Импульсный вариатор скорости Советский патент 1993 года по МПК F16H29/04 

t3tt fS

I I i j

(Л

С

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для плавного регулирования скорости различных машин и механизмов.

Цель изобретения - снижение массрга- баритных характеристик и повышение надежности за счет снижения вибрации вариатора.

На фиг. 1 показано устройство импульсного вариатора скорости; на фиг.2 - схема расположения взаимодействующих с пазами сферического тела (сечения А-А, фиг.1); на фиг.З показано устройство дуговых роликов; на фиг.4 изображено сферическое тело с коническими пазами; на фиг. 5 показано устройство дуговой направляющей.

Импульсный вариатор скорости содержит корпус в виде двух крышек 1 и 2. В опорах крышки 1 установлен выходной вал 3, связанный .со стаканом 4, охватывающим сферическое тело 5 с меридианальными, равномерно расположенными пазами, Сферическое тело охватывают также механизмы свободного хода 6 и 7, количество которых равно половине числа меридиа- нальных пазов. Механизмы свободного хода связаны, с передающими элементами, установленными на кронштейнах и взаимодействующими с соответствующими меридианальными пазами. Посредством заклинивающих элементов механизмы свободного хода б взаимодействуют со стаканом 4, а механизмы свободного хода 7 взаимодействуют с крышкой 1 корпуса.

Механизмы 6 и 7 имеют противоположное направление заклинивания. В оси стакана 4 смонтирована ось 8 сферической чаши 9, охватывающей часть сферического тела 5.

Механизмы свободного хода снабжены кронштейнами 11, на подвижных осях 12 которых смонтированы дуговые ролики, взаимодействующие со стенками пазов сферического тела, Сферическое тело смонтировано на оси 13с возможностью свободного вращения относительно этой оси. Ось 13 жестко смонтирована на камне 14 П-образной формы, вложенном в дуговую направляющую 15 также П-образной формы, жестко смонтированную на приводном валу .16. Вал 16 установлен в опорах втулки 17с возможностью вращения. В полости вала 16 на осях установлено 2 ролика 18 (один ролик не показан), которые несут гибкую связь 19, закрепленную на камне 14 в двух крайних точках. Вал содержит прорези, в которых установлен штифт 20 с возможностью перемещения вдоль вала. Гибкая связь 19 проходит через отверстия штифта 20. В одном из

них гибкая связь жестко закреплена со штифтом, а в другом проходит свободно. Штифт 20.на своих выступах снабжен опорами качения (не показано). Эти выступы

взаимодействуют с кольцевой направляющей 21,. жестко связанной с кольцом 22, несущим два штифта 23, проходящих через продольные прорези втулки 17. Эти штифты установлены с возможностью взаимодействия с кольцевой направляющей, жестко свя- .занной с зубчатым колесом 24, снабженным внутренней резьбой взаимодействующей с резьбой втулки 17, Зубья колеса 24 взаимодействуют с зубчатым колесом 25 сервопри5 вода управления, снабженного

электродвигателем 26, Направляющие

кронштейнов 11 .установлены в пазах сфе-.

рического тела 5 так, чтобы поочередно связывать сферическое .тело с механизмом

0 свободного хода 6 и 7 (см. схему фиг.2),

Дуговая направляющая состоит (фиг.З) из основания 27, жестко связанного с осью 12, подвижно установленной в кронштейне 11. Вокруг основания расположены тела ка5 чения 28. От выпадания их по торцам предо-, храняют детали 29 и 30, по боковым сторонам боковые поверхности пазов сферического тела 5. Ролики центрируются в пазу сферического тела пружинами 31. Угол

0 конуса роликов определяется диаметром Д сферического тела и количеством тел качения. Пазы сферического тела 5 прорезаны до опорной втулки 32, что существенно снижает его массу (см. фиг.4). Ведущее звено

5 приводного вала 16 состоит из дуговой направляющей 15 (см. фиг.5) П-образной формы и вложенного в нее камня 14 той же формы. Это образует большую площадь контакта, а также полость для размещения гиб0 кой связи.

Импульсный вариатор скорости работает следующим образом. . Приводной вал 16 (см. фиг.1) посредством электродвигателя (не показано) приво5 дится во вращение. Вместе с приводным валом вращаются дуговая направляющая 15 и вложенный в нее камень 14. При этом ось 13 приводит сферическое тело 5 в колебательное движение. С пазами сферического

0 тела взаимодействуют дуговые ролики, которые через оси 12 передают качательные движения механизмам свободного хода 6 и 7. При этом механизмы свободного хода 7. заклиниваются при стремлении их переме5 щаться относительно корпусного элемента - крышки 1 и заставляют поворачиваться сферическое тело относительно оси 1-3. В свою очередь механизмы свободного хода 6 заклинивают при стремлении сферического тела 5 вращаться относительно стакана 4.

Это заставляет стакан 4, а вместе с ним и выходной вал 3 поворачиваться на суммарно перемещение механизмов свободного хода 6 и 7. Механизмы свободного хода связаны с рядом пазов сферического тела (см. фиг.2), что обеспечивает постоянное и плйв- ное вращение стакана 4 и выходного вала 3 npji колебательном движении сферического тепа 5. Сферическое тело охвачено сфериче- ско|й чашей 9 (см. фиг. 1), фиксирующей его положение в пространстве и исключающей вибрации. Дуговые ролики за счет кругового движения тел вокруг основания 27 и взаимодействия их с пазами сферического тела передают нагрузку со сферического тела на ось 12, а затем на кронштейны механизмов свободного хода 6 и 7. Пружина 31 обеспе- чив|ает беззазорный контакт тел качения с парами сферического тела. Глубокие пазы сферического тела .(см. фиг.4) существенно снижают его массу. Частота вращения выходного вала 3 пропорциональна амплитуде колебаний сферического тела 5, которая регулируется путем смещения камня 14 в ду- говЬй направляющей 15. Камень и дуговая направляющая имеют, широко развитые плфкие опоры, через которые нагрузка от валр 16 передается к оси 13 и сферическому телу 5. Это обеспечивает высокую нагрузоч- нуга; способность устройства. Регулирова- ние| амплитуды колебаний сферического теяф 5 осуществляется за счет перемещения 14 по дуговой направляющей путем взаимодействия с камнем гибкой связи 19. На ибкую же связь воздействует штифт 20, взаимодействующий с кольцевой направляющей 21, связанной с кольцом 22, несущим штифты 23. На штифты 23 воздействует кольцевая направляющая, жестко связанная зубчатым колесом 24, зубья которого находятся в зацеплении с зубьями колеса 25 сервопривода. При включении электродвигателя 26 сервопривода зубчатое колесо 24 приводит во вращение и перемещается втулки 17. При этом кольцо 22 пере- мещается вдоль вала 16, а штифт20 перемещает в соответствующую сторону гибкую связь 19, перемещая камень 14.

Таким образом обеспечивается стабильная работа устройства при высокой нагрузочной способности.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Импульсный вариатор скорости, содержащий корпус, установленные в нем ведущий и ведомый валы, закрепленную на ведущем валу дуговую направляющую, уста- новленкый с возможностью смещения вдоль нее камень, жестко связанную с ним ось, сферическое тело с меридианальными, равномерно расположенными на нем пазами, механизмы свободного хода, количество которых равно половине числа меридиа- - нальных пазов, установленные на оси с воз- можностью вращения, кронштейны, установленные попарно и диаметрально противоположно на внутренних обоймах соответствующих механизмов свободного хода, и передающие элементы, установленные на соответствующих кронштейнах и взаимодействующие с соответствующими меридианальными пазами,отличающийся тем, что, с целью снижения масс огабаритных характеристик и повышения надежности за счет снижения вибрации, глубина меридиа- нальных пазов превышает длину кронштейнов, а вариатор снабжен сферической чашей, охватывающей часть сферического тела, установленной с возможностью вращения и предназначенной для фиксации его перемещения.

2. Вариатор скорости по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения нагрузочной способности, передающие элементы выполнены в виде дуговых роликов.

3. Вариатор скорости поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения нагрузочной способности, поперечное сечение направляющей и камня выполнено П - образным.

фцг.2

Риг4

Изобретение относится к машинострое- HiiiK) для плавного регулирования скорости различных машин и механизмов. Целью изобретения является снижение маесогаба- рфтных характеристик, повышение нагру- зс|чной способности. Для достижения этой цфли сферическое тело 5 охвачено сферической чашей 9, а масса его уменьшена за счет выполнения пазов на глубину, превышающую длину кронштейнов. Элементы, взаимодействующие с меридиальными пазами сферического тела, выполнены в виде дуговых роликов 27, а дуговая направляющая 15 и камень 14 в виде деталей П-образного поперечного сечения. При повороте приводного вала 16 вместе с ним вращается дуговая направляющая 15. При этом ось 13 приводит сферическое тело 5 в колебательное движение. С пазами тела взаимодействуют дуговые ролики, передавая качательное движение 6 и 7 механизмам свободного хода, которые в свою очередь обеспечивают плав ное вращение выходного вала 3. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.