Фрикционный вариатор Советский патент 1981 года по МПК F16H13/06 F16H15/48 

Изобретение относится к машиностроен-ию и может быть использовано в приводах , обеспечивающих бесступенча тое изменение частоты вращения. Известен фрикционный вариатор,содержащий корпус, ведущий и ведомый валы,промежуточное звено, установленное на ведущем валу с помощью двух эксцентриков, обкаточную фрикци онную поверхность, взаимодействующую с промежуточным звеном Lll Наиболее близким по технической сущности к изобретению является фрик ционный вариатор, содержащий корпус, установленные в нем соосно ведущий и ведомлй валы, размещенные на ведущем валу внутренний и внешний эксцентрики , механизм разворота эксцент риков, разрезное кольцо, ведомое колесо и установленный на эксцентриках промежуточный диск, взаимодействующи с ведомым колесом через разрезное кольцо Г23 . Недостатком известных вариаторов является наличие одностороннего контакта между промежуточным звеном (диском) и фрикционной обкаточной по верхностью (ведолым колесом) ,что при водит к повышенным изгибным нагруз, нам на валы и давлениям на подидапНИКИ, к колебаниям корпуса (из-за динамической неуравновешенности промежуточного звена, расположенного эксцентрично относительно оси ведущего вала;, ограничению тягового момента. Цель изобретения - повышение долговечности , нагрузочной способности и снижение вибраций. Поставленная цель достигается тем, что вариатор снабжен расположенными по обе стороны и противоположно ориентированными по отношению к основным двумя парами дополнительных эксцентриков, внутренние из которых установлены жестко на ведущем валу, а внешние кинематически связаны с внешним основным эксцентриком и с механизмом разворота эксцентриков, двумя шайбами, установленными на дополнительных эксцентриках, кинематически связанными с промежуточным диском и корпусом с возможностью поступательного перемещения относительно них и имеющими конические поверхности,взаимодействующие с аналогичными поверхностями, выполненными на частях разрезного кольца, установленного жестко на ведомом колесе.

На фиг. 1 представлена кинематическая схема предлагаемого фрикционного вариатора; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез на фиг. 1.

Вариатор содержит корпус 1, ведущий 2 и ведомый 3 валы, на которых установлены пара основных эксцентриков - внутренний 4 и внешний 5 - и две пары дополнительных, внутренние |б и 7 из которых установлены на ведущем валу 2 и ориентированы противоположно основному эксцентрику4, а внешние дополнительные эксцентрики 8 и 9 связаны с помощью поводков 10 и поводковых шайб 11 с основным внешним эксцентриком 5,

На эксцентрике 5установлен промежуточный диск 12, а на эксцентриках 8 и 9 - шайбы 13 и 14, которые связаны с диском 12 с помощью двух крестовий 15 и 16 и роликов 17, а с корпусом - с помощью крестовины 18 и роликов 19.-Указанная кинематическая связь обеспечивает круговое, без вршцения, движение промежуточного диска 12 и шайб 13 и 14.

Механизм разворота эксцентриков содержит зубчатые колеса 20-24 и водило 25. Механизм регулирования натяжения пружин содержит зубчатые колеса 26-30 и водило 31, червячный сектор 32, червяк 33, зубчатые колеса 34 и 35. Колесо 29 связано посредством пар колес 34 и 35 с винтами 36, которые снабжены двумя участками резьбы с взаимно противоположным направлением витков и взаимодействуют с опорными кольцами 37,

Промежуточный диск 12 и шайбы 13 и 14 взаимодействуют своими коническими поверхностями с фрикционными кольцами 38 и 39, образующими разрезное кольцо, упруго установленное на ведомом колесе 40 с помощью пружины

41.

Фрикционный вариатор работает следующим образомВращение ведущего вала 2 через внутренние ;.эксцентрики 4, 6 и 7 ,жестко соединенные с валом, передается на внешние эксцентрики 5, 8 и 9, сообщая геометрическим осям промежуточного диска 12 и шайб 13 и 14 круговое движение с радиусом, равным суммарному эксцентриситету внешних и внутренних эксцентриков. Соединение шайб 13 и 14 и диска 12 с помощью крестовин 15 и 16 и роликов 17 (фиг. 2) обеспечивает только относительное поступательное перемещение между ними. Так как шайба 13 подобным образом соединена с корпусом 1 посредством крестовины 18, роликов 19,1 принадлеясащих шайбе 13 и корпусу 1 (фиг. 3), шайбы 13 и 14 и диск 12 при вращении вала 2 совершают круговое поступательное движение. При этом диск 12 обкатывается относительно клиновых поверхностей фрикционных колец 38 и 39, которые постоянно подпружинены друг к другу, образуя упруго раздвижное кольцо.

Фрикционные кольца 38 и 39 удерживаются от проворачивания относительно внутренней поверхности колеса 40 шлицев:ам соединением. Эксцентрики шайб 13 и 14 установлены под углом 18Сг по отношению к эксцентрикам диска 12, поэтому фрикционный контакт шайб с фрикционными кольцами 38 и 39 .происходит с противоположной стороны по отношению к зоне фрикционного контакта диска 12 с этими кольцами.Для разгрузки шайб от осевых сил со стороны фрикционных колец 38 и 39 они между собой соединены распорными стержнями. Обкаточное движение диска 12 и шайб 13 и 14 относительно поверностей упругораздвижного кольца при поступательном движении диска и шайб приводит во вращательное движение колесо 40 и ведомый вал 3.

