Фрикционный вариатор Советский патент 1980 года по МПК F16H13/06 F16H15/48 

1

Изобретение относится к области машиностроения и может быть лспользовано в приводах, обеспечивающих бесступенчатое изменение частоты вращения.

Известны фрикционные вариаторы. Передача вращения от ведущего в.ала к ведомому у известных типов фрикционных вариаторов осуществляется посредством конических, тороидальных или плоских поверхностей, связанных с ведущим и ведомым валами через промежуточные тела, представляющие собой замкнутые ремни, катки, ролнкн.

Известен вариатор, содержащий желобчатые конуса и расположенный между ними стальной упругий элемент.

Изменение передаточного отнощения достигается изменением диаметров поверхностей обкатки 1.

Недостатком известных вариаторов является малый диапазон изменения передаточного отношения ().

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является фрикционный вариатор, содержащий корпус, соосно расположенные ведущий и ведомый валы, колесо, установленное на ведомом валу, разрезное кольцо из фрикционного материала и взаимодействующие с ним толкатели и кулачковое кольцо 2.

Известный вариатор допускает изменение передаточного отношения от /„акс - ДО t . Недостатком его являются малые значения частоты вращения ведомого вала вследствие большой величины i.,,,;,,-, что ограничивает .их использование без дополнительных передач, а также недолговечность гибкого колеса, подверженного циклическим нагрузкам.

Целью изобретения является расширение

10 пределов изменения передаточного отношения, а также обеспечение регулирования передаточного отношения и прижимного усилия в зоне контакта фрикционной пары на

15 ходу вариатора, а также повышение его долговечности.

Цель достигается тем, что вариатор снабжен внутренним и внешним Эксцентриками, установленными на входном валу, рас20ноложеннЫлМ на них промежуточным диском с кольцевыми и радиальными пазами, в которые установлены взаимодействующие между собой соответственно кулачковое кольцо и толкатели с охватывающим их разрезным кольцом, крестовой муфтой, соединяю20щей промежуточный диск с корпусом, и менизмом разворота эксцентриков, связывающим внешний эксцентрик и толкатели. Кроме того, он снабжен рукояткой управления,

30 а кинематическая цепь механизма разворота эксцентриков выполнена в виде конического дифференциала, оси центральных элементов которого установлены с возмож юстью вращения в промежуточном диске, водило через крестовую муфту связано с р1укояткой управления и кинематически - с ;кулачковым кольцом, одно центральное колесо кинематически связано с наружным эксцентриком, а второе посредством поводка связано с поворотной осью, установленной в корпусе. Кроме топо, он снабжен рукояткой натяжения, дополнительным кольцом, установленным в промежуточном диске и кинематически связанным с кулачковым КОЛЬЦОМ, механизмом разворота эксцентриков и рукояткой натяжения, а кольцо, установленное на ведомом валу, выполнено с жестким ободом.

На фиг. 1 приведена схема фрикционного вариатора; на фиг. 2 - (конструкция тяги; на фиг. 3 - размещение разрезного чольца на толкателях.

Вариатор содержит корпус 1, ведущий и .зедомый валы 2, 3, колесо 4, установленное на ведомом валу. На внутренний эксцентрик 5 выполненный на ведущем валу 2, посажен внесший эксцентрИК 6, ,на котором на подшипни-ках установлен промежуточный диск 7, снабженный радиальными пазами, в которых подвижно установлены толкатели 8. На лицевой стороне толкателей выполг ены по спиральной кривой поперечпые пазы. Выступающие концы толкателей 8 охватываются разрезным кольцом 9, выполненным из упругой фрикционной ленты, установленной в направляющих Т-образных пазах толкателей (фиг. 3). Один конец ленты закреплен на одном пз толкателей, а свободный асонец ленты заходит в прорезь закрепленного ее конца, образуя замкнутый фрикционный венец, контактирующий с внутренней поверхностью колеса 4, соединенного с ведомым валом.

