Клиноременный вариатор Советский патент 1992 года по МПК F16H9/16 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различного рода машинах, требующих бесступенчатого изменения скоростей вращения вала.

Известны клиноременные вариаторы с двумя асимметричными широкими клиновыми ремнями, охватывающими ведомый и ведущий шкивы, состоящие из двух конических и одного среднего, почти плоского, дисков.

Применение асимметричных ремней и шкивов позволяет уменьшить габариты привода в осевом направлении.

Известны шкивы, состоящие из двух конических крайних и одного среднего конического или почти плоского дисков.

Недостатком этих конструкций является жесткое соединение среднего диска со ступицей. Из-за этого колебания, возникающие под действием осевых эксцентрично приложенных к диску равнодействующих элементарных сил, передаются на соединение ступицы диска с валом. Вследствие этого создается защемляющий момент, затрудняющий передвижение диска. Кроме того, этот момент, а также возникающие колебания приводят к непрерывному осциллирующему движению диска по посадочной поверхности.

Известны также различные кулачковые нажимные механизмы, обеспечивающие изменение осевого давления на ремень в зависимости от величины передаваемого

VI

4

О &

О О

момента, установленные хотя бы на одном из шкивов.

Недостатками таких конструкций являются сложность изготовления, ненадежность конструкции, большие материальные затраты, увеличенные размеры.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является бесступенчатая регулируемая клиновая передача с двумя ремнями асимметричного профиля, сопряженными с двумя крайними наружными коническими и одним плоским или слегка коническим средним дисками, установленными на вращающихся ведущем и ведомом валах с нажимным устройством, создающим осевую силу, в зависимости от кру ящоп- , „ оиентэ.

Средний диск, выполненный совместно со ступицей, посаженной на вал по скользящей посадке, соединен в окружном направлении с одним из конических дисков цилиндрическими специальными пальцами с шариками или посредством шариков сепаратора и канавки (расположенной вдоль оси), со вторым коническим диском жесткая связь в окружном направлении отсутствует.

Недостатками такой конструкции являются повышенный износ, а часто и защемление, соединения ступицы среднего диска с валом (дисками), вследствие возникновения высокочастотных колебаний (вибраций), из-за колебаний осевых нагрузок вследствие неточности изготовления ремней по ширине или неравномерной плотности укладки корда и резины по длине ремня, проскальзывание ремня и его преждевременный износ из-за отсутствия, на каждом из валов, жесткой связи в окружном .направлении всех трех дисков (конструктивно жестко между собой связаны с помощью пальцев только два диска: средний и один из крайних конических). Несмотря на то, что наличие нажимного устройства благоприятно влияет на работу ремня, однако конструктивно имеет много сочленений, что отрицательно сказывается на работоспособности механизма, такое устройство также имеет большие габариты и повышенную массу, а изготовление требует увеличенных расходов материала и трудозатрат.

Целью изобретения является повышение надежности путем компенсации перекосов среднего диска.

Поставленная цель достигается тем, что крепление среднего диска к ступице (втулке) осуществляется посредством гибкого соединения, которое в осевом направлении допускает покачивание диска относительно плоскости, перпендикулярной оси дисков.

Функцию гибкого соединения выполняет плоская пружина.

В окружном направлении имеется жесткое соединение с двумя коническими дисками. Такое крепление исключает (особенно это важно при положении ремней на большом диаметре) передачу колебаний, возникающих от осевых сил, на соединение ступицы среднего диска с валом, исключает

перекосы в посадке скольжения, вследствие чего уменьшаются усилия, необходимые для перемещения среднего диска в осевом направлении во время изменения скорости вращения, а также уменьшается износ и повышается срок службы сопрягаемых деталей. Кроме того, покачивание диска, перпендикулярно его плотности, дает возможность перераспределять напряжения в ремнях, вызванные неточностью изготовления ремня по ширине и неравномерной плотностью резины подлине ремня, что увеличивает срок службы ремней.

