Фрикционный вариатор
Иллюстрации
Реферат
О П И С А Н И Е (11>752976
Союз Советских
Социалистических
Республик
ИЗОБРЕТЕНИЯ
И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.07.77 (21) 2503998/25-28 (51) Ч.K.. F 16 Н 13/06
F 16 Н15/48 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 30.07.80
Государственный комитет
СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.833.6 (088.8)
I (72) Авторы изобретения
T. К. Белобородов и В. Н. Белобородова
Новосибирский электротехнический институт (71) Заявитель (54) ФРИКЦИОННЪ|Й ВАРИАТОР
Изобретение относится к области машиностроения и может быть, использовано в приводах, обеспечивающих бесступенчатое изменение частоты вращения.
Известны фрикционные вариаторы. Пе- 5 редача вращения от ведущего вала к ведомому у известных типов фрикционных вариаторов осуществляется посредством конических, тороидальных или плоских поверхностей, связанных с ведущим и ведомым ва- 1о лами через промежуточные тела, представляющие собой замкнутые ремни, катки, ролики.
Известен вариатор, содержащий желобчатые конуса и расположенный между ними IS стальной упругий элемент.
Изменение передаточного отношения достигается изменением диаметров поверхностей обкатки (11.
Недостатком известных вариаторов яв- 2о ляется малый диапазон изменения передаточного отношения (D=З вЂ”: — 6).
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является фрикционный вариатор, содержащий корпус, соосно рас- еь положенные ведущий,и ведомый валы,,олесо, установленное на ведомом валу, разрезное кольцо из фрикционного материала и взаимодействующие с ним толкатели и кулачковое кольцо (21. 30
Известный вариатор допускает изменение передаточного отношения от i„,„,. =-= ж до i„„.„,=50. Недостатком его являются малые значения частоты вращения ведомого вала вследствие большой велич|сны ...,., чт > ограничивает пх использование без дополнительных передач, а также недолговечность гибкого колеса, подверженного циклическим нагрузкам.
Целью изобретения является расширение пределов изменения передаточного отношения, а также обеспечение регулирования передаточного отношения и прижимного усилия в зоне контакта фрикционной пары на ходу вариатора, а также повышение его долговечности.
Цель достигается тем, что варпатор снабжен внутренним и внешним эксцентриками, установленными на входном валу, расположенным на них промежуточным диском с кольцевыми и радиальными пазами, в которые установлены взаимодействующие между собой соответственно кулачковое кольцо н толкатели с охватывающим их разрезным кольцом, крестовой муфтой, соединяющей промежуточный диск с корпусом, и менизмом разворота эксцентриков, связывающим внешний эксцентрик и толкатели. Кро<е того, он снабжен рукояткой управления, а кинематическая цепь механизма разворо752076 та эксцентриков выполнена в виде конического дифференциала, оси центральных элементов которого установлены с возможностью вращения в промежуточном диске, водило через крестовую муфту связано с рукояткой управления и кинематически— с,кулачковым кольцом, одно центральное колесо кинематически связано с наружным эксцентритком, а второе посредством поводка связано с поворотной осью, установлен- 10 ной в корпусе. Кроме топо, он снабжен рукояткой натяжения, дополнительным кольцом, установленным в промежуточном диске и кинематически связанным с кулачковым кольцом, механизмом разворота экс- т5 центриков и рукояткой натяжения, а кольцо, установленное на ведомом валу, выполнено с жестким ободом.
На фиг. 1 приведена схема фрикционного вариатора; на фиг. 2 — конструкция тяги; на фиг. 3 — размещение разрезного кольца HB толкателях.
Вариатор содержит корпус 1, ведущий и ведомый валы 2, 8, колесо 4, установленное
Ia ведомом валу. На внутренний эксцентрик 5 выголнентный на ведущем залу 2,,посажен внеLтний эксцентрик G,,íà котором на подшипниках установлен промежуточный диск 7, снабженный радиальными пазами, в которых подвттжно установлены толкатели зв
8. На лицевой стороне толкателей выполнены по спиральной кривой поперечные пазы. Выступатощие концы толкателей 8 охватываются разрезным кольцом 9, выполHpHíûì из упругой фрикционной ленты, установлеттной в направляющих Т-образных пазах толкателей (фиг. 3). Один конец ленты закреплен на одном из толкателей, а свободный конец ленты заходит в прорезь закрепленного ее:конца, образуя замкнутый фрикционный венец, контактирующий с внутренней поверхностью колеса 4, соединенного с ведомым валом.