Толкатели 8 в радиальном направлении удерживаются и фиксируются за счет спиральных выступов кулачкового кольца 10, входящих в спиральные поперечные пазы толкателей 8. Кулачковое кольцо 10 установлено в кольцевом пазу промежуточпого диска 7 и связано с дополнительным кольцом 11, также установленным в кольцевом пазу промежуточного диска, зубчатого колеса 12 и зубчатого сектора 13.

Промежуточный диск 7 связан с асорпусом посредством крестовой муфты 14.

Механизм разворота эксцентриков выполнен в виде конического дифференциала, оси центральных звеньев которого установлены с возможностью вращения в промежуточном диске. Водило 15 дифференциала через крестовую муфту 16 овязано с управляющей щайбой 17 и закрепленной на ней рукояткой 18 управления, а также через зубчатые сектора 19 .и 20 с дополнительным кольцом 11. Центральное колесо 21 взаимодействует с приводной щестерней 22, установленной на наружном эксцентрике и через зубчатый венец 23 с сателлитом 24. Второе центральное колесо 25 посредством

5 поводка 26 связано с поворотной осью 27, устаповленной в управляющей щайбе /7.

Управляющая щайба снабжена зубчатым сектором 28, который входит в зацепление с зубчатым сектором 29, соединенным с

0 кольцевой тягой 30 (фиг. 2). На кольцевой тяге 30 установлена натяжная шайба 31, соединенная с рукояткой натяжения 32. Натяжная щайба 31 посредством крестовой муфты 33 связана с валиком зубчатого колеса 2, установленного на дополнительном кольце //.

Вариатор работает следующим образом. Вращение вала 2 передается внещнему эксцентрику 6. При этом промежуточный

диск 7 будет совершать круговое поетупатель.ное движение с радиусом, равлым с ммарпому эксцентриситету эксцентриков 5 и 6. Диск 7 с разрезнььм кольцом 9 увлекает колесо 4 с окружной скоростью точки кон0 7Г.КТП, обуславливая передаточное отношение

где Р„ - радиус колеса 4.

Изменяя величину эксцентриситета при соответствующем изменении радиуса разрезного колеса 9 можно в широких пределах менять величину передаточного отношеппя мсханпзма.

Это 1зменение осуществляется рукояткой 18 управления. При круговом поступательном движении диска 7 ось колеса 25, будучи связанная поводком 26 с поворотной осью 27, установленной в корпусе, будет вместе с колесом 25 вращаться с частотой, постоянно равной частоте вращения вала 2. Венец 23 с колесоим 21 вращаются от приводной щестерни 23, соединенной с

внешним эксцентриком 6. При равенстве радиусов колес 21 и 22 частоты вращения конического венца 23 и центрального колеса 25 будут одинаковы, но направлены в противоположные стороны. Поэтому при неподвижной рукоятке 18 ось сателлита 24 (или водило 15} и вал зубчатого сектора 19 будут неподвижны. При повороте рукоятки 18 будет поворачиваться ось сателлита 24, ускоряя или замедляя вращение конического венца 23 с центральным колесом 21, а также связанного с ним приводной шестерней 22 вместе с внешним эксцентриком 6 и тем самым будет изменять ,величину эксцентриситета .

Одновременно поворот рукоятки 18 вызывает поворот зубчатого сектора 19. В результате сцепления секторов 19 ц 20 происходит поворот дополнительного кольца // и связанного с последним посредством зубчатого зацепления колеса 12 и сектора 13

кулачкового «ольца 10. Кулачковое кольцо 10 своими спиральными выступами перемещает толкатели 8, увеличивая пли уменьшая диаметр разрезного кольца 9 п зависимости от направления поворота рукоятки 17. Соответствующим подбором передаточного отношения зубчатого зацепления секторов 20 и параметров спирали кулачкового кольца 9 и толкателей 8 можно хстановить полное соответствие изменения величины эксцентриситета е и диаметра разрезного кольца 9.

Регулирование величины тягового момента на выходе вариатора осуществлено механизмом натяжения. Без регулирования усилия взаимного контакта фрикционных поверхностей разрезного кольца 9 и колеса 4 кольца W и 11 могли бы быть соединены жестко. При нал.ичии такого регулирования нужного как с целью изменения тягового момента, так и для компенсации ослабления усилия контакта при постепенном износе контактных поверхностей, связь колец 10 и и осуществлена за счет зубчатого зацепления колеса 12 и секто.ра 13.

