Цепной вариатор Советский патент 1992 года по МПК F16H9/24 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных трансмиссиях для бесступенчатого регулирования частоты вращения ведомых элементов,

Недостатком известных цепных вариаторов, содержащих полые конуса с охватывающими незамкнутыми роликовыми цепями, является то, что в них отсутствует контроль углового положения конусов и ме- ханизм для изменения передаточного числа в рабочем режиме функционирования вариатора. Такой недостаток может привести к аварийной ситуации в моменты нахождения ведомой или ведущей звездочки напротив прорези одного из конусов, т.е. в моменты, когда звездочка жестко связывает правую и левую ветви охватывающей незамкнутой роликовой цепи.

Недостатком вариатора (прототип) яв- ляется еще и то, что за счет промежуточного вала со скользящей звездочкой усложняется конструкция, ограничивается передача крутящих моментов и в целом снижается надежность работы вариатора.

Целью изобретения является повышение надежности при изменении передаточного числа вариатора.

Указанная цель достигается тем, что передаточный элемент выполнен в виде охватывающей шкивы зубчатой цепи, на наружных поверхностях каждого из конусов выполнена поперечная прорезь, вариатор снабжен установленными напротив поперечных прорезей датчиками угловых поло- жений шкивов, связанными с ними блоком управления и приводом, соединенным с выходом последнего. При этом размер дуги поперечной прорези меньше длины окружности в ее плоскости на величину наиболь- шей дуги обхвата шкива зубчатой цепью.

Указанная цель также достигается тем, что устройство изменения передаточного числа выполнено в виде связанной со ступицей штангой, установленной с возможно- стью возвратно-поступательного движения и привод устройства изменения передаточного числа выполнен в виде реверсивного линейного шагового электродвигателя, якорь которого шарнирно соединен со штангой.

В отличие от прототипа передача крутящих моментов предусмотрена посредством зубчатой цепи и вариатор дополнен бесконтактными датчиками, реагирующими на уг- левые положения конусов за счет поперечных прорезей, выполненных на наружных поверхностях каждого конуса.

Отличительным фактором следует считать и то, что механизм для изменения передаточного числа выполнен в виде реверсивного линейного двигателя, якорь которого кинематически связан со штангами воздействующих на изменение положения незамкнутых роликовых цепей конусов.

На фиг.1 показана общая компоновка цепного вариатора; на фиг.2 - продольный разрез.

Вариатор содержит корпус 1, ведущий и ведомый валы 2,3, полые конуса 4,5 с поперечными прорезями 6,7, передаточное звено 8, выполненное в виде многорядной замкнутой зубчатой цепи, крестообразные траверсы с консольными ограничителями 9, а также незамкнутые роликовые цепи 10,11, расположенные на поверхностях конусов и шарнирно соединенные одними концами с фиксаторами 12,13, скользящих в продольных прорезях, а другими, пропущенных через продольные прорези, со ступицами 14,15, которые размещены внутри конусов 4,5 и жестко соединены с полыми штоками 16,17. Кроме того, вариатор содержит линейный шаговый электродвигатель реверсивного действия с роторными обмотками 18,19 и штоком-якорем 20, а также конечные выключатели 21,22, планку 23, консольные винты с ленточной резьбой 24,25, источник 26 электроэнергии, двухпозиционный переключатель 27 с положениями Увеличение оборотов, Уменьшение оборотов и индуктивные датчики 28,29, установленные неподвижно в промежутке между конусами и последовательно включенные в цепь управления коммутирующим блоком 30.

Для изменения передаточного числа вариатора консольные винты 24 и 25 сопряжены с полыми штоками 16 и 17 посредством ленточной резьбы и полые штоки жестко связаны со ступицами 14,15 и по скользящей посадке с конусами 4,5.

При этом крестообразные траверсы установлены на ступицы 14,15 посредством подшипников качения и их консольные ограничители 9 выведены с правой и левой сторон роликовых цепей через продольные прорези конусов 4,5.

Вариатор работает следующим образом.

При некотором постоянном режиме передача крутящего момента от ведущего вала 2 к ведомому 3 осуществляется за счет связи ведущего конуса 4 с ведомым 5 посредством охватывающих роликовых цепей 10,11 и спаренной с ними многорядной зубчатой цепи 8.