Толкателтт 8 в радиальном направлении удерживаются и фиксируются:a счет спиральных выступов кулачкового кольца 10, входящих в спиральные поперечные пазы толкателей 8. Кулачковое кольцо 10 устаттовлено в,кольцевом пазу промежуточного диска 7 и связано с дополнительным кольцом 11, также установленным в кольцевом пазу промежуточного диска, зубчатого колеса 12 и зубчатого сектора 18.
Промежуточный диск 7 связан с корпусом посредством крестовой муфты 14. 55
Механизм разворота эксцентриков выполнен в виде конического дифференциала, оси центральных звеньев которого установлены с возможностью вращения в промежуточном диске. Водило 15 дифференциала через крестовую муфту lб связано с улравляющей шайбой 17 и закрепленной на ней рукояткой 18 управления, а также через зубчатые сектора 19 и 20 с дополнительным кольцом 11. Центральное колесо 21 взаимодействует с приводной шестерней 22, установленной на наружном эксцентрике и через зубчатый венец 28 с сателлитом 24.
Второе центральное колесо 25 посредством говодка 2б связано с поворотной осью 27, установленной в управляющей шайбе 17.
Управляющая шайба снабжена зубчатым ссктопом 28, который входит в зацепление с зубчатым сектором 29, соединенным с кольцевой тягой 80 (фиг. 2). На кольцевой тяге 80 установлена натяжная шайба 81, соединенная с рукояткой натяжения 82. Натяжная шайба 81 посредством крестовой муфты 88 связана с валиком зубчатого колеса 12, установленного на дополнительном кольце 11.
Вариатор работает следующим образом.
Вращение вала 2 передается внешнему эксцентрику б. При этом промежуточный диск 7 будет совершать круговое поступательное движение с радиусом, равным с ммарпому эксцентриситету эксцентриков 5 и
6. Лттск 7 с разрезным кольцом 9 увлекает ко,"ссо 4 с окружной скоростью точки конт;.к-а, сбуславливая передаточное отношеттис
Р, 4-з = — е г.:е Р „-- радиус колеса 4.
H3iIcIIBB величину эксцентриситета при соответствующем изменении радиуса разрсз Ioro колеса 9 можно в итироких предел тх менять величину передаточного отношения механизма.
Это изме,eIIèå осуществляется рукояткой 18 управления. При круговом поступательном движении диска 7 ось колеса 25, будучи связанная поводком 2б с поворотной осью 27, установленной в корпусе, будет вместе с колесом 25 вращаться с частотой, постоянно равной частоте вращения вала 2. Венец 28 с колесом 21 вращаются от приводной шестерни 28, соединенной с внешним эксцентриком б. При равенстве радиусов колес 21 и 22 частоты вращения конического венца 28 и центрального колеса 25 будут одинаковы, но направлены в противоположные стороны. Поэтому прп неподвижной рукоятке 18 ось сателлита 24 (или водтило 15) и вал зубчатого сектора
19 будут неподвижны. При повороте рукоятт и 18 будет поворачиваться ось сателлита 24, уакоряя или замедляя вращение конического венца 28 с центральным колесом
21, а также связанного с ним приводной шестерней 22 вместе с внешним эксцентриком б .и тем самым будет изменять величину эксцентриситета е.
Одновременно поворот рукоятки 18 вызывает поворот зубчатого сектора 19. В результате сцепления секторов 19 и 20 происходит поворот дополнительного кольца 11 и связанного с последним посредством зуб-. чатого зацепления колеса 12 и сектора 18
752076
«О
65 кулачкового кольца 10. Кулачковое кольцо
10 своими спиральными выступами перемещает толкателп 8, увеличивая или уменьшая диаметр разрезного кольца 9 в зависимости от направления поворота рукоятки
17. Соответствующим подбором передаточного отношения зубчатого зацепления секторов 20 и параметров спирали |кулачкового кольца 9 и толкателей 8 можно установить полное соответствие изменения величины эксцснтриситета е и диаметра разрезного кольца 9.
