Зубчатый вариатор Советский патент 1980 года по МПК F16H3/22 

(54) ЗУБЧАТЫЙ ВАРИАТОР

1

Изобретение относится к области машиностроения и может быть испо.льзовано во всех областях народного хозяйства в приводах машин, 3 которых необходимо обеспечить регулирование скорости рабочего вала.

Известны зубчатые вариаторы, содержащие блок конических зубчатых колес, входящих поочередно в зацепление с ведущей цилиндрической шестерней, скользящей на шлицевом валу fl и 2.

Недостатком известного вариатора является зиачите-льные осевые габариты.

Наиболее близким по технической сущности к о ;йс вае«юг у изобретению является вариатор, содержащий ведущий и ведомый в.-1ЛЬ. ),;фференииал, одно из звеньев которогО рязмешеяо на ведомом валу, установленный на ведущем валу блок эвольвентно-коничеек.их колес, взачмодействующие с ним ti цилкнлрическне зубчатые колеса f3}

Оседые габариты известного зубчатого вариатора могут быть уменьшены приблизительно в два раза, так как число силовых KOHTaKiOB увеличено .. Это достигается за 31;ачительного усложнег;ия конструкции, так как в этом случае в осевом направлении 7;сремсщается rvTcxaHHSw -

зубчатый дифференциал. Кроме того, при принятом диапазоне регулирования число венцов конического блока не уменьшается.

Целью изобретения является уменьшение габаритов вариатора.

LJ,evTb достигается тем, что вариатор снабжен двумя промежуточными валами, каждый из которых кинематически связан с одним из двух других центральных звеньев дифференциала, а цилиндрические зубчатые 10 колеса установлены на промежуточных валах с возможностью перемещения вдоль них.

Кроме того, с целью увеличения коэффициента полезного действия, вариатор снабжен блокирующей муфтой, а в кинематическую цепь одного из промежуточных валов введен механизм свободного хода.

Или же с целью увеличения диапазона регу.чирования, вариатор снабжен четырьмя механизмами свободного хода, двумя шлицевыми валами, каждый из которых соединен посредством кинематической цепи через один из механизмов свободного хода этой же цепи с соответствующим центральным звеном дифференциала, и взаимодейстзчющими с венцами блока эвольвентно-конических колес дополнительными зубчатыми колесами, установленными на шлицевых валах с возможностью перемещения вдоль них. В последнем случае AZ разность чисел зубьев двух соседних венцов конического блока, число зубьев на наибольшем венце блока эвольвентно-конических колес Z, и передаточное отношение UK участка кинематической цепи от шлицевого вала к промежуточному определены отношением

2п.л2,

На фиг. 1 представлена конструктивная схема зубчатого вариатора; на фиг. 2 представлена схема зубчатого вариатора с блокирующим устройством; на фиг. 3 представлена конструктивная схема зубчатого вариатора с четырьмя механизмами свободного хода.

Зубчатый вариатор (фиг. 1) содержит блок 1 эвольвентно-конических колес, закрепленный на ведущем валу (на чертеже не показан). .

На двух промежуточных валах 2 и 3 порознь установлены два цилиндрических колеса 4 и 5, входящие в зацепление с венцами блока.

Промежуточный вал 2 кинематически связан с центральным звеном 6 дифференциала, а промежуточный вал 3 связан кинематически с другим центральным звеном 7 дифференциала, третье центральное звено 8 которого связано с ведомым в.алом (на чертеже не показан).

Зубчатый вариатор, представленный на фиг. 2, содержит также механизм 9 свободного хода (МСХ), установленный в кинематической цепи, связывающей промежуточный вал 3 с центральным, звеном 7 дифференциала, и блокирующую муфту 10.

Причем параметры (внутреннее передаточное отнощение дифференциала и боковых передач) зубчатого вариатора с блокирующим устройством (фиг. 2) подобраны таким образом, чтобы при всех возможных положениях колес 4 и 5 передаточное отношение вариатора было положительным. Другими словами, наименьшее передаточное отношение вариатора не может быть меньше нуля.

Зубчатый вариатор, представленный на фиг. 3, содержит блок 1 эвольвентно-конических колес с разницей в числе зубьев двух соседних венцов AZ.

На двух промежуточных валах 2 и 3 свободно установлены втулки 11 и 12, на которых, в свою очередь, установлены цилиндрические колеса 4 и 5. Каждая из втулок через механизмы свободного хода (МСХ 13 и 14 связана со своим промежуточным валом 2 и 3.

