Вариатор скорости Советский патент 1981 года по МПК F16H3/42 

(54) ВАРИАТОР СКОРОСТИ

I

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в передачах с бесступенчатым регулированием скорости вращения.

Известен вариатор скорости, содержащий ведущий, ведомый и имеющие возможность изменения углового положения промежуточные элементы, взаимодействующие между собой по сферическим поиерхностям и механизм регулирования, зоздействующий на промежуточные элементы 1.

Однако известный вариатор имеет низкие нагрузочную способность и КПД.

Цель изобретения - повышение нагрузочной способности и КПД.

Цель дост11гается тем, что на всех элементах выполнены круговинтовые зубья, линия центров кругового бокового профиля которых определена из соотношения

arcsin-linfcos k(l -пДА -cosk arctg

г COS k где Л., -координаты точки на сфере;

К - угол наклона линии центров круговинтовой поверхности относительно оси вращения;

п - количество заходов; Д -торцовой угловой шаг, а вариатор снабжен шариками, размещенными между элементами, и устройствами с каналами возврата шариков.

На фиг. 1 изображена схема вариатора; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

В корпусе 1 на подшипниках установлены два одинаковых сферических колеса 2, которые выполнены заодно с входным и выходным валом и представляют собой ведущий и ведомый элементы. На внутренней стороне каждого сферического колеса, обращенной к шестерням 3, являющимся промежуточными элементами, нарезаны круговинтовые зубья, линия центров кругового бокового профиля которых определена из .соотношения cosk(A -пДА-) arcsin-|y -

-cos К prrtg- m- g

-1

CDS К

Шестерни 3 имеют такие же зубья.

С наружной стороны колеса выполнен возвратный обводной канал, который соединен с рабочей канавкой зуба двумя отверстиями. В каналах каждого захода на

колесе расположена замкнутая цепочка шариков 4. Эту цепочку можно разделить на активную часть: два шарика, расположенные во впадинах зубьев, с помощью которых происходит зацепление ведушего колеса 2 с шестернями 3 и пассивную часть для возврата шариков, расположенную в обводном канале.

Для предохранения от.выпадания шарики ограждены снаружи кожухами 5, которые соединены с колесами при помош,и болтов и прикрывают пассивную ветвь.

С внутренней стороны колес активную чась цепочки шариков прикрывают кожухи 6, которые имеют фигурную прорезь на участке зацепления. Эти кожухи не связаны с колесами и закреплены на раме 7. Рама 7 своими цапфами для обеспечения центровки колес и шестерен с помошью подшипников устанавливается в отверстиях входного и выходного валов. От поворота рама закреплена на корпус вариатора.

В вертикальных стойках рамы на осях 8 (фиг. 2) установлены два одинаковых зубчатых сектора 9, выполненные заодно с валами iiiecTepeH и являюшиеся элементами механизма регулирования. Секторы введены в зацепление друг с другом при соосном положении валов.

Количество заходов на шестернях 3 и ведуших колесах 2 пропорционально отношению соответствующих радиусов начальных поверхностей.

На раме 7 также установлен вал с шестерней 10, которая сцеплена с малой шестерней II, расположенной на одном из секторов 9. С помощью валика с шестерней 10 осуществляется синхронный наклон шестерен 3 относительно колес 2 для изменения передаточного отношения.

Вариатор работает следующим образом.

При вращении ведущего колеса 2 (безразлично левого или правого, так как механизм симметричен) крутящий момент передается при помощи шариков на обе шестерни 3, а с них - на второе колесо. При этом шарики 4 выполняют роль плавающих зубьев и вращаются в своих каналах.

Для плавного изменения частоты вращения выходного вала вариатора к шестерне 10 прикладывается крутящий момент, который передается на сцепленную с ней малую шестерню 11 и с помощью секторов 9 синхронно разворачивает шестерни 3 вокруг осей 8. При этом изменяется радиус зацепления шестерен в местах контакта с колесами 2.

Соответствующее перераспределение радиусов зацепления изменяет частоту вращения ведомого элемента при постоянной частоте вращения ведущего.

Наклон шестерен 3 сопровождается процессом ввинчивания в одно из колес 2 (соответственно вывинчивание из другого)

многозаходных винтовых канавок шестерни. Это движение происходит в условиях пониженного сопротивления за счет трения качения шестерен на шариках и уравновешивания составляющих окружных сил от шестерен на зубьях секторов 9.

Данный вариатор, благодаря наличию круговинтовых зубьев, выполненных на сферических колесах и шариков зацепляющихся с ними, позволяет передавать больщой крутящий момент без проскальзывания и

имеет высокий КПД.

Формула изобретения

Вариатор скорости, содержащий ведущий, ведомый и имеющие возможность изменения углрвого положения промежуточные элементы, взаимодействующие между собой по сферическим поверхностям, и механизм регулирования, воздействующий на промежуточные элементы, отличающийся 0 тем, что, с целью повыщения нагрузочной способности и КПД, на всех элеме.нтах выполнены круговинтовые зубья, линия центров кругового бокового профиля которых определена из соотношения cosk(A -..пЛЛ.) arcsin 51i«in

-cosk arctg -,-7-г,

г где Л, f - координаты точки на сфере;

k - угол наклона линии центров круговинтовой поверхности относи0тельно оси вращения;

п количество заходов; лЛ-торцовой угловой шаг, а вариатор снабжен щариками, размещенными между элементами, и устройствами с каналами возврата шариков.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 83408, кл. F 16 Н 15/06, 1949 (прототип). i

1раг.1 n

//

fff

Фив. 2.