого плеча среднего двуплечего рычага 8 и крайних двуплечих рычагов 11 /см фиг.3) выполнена цапфой 16 с образованным на конце сферическим утолщением 17 диаметром больше диаметра цапфы примерно в 1,6 раза, а внутренний диаметр сферической оболочки 18 концевой части прямолинейной тяги 9 или 10 равен диаметру сферического утолщения цапфы 16 / см фиг.3, 6 и 14/.

Наружный диаметр сферической оболочки 19 концевой части прямолинейной тяги 9 или 10 равен внутреннему диаметру сферической оболочки 19 концевой части -образной тяги 14 или 15 /см фиг.7/.

В сферических оболочках 18 и 19 контактируемых -образных и прямолинейных тяг соответственно 9, 10, 14 и 15 образованы внутренние цилиндрические отверстия 20 и 21 соответственно.

В наружной сферической оболочке 19 каждой -образной тяги 14 и 15 внутреннее цилиндрическое отверстие 21 /см фиг.6 и 13/ расположено вдоль -образной тяги и равно диаметру наружной сферической оболочки 18 прямолинейной тяги 9 и 10, а во внутренней сферической оболочке 18 прямолинейной тяги внутреннее цилиндрическое отверстие 20 расположено поперечно прямолинейной тяге /см фиг.6, 7 и 14/.

В цилиндрических отверстиях 20 и 21 сферических оболочек 18 и 19 -образных 14 и 15 и прямолинейных 9 и 10 тяг закреплены на резьбе в каждой соответствующее резьбовое кольцо 20 и 23 соответственно со сферической торцевой поверхностью радиусом, равным радиусу сферической оболочки, в которой смонтировано резьбовое кольцо /см фиг.13 и 14/.

В резьбовых кольцах 22 и 23 и соответствующих сферических оболочках 18 и 19 концевых частей -образных 14 и 15 и прямолинейных 9 и 10 тяг образовано окно 24 /см фиг.3, 6, 13 и 14/ с раструбом на угол поворота плеч двуплечих рычагов 8 и 11 и шириной, равное диаметру стержня цапфы 16 концевой части двуплечих рычагов.

Наружное резьбовое кольцо 23 навернуто /см фиг.13/ на наружную концевые часть наружной сферической оболочки 19, а внутреннее резьбовое кольцо 22 ввернуто на внутреннюю резьбу цилиндрической части внутренней сферической оболочки 18 прямолинейной тяги 9 и 10.

Смонтированные сферические оболочки 18 и 19 каждой -образной и прямолинейной тяг на сферическом утолщении 17 каждой цапфы плеча двуплечего рычага 8 обеспечивают возвратно-поворачивающиеся и возвратно-поступательные перемещения тяг и рычагов относительно друг друга.

Наклонные стойки 25 -образных тяг 14 и 15 контактируют между собой в средней части, образуя перекрестие под углом примерно 60°.

Другая концевая часть каждой -образной тяги 14 и 15 шарнирно сферически соединена со сферической концевой частью плеча двуплечего рычага 11 соответствующего промежуточного фрикционного звена /см фиг.3 /.

В месте контактирования -образных тяг 14 и 15 и посредине прямолинейных тяг 9 и 10 поперечно сверху закреплены на бобышках-корпуса планки 26 и 27 /см. фиг.3, 4 и 5/ концевыми частями для -образных тяг и в средней части для прямолинейных тяг с обеспечением возвратно-поворачивающихся и возвратно-поступательных перемещений относительно друг друга тяг.

Полусферические полые фрикционные элементы 3 и 5 ведущего и ведомого валов соответственно 2 и 4 вариатора удалены друг от друга на расстояние, равное примерно 0,97 их внутреннего диаметра сферы, а каждая пара контактируемых сферических оболочек 19 и 20 -образных 14 и 15 и прямолинейных 9 и 10 в плане тяг и сферические концевые части 17 плеч среднего двуплечего рычага 8 являются концентрическими.

Соседние -образные в плане тяги 14 и 15 /см. фиг.3/ расположены симметрично относительно плоскости, перпендикулярной осевой вариатора и проходящей через ось поворота среднего двуплечего рычага 8.

Работает вариатор в следующей последовательности.

Для получения нужного передаточного отношения штурвал 28 поворачивают на определенный угол. При этом связанный со штурвалом 28 средний двуплечий рычаг 8 при повороте перемещает -образные 14 и 15 и прямолинейные 9 и 10 тяги в противоположные друг от друга стороны, причем прямолинейные тяги 9 и 10 поворачивают крайний правый двуплечий рычаг 11 в ту же сторону /см. фиг.3/, что и средний 8, а -образные тяги 14 и 15 поворачивают левый двуплечий рычаг 11 в противоположную от среднего рычага 8 сторону, обеспечивая тем самым повороты соответствующих звеньев 6 и 7 навстречу друг другу /см. фиг.1/.

Передача вращения соответствующих промежуточных фрикционных звеньев 6 и 7 происходит от ведущего вала 2 со полусферическим полым фрикционным элементом 3 на промежуточные фрикционные звенья 6 и 7 и далее на ведомый полусферический полый фрикционный элемент 5 и ведомый вал 4 на соответствующий угол.

Устройство и работа остальных элементов вариатора подробно описаны в а.с. №1272035 и 1357634.