Регулирование величины тягового момента на выходе вариатора осуществлено механизмом натяжения. При повороте рукоятки 32 будет поворачиваться валик колеса 12. В результате сцепления колес 12 к 13 кулачковое кольцо 10 повернется относительно неподвижного кольца 11 (при неподвижной рукоятке 18, увеличивая или уменьшая диаметр разрезного кольца 9 и тем самым увеличивая или уменьшая усилие поджатия диска 7 к поверхности колеса 4.

Чтобы не происходило изменения взаимного положения оси натяжной шайбы 31 п центра вращения колеса 12 при регулировании величины эксцентриситета, что иривело бы к изменению усилия контакта диска 7 с колесом 4, вместе с поворотом колец 10 и 11 перемещается и ось натяжной щайбы 31. Для этого ось шайбы 31 с рукояткой 32 размещена на кольцевой тяге 30, установленной в кольцевой направляющей корпуса и связанной с управляющей шайбой /7 (и рукояткой управления 18} зубчатыми секторами 28, 29. Яри этом радиусы зубчатых секторов 19 и 28 и зубчатых секторов 20 и 29 должны быть соответственно одинаковы.

Это приводит к тому, что при повороте рукоятки 18 угловые скорости кольцевой тяги 30 и кольца // одинаковы и при фиксированном положении рукоятки 32 относительио тяги 30, колесо 12 представляет собой единое целое с кольцом /7 за счет зубчатого зацепления колеса 12 и сектора 13, дополнительное кольцо // и кулачковое 10 жестко соединены друг с другом, т. е. изменение усилия в контакте колеса 4 с разреэньш кольцо,м 9 не иролзойдет.

Применение данного вариатора позволяет существенно расширить диапазон регулирования передаточного отношения при увеличении его долговечности.

Формула изобретения

1.Фрикционный вариатор, содержащий корпус, соосно располол енные ведущий и ведомый валы, колесо, устаиовленное на ведомом валу, разрезное кольцо из фрикционного материала и взаимодействующие с ним толкатели и кулачковое кольцо, отличающийся тем, что, с целью расщирения пределов изменения передаточного отношения, он снабжен внутренним и внешним эксцентриками, установленными на входном валу, расположенным на них промежуточным диском с кольцевыми и радиальными пазами, в которые установлены взаимодействующие между собой соответственно кулачковое кольцо н толкателн с охватывающим их разрезным кольцом, крестовой муфтой, соединяющей дромеж-уточный диск с

корпусом, и мехаиизмом разворота эксцентриков, связывающим виешний эксцентрик и толкатели.

2.Фрикционный вариатор по п. 1, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью регулирования передаточного отнощения на ходу, он .снабжен рукояткой управления, а кинематическая цеиь механизма разворота эксцентриков вынолнена в виде конического дифференциала, оси центральных элементов

которого установлены с возможностью вращения в промежуточном диске, водило через крестовую 1муфту связано с рукояткой управления и кинематически - с кулачковым кольцом, одно центральное колесо кинематически связано с наружным эксцентри-ком, а второе посредством поводка связано с поворотной осью, установленной в корпусе.

3.Фрикционный вариатор, по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью регулирования прижимного усилия в зоне контакта разрезного кольца, он снабжен рукояткой натял ения, дополнительным кольцом, установленным в промежуточном диске и кинематически связанным с кулачковым кольцом, механизмом разворота эксцентриков и рукояткой натяжения.

4.Фрикциолный :вариатор по п. 1, о т л ич а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения

его долговечности, колесо, установленное на (ведомом валу, выполнено с жестким ободом.

Источники информации, принятые во в:;;1мание при экспертизе:

1.Авторское свндетельство СССР Л 169961, кл. F 16 П 17/00, 1961.

2.Авторское свидетельство СССР До 316884, кл. F 16 Н 1,5/00, 1969 (дрототип).