Измене.ние эксцентриситета осуществляется механизмом регулирования, включающим зубчатые колеса 20-24 и водило 25, которые представляют собой дифференциальную передачу, у которой колесо 22 связано с ведущим валом 2, водило 25 - с ручкой управления, а колесо 23 - с регулируемым элементом (эксцентриком). При этом передаточное отношение от вала 2 через кинематическую цепь колес 20-24 до эксцентрика 8 при остановленном водиле (ручка управления) равно единице, т.е. вал 2 с эксцентриком 8 при неподвижной ручке управления вращаются как одно целое. Так как все внешние эксцентрики соединены друг с другом посредством поводков 10 и поводковых шайб 11, помещенных между диском 12 и шайбами 13 и 14, а внутренние .эксцентрики соединены жестко с валом 2, шайбы 13 и 14 и диск 12 совершают синхронные движения и тяговый момент на ведомом валу 3 складывается от действия как диска 12, так и шайб 13 и. 14.

При повороте ручки управления червяка 33 водило 25 поворачивается,увлекая ось сателлита 24. Так ка,к колесо 22 имеет скорость, вращения неизменно равную скорости вращения ведущего вала 2, добавочное движение получает колесо 23,1 в результате чего внешний эксцентрик 8 и связ.анные с ним внешние эксцентрики 5 и 9 поворачиваются относительно внутренних эксцентриков (обгоняя или отставая от внутренних эксцентриков в зависимости от направления поворота водила 25). При остановке водила 25 (ручки управления) внешние эксцентрики вновь вращают.ся С валом 2 как одно целое, но с измененным эксцентриситетом диска 12 и шайб 13 и 14. Для направленного изменения тягового момента вариатора

в процессе регулирования его кинематики или для сохранения постоянства этого момента в вариаторе установлен механизм регулирования натяжения ,пружин . При повороте ручки управления (водила 31) поворачивается винт 3i6, сближая или разъединяя кольца 38 и 39, тем самым сжимая или ослабляя натяжение пружин 41.

В данной схеме механизмы регулирования сблокированы одной ручкой управления, что обеспечивает синхронность изменения кинематической и силовой характеристик вариатора. HainpHмер, при увеличении эксцентриситета (увеличение частоты вращения ведомог веша) кольца 38 -и 39 раздвигаются, сжимая пружины 41. При обеспечении постоянства мощности, величина развода колец 37 должна быть больше величины осевых перемещений фрикционных колец , 38 и 39, что обеспечивается геометрическими параметрами пары колес 34 и 35.

Кроме того, связь механизмов регулирования позволяет установить пружины .с малой величиной деформаций (например, тарельчатые пружины),что уменьшает размеры колеса 40 по ширине . Механизмы регулирования испытыBcUOT силовые нагрузки только в момент регулирования. При остановленной ручке управления они разгружаются полностью, и колеса вращаются вхолостую, так как эксцентриковая связь и винтовая передача самотормозящие ..

При указанном расположении диска 12 и шайб 13 и 14 радиальные и окружные усилия, приведенные к валам 2 и 3, создают равновесную систему сил без опорных реакций, т.е. в такой передаче,разгружены как подшипники валов, так и сами валы (кроме участка вала 2 между шайбами 13 и 14).При достаточной балансировке ведущего вала 2 с посаженными на него диском 4 и шайбами 13 и 14 при любом значении эксцентриситета вибрация вариатора устраняется.

Изобретение позволяет улучшить эксплуатационные характеристики вариатора (происходит увеличение долговечности вариатора, устранение вредного влияния вибрации и увеличение тягового момента). При равных значениях долговечности, Кинематических и силовых характеристик предлагаемый вариатор обладает меньшим весом и объемом на единицу передаваемой мощности, позволяет снизит стойкюсть изделия на единицу мощности. Кроме того, исключается вибрация и ее вс едные действия.

Формула изобретения

Фрикционный вариатор,содержащий кор5пус/ установленные в нем соосно ведущий и ведомый валь1, размещенные на ведущем валу внутренний и внешний эксцентрики, механизм разворота эксцентриков, разрезное кольцо, ведомое

0 колесо и установленный на эксцентриках промежуточный диск, взаимодействующий с ведомым колесом через разрезное кольцо, отличающийся тем, что, с Целью повышения долговечности, нагрузочной способности и

5 снижения вибраций, вариаторснабжен расположенными по обе стороны и противоположно ориентированными по отношению к основным двумя парами дополнительных эксцентриков, внутрен0ние из которых установлены жестко на ведущем валу, а внешние кинематически связаны с внешним основным эксцентриком и с механизмом разворота эксцентриков, двумя шайбами, установ5ленными, на дополнительных эксцентриках, кинематически связанными с промежуточным диском и с корпусом с возможностью поступательного перемещения относительно них и имеющими кони0ческие поверхности, взаимодействующие с аналогичными поверхностями,выполненными на частях разрезного кольца, установленного упруго на ведомом колесе.

Источники информации,

5 прийятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 70512, кл. F 16 Н 15/50, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР

752076, кл. F 16 Н 15/48,20.07.77.

ВА

1-е 35 h« 3S3637 18 39 Фиг.3