Предлагаемый вариатор обеспечивает надежное бесступенчатое регулирование скорости ведомого вала в диапазоне ±3,8 раза.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в механизмах с бесступенчатым регулированием скорости ведомого вала. Вариатор содержит корпус (1), соосные ведущий (2) и ведомый валы (4), полусферические полые фрикционные элементы (3, 5), симметричные промежуточные фрикционные звенья (6, 7) и механизм изменения передаточного отношения. Механизм изменения передаточного отношения выполнен в виде среднего двуплечего рычага, тяг, представляющих собой каждая последовательно расположенные дугообразные элементы, шарнирно соединенные с крайними двумя рычагами, связанными с промежуточными фрикционными звеньями (6, 7). Дугообразные элементы выполнены системой из двух -образных в плане и дугообразных при виде сбоку тяг, каждая с наклонной и параллельными между собой концевыми частями, и двух параллельных в плане и дугообразных при виде сбоку тяг. Каждая -образная тяга одной концевой частью соединена с прямолинейной в плане тягой. Другая концевая часть каждой -образной тяги соединена с двуплечим рычагом соответствующего промежуточного фрикционного звена. Изобретение позволяет получить нужное передаточное отношение при повороте штурвала (28) на определенный угол. При этом связанный со штурвалом средний двуплечий рычаг перемещает тяги, обеспечивая поворот соответствующих промежуточных фрикционных звеньев (6, 7) навстречу друг другу с целью регулирования скорости ведомого вала. 14 ил.

Вариатор, содержащий корпус, размещенные в нем соосные ведущий и ведомый валы с полусферическими полыми фрикционными элементами, с установленными симметричными промежуточными фрикционными звеньями диаметром, меньшим внутреннего диаметра полусферических полых фрикционных элементов, и механизм изменения передаточного отношения, выполненный в виде среднего двуплечего рычага, соединенных с ним шарнирно тяг, представляющих собой каждая последовательно расположенные дугообразные элементы, шарнирно соединенные с крайними двумя двуплечими рычагами, связанными каждый с соответствующим промежуточным фрикционным звеном, при этом на поверхности каждого промежуточного фрикционного звена в плоскости его поворота образован дуговой паз, а вариатор снабжен зафиксированными в корпусе и расположенными одна против другой осями с установленными на них втулками, расположенными в дуговых пазах, отличающийся тем, что дугообразные элементы выполнены системой из двух -образных в плане и дугообразных при виде сбоку тяг, каждая с наклонной и параллельными между собой концевыми частями, и двух параллельных в плане и дугообразных при виде сбоку тяг, при этом каждая -образная тяга одной концевой частью шарнирно посредством полых сферических оболочек из одного центра соединена с прямолинейной в плане тягой, причем концевая часть каждого плеча двуплечего рычага выполнена цапфой с образованным на конце сферическим утолщением диаметром больше диаметра цапфы примерно в 1,6 раза, а внутренний диаметр сферической оболочки концевой части прямолинейной тяги равен диаметру сферического утолщения цапфы, при этом наружный диаметр сферической оболочки концевой части прямолинейной тяги равен внутреннему диаметру сферической оболочки концевой части -образной тяги, причем в сферических оболочках контактируемых -образных и параллельных тяг образованы внутренние цилиндрические отверстия, при этом в наружной сферической оболочке каждой -образной тяги внутреннее цилиндрическое отверстие расположено вдоль -образной тяги и равно диаметру наружной сферической оболочки прямолинейной тяги, а во внутренней сферической оболочке прямолинейной тяги внутреннее цилиндрическое отверстие расположено поперечно прямолинейной тяге, причем в цилиндрических отверстиях сферических оболочек -образных и прямолинейных тяг закреплены на резьбе в каждой соответствующее резьбовое кольцо со сферической торцевой поверхностью радиусом, равным радиусу сферической оболочки, в которой смонтировано резьбовое кольцо, при этом в резьбовых кольцах и соответствующих сферических оболочках концевых частей -образных и прямолинейных тяг образовано в каждой окно с раструбом на угол поворота плеч двуплечих рычагов и шириной, равной диаметру стержня цапфы концевой части двуплечих рычагов, наружное резьбовое кольцо навернуто на наружную концевую часть наружной сферической оболочки, а внутреннее резьбовое кольцо ввернуто на внутреннюю резьбу цилиндрической части внутренней сферической оболочки прямолинейной тяги, причем смонтированные сферические оболочки каждой -образной и прямолинейной тяг на сферическом утолщении каждой цапфы плеча двуплечего рычага обеспечивают возвратно-поворачивающиеся и возвратно-поступательные перемещения тяг и рычагов относительно друг друга, при этом наклонные стойки -образных тяг контактируют между собой в средней части, образуя перекрестие под углом примерно 60°, при этом другая концевая часть -образной тяги шарнирно сферически соединена со сферической концевой частью плеча крайнего двуплечего рычага соответствующего промежуточного фрикционного звена, причем в месте контактирования -образных тяг и посредине прямолинейных тяг поперечно сверху закреплены на бобышках корпуса планки концевыми частями для -образных тяг и в средней части для прямолинейных тяг с обеспечением возвратно-поворачивающихся и возвратно-поступательных перемещений относительно друг друга тяг, при этом полусферические полые фрикционные элементы ведущего и ведомого валов вариатора удалены друг от друга на расстояние, равное примерно 0,97 их внутреннего диаметра сферы, а каждая пара контактируемых сферических оболочек -образных и параллельных в плане тяг и сферические концевые части плеч среднего двуплечего рычага являются концентрическими, причем соседние -образные в плане тяги расположены симметрично относительно плоскости, перпендикулярной осевой вариатора и проходящей через ось поворота среднего двуплечего рычага.