Импульсный вариатор скорости Советский патент 1982 года по МПК F16H3/70 F16H29/04 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах различных устройств для передачи вращательного движения с плавно регулируемой скоростью. Известен реверсивный импульсный вариатор скорости, содержащий корпус, ведомый вал-шестерню с кольцевым пазом, ведущий вал с изменяемым ргщиусом кривошипа, установленный на нем сателлит, несущий пальцы и связанный с корпусом компенсирующей муфтой, рычаги, каждый из-которых имеет два выступа, один из которых взаимодействует с кольцевым пазом, вала-шестерни, а другой - с попеременно вводимыми элементами с опорными поверхностями, концентричными кольцевому пазу вала-шестерни, причем элементы установлены с возможно тью независимого Ьсевогс) смещения относительно вала-шестерни Г11 Недостатком известного вариатора является то, что он не может работать в режиме мультипликации, а так же то,, что все режимы его работы осуществляются переключениями, т.е. отсутствует плавность перехода с ре жима на режим. Это ограничивает область его использования (например. его нельзя использовать в реверсивном следящем приводе). Наиболее близким к предлагаемому является импульсный вариатор скорости, содержащий корпус с кольцевой выточкой, размещенный в нем на подшипниковых опорах кривошип переменного радиуса, выполненный в виде ведущей втулки с эксцентричным отверстием, в котором вставлен вал с кривсм-чипом, установленный на последнем, являющийся выходным звеном, сателлит с пальцами, центральную опору, упругие элементы, регулирующее устройство и рычаги; имеющие каждый взаимодействующий с пальцем сателлита радиальный паз, центральную опорную поверхность и взаимодействующий с кольцевой выточкой корпу1 J. вуплЦгАИ, - «ччх лмлицч л ч ««kJ са периферийный выступ, В данном вариаторе центральная опора выполнена в виде закрепленного яа ведущей втулке фланца, имеющего на боковой поверхности взаимодействующий с центральными опорными поверхностями рычагов, выполненными в виде роликов, дуговой секторный паз, а упругие элементы обеспечивают поджатие имеющегося в вариаторе фрикционно взаимодействующего с рычагаКш диска. Вариатор позволяет осуществлять бесступенчатое изменение скорости выходного звена в режиме редукции и мультипликации как по величине, так и направлению, т.е. является реверсивным 2 J. Однако известный вариатор характеризуется недостаточной плавностью и повы иенным шумом при его работе. Это обусловлено тем, что дуговой секторный паз, имеющий сравнительно высокую угловую скорость-, ударяет своими кромками по центральным опор ным поверхностям рычагов, поскольку из-за наличия зазора между перифери ным выступом рычага-и кольцевой выточкой корпуса рычаги, не охваченные дуговым секторным пазом, могут отклоняться от номинального положения. Цель изобретения - повышение пла ности работы вариатора .и, как следствие этого, снижение его шумности. Указанная цель достигается тем, что импульсный вариатор скорости, содержащий корпус с кольцевой выточ кой, размещенный в нем на подшипниковых опорах кривошип переменного радиуса, выполненный в виде ведущей втулки с эксцентричным отверстием, в которое вставлен вал с кривошипом установленный на последнем, являющийся выходным звеном, -сателлит с пальцами, центральную опору, упруги элементы, регулирующее устройство и рычаги, имеющие каждый взаимодействующий с пальцем сателлита радиальный паз, центральную опорную поверх ность и взаимодействугадий с кольцевой выточкой корпуса периферийный выступ, снабжен соединенным с корпу сом зубчатым венцом с внутренними зубьями, эксцентрично установленным на, ведущей втулке с возможностью вр щения относительно своей .оси кольцом, имеющим наружные цилиндрическу опорную поверхность и зубчатый вене взаимодействующие соответственно с периферийными выступами рычагов и зубчатым венцом корпуса, центральная опора выполнена в виде соосно установленного на ведущей втулке и взаимодействующего с центральными опорными поверхностями рычагов подшипника, а каждый из рычагов связан в радиальном направлении с сателлитом упругим элементом. На фиг. 1 показан импульсный вариатор скорости, продольный разре sj на фиг. 2 - то же, поперечный разрез,- на фиг. 3- - продольное сечение рычага; на фиг. 4 - рычаг, вид сбоку; на фиг. 5 - ведущая втул ка; на фиг. б - то же , вид сбоку. Импульсный вариатор скорости содержит корпус l с кольцевой выточкой 2 и зубчатым венцом 3 с внутренними зубьями, размещенный в нем на подшипниковых опорах 4 и 5 кривошип переменного радиуса, выполненный в виде ведущей втулки 6 с эксцентричным отверстием, в которое вставлен вал .7 с кривошипом 8, установленный на последнем, являющийся выходным звеном, сателлит 9 с пальцами 10. упругие элементы 11, рычаги 12, имеющие каждый взаимодействующий спальцем 10 сателлита 9 радиальный Паз 13, центральную опорную поверхность 14 и взаимодействующий с кольцевой выточкой, 2 корпуса периферийный выступ 15, и каждый из которых связан в радиальном направлении с сателлитом 9 упругим элементом II, эксцентрично установленное на ведущей втулке б с возможностью вращения относительно своей оси кольцо 16, имеющее наружные цилиндрическую опорную поверхность 17 и зубчатый венец 18, взаимодействующие соответственно с периферийными выступами 15 рычагов 12 и зубчатым венцом 3 корпуса, центральную опору, выполненную в виде соосно установленного на ведущей втулке 6 и взаимодействующего с центральными опорными поверхностями 14 рычагов 12 подиипника 19, и регулирующее устройство, выполненное в виде двух зубчатых колес 2Q и 21, взаимодействующих между собой посредством имеющихся на одном из них дугообразного паза 22, а на другом выступа 23, из которых колесо 20 закреплено на ведущей втулке 6, а другое 21 - свободно установлено на этой же втулке и связано с валом 7 поводком 24, в прорезь 25 которого входит палец 26, свободно посаженный в зубчатом колесе 21. Размеры паза и выступа 23 таковы, что угол поворота Ч вала 7 относительно веду- . щей втулки б составляет примерно +30 градусов. Импульсный вариатор работает следующим образом. При вращении кривошипа переменного, радиуса (втулка 6.и вал 7 вращаются синхронно) сателлит 9 совершает плоскопараллельное движение. Пальцы 10. сателлита взаимодействуют с пазами 13 рычагов 12. Один рычаг, находящийся в минимальном сечении кольцевого паза, образуемого выточкой 2 и кольцом 16, под этим воздействием заклинивается и становится неподвижным. Сателлит 9 поворачивается тносительно мгновенного центра враения (МЦВ), совпадающего с осью альца 10, опирающегося на ставший неподвижным рычаг. Этот поворот саеллита и является поворотом выходого звена вариатора. Остальные рычаги свободно перемецаются сателлитом с пальцами, так как они опираются на подшипниковую опору 19. Соседние с заклиненным рычаги, не опирающиеся на подшипниковую опору 19 (опирающиеся на опорную поверхность 14) не препятствуют повороту сателлита, так как толщина кольцевого выступа t рычагов меньше сечения указанного кольцевого паза.

При дальнейшем повороте кривошипа переменного радиуса минимальное сечение кольцевого паза будет смещатся к соседнему рычагу, а сечение паза у заклиненного рычага будет увеличиваться. Поэтому второй рычаг начнет заклиниваться, а первый освобождаться, и сателлит начнет поворот относительно-МЦВ, связанного со вторым рычагом и т.д.

Передаточное число 1Ц от кривошипа к сателлиту определяется выражением

г cos ft cf г

и

±С со sot

±с

где г - радиус расположения пальцев

10 в сателлите Э; с - переменный радиус кривошипа; d,- угол между направлением кривошипа и заклиненным рычагом i

fi - угол между радиусом, соединяющим центры сателлита и опорного пальца, и заклиненным рычагом.

При изменении направления вращения кривошипа изменяется направление вращения сателлита. При перемене знака радиуса кривошипа и неизменном направлении его.вращения сателлит также изменяет направление вращения.

При действии на сателлит 9 движущегося момента (кривошип .неподвижен и С 0) он опирается пальцем 10 на заклиненный рычаг, находящийся. в минимс1льном сечении кольцевого паза. Центр сателлита действует на кривошип переменного радиуса, который поворачивается под ,этим воздействием. Тем самым осуществляется передача движения с выхода вариатор на его вход (мультипликация).

Передаточное число Uj мультипликатора определяется обратным выраже.нием Uj 1 /U-,.

Если кривошип неподвижен, а на (сателлит действует вращакиций момен.т ,дри С О, то сателлит опирается

пальцем 10 на неподвижный рычаг (находящийся в минимальном сечении кольцевого паза), а центром действует на кривошип, радиус которого равен нулю. В этом случае сателлит не может быть подвижным, т.е. вариатор обладает свойством самоторможения при нулевом радиусе кривошипа.

Такое выполнение вариатора позволяет избежать ударного взаимодействия элементов вариатора и тем самым повысить плавность его работы и снизить уровень шума.

Формула изобретения

Импульсный вариатор скорости, содержащий корпус с кольцевой выточкой, размещенный в нем на подшипниковых опораз кривошип переменного адиуса, выполненный в виде ведущей втулки с эксцентричным отверстием, в которое вставлен вал с кривошипом, становленный на последнем, являющийся выходным звеном, сателлит с пальцами, центральную опору, упругие элементы, регулируняцее устройство и рычаги, имеющие казкдый вза№5модействующий с пальцем сателлита радиальный паз, центральную опорную поверхность и взаимодействующий с кольцевой -выточкой корпуса периферийный выступ, отличающийся тем, что, с целью повышения-плавности работы вариатора, он снабжен соединенным с корпусом зубчатым венцом с внутренними зубьями, эксцентрично установленным на ведущей втулке с возможностью враодения относительно своей оси кольцом, имеющим наружные

цилиндрическую опорную поверхность и зубчатый венец, взаимодействующие соответственно с периферийными выступами рычагов и зубчатым венцом кор- пуса, центральная опора выполнена

в виде соосно установленного на ведущей втулке и взаимодействующего с центргшьными опорными поверхностями рычагов подшипника, а каждый из ры- . чагов связан в радиальном направлеНИИ с сателлитом упругим элементом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке №2722882/25-28,

кл. F 16 Н 29/04, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР 772328, кл. F 16 Н 3/70, 1979 (прототип).

f

15 20

у лг

фиг. {

0

f&

фиг.1

/5

It

/J(риг.З

(риг. 6