Реечный импульсный вариатор с одновальным выпрямителем Российский патент 2017 года по МПК F16H29/04 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах машин и механизмов, в том числе в передаче основной мощности в транспортных средствах, в качестве регулируемой бесступенчатой передачи, в частности, в автомобилестроении, мотоциклостроении, при производстве сельскохозяйственной, строительной техники, велосипедов. Импульсные вариаторы (ИВ) обычно включают в свой состав следующие функционально связанные механизмы: генератор механических колебаний (ГМК), средство регуляции амплитуды ГМК и выпрямитель механических колебаний (выпрямитель) с механизмами свободного хода (МСХ). Реечные (содержащие кинематические пары шестерня - зубчатая рейка) ИВ (РИВ) способны обеспечить не только понижающие передачи, но и повышающие передачи. ИВ с одновальными выпрямителями имеют меньшие размеры, чем ИВ с многовальными выпрямителями. Далее в описании движения элементов РИВ, непосредственно связанных с передачей мощности от входного на выходное звенья, будут называться главным движением, в отличие от движений, связанных с регулировкой амплитуды ГМК, которая обеспечивает изменение передаточного отношения.

Известен (US 20140123787 A1) РИВ с одновальным выпрямителем механических колебаний, характеризуемый тем, что зубчатые рейки главного движения (ЗРГД) установлены попарно и навстречу друг другу на возвратно поступательных ползунах, выбранный как прототип.

Недостатком аналога является нестабильность паразитных колебаний отношения мгновенного передаточного отношения (МПО) к среднему передаточному отношению (СПО), которое меняется при изменении СПО. Такая нестабильность приводит к тому, что убрать паразитные колебания возможно только для единственного СПО. Недостаток вызван конструктивной особенностью, возвратно-поступательный ползун связан с кривошипом или эксцентриком через шатун, который совершает сложное движение.

Технический результат изобретения - обеспечить стабильность паразитных колебаний отношения МПО к СПО, при сохранении меньших габаритов, характерных для РИВ с одновальным выпрямителем.

Технический результат достигается совокупностью ограничительных и отличительных признаков. Ограничительные признаки - РИВ с одновальным выпрямителем механических колебаний, характеризуемый тем, что зубчатые рейки главного движения (ЗРГД) установлены попарно и навстречу друг другу на возвратно-поступательных ползунах.

Отличительные признаки - возвратно-поступательные ползуны со встречно направленными ЗРГД зацеплены, каждый, со своим кривошипом или эксцентриком с образованием шотландского механизма.

На фиг. 1 показана кинематическая схема РИВ на двойном кривошипе, условный вид сверху.

На фиг. 2 показаны паразитные колебания отношения мгновенного передаточного отношения (МПО) к среднему передаточному отношению (СПО) в зависимости от фазы поворота входного звена РИВ, выраженной в π.

Пример 1 реализации РИВ на двойном кривошипе (фиг. 1): РИВ содержит: ГМК, включающее входное коромысло 1, закрепленное на первичном валу 2, приводящее двойной кривошип 3 с согласованно регулируемыми плечами. Средство регулировки длины плеч двойного кривошипа обозначено как 4 и может быть выполнено как в (А.с. 1414990 СССР, F16H 29/04). Плечи двойного кривошипа разнесены на 90 градусов. Каждый палец кривошипа 5 зацеплен с возвратно-поступательным ползуном 6. Двойной кривошип с возвратно-поступательными ползунами образует двойной шотландский механизм переменной амплитуды. На каждом возвратно-поступательном ползуне вырезаны или установлены ЗРГД 7, направленные в проекции на плоскость вращения кривошипа друг к другу. Каждая зубчатая рейка сцеплена со своей шестерней главного движения (ШГД) 8. Каждая ШГД соединена через обгонную муфту 9 с выпрямительным валом 10. Обгонные муфты и выпрямительный вал составляют выпрямитель механических колебаний. Все обгонные муфты установлены для передачи вращения от ШГД на выходной вал в одном направлении. При подаче вращения на первичный вал оно передается на входное коромысло, далее на двойной кривошип, пальцы кривошипа приводят в движение возвратно-поступательные ползуны. Возвратно-поступательные ползуны через ЗРГД приводят в колебательное движение ШГД, которое передается на обгонные муфты. Обгонные муфты переводят колебательные движения ШГД во вращение выпрямительного вала. Вращательные и возвратно-поступательные кинематические пары могут быть связаны через подшипники скольжения или качения.

Данный пример демонстрирует решение технической задачи - обеспечение стабильности паразитных колебаний отношения МПО к СПО, при сохранении меньших габаритов, характерных для РИВ с одновальным выпрямителем. Действительно, шотландские механизмы генерируют механические строго синусоидальные колебания, а выпрямитель преобразует их в кривую огибающую четырех синусоид. Причем отношение МПО к СПО 11 (фиг. 2) остается неизменным при изменении СРО.

Пример 2 реализации РИВ на двойном эксцентрике, который отличается от реализации РИВ на двойном кривошипе тем, что двойной кривошип заменен на двойной эксцентрик. А средство регуляции амплитуды колебаний ГМК выполнено, как описано в В.Ф. Мальцев. «Механические импульсные передачи». М., Машиностроение, 1978, стр. 122, рис. 9в.

В конкретных вариантах реализации РИВ может быть снабжен средством уменьшения или средством устранения паразитных колебаний, например, как в прототипе.

Изобретение относится к регулируемой бесступенчатой передаче, в частности, в автомобилестроении, мотоциклостроении, при производстве сельскохозяйственной, строительной техники, велосипедов. Предложен реечный импульсный вариатор с одновальным выпрямителем механических колебаний, зубчатые рейки главного движения (ЗРГД) которого установлены попарно и навстречу друг другу на возвратно-поступательных ползунах. Возвратно-поступательные ползуны с встречно направленными ЗРГД зацеплены каждый со своим кривошипом или эксцентриком с образованием шотландского механизма. Достигается уменьшение габаритов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Реечный импульсный вариатор с одновальным выпрямителем механических колебаний, характеризуемый тем, что зубчатые рейки главного движения (ЗРГД) установлены попарно и навстречу друг другу на возвратно-поступательных ползунах, отличающийся тем, что возвратно-поступательные ползуны с встречно направленными ЗРГД зацеплены каждый со своим кривошипом или эксцентриком с образованием шотландского механизма.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что снабжено средством уменьшения или средством устранения паразитных колебаний.