Импульсный вариатор
Владельцы патента RU 2586803:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) (RU)
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к импульсным вариаторам. Импульсный вариатор содержит корпус, ведущий вал, качающуюся шайбу, снабженную внутренней втулкой с осью и подшипником, посаженным в промежуточное кольцо, соединенное осями с наружным кольцом, имеющим цапфы, механизм изменения угла наклона шайбы, передаточные звенья в виде конических шестерен с механизмами свободного хода и ведомый вал с коническим зубчатым колесом. Внутренняя втулка через осевую пружину сжатия соединена с фрикционной полумуфтой, установленной соосно на ведущем валу с возможностью осевого перемещения. Фрикционная полумуфта выполнена с возможностью взаимодействия через коническую фрикционную поверхность с диском, жестко соединенным с коническим зубчатым колесом и ведомым валом. Обеспечивается повышение стабильности работы при малых углах отклонения качающейся шайбы и упрощение реализации больших передаточных чисел, снижение нагрузки на механизмы свободного хода и уменьшение неравномерности вращения выходного вала. 3 ил.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортных средствах и в приводах технологических машин.
Известен автоматический импульсный вариатор, содержащий корпус, соосные ведущий и ведомый валы, преобразующий механизм в виде наклонной шайбы с регулируемым углом наклона, механизм автоматического регулирования угла наклона шайбы, передаточные звенья с механизмами свободного хода (SU №1019152 А, МПК3 F16H 29/04, Опубликовано 23.05.1983, Бюл. №19).
Технический недостаток данного вариатора: нестабильная работа при малых углах отклонения наклонной шайбы и сложность реализации больших передаточных чисел.
Известен также импульсный вариатор, содержащий корпус, ведущий вал, качающуюся шайбу, снабженную внутренней втулкой с осью и подшипником, механизм изменения угла наклона шайбы, передаточные звенья в виде конических шестерен с механизмами свободного хода и ведомый вал с коническим зубчатым колесом (RU №2410589, МПК F16H 29/04, Опубликовано 27.01.2011, Бюл. №3).
Технический недостаток известного импульсного вариатора: повышенная неравномерность вращения выходного вала и большие нагрузки на механизмы свободного хода.
Техническая задача - повышение стабильности работы при малых углах отклонения качающейся шайбы, упрощение реализации больших передаточных чисел, уменьшение неравномерности вращения выходного вала и снижение нагрузок на механизмы свободного хода.
Согласно изобретению в импульсном вариаторе, содержащем корпус, ведущий вал, качающуюся шайбу, снабженную внутренней втулкой с осью и подшипником, посаженным в промежуточное кольцо, соединенное осями с наружным кольцом, имеющим цапфы, механизм изменения угла наклона шайбы, передаточные звенья в виде конических шестерен с механизмами свободного хода и ведомый вал с коническим зубчатым колесом, внутренняя втулка через осевую пружину сжатия соединена с фрикционной полумуфтой, установленной соосно на ведущем валу с возможностью осевого перемещения, при этом фрикционная полумуфта выполнена с возможностью взаимодействия через коническую фрикционную поверхность с диском, жестко соединенным с коническим зубчатым колесом и ведомым валом.
Решение технической задачи обусловлено повышением стабильности работы при малых углах отклонения качающейся шайбы и упрощением реализации больших передаточных чисел за счет зависимого силового прижатия через осевую пружину сжатия фрикционной полумуфты к конической фрикционной поверхности диска и передачи части вращающего момента на ведомый вал, минуя механизмы свободного хода, тем самым уменьшая неравномерность вращения выходного вала и снижая нагрузки на механизмы свободного хода.
На фиг. 1 изображен импульсный вариатор, вид сбоку, в разрезе; на фиг. 2 - импульсный вариатор, вид сверху в разрезе; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1.
Импульсный вариатор содержит корпус 1, в котором на подшипниках смонтирован ведущий вал 2 с установленной на нем посредством оси 3 качающейся шайбой 4. В ее состав входят: внутренняя втулка 5 с установленным на нее подшипником 6, промежуточное кольцо 7 и связанное с ним осями 8 наружное кольцо 9, которое снабжено цапфами 10. На цапфах 10 установлены, через механизмы свободного хода 11, передаточные звенья в виде конических шестерен 12 и 13, находящиеся в зацеплении с коническим зубчатым колесом 14, жестко соединенным с соосным ведущему валу 2 ведомым валом 15. При этом механизмы свободного хода 11 настраиваются таким образом, чтобы обеспечить одинаковое направление вращения ведущего 2 и ведомого 15 валов.
