Трехпоточный фрикционный вариатор Советский патент 1980 года по МПК F16H15/52 

Изобретение относится к маш1гарстрое- нию и может быть использовано в приводак, где требуется плавное регулирование скорости. Известен трехпоточный фрикционный вариатор, содержащий корпус, центральны вал с пакетом фрикционных элементов, установленных с возможностью осевого перемещения и качания вокруг оси, три периферийных вала с пакетами фри1щион- шлхэпементов, установленных с возможностью осевого перемещения и качания вокруг оси и взаимодействующих с фрикционными элементами центрального вала, и устройство изменения передаточного отнощения lj. Недостатком известного вариатора является неравномерное распределение нагрузки по периферийным валам. Целью изобретения является обеспечение автоматического выравнивания нагруэ ки между периферийными валами по всему диапазону регулирования.. цель достигается тем, что вариатор снабжен тремя концентрическими кольцами, наружное из которых взаимодействует с периферийными валами и имеет два диаметрально расположенных штьфя внутреннее установлено на корпусе, имеет также два диаметрально расположенных штыря и на цилиндрической поверхности два сквозных паза, а в среднем кольце выполнены две пары взаимно перпендикулярных диаметральных отверстий, в которые соответственно входят штьфи наружного и внутреннего колец, размещенными на корпусе упругими элементами, проходшцими через пазы внутреннего кольца к взаик1одействующими со средним кольцом и шарнирно установленным на корпусе и контактирующим с наружным кольцом рычагом с пружиной, а угол V установки рычага к горизонтали и упругая сила Pyj,n элемента пружины определены из соотношений: Q., р Пр В.51Пб-5-ЩЧ1 где Q - вес одного периферийного пакета, Qy. - вес кольца, I - расстояние центра тяжести пакета от оси поворота, rt длина кронштейна, несущего периферийный пакет, Q - угол между кронштейном и шатуном, К Krt- коэффициенты, зависящие от компоновки .вариатора, опреде ляемые по зависимостям: K -SsiM(3r-p )sitt7C K,SSivi(ar-P -) . у - угол между линиями, соединяю щими центр паразитной шестер ни соответственно с центрами вариатора и периферийного пакета при максимально выдви нутых периферийных цискаК) jb: - угол между линией, соединяющей центры вариатора .и. паразитной шестерни i -го пакета И положительным направлением сил тяжести в том же положении, А - угол, образованный шатуном i -го пакета с вертикальЮ( определяемый по зависимсхзтк: .-гг- -5ч-е-; где ХГ - угол между С и Е. На фиг. 1 дан поперечный разрез вариатора; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1} на фиг. 3 - схема сил, дейсрвую щих на элементы вариатора, и расположе ние упругих элементов. Вариатор состоит из корпуса 1, в ко тором смонтированы ведущий вал 2, соос ный с ним центральный вал 3 с пакетом фрикционных элементов 4 на барабане 5 механизмом 6 автоматического изменени усилия прижатия фрикционных элементов 4 и пружиной 7 предварительного прижатия, оси 8, на которых поворотно установлены кронштейны 9 с периферийными валами 10, несущими пакеты фрикционных элементов 11, взаимодействующих с элементами 4. На валах 10 установлены шестерни 12 через паразитные шестерни 13 свободно вращающиеся на осях 8, связанные с шестерней 14 вала 2. Устройство Ичзменения передато шого отношения представляет собой смонтированный в верхней части корпуса винтово механизм 15, тягой 16 соединенный с оворотным кольцом 17, установленным а крышке 18 соосно центральному валу , Кольцо 17 посредством штырей свяано с кольцом 19, которое в свою очеедь штырями связано с наружным кольом 20, шатунами 21 соединенным с ронштейнами 9 периферийных валов 10, В пазах кольца 17 на опоре 22 устаовлены упругие элементы 23 и 24, наример, фигурные пружины дугообразной ормы, на которые опирается среднее кольцо 19. На крышке 18, перпендикуляро штырям наружного кольца, установлен ычаг 25 с упругим элементом, например ружиной, на который опирается наружное ольцо 20. Вариатор работает следующим образом. От электродвигателя через муфту (на фигурах не показаны) вращение передается валу 2 с шестерней 14, от нее через шестерни 13 и 12 - валам 10с фрикционными элементами 11. Элементы 11 передают вращение элементам 4 и через барабан 5 - центральному в.