Применение жесткой связи (зубчатое или шлицевое соединение) в окружном направлении между двумя коническими и средним дисками как на ведущем, так и на ведомом шкивах исключает проскальзывание хотя бы одного ремня относительно дисков в шкиве, что способствует повышению

срока службы ремней.

Для избежания проскальзывания ремней при больших нагрузках и излишнего пережатия при малых в клиноременном вариаторе применен компактный нажимной

механизм, имеющий минимум сопрягаемых деталей, выполненных в виде двух торцевых кулачков, между которыми по всей рабочей поверхности размещены тела вращения в виде шариков или роликов.

От выпадания шариков в радиальном

направлении и защиты смазки они укрыты по наружному диаметру тонкостенной втулкой, а для предотвращения осевого перемещения шариков вдоль образующей одного

из кулачков выполнена канавка. Такая конструкция позволит сократить до минимума затраты на изготовление, а работоспособность ее повышается.

На фиг. 1 показан один из шкивов клипеременного вариатора, разрез: на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.

Клиноременный вариатор содержит шкив (фиг. 1), включающий неподвижный в

осевом направлении конический диск 1, установленный с помощью шпонки на вал 2. подвижный 3 и средний, самоустанавливающийся диск 4, который благодаря гибкой связи 5 имеет возможность покачиваться

относительно втулки б, осевое перемещение диска 4 относительно втулки 6 отсутствует ввиду наличия клиновых ремней асимметричного профиля 7 и гибкой связи.

Неподвижный диск 1 связан с подвижным 3 и средним 4 зубчатым (шлицевым) соединением 9. Нажимное устройство (фиг, 2) имеет неподвижный торцевой 12 и подвижный 13 кулачки.

Неподвижный кулачок 12 жестко связан в окружном направлении с выходным валом 16 (фиг. 1), а подвижный кулачок 13 закреплен на коническом диске 17 (фиг. 1) и имеет возможность перемещаться вместе с ним в осевом направлении.

На неподвижном кулачке 12 выполнена канавка 14, в которую укладываются тела 15 качения.

Кожух 11, выполненный в виде тонкостенной втулки, предохраняет шарики 15 от выпадания, также удерживает смазку.

Применение в клиноременном вариаторе с двумя ремнями асимметричного профиля самоустанавливающегося среднего диска, жесткой связи в окружном направлении между двумя коническими и средним, почти плоским диском, компактного нажимного механизма, увеличивает срок службы ремней, уменьшает затраты на изготовление и повышает надежность работы вариатора.

Формула изобретения

1.Клиноременный вариатор, содержащий ведущий и ведомый валы, установленные на валах неподвижный и подвижный в осевом направлении конические диски, между которыми расположен средний плоский диск, закрепленный на подвижной в осевом направлении ступице, два параллельные друг другу асимметричных клиновых ремня, охватывающих диски, нажимной механизм, выполненный в виде торцевых кулачков, жестко связанных с подвижным диском, и тел качения, установленных на валу для взаимодействия с кулачком, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем компенсации перекосов среднего диска, вариатор снабжен плоской пружиной, а средний плоский диск связан с подвижной ступицей при помощи плоской пружины.

2.Вариатор по п. 1, отличающий- с я тем, что он снабжен втулкой, а на валу эквидистантно рабочей поверхности кулачка выполнена канавка, тела качения свободно установлены в канавке и охвачены втулкой.

Использование: приводы и механизмы машин, требующие бесступенчатого изменения скоростей вращения вала. Крепление среднего диска к ступице осуществляется посредством гибкой связи, которая допускает покачивание диска и исключает передачу колебаний, возникающих от осевых сил, на соединение ступицы с валом. Для повышения работоспособности ремней применена жесткая связь в окружном направлении между двумя коническими и средним диском. С целью избежания пережатия ремней при малых и проскальзывания при больших нагрузках применен простой нажимной механизм. Он состоит из двух торцовых кулачков, между которыми расположены шарики. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фиг /

т

11

15 13

ФигЛ

W4Mr