Для изменения частоты вращения ведомого вала необходимо рукоятку переключателя 25 установить в одно из положений Увеличение оборотов или Уменьшение

оборотов, а затем включить тумблер 31, через который обеспечивается подвод электроэнергии к датчикам 28,29 и к коммутирующему блоку 30 в виде электромагнитного реле от источника 26 энергии. При совмещении индуктивных датчиков 28 и 29 с поперечными прорезями 6 и 7 (при таком совмещении исключается связь зубчатой цепи с охватывающими цепями на дуге их пропуска через продольные прорези конусов), резко снижается электрическое сопротивление цепи, в которой они последовательно включены, а тем самым повышается подводящее напряжение к катушке реле коммутирующего блока 30 до величины, достаточной для его включения.

После срабатывания блока 30 коммутируется подвод электроэнергии от источника 26 к одной из статорных обмоток линейного электродвигателя через контакты двухре- жимного переключателя 27. В частности, при подключении статорной обмотки 19 шток-якорь 20 будет перемещаться в осевом направлении вниз совместно с планкой 23, полыми штоками 16,17, ступицами 14,15 и консольными ограничителями 9 крестообразных траверс. За счет такого изменения положения перечисленных элементов вариатора охватывающая цепь 10 будет перемещаться по поверхности конуса 4 в положение, соответствующее относительно большему диаметру, а цепь 11 - относительно меньшему диаметру. Таким образом произойдет изменение передаточного числа и обороты ведомого вала 3 увеличатся.

Для снижения частоты вращения ведомого вала необходимо рукоятку переключателя 27 установить в положение Уменьшение оборотов и после включения тумблера 31 обеспечивается подвод электроэнергии к статорной обмотке 18 линейного электродвигателя, и тем самым шток-якорь 20 совместно с цепями 10,11 и 8 будет по изложенной аналогии перемещаться вверх.

Возможные смещения (перекосы) цепей 8,10 и 11 относительно их общей продольной плоскости исключаются за счет консольных ограничителей 9, а также за счет натяжения зубчатой цепи 8. При этом крайние положения цепей относительно конусов ограничиваются конечными выключателями 21 и 22.

Плавность изменения передаточного числа вариатора достигается за счет перемещения цепей 8,10 и 11 кратно их шагу зацепления. Такое условие обеспечивается посредством выбора шага линейного электродвигателя и скорости перемещения его штока-якоря.

Эффективность вариатора достигается за счет исключения аварийных ситуаций при изменении передаточного числа в рабочем режиме.

Формула изобретения

1.Цепной вариатор, содержащий установленные в корпусе на валах ведущий и

ведомый шкивы, состоящие каждый из полого конуса с продольной прорезью, установленной внутри конуса подвижной в осевом направлении ступицы, охватывающей наружную поверхность конуса незамкнугой роликовой цепи, один конец которой закреплен на конусе, а другой - в ступице, и установленных на торцах ступицы консольных ограничителей, устройство изменения передаточного числа для взаимодействия со ступицами и передаточный элемент для взаимодействия с роликовыми цепями, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности при изменении передаточного числа вариатора, передаточный элемент выполнен в виде охватывающей шкивы зубчатой цепи, на наружных поверхностях каждого из конусов выполнена поперечная прорезь, вариатор снабжен установленными напротив поперечных прорезей датчиками угловых положений шкивов, связанными с ними блоком управления и приводом, соединенным с выходом последнего.

2.Вариатор по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что размер дуги поперечной прорези

меньше дуги соответствующей окружности на величину наибольшей дуги обхвата шкива.

3.Вариатор по п. 1, от л и ч а ю щ и и с я тем, что устройство изменения передаточного числа выполнено в виде, связанной со ступицами штангой, установленной с возможностью возвратно-поступательного движения, привод устройства изменения

передаточного числа выполнен в виде реверсивного линейного шагового электродвигателя, якорь которого соединен со штангой.

Изобретение относится к машиностроению и м.б. использовано в трансмиссиях для бесступенчатого регулирования частоты вращения ведомых элементов. Цель - повышение надежности при уменьшении передаточного числа вариатора. Цепной вариатор содержит ведущий и ведомый шкивы, каждый из которых выполнен в виде полого конуса с продольными и поперечной прорезями, на наружной поверхности. Внутри каждого конуса расположена подвижная в осевом направлении ступица с консольными ограничителями на торцах. Через продольную прорезь каждого конуса проходит незамкнутая роликовая цепь, один конец которой закреплен на конусе, а другой - в ступице. Каждая роликовая цепь охватывает наружную поверхность конуса, а передаточный элемент в виде зубчатой цепи охватывает обе роликовые цепи. Установленные напротив поперечных прорезей датчики угловых положений шкивов выдают сигнал на блок управления, который управляет работой реверсивного линейного шагового электродвигателя, якорь которого соединен со штангой, связанной со ступицами. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. /) С