Шкив клиноременного вариатора с криволинейной образующей

Изобретение относится к области машиностроения. Шкив клиноременного вариатора состоит из подвижной и неподвижной половин, ограничительной втулки. Поверхность шкива, которая взаимодействует с ремнем и передает крутящий момент от ведущего шкива к ведомому при помощи сил трения, выполнена криволинейной формы для увеличения площади пятна контакта с боковой поверхностью ремня, который деформируется под действием сил натяжения. Обеспечивается повышение КПД устройства. 2 ил.

 

Настоящее изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано, преимущественно, в качестве элемента трансмиссии для привода наземных транспортных средств.

Из существующего уровня техники известна конструкция бесступенчатой коробки передач с повышенным диапазоном передаточных отношений (см. патент RU 2716396, дата публикации 11.03.2020) содержащая корпус, механизм реверса, дифференциал, вариаторную передачу. Ведомый шкив вариаторной передачи состоит из двух секций, перемещающихся в осевом направлении друг относительно друга посредством шлицевого соединения и блокирующего устройства для ограничения осевого перемещения шкива, соединяющегося с ведомым валом, передающим вращение на механизм реверса с помощью зубчатого соединения и дифференциал, установленный в подшипниках качения в корпусе коробки передач для привода ведущих колес. Недостатком конструкции известного вариатора является прямолинейная образующая шкива, что не обеспечивает достаточной площади контакта, КПД и из-за неравномерного распределения давлений в зоне контакта приводит к быстрому износу ремня.

Задачей изобретения является разработка конструкции ответственных элементов - шкивов вариатора для наземных транспортных средств, обеспечивающих более высокую площадь контакта и КПД по сравнению с аналогами.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в реализации следующих технических решений:

- переход от прямолинейной образующей шкива к криволинейной;

- равномерного распределения сил трения в зоне контакта и снижения контактного давления на центральную часть боковой поверхности ремня.

Для достижения указанного технического результата предлагается следующая конструкция исполнительного механизма вариаторной передачи (Фиг. 1)

Конструкция состоит из двух половин шкивов: подвижной 1 и неподвижной 2, расположенных соосно и перемещающихся поступательно вдоль оси вала. Для ограничения перемещения подвижной половины шкива предусмотрена втулка 3. Поверхность 4, предназначена для контакта с боковой поверхностью ремня и передачи крутящего момента от ведомого ремня к ведущему при помощи сил трения. Для поддержания натяжения ремня предусмотрена поверхность для установки пружины 5.

Предлагаемая конструкция работает следующим образом:

При натяжении ремня происходит деформация в его поперечном сечении (Фиг. 2) Основными параметрами с помощью которых можно описать эту деформацию являются: - радиус изгиба ремня под нагрузкой, - угол дуги изгиба ремня, - координата измерения деформации в поперечном сечении ремня, - угол клина ремня в рассматриваемом положении, x - горизонтальная координата точки профиля, - радиус дуги ремня в средней линии. В результате чего боковая поверхность ремня, которая контактирует со шкивом принимает криволинейную форму. Для того чтобы увеличить площадь контакта и КПД передачи необходимо чтобы поверхность шкива имела такую же образующую. Были произведены теоретические расчеты и выведены параметрические уравнения образующей шкива:

где - радиус кривизны ремня в рассматриваемой точке, в зависимости от координаты высоты ;

- коэффициент снижения деформаций и напряжений при изгибе ремня.

Коэффициент Пуассона (для каучука равен 0,47);

- ширина ремня в деформированном состоянии.

Шкив клиноременного вариатора, состоящий из подвижной и неподвижной половин, ограничительной втулки, поверхность шкива, которая взаимодействует с ремнем и передает крутящий момент от ведущего шкива к ведомому при помощи сил трения, выполнена криволинейной формы для увеличения площади пятна контакта с боковой поверхностью ремня, который деформируется под действием сил натяжения, отличающийся тем, что параметрические уравнения образующей шкива выглядят следующим образом, параметрические уравнения образующей шкива:

где - радиус кривизны ремня в рассматриваемой точке, в зависимости от координаты высоты ;

- коэффициент снижения деформаций и напряжений при изгибе ремня;

коэффициент Пуассона (для каучука равен 0,47);

- ширина ремня в деформированном состоянии.