На ведущем валу 2 с возможностью осевого перемещения установлен механизм 16 изменения угла наклона шайбы 4, который через поводок 17 связан с внутренней втулкой 5 качающейся шайбы 4. Осевая пружина 18 своими концами взаимодействует с внутренней втулкой 5 и фрикционной полумуфтой 19, установленной соосно на ведущем валу 2 с возможностью осевого перемещения. При этом фрикционная полумуфта 19 через коническую фрикционную поверхность 20 взаимодействует с диском 21, жестко соединенным с коническим зубчатым колесом 14 и ведомым валом 15.
Импульсный вариатор работает следующим образом.
При вращении ведущего вала 2 отклоненная на оси 3 внутренняя втулка 5 качающейся шайбы 4 совершает сложное колебательное движение, качательная составляющая которого передается через промежуточное кольцо 7, оси 8 и наружное кольцо 9 на цапфы 10, а вращательная составляющая отсекается подшипником 6. Механизмы свободного хода 11, преобразуя качательное движение цапф 10 в однонаправленный вращающий момент, передают его посредством передаточных звеньев в виде конических шестерен 12 и 13 коническому зубчатому колесу 14 и далее на ведомый вал 15.
Таким образом, на ведомый вал 15 за один оборот ведущего вала 2 передается два однонаправленных импульса движения, причем их величина зависит от угла наклона на оси 3 внутренней втулки 5 качающейся шайбы 4. Регулирование угла наклона внутренней втулки 5 путем перемещения вдоль оси ведущего вала 2 механизма 16 изменения угла наклона шайбы 4 через поводок 17 приводит к изменению амплитуды качательного движения цапф 10, а следовательно, и передаточного отношения вариатора.
При перпендикулярном положении внутренней втулки 5 качающейся шайбы 4 относительно оси ведущего вала 2 амплитуда качательного движения цапф равна нулю, а давления от осевой пружины сжатия 18 не достаточно для реализации момента трения на конической фрикционной поверхности 20 между фрикционной полумуфтой 19 и диском 21, следовательно, движение на ведомый вал 15 не передается.
Перемещение вдоль оси ведущего вала 2 механизма 16 изменения угла наклона шайбы 4 приводит к увеличению амплитуды качательного движения цапф 10, уменьшая передаточное отношение вариатора. При этом сжимается осевая пружина 18, перемещая фрикционную полумуфту 19 и повышая давление на конической фрикционной поверхности 20, тем самым увеличивая часть вращающего момента, передаваемого посредством момента трения на диск 21 и далее на ведомый вал 15, минуя механизмы свободного хода, тем самым уменьшая неравномерность вращения выходного вала 15 и снижая нагрузки на механизмы свободного хода 11.
При углах отклонения качающейся шайбы 4, меньших, чем угол срабатывания механизмов свободного хода 11, диск 21 вместе с коническим колесом 14 и ведомым валом 15 проворачивается за счет только момента трения на конической фрикционной поверхности 20 до надежного заклинивания механизмов свободного хода 11. Это приводит к упрощению реализации больших передаточных чисел вариатора и повышению стабильности его работы при малых углах отклонения качающейся шайбы 4.
Таким образом, в предлагаемом вариаторе простыми средствами достигается: повышение стабильности работы при малых углах отклонения качающейся шайбы и упрощение реализации больших передаточных чисел, снижение нагрузки на механизмы свободного хода и уменьшение неравномерности вращения выходного вала.
Импульсный вариатор, содержащий корпус, ведущий вал, качающуюся шайбу, снабженную внутренней втулкой с осью и подшипником, посаженным в промежуточное кольцо, соединенное осями с наружным кольцом, имеющим цапфы, механизм изменения угла наклона шайбы, передаточные звенья в виде конических шестерен с механизмами свободного хода и ведомый вал с коническим зубчатым колесом, отличающийся тем, что внутренняя втулка через осевую пружину сжатия соединена с фрикционной полумуфтой, установленной соосно на ведущем валу с возможностью осевого перемещения, при этом фрикционная полумуфта выполнена с возможностью взаимодействия через коническую фрикционную поверхность с диском, жестко соединенным с коническим зубчатым колесом и ведомым валом.
