ДИСКОВЫЙ ВАРИАТОР Российский патент 2023 года по МПК F16H35/00 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано, например, в транспортном машиностроении. Более конкретно изобретение относится к элементам трансмиссии транспортных средств различного рода назначения, для раздачи мощности от одного входного на другие выходные валы, с возможностью изменения частоты вращения каждого из них. Наличие бесступенчатого регулирования частоты вращения выходных валов, позволяет применить данную модель в других различных механических устройствах.

Известен «Бесступенчатый привод транспортного средства». Бесступенчатый привод автомобиля, содержащий два клиноременных вариатора и два редуктора, каждые из которых установлены на отдельных валах, каждый ведомый шкив клиноременной передачи кинематически связан с редуктором, связанным кинематически с валом колеса, а ведущие шкивы клиноременной передачи установлены на едином валу, отличающийся тем, что единый вал является валом двигателя, а кинематическая связь ведомого шкива клиноременной передачи выполнена посредством нагрузочной муфты и установлена на валу редуктора, который связан вертикальным валом с главной передачей для передачи усилия на колесо (Патент RU №2086429, МПК B60K 17/32, опубл. 09.08.1995).

Недостатком изобретения является ограниченная нагрузка на конические шкивы, быстрый износ ременной передач, сложное техническое обслуживание

Бесступенчатый привод состоит из параллельно расположенных валов входного, двух соосных промежуточных, с которыми жестко связаны зубчатые колеса, и двух соосных выходных, расположенных в одной плоскости, и блока управления трансмиссией. На входном и промежуточном валах установлен ременный вариатор (Патент RU №2737401 С1 МПК B60K 17/32, F16H 9/06, опубл. 30.11.2020 г).

Недостатком изобретения является ограниченная нагрузка на конические шкивы, быстрый износ ременной передач, сложное техническое обслуживание

В качестве прототипа выбран фрикционный планетарный вариатор, содержащий корпус, входной и выходной валы, установленные на входное валу с возможностью осевого перемещения водило с сателлитами и взаимодействующую с последними внутренней поверхностью неподвижную коническую оболочку, связанную с корпусом, отличающуюся тем, что с целью увеличения нагрузочной способности вариатора, он снабжен закрепленной на выходном валу и взаимодействующей наружной поверхностью с сателлитами конической оболочкой с конусностью, противоложной конусности неподвижной оболочки.

(Патент SU №1208379 А1 МПК F16H 15/50, опубл. 30.01.1986 г).

Недостатком изобретения является ограниченная нагрузка на конические шкивы, быстрый износ фрикционов.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение жесткой связи водила и ступицы для передачи большего крутящего момента на выходной вал и обеспечения надежной работы.

Технический результат заключается в плавном повышении скорости вращения выходного вала и нагрузки на редуктор и увеличения ресурса редуктора.

Указанный технический результат достигается за счет применения схемы соединения водила с изменяемым радиусом контакта, установленного на входном валу вариатора, со ступицей, расположенной на выходном валу с неизменным радиусом, связанных подпружиненными пальцами, установленные одним концом в шарнирах проушин ступицы равномерно по окружности ступицы, другим концом в радиальных пазах водила.

Количество движения механической связи водила и ступицы без учета потерь на трение определяются равенством m_вv_в=m_сv_с. Линейные скорости вращающихся тел равны v_в=ω_вR_в, v_c=ω_cR_c, где ω - угловая скорость, R - радиус. Отсюда m_в ω_вR_в=m_с ω_cR_c. Массы вращающихся тел m_в, m_с, а также угловая скорость водила ω_в и радиус ступицы не меняются (постоянны), тогда при изменении радиуса водила R_в, учитывая равенство количества движения, должна меняться угловая скорость ступицы ω_с. Таким образом, при увеличении радиуса водила R_в при неизменной его угловой скорости ω_в=const, будет увеличиваться угловая скорость ступицы ω_с при неизменном радиусе R_c. Предложенная схема вариатора позволяет плавно менять скорость вращения выходного вала, при неизменной скорости вращения входного вала. Подпружиненные пальцы выполнены из прочного материала (металла) обеспечивают передачу максимального механического момента и обладают большим ресурсом.

На чертеже фиг. 1 представлен вид сбоку вариатора, на фиг. 2 вид сзади (разрез). Дисковый вариатор содержит корпус 1, входной 2 и выходной 12 валы, установленные в подшипниках 3,11 в корпусе 1 водила 5 с радиальными пазами 13 ограниченные косынками 6, свободно перемещающееся на шлицах 14 входного вала при помощи упорной втулки 15 с приводным рычагом 4, ступицы 10 жестко установленной на выходном валу 12, соединенной с водилом 5 прочными (метеллическими) подпружиненными пальцами 8, связанными с одной стороны шарнирно со ступицей 10 в радиальных проушинах 9, с другой стороны с водилом 5 скользящей посадкой с радиальными пазами 13, опирающиеся на каток 7.

Дисковый вариатор работает следующим образом. Двигатель (не показан) вращает входной вал 2 на подшипниках 3. Соответственно вращается на шлицах 14 вала водило 5 в радиальных пазах 13 которого на скользящей посадке установлены подпружиненные пальцы 8, другим концом шарнирно связанные с проушинами 9 ступицы 10. Ступица 10 жестко связана с выходным валом 12, вращающегося в подшипниках 11. Изменяя положение упорной втулки 15 при помощи приводного рычага 4 (перемещая упорную втулку по шлицам входного вала), соответственно сдвигается на шлицах 14 и водило 5. При этом перемещаясь на катках 7 подпружиненные пальцы 8 изменяют угол наклона относительно оси водила 5, увеличивая или уменьшая радиус R_в контакта водила 5 и подпружиненных пальцев 8 в радиальных пазах 13 соответственно меняя количество движения водила 5. Это количество движения передается через подпружиненные пальцы 8 ступице 10, меняя ее количество движения. Поскольку радиус ступицы неизменный R_c=const, то по закону сохранения количества движения будет меняться угловая скорость ступицы ω_с.

Применение предложенной схемы дискового вариатора обеспечивает плавное изменение скорости вращения выходного вала при неизменной скорости вращения входного вала. Применение простой конструкции и прочных пальцев, обеспечит повышение ресурса и надежности системы.

Изобретение относится к области машиностроения. Дисковый вариатор содержит корпус, входной и выходной валы, установленные в подшипниках в корпуса, водило, ступицу. Водило имеет радиальные пазы ограниченные косынками и опорные катки в соответствии с радиальными пазами, может свободно перемещается на шлицах входного вала при помощи упорной втулки с приводным рычагом, а ступица жестко установлена на выходном валу и соединена с водилом прочными, металлическими, подпружиненными пальцами, связанными с одной стороны шарнирно со ступицей в радиальных проушинах, а с другой стороны с водилом скользящей посадкой с радиальными пазами, опирающимися на каток. Обеспечивается плавное изменение скорости вращения выходного вала при неизменной скорости вращения входного вала, а также повышение ресурса и надежности устройства. 2 ил.

Дисковый вариатор содержит корпус, входной и выходной валы, установленные в подшипниках корпуса, водило, ступицы, отличающийся тем, что водило имеет радиальные пазы, ограниченные косынками и опорные катки в соответствии с радиальными пазами, может свободно перемещаться на шлицах входного вала при помощи упорной втулки с приводным рычагом, а ступица жестко установлена на выходном валу и соединена с водилом прочными, металлическими, подпружиненными пальцами, связанными с одной стороны шарнирно со ступицей в радиальных проушинах, с другой стороны с водилом скользящей посадкой с радиальными пазами, опирающимися на каток.