Вариатор Советский патент 1992 года по МПК F16H13/04 

Изобретение относится к машиностронию и предназначено для использования в танках и других машинах взамен коробок коростей, редукторов и двигателей постонного тока и приводах подач для перемеения подвижного органа

Известно устройство, которое состоит д вала и тел вращения.

Недостатками известного устройства вляются большие габариты, так как тела вращейи я, ролики, размещены на поверх- ноети балэ в местах контакта роликов и вала возникают контактные напряжения большой величины, вызванные тем, что вал и ролики касаются один другого выпуклыми поверхностями, при этом увеличение контактных напряжений обуславливается также тем, что в устройстве используются ролики только малого диаметра (так использовании роликов большего диаметра значительно возрастают габариты устройства). Низкая надежность роликов и вала вызвана наличием больших контактных напряжений в месте контакта роликов и вала. Наличие сложного механизма управления изменением угла повороту ролика относительно оси вала вызвано необходимостью управления каждым роликом (в устройстве может быть несколько рядов роликов и, следовательно, необходимо иметь несколько механизмов управления).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, в котором при вращении с постоянной скоростью приведенного вала перемещение подвижного органа вдоль оси вала производится вариатором, в котором ролики, касаясь наружной поверхностью ведущего вала, задают величину скорости перемещения подвижного органа. Это осуществляется путем наклона оси ролика относительно оси ведущего вала, так как их оси скрещиваются под углом в зависимости от требуемой величины скорости

Недостатками известного устройства являются большие габариты, так как тела вращения (ролики) размещены на поверхно- сти вала, Низкая надежность работы, вызванная возникновением в месте контакта роликов и вала больших контактных напряжений из-за того, что вал и ролики касаются один другого выпуклыми поверхностями. При этом увеличение контактных напряжений обуславливается также тем, что в устройстве используются ролики только малого диаметра (так как при использовании роликов только большого диаметра значительно возрастают габариты устройства). Наличие сложного механизма управления изменением угла поворота ролика

относительно оси вала вызвано необходимостью управления каждым роликом (в устройстве может быть несколько роликов и, следовательно, необходимо иметь несколь5 ко механизмов управления.

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что с целью повышения надежности каждое те10 ло вращения выполнено в виде внутреннего кольца, внутренняя поверхность которого в поперечном сечении выполнена криволинейной и выпуклой, а на наружной поверхности которого выполнен желоб, наружного

15 кольца, охватывающего внутреннее кольцо и выполненного с желобом на внутренней поверхности, и тел качения, размещенных в желобах колец. Для упрощения устройства кольца тела вращения могут быть связаны

0 между собой с помощью подшипника качения.

На фиг.1 изображен вариатор, разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б на фиг. 1: на фиг.4 - тело вращения,

25 вариант.

Предлагаемый вариатор содержит неподвижный орган - станину 1, на которой расположен подвижный элемент - стол 2. В станине 1 размещены подшипники 3-5, в

30 которых смонтирован с возможностью вращения ведущий вал 6, соединенный через муфту 7 с двигателем 8 и проходящий через отверстия 9 корпуса 10, смонтированного на подвижном элементе 2. В корпусе 10

35 размещен вариатор, включающий по крайней мере одно тело вращения, выполненное в виде внутреннего кольца 11. имеющего в поперечном сечении внутреннюю криволинейную выпуклую поверхность 12.

40 На наружной поверхности 13 внутреннего кольца 11 тела вращения выполнен желоб, контактирующий через тела 14 качения с желобом, выполненным на внутренней поверхности наружного кольца 15. Внутрен45 нее кольцо 11 тела вращения допускает вращение относительно наружного кольца 15, но не допускает их относительно осевого смещения Размер криволинейной поверхности 12 во внутреннем кольце 11 тел вра50 щения берется из условия R 0,515d. где R - радиус отверстия, d - диаметр еала.

Наружное кольцо 15 соединено с механизмом управления, содержащим рычаги 16 и 17, соединенные шарнирами 18 и 19 с

55 тягами 20 и 21, которые, в свою очередь, через шарниры 22 и 23 соединены с рычагом 24. Рычаг 24 через шарнир 25 соединен с корпусом 10. Левые концы тяг 20 и 21 соединены со штоками 26 и 27 гидроцилиндров 8 и 29, предназначенных для осуществления качания рычага 24 и соответственно наклона наружного кольца 15 в ту или другую сторону относительно ведущего вала 6 на угол а, В средней части рычаг 24 имеет еще одно плечо 30 со щупом (роликом) 31, контактирующим поочередно с противоположно расположенными копирами 32 и 33, которые соединены со штоком 34 и поршнем 35 гидроцилиндра 36, снабженного в боковой поверхности отверстиями 37-39, предназначенными для фиксации поршня 35 в определенном положении при помощи последовательного открытия попеременно золотников 40-42. В гидроцилиндре 36 выполнены также отверстия 43 и 44 для осуществления периодической подачи жидкости в этот гидроцилиндр, с целью обеспечения возвратно-поступательного перемещения поршня 35 и копиров 32 и 33 вправо или влево.

. Наружное кольцо 15 через подшипники 45 и 46 соединено с осями 47 и 48, которые допускают проворот наружного кольца 15, но исключают его радиальное смещение на осях 47 и148. На осях 48 размещены подшипники 49 и помещена тарелка 50, упирающая в пружину 51. допускающую смещение наружного кольца 15 вправо или влево и поджимающая внутренние кольца 11 тел вращения к ведущему валу 6.