Регулирование величины тягового момента на выходе вариатора осуществлено механизмом натяжения. Без регулирования усилия взаимного контакта фрикционных поверхностей разрезного кольца 9:и колеса
4 кольца 10 и ll могли бы быть соединены жестко. При наличии такого регулирования нужного как с целью изменения тягового момента, так и для компенсации ослабления усилия контакта при постепенном износе контактных поверхностей, связь ко "",cö 0 и 11 осуществлена за счет зубчатого зацепления колеса 12 и сектора 18.
Регулирование величины тягового момента на выходе вариатора осуществлено механизмом натяжения. При повороте рукоятки 82 будет поворачиваться валик колеса 12. В результате сцепления колес 12 и
18 кулачковое я<ольцо 10 повернется относительно неподвижного кольца 11 (при неподвижной рукоятке 18), увеличивая или уменьшая диаметр разрезного кольца 9 и тем самым увеличивая или уменьшая усилие поджатия диска 7 к поверхности колеса 4.
Чтобы не происходило изменения взаимного положения оси натяжной шайбы 81 и центра вращения колеса 12 при регулировании величины эксцентриситета, что привело бы к изменению усилия контакта диска 7 с колесом 4, вместе с поворотом колец
10 и 11 перемещается и ось натяжной шайбы 81. Для этого ось шайбы 81 с рукояткой 82 размещена на кольцевой тяге 80, установленной в кольцевой направляющей корпуса и связанной с управляющей шайбой 17 (и рукояткой управления 18) зубчатыми секторами 28, 29. При этом радиусы зубчатых секторов 19 и 28 и зубчатых секторов 20 и 29 должны быть соответственно одинаковы.
Это приводит к тому, что при повороте рукоятки 18 угловые скорости кольцевой тяги 80 и кольца 11 одинаковы и при фиксированном поло>кении,рукоятки 82 относительно тяги 80, колесо 12 представляет собой единое целое с кольцом 11 за счет зубчатого зацепления колеса 12 и сектора 18, дополнительное кольцо 11 и кулачковое 10 жестко соединены друг с другом, т. е. изменение усилия в контакте колес", 4 с разрезным кольцом 9 не произойдет.
lO
>5
3О
Применение данного вариатора позволяет существенно расширить диапазон регулирования передаточного отношения при увеличении его долговечности.
Формула изобретения
1. Фрикционный вариатор, содержащий корпус, соосно расположенные ведущий и ведомый валы, колесо, установленное на ведомом валу, разрезное кольцо из фрикционного материала и взаимодействующие с ним толкатели и кулачковое кольцо, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения пределов изменения передаточного отношения, Он снабжен внутренним и внешним эксцентриками, установленными на входном валу, расположенным на них промея<уточHûì диском с кольцевыми п радиальными пазами, в которые установлены взаимодействующие между собой соответственно кулачковое кольцо и толкатели с охватываюи им «х разрезным кольцом, крестовой муфтой, соединяющей промежуточный диск с корпусом, и механизмом разворота эксцентриков, связывающим внешний эксцентрик и толкатели.
2. Фр>икционный вариатор по п. 1, о тличающийся тем, что, с целью регулирования передаточного отношения на хоgI, OH .сНа бжен pI Iомсжу точном диске, ВОдилО через крестовую муфту связано с рукояткой управления H кинематически — с кулачковым кольцом, одно центральное колесо кинематически связано с наружным эксцентриком, а второе посредством поводка связано с поворотной осью, установленной в корпусе.
3. Фрикционный вариатор, по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью.регулирования прижимного усилия в зоне контакта разрезного кольца, он снабжен рукояткой натяжения, дополнительным кольцом, установленным в промежуточном диске и кинематически связанным с кулачковым кольцом, механизмом разворота эксцентриков и рукояткой натяжения.
4. Фрикцион IIIII,вариатор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения его долговечности, колесо, установленное на ведомом валу, выполнено с жестким ободом.
Источнш<и информации, принятые во в.,иманис при экспертизе:
1. Авторское свидетельство СССР
Хо 169961, кл. F 16 Н 17 00, 1961.
2. Лвторскос свидетельство СССР . ;? 31688-1, кл. F 16 Н li5., 00, 1969 (прототип).
752076
Риг,3 (Риг.1
1(оррзктор С. Файн
Редактор Г. Улыбина
Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»
72
13
Составитель В. Апархов
Техред В. Серякова
Заказ 828/!010 Изд. № 363 Тираж 1095 Подписное
11ПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыт»й
113035, Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4/5