аду 3. Вариатор может работать и в обратном порядке, когда ведущим будет центральный вал 3, а ведомым - вал 2. Для изменения передаточного отношения вращением маховичка перемещаю гайку винтовой пары. Гайка через тягу 16 поворачивает кольцо 17, а вместе с ним и кольца 19 и 20. Кольцо 20 через шатуны 21 поворачивает кронштейны 9 с периферийными валами Ю, увеличивая или уменьшая межщен ровое расстоя- ние между фрикционными пакетами центрального и периферийного валов, Упругяе элементы 23 и 24 и рычаг 25 обесне- чивают концентрическое распсяожегше колец 19 и 20 относительно кольца 17, не давая им опускаться под действием сил тяжести. Причем рычаг 25 уравновешивает силы тяжести периферийных пакетов, шатунов и наружного кольца, а упругие элементы 23 w 24 - среднего кольца. Упругие элементы 23 и 24 работают поочередно в .зависимости от направления силы, стремящейся переместить вдоль штырей среднее кольцо. Если межцентровые расстояния одинаковы для всех валов, последние будут передавать одинаковый крутящий момент, равный общему крутящему моменту, деленному на число периферийных валов, и система будет находиться в равновесии. В случае, если один пакет вошел глубже, то есть расстояние ОО 002 пере- цагоЧное отношение этого.пакета будет больше, чем у другого, и он будет передавать большую мощность. Окружное усилие Q во фрикционном зацеплении и реактивная сила R в зубчатом зацеп- 5 лении будут больше усилий Q2 и R,. Результирующая Q и R пройдет через центр пакета и разложится на две составляющие, из которых одна перпендикулярна кронштейну 9 и направлена от 0 центра вариатора. Эта сила повернет кронштейн 9 с пакетом фрикционных элементов вокруг оси 8, увеличивая расстояние OOf. Поворот кронштейна 9 вызовет перемещение шатуна 21, связанного с сиетемой концентрических колец. Так как внутреннее кольцо 17 удерживается са мотормозящим винтовым механизмом от поворота, происходит перемещение среднего и наружного колец 19 и 2О20 в двух взаимно перпендикулярных направлениях. При этом кронштейн 9 повернется в обратном направлении и уменьшится расстояние 002Когда межцентровые расстояния вновь 25 будут одинаковы, система придет в равновесие и уравнительное движение прекратится. Автоматическое выравнивание нагрузки между периферийными валами повы- 30 сит КПД вариатора и увеличит долговечность его, исключит циркуляцию паразит-. ной мощности и уменьшит потери от. проскальзывания фрикционных элементов. Установка упругих элементов с опре- 35 деленными упругими силами под расчетно обоснованным углом к вертикали обеспечит одинаковое выравнивание нагрузки по всему диапазону регулирования передаточного отношения. Формула изобретения Трекпоточный фрикционный вариатор, содержащий корпус, центральный вал с пакетом фрикционных элементов, установленных с возмо кностью осевого. перемещения и качания вокруг оси, три периферийных вала с пакетами фрикционных элементов, установленных с возможностью осевого перемещения и качания вокруг оси и взаимодействующих с фрикционными элементами центрального вала, и устройство изменения передаточного отношения, отличающийся тем, что, с целью обеспечения автоматического выравнивания нагрузки между перифериййыми валами по всему диапазону регулирования, он снабжен тремя концентрическими кольцами, наружное из которых взаимим шт пус рас кой сре вза ны но го руг паз вую но тир с п к г мен где где где пр кл. действует с периферийными валами и ет два диаметрально расположенных ря, внутреннее установлено на кор, имеет также два диаметрально оложенных штыря и на цилиндричесповерхности два сквозных паза, а в нем кольце выполнены две пары мно перпендикулярных диаметральотверстий, в которые соответственходят штыри наружного и внутреннеолец, размещенными на корпусе упми элементами, проходящими через внутреннего кольца и взаимодейстими со средним кольцом и шарнир- становленным на корпусе и контакющим с наружным кольцом рычагом ужиной, а угол 4 .установки рычага ризонтали и упругая сила Pv,pp элеа прзга ины определены из соотношений а-е,к, п .K -eQ e25in(r Qn 1N e SinGsitt чQfj - вес одного периферийного пакета; вес кольца, g -. расстояние центра тяжести пакета от оси поворота; 2 - длина кронштейна, несущего периферийны пакет, G - угол между кронштейном и шатуном;. Кл- коэффициенты, зависящие от -КОМПОНОВКИ вариатора, определяемые по зависимостям: K,1lsin(3-(b.. Kj-i: s-itt ( , -Jf - угол между линиями, соединяющими центр паразитной шестерни соответственно с центрами вариатора и периферийного пакета при максимально выдай- . нутых периферийных дисках,. |Ь - угол между ЛЕНией, соединяющей центры вариатора и паразитной шестерни i-го пакета и положительным направлением сил тяжести в том же положении, Л.,- , образованный шатуном 1 -го пакета с вертикалью, определяемый по зависимости; A.I ieo-jb -V Sr S-, U - угол между и Источники информац-ии, нятые во внимание при экспертизе :- Патент ФР-Г ; 1033985, 7 Н 14 , 1058 (прототип)..

21

иг.д