Два шлицевых вала 15 (на чертеже показан один шлицевой вал) порознь связаны кинематической цепью 16 с промежуточными валами 2 и 3.

В одно из звеньев кинематической цепи 16 встроен механизм свободного хода (МСХ) 17.

На каждом из щлицевых валов 15 установлено дополнительно зубчатое колесо 18, зацепляющееся с венцами блока 1. Передвижение колес 5 и 18 производится также, как и вариаторах 1.

Число зубьев Z на наибольшем венце конического блока при разности AZ в числах зубьев двух соседних венцов и передаточном отношении U| от дополнительного шлицевого вала к основному принимают с выполнением условия:

Зубчатый вариатор работает следующим образом (фиг. 1). Венцы конического блока, зацепляясь с цилиндрическими колесами 4 и 5, передают вращение на центральные звенья 6 и 7 дифференциала. В результате звено 8, связанное с ведомым валом, получает вполне определенную скорость вращения. Если необходимо изменить скорость вращения, то одно из их цилиндрических колес 4 или 5 перемещают в осевом направлении. Это приводит к изменению скорости соответствующего центрального звена дифференциала, а следовательно, и ведомого вала.

Поскольку изменение скорости вращения ведомого вала достигается независимым изменением положения двух цилиндрических колес, при заданном диапазоне изменения скорости габариты предлагаемого вариатора значительно уменьшены по сравнению с известным.

Зубчатый вариатор, представленный на фиг. 2, работает следуюшим образом: при необходимости работы на ступенях, обеспечивающих малые скорости вращения ведомого вала, блокирующая муфта 10 разомкнута. Мощность с ведущего вала через зацепление цилиндрического колеса 4 с венцами блока 1 передается на промежуточный вал 2. В дифференциале поток мощности разветвляется. Часть ее поступает на ведомое центральное звено 8, а вторая часть через центральное звено 6 на ведущий элемент МСХ 9. Так. как параметры вариатора подобраны таким образом, чтобы передаточное отношение (при условии принудительного замыкания МСХ) было положительным, то скорость ведущего элемента МСХ (при условии, что МСХ не накладывает связей) больше скорости ведомого элеменга МСХ.

Таким образом, в режимах с циркуляцией энергии при любом положении цилиндрических колес 4 и 5 происходит замыкание МСХ. Следовательно, энергия с центрального звена 6 через МСХ 9 и зацепление колеса 5 с венцами блока 1 возвращается на ведомый вал.

При необходимости работы на ступенях, обеспечивающих большие скорости ведомого вала, замы1 ают блокирующую муфту 10.

Вращение звена 6 при этом получает то же направление, что и вал 2, направление вращения ведущего звена МСХ 9 при этом меняется на протиповоложное, при оставщемся неизменном направлении вращения ведомого звена МСХ 9.

Это соответствует обязательному размыканию МСХ 9.

Энергия в этом случае напрямую с основного промежуточного вала 2 через заблокированный дифференциал передается на ведомый вал 8. Циркулирующая энергия отсутствует.

При этом дополнительно получено число ступеней, равное числу венцов блока 1, соответствующих разным положениям колеса 4.

Зубчатый вариатор, представленный на фиг. 3, работает следующим образом.

Колеса 5 и 18, зацепляясь с венцами блока 1 эвольвентно - конических колес, передают вращение на промежуточный вал 3. При этом, если передаточное отнощение от блока 1 к валу 3 через колесо 5 оказывается больщим передаточного отнощения от блока 1 к валу 3 через колесо 18, то замыкается МСХ 14. В противном случае замыкается МСХ 17. Вращения с валов 2 и 3 передается на центральные звенья 6 и 7 дифференциала и далее на центральное звено 8, связанное с ведомым валом.

Следовательно, скорость ведомого вала определяется положением колес 5, 4 и 18.

Формула изобретения

0 что, с целью увеличения диапазона регулирования, он снабжен четырьмя механизмами свободного хода, двумя щлицевыми валами, каждый из которых соединен посредством кинематической цепи через один из механизмов свободного хода с одним из промежуточных валов, а через другой механизм свободного хода этой же цепи с соответствующим центральным звеном дифференциала, и взаимодействующими с венцаO ми блока эвольвентно-конических колес дополнительными зубчатыми колесами, установленными на шлицевых валах с возможностью перемещения вдоль них.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

М., 1967, с. 221, рис. 111.

0

№ 426090, кл. F 16 Н 3/22, 1974 (прототип).

г/ .

Лг 7

О

U2.J JL