Более упрощенной конструкцией тела вращения является вариант тела вращения, по которому внутреннее кольцо 11 тела вращения установлено во внутреннем кольце шарикоподшипника.

Вариатор работает следующим образом.

Внутреннее кольцо 11 тела вращения наклонено к оси ведущего вала 6 под углом а. Наклон тел вращения осуществлен следующим образом: при подаче жидкости в гидроцилиндр 29 плечо 30 прижимает щуп 31 к копиру 32, а рычаг 24 перемещает тяги 20 и 21 на соответствующую одинаковую величину. Тяги 20 и 21 через шарниры 18 и 19, рычаги 16 и 17 поворачивают наружное кольцо 15 и тело вращения на-требуемый угол. Для изменения величины этого угла копир 32 совместно с копиром 33 смещается влево или вправо (в зависимости от того, какой из золотников 40-42 будет открыт) при помощи поршня 35 гидроцилиндра 36. Перемещение копиров осуществляется следующим образом: в отверстия 43 и 44 гидроцилиндра 36 подается жидкость, а отверстие 37 соединяется со сливом, в результате чего поршень 35 занимает положение, показанное на фиг.1. Для фиксации поршня 35 в двух других положениях открываются одно из двух отверстий 38 или 39, а отверстие 37 закрывают Таким образом, в зависимости от положения поршня 35, штока 34 и копиров 32 и 33 зависит положение

5 рычага 30, а следовательно, и положение тел вращения, т.е. их наклон к оси вала так как рычаг 30 соединен через рычаг 24 с тягой 20 и рычагом 16 с одной стороны, а с другой стороны соединен с тягой 21 и рычагом 17.

10 Установив внутренние кольца 11 на определенный (требуемый угол) наклона к оси вала 6, включают двигатель 8 (предположим задается вращение по часовой стрелке). Внутренние кольца, контактируя с ведущим

5 валом 6 также получают вращение по часовой стрелке, а за счет сил трения, возникающих в результате наклона тел вращения к оси вала 6 возникает осевая сила F, направленная вправо и увлекающая за собой через

0 подшипники 45 и 46, оси 47 и 48 и корпус 10 стола 2.

Для осуществления перемещения стола 2 в противоположную сторону тела враще5 ния наклоняют в противоположное положение. Для этого жидкость подают в гидроцилиндр 28, в результате чего рычаг 24 будет поворачиваться по часовой стрелке до тех пор. пока щуп 31 не упрется в копир 33.

0 Величина угла наклона тел вращения в этом случае будет задаваться таким же образом, как в указанном варианте, т.е. в зависимости от того, какое отверстие будет открыто с гидроцилиндре 36. В этом случае осевая си5 ла F, возникающая между телами вращения и валом 6 будет направлена влево и будет- увлекать за собой через подшипники 45 и 46, оси 47 и 48 и корпус 10 стол 2 также влево.

0

В случае, если внутренние кольца 11 установить перпендикулярно к оси вала 6, то подвижный орган - стол 2 перемещаться не будет, так как отсутствует осевая сила F.

5

Формула изобретения

1. Вариатор, содержащий ведущий вал. контактирующие с ним тела вращения, уста0 новленные с возможностью наклона их осей к оси ведущего вала, кинематически связанный с телами вращения подвижный элемент и систему изменения угла наклона осей тел вращения, отличающийся тем. что, с

5 целью повышения надежности, каждое тело вращения выполнено в виде внутреннего кольца, внутренняя поверхность которого в поперечном сечении выполнена криволинейной и выпуклой, на наружной поверхности которого выполнен желоб, наружного

кольца, охватывающего внутреннее кольцо и выполненного с желобом на внутренней поверхности, и тел качения, размещенных в желобах колец

2. Вариатор по п. 1,отличающий- с я тем, что кольца тела вращения связаны между собой посредством подшипника качения.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в станках и других машинах взамен коробок скоростей, редукторов и двигателей постоянного тока в приводах подач для перемещения подвижного органа. Целью изобретения является повышение надежности. Вариатор содержит подвешенный ор ган 1. ведущий вал 6, контактирующие с ним тела вращения, установленные с возможностью наклона их осей к оси ведущего вала, кинематически связанный с телами вращения подвижный элемент 2 и систему изменения наклона тел вращения. Тела вращения выполнены в виде внутреннего кольца 11, имеющего в поперечном сечении внутреннего криволинейную выпуклую поверхность 12, а на наружной поверхности 13 внутреннего кольца 11 имеется желоб, контактирующий через тело качения 14 с желобом внутренней поверхности наружного кольца 15, шарнирно через рычаг 16 соединенного с приводом механизма управления, например гидроцилиндром 28, и одновременно шарнирно через другой рычаг 24 со- единенный его щупом 21, имеющим возможность контактировать поочередно с подвижными копирами 33 и 32. Внутреннее кольцо 11 тела вращения может быть уста- новлено во внутреннем кольце подшипника качения, например шарикоподшипника. 1 .з.п ф-лы, 4 ил. Б (Л С 4 . Ю сл 00 f .. Фиг. / Б

У/////////////,

Б-6

Фи$.2

& ZZ///////&

v

22

Фиё.З

//,

т

19

Фи&4