Многопоточный конусный вариатор Советский патент 1979 года по МПК F16H15/20 F16H55/32 

(54) МНОГОПОТОЧНЫЙ КОНУСНЫЙ RA.PHATOP

Изобретение относится к машиностроению, в частности к -фрикционным передачам с плавным автомати1еским или ручным изменением передаточного отношения. Известен конусный вариатор, соде жащий установленный в корпусе ведущий вал, установленный на валу ведущий каток, обод которого выполнен из пакета разрез.ных упругих колец с равномерно смещенными по окружности и расположенными на наружной стороне зубьями, а ступица катка выполнена с распорными роликами, взаимодействующими с кольцами обода, и взаимодействующие с ведущим каткомустановленные в корпусе с возможностью вращения вокруг своей оси конусы 1 Недостатком этого вариатора является невозможность трансформации больших мощностей вследствие передачи крутящего момента от ведущего катка через один ряд конусов. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является многопоточный конусный вариатор, содержащий установленный в корпусе вин товой ведущий вал, подпру)киненные вдоль своей оси и установленные на валы ведущие катки, обод которых вы полнен из пакета разрезных упругих колец с равномерно смещенными по окружности и расположенными на наружной стороне зубьями, а ступица катка выполнена с распорными роликами, взаимодействующими с кольцами обода, взаимодействующие с катками и установленные попарно в корпусе с возможностью вращения вокруг своей оси конусы и установленный соосно винтовому валу наружный барабан 2. Недостатками этого устройства являются его относительно невысокие КПД и долговечность вследствие наличия в пятнах контакта ведущих пакетов с конусами геометрического скольжения, а также вследствие недостаточной эффективности взаимного воздействия по пространственному положению пар конусов. Целью изобретения является повышение КПД и долговечности вариатора. Указанная цель достигается тем, что попарно установленные конусы взаимодейс твуют один с другим своими торцовыми поверхностями , а зубья на наружной стороне обода выполнены переменной высоты по толщине пакета.

ria фиг, 1 схематически изображен мн.ого по точный конусный вариатор; на фиг. 2 - узел ведущего катка.

Многопоточный конусный вариатор содержит корпус 1, установленный в нем бинтовой ведущий вал 2, винтовые канавки 3 и 4 котсэрого выполнены с одной стороны с правой, а с другой с левой навивкой. Да эти части вала посажены два ведущих катка 5 и 6, подпружиненные вдоль своей оси ,

Упругий обод 7 каждого ведущего катка 5 или 6, состоящий из пакета разрезных упругих колец 8, контактирует с несколькими конусами 9 и 10, которые попарно установлены с осевыми и радиальными зазорами в подшипникахИ корпуса 1 вариатора с возможностью вращения вокруг своей ock. Конические кромки конусов 9 и 10 имеют общую вершину С. Обод 7 каждого катка 5 или б имеет равномерно сметенные по окружности и расположенные на наружной стороне зубья 12.

Глубина прорезей между . зубьями 12 зависит от многих факторов и . ределяется по формуле

/Mi.i,

Mi. V/ э П

V,

4tti3,K

, 2-)Г Ъ/. EfdTdi-MH) ,K

де d. - диаметр ведущего катка;

Пл - число зубьев по окружности; h.

- ширина прорези; .

М Е - модуль упругости; vf - относительная скорость

скольжения в данном сечении катка;

t погонная касательная сила; k -коэффициент уменьшения на- . грузки параллельного силово го потока.

Ступица 13 ведущих катков 5 и б BbmoJiHeHa с распорными роликами 14, взаимодейств тощими с тупоугольными пазами разрезных колец 8 обода.7. Сосено винтовому валу 2 установлен наружный барабан 15. Попарно установленные конусы взаимодействуют своими орцовыми поверхностями 16 и 17 один с другим/ Между ведущими катками 5 VI 6 находится распорная пружина 18. Вариатор работает следующим образом - - . , . ,.. ;.

Крутящий момент ОТ: ,винтовогЪ вала 2 передаемся каждой ступице 13 катков 5 и б, а от нее через ролики 14 и пакеты разрезных упругих колец 8 - конусам 9 и 10.

Под действием касательной силы крутящего MOMieHта на игослонных плоскостях тупоугольных вырезЬв колец образуются лормгшьлые и радиальные силы, которые стремятся раджать разрезные кольца 8 0бода 7, чему препятствуют конусы 9 и 10. В результа- те между ведущими катками 5 и б и конусами 9 и 10 возникают силы прижатия, пропорциональные передаваемому крутящему моменту. Они обеспечивают передачу крутящего момента конусам 9 и 10 и передаются через их концевые конические поверхности наружному барабану 15, обеспечивая силу ЯЩжатия между поверхностями.

: Регулирование передаточного отношения вариатора осуществляется автоматически в зависимости от вели- чины передаваемого крутящего момента При изменении крутящего момента на винтовом валу 2 происходит изменение и осевой силы, которая возникает в винтовых канавках 3 и 4 винтового вала 2 и ведущих катков 5 и 6.

При увеличении крутящего момента увеличивается осевая сила, под действием которой ведущие катки 5 и 6 сближак1тся к дередине и сжимают пружину 18, что уменьшает скорость вращения и увеличивает крутящий момент на наружном барабане 15. Таким образом, при перемещении катков 5 и 6 происходит саморегулирование их крутящих Моментов.::

Наличие общей вершины С у конических конусов 9 и 10 обеспечивает перекатывание их без скольжени я, а наличие Осевых и радиалЬных зазоров в их подшипниках - выравнивание нагрузок между парами конусов 9 и 10. Так, при увеличении нагрузки на левый конус 9 увеличивается и осевая сила, которая через торцойые /поверхности 16 и 17 конусов 9 и 10 продвигает его вправо, что приводит к заклиниванию правого конуса 10 между ведущим катком 6 и наружным барАбанрм 15.

При качении цилиндрически;х .ведущих катков 5 и 6 по конический поверхностям конусов 9 и 10 возникает геометрическое скольжение, которое так же, как и скольжение от неточностей изготовления, компевсйруК) зубья 12 за счет их различных cTpeJi прогибов в пятнах контактов.

Основным преимуществом вариатора является повышение его К1ТД и долговечности за счет равномерного распределейия крутящего мрмеита по сияовьЫ потокам, создания сил прижатия, пропорциональных передаваемому крутящему ютменту и уравнрвешиван1 я составгляющих этих сил, а также за счет компенсации скольжений.

Формула изобретения

МногопЬточный конусный вариатор, 60 содержащий установленный в корпусе винтовой ведущий вал, подпружиненные вдоль своей оси и установленные на . вгшы ведущие катки, обод которых выполнен изпакета разрезных упругих колец с равномерно смещенными по окружности и расположенными на наружной стороне зубьями, а ступица катка выполнена с распорными роликами, взаимодействующими с кольцами обода, взаимодействующие с катками и установленные попарно в корпусе с возможностью вращения вокруг своей оси конусы и установленный соосно винтовому валу наружный барабан, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения КПД и долговечности вариатора, попарно установленные конусы взаимодействуют один с другим своими торцовыми поверхностями, а зубья на наружной, стороне обода выполнены переменной высоты по толщине пакета.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент США № 3224300, кл. 74-796, 1975 (прототип).