Вариатор

(5)5 Р 1 менестей. ержит а нем енное ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕК ДВторС 0 МУ СВИДЕТЕЛЬС 1 ВУ(21) 4773592/28(56) Авторское свидетельство СССРМ 1193338, кл, Г 16 Н 15/01, 1984.Авторское свидетельство СССРМ 1184997, кл. Р 16 Н 15/00, 1983.(57) Использование; в передачах с принием магнитореологических жидкСущность изобретения: вариатор содкорпус, входной вал, установленный нгенератор волн, выходной вэл, соедин Изобретение касается передач с применением магнитореологических жидкостей.Известен вариатор, содержащий ведущий и ведомый валы, колеса и магнитореологическую жидкость.Целью изобретения является обеспечение чисто электрического управления изменением передаточного отношения вариатора, повышение компактности вариэтора, его упрощение, а также обеспечение возможности регулирования средней за оборот скорости вращения ведомого вала,На фиг,1 изображен вариатор, продольный разрез; на фиг.2 - то же, поперечное сечение; на фиг,3 - злектросхема управления катушками вариатора, первый вариант; на фиг,4 - то же, второй вариант; на фиг.5 - то же, третий вариант; на фиг,6 - фрагмент вариатора, местный продольный разрез, вариант; на фиг.7. - фрагмент вариатора, поясс ним гибкое колесо, На входном и выходном валах посредством подшипников установлены втулки с размещенными на них ферромагнитными полюсными наконечниками кольцевой формы, Полюсные наконечники соединены с соленоидными катушками обмотки корпуса мэгнитопроводом, Гибкое колесо расположено между наконечниками, а между втулками, наконечниками и гибким колесом образована полость, в которую помещена мэгнитореологическая жидкость, Торцевые поверхности полюсных наконечников, обращенные к гибкому колесу, могут быть выполненными конусными. 9 ил,няющии его работу (с условно вынутыми вращающимися частями); на фиг.8 - продольный фрагмент вариатора, поясняющий его работу(с условно вынутыми вращающимися частями); нэ фиг.9 - вэриэтор, продольный разрез, вариант.Вариатор (фиг.1 - 9) содержит ведущий вал 1, ведомый вал 2, гибкое колесо 3 (или гибкую кольцевую оболочку), а также корпус, имеющий торцевые втулки 4 и 5, Колесо 3 соединяется с кольцом 6, соединенным с подшипником, Под гибким колесом 3 на входном валу 1 устэноьлен генератор волн, который (фиг,1 и 2) может быть выполнен на шариках 7, гибком ободе 8 (или тонкой кольвой ленте) и упругой втулке 9. Упруг втулка 9 и гибкий обод 8 выполняются эллиптической (фиг.2) или удлиненной в радиальном направлении формы, На фиг,1 и 2 можно видеть, что упругая эллиптическая07271 3 18Ъвтулка 9 сажается на ведущий вал 1, на упругую втулку 9 надевается обод 8, а между ободом 8 и гибким колесом 3 располагаются шарики 7. Таким образом на фиг.1-2 показан эллиптический генератор волн на шариках 7. Вращающиеся детали (кроме гибкого колеса 3) на фиг. для наглядности не закрашены, Гибкое колесо 3 соединено с ведомым валом 2. Между валами 2 и 3 может быть установлен подшипник, между кольцом 6 (соединенным с гибким колесом 3 или оболочкой) и ведущим валом 1 также устанавливается соответствующий подшипник.Подшипники имеются также между валами 1 и 2 и втулками 4 и 5 корпуса (фиг.1). На корпусе, т.е. на втулках 4 и 5 из неферромагнитного материала или диэлектрика, устанавливаются полюсные наконечники 10 и 11 из ферромагнитного материала кольцевой или конусной формы (фиг.1). Конусность формы означает скошенность кольцевых наконечников 10 и 11, что виднб на фиг,1, Изфиг.1 также видно, что в зазоре между скошенными краями кольцевых полюсных наконечников 10 и 11 расположено гибкое колесо 3, внутри которого расположены шарики 7 генератора волн, Кольцевые наконечники 10 и 11 соединены друг с другом кольцевым магнитопроводом 12, который может быть выполнен из ферромагнитной втулки, У магнитопровода 12 расположены соленоидные катушки 13 и 14. Между катушками 13 и 14 может быть установлено неферромагнитное или диэлектрическое корпусное кольцо 15; Таким образом в неподвижный корпус вариатора входят не- ферромагнитные втулки 4 и 5 (фиг,1-9), ферромагнитные полюсные наконечники.10 и 11, магнитопровод 12, катушки 13 и 14 и корпусное неферромагнитное кольцо 15. В полости между полюсными наконечниками 10 и 1, втулками 4 и 5 корпуса и гибким колесом 3, выполненным в виде непроницаемой гибкой оболочки, помещена магнитореологическая жидкость 16 (на фиг.1 показана в виде точек). Магнитореологиче ская жидкость 16 может представлять собойсуспензию из частиц Ферромагнетика, В силу непроницаемости оболочки гибкого колеса 3 и герметичности подшипников магнитореологическая жидкость 16 к генератору волн(шарикам 7) не попадает. В ряде случаев на корпусном кольце 15 (фиг,1 и 6) можно выполнять кольцевое покрытие. или вставлять в кольцо 15 небольшое, внутреннее ферромагнитное кольцо 17(фиг,6), которое необязательно. Как нетрудно видеть иэ фиг 1, весь вариатор достаточно прост и компактен, Катушки 13 и 14 вариаторв можно питать с помощью любой из электрических схем (фиг.З - 5), Так, при применениисхемы фиг.З катушки 13 и 14 вариатора через переменный резистор 18 (для регулирования тока) подключаются к источнику 195 напряжения. В схеме по фиг.4 переменныйрезистор 18 и источник 19 напряжения илитока подключаются к катушкам 13 и 14 вари-.атора через какой-нибудь электрическийусилитель 20, В. обеих схемах фиг,З, 4 сила10 тока через катушки 13 и 14 вариатора регулируется с помощью простого переменногорезистора 18. На схеме фиг.5 регулированиетока в катушках 13 и 14 вариатора осуществляется с помощью усилителя 20, цифроана 15 логового преобразователя 21 и цифрового,задающего устройства 22 (например, о видекомпьютера или кнопочной цифровой пайели). Выход цифрового задающего устройства 22 (Фиг.5) подключается к входу20 цифроаналогового преобразователя 21, авыход цифроаналогового преобразователя21 подключается к входу электрическогоусилителя 20, с выхода которого питаютсякатушки 13 и 14. Таким образом схема фиг.Б25 предполагает цифровое управление силойтока в катушках 13 и 14 от цифрового задающего устройства 22, Как нетрудно видеть,схемы фиг.3-5 управления очень просты ине требуют механических тяг и рычагов для30 управления передаточным отношением вариатора.;Работа вариатора (фиг,1-8) происходитследующим образом,Ведущий вал 1 приводится во враще 35 ние от стороннего двигателя, он вращаетгенератор волн (на втулке 9 и ободе 8), который через шарики 7 создает волнообразования в гибком колесе 3,Если тока в катУшках 13 и 14 нет, то40 магнитного поля в вариаторе нет и гибкаяоболочка-колесо 3 своими пучностями опирается на.кольцо 17 (фиг.б, 1) или кольцо 15.Вследствие волнового сцепления гибкойоболочки-колеса 3 с неподвижным корпус 45 ным кольцом 15(или кольцом 17, являющимся частью кольца 15, фиг.1,6) и неравенстваих длин дуг или делительных диаметров, вданной волновой передаче возникает медленное вращение гибкого колеса 3 вокруг50 оси вала 2; от,чего соединенный с гибкимколесом 3 ведомый вал 2 приобретаетмедленное и высокомоментное вращение, являющееся выходным, Передаточноеотношение ввриатора при этом зависит от55 разности между внутренним диаметромкольца 15 (или кольца 17) и делительнымдиаметром гибкого колеса 3. Как и у всехволновых передач, редукция скорости и соответственно повышение момента получаются здесь очень большими,Если требуется изменить передаточное отношение вариэтора, то на катушки 13 и 14 подают ток (с помощью любой из схем фиг,3-5) и начинают увеличивать его до определенной величины. От подачи тока в катушки 13 и 14 они создают магнитное поле, показанное стрелками на фиг,1 (это поле проходит через полюсные наконечники 10 и 11 и магнитопровод 12). Данное магнитное поле замыкается как раз через зазор, где находится магнитореологическая жидкость 16 и гибкое колесо 3. Вследствие того, что напряженность поля в магнитореологической жидкости 16 в зазоре между полюсами . 10 и 11 возросла, магнитореологическая жидкость 16 в этом наименьшем зазоре между скошенными полюсами 10 и 11 затвердевает и образует мостик, закрашенный черным на фиг,7. Этот мостик из отвердевшей магнитореологической жидкости 16 образует своеобразное кольцо с внут; ренним диаметром 01(фиг.7), по которому теперь будут перекатываться пучности гибкого колеса 3. Вследствие изменения диа. метра внешней кольцевой опоры волновой передачи (он теперь стал 01, фиг.7) изменяется и общее передаточное отношение вариатора. Таким образом, изменяя силу тока в катушках 13 и 14, изменяют передаточное отношение всего волнового вариатОра.Если еще больше увеличить силу тока в : катушках 13 и 14, то мостик из затвердевшей магнитореологической жидкости 16 еще больше увеличится по толщине (он показан черным на фиг.8), от чего диаметр внеШней кольцевой опоры волновой пере дачи еще уменьшится и стайет, например, равным 02 (фиг.8), от чего значение передаточного отношения вариатора опять изменится.В целом, изменяя силу тока в катушках 13 и 14, можно легко изменять передаточное отношение вариатора, Такое чисто электрическое управление передаточным отношением вэриатора является основным его преимуществом.Вариант вариатора по фиг.9 аналогичен по принципу действия описанного выше вариатора по фиг,1, В этом варианте генератор волн выполнен на роликах-сателлитах 23, установленных на жестких водилах 24, .которые установлены на входном валу 1 с : возможностью радиального перемещения , водил 24, При этом между водилами 24 ивалом 1 установлены упругие прокладки 25. отжимающие ролики-сателлиты 23 с водилами 24 к гибкому колесу 3, которое на фиг,9 выполнено в виде гибкого стакана. Для герметизации полости, где находятся сателлиты 23 к гибкому колесу З,приделана тонкая гибкая оболочка 26, В варианте вэриатора на фиг,9 по сравнению с вариатором на фиг,1 немного изменена форма полюсных Возможность электрического управления передаточным отношением делает данный вариатор (фиг,1-9) удобн ым дл я применения на транспортных устройствах и станках, при которых имеются источники электропитания. Управление вариатором электрически, т.е, по проводам, способству 20 ет и его упрощению и повышению его компактности, т.к. устраняются механические рычаги, тяги и другие звенья для управления изменением передаточного отношения вариатора. Это позволяет устанавливать данный вариатор в практически любом месте транспортного устройства или агрегата,Формула изобретения 1. Вариатор, содержащий корпус, входной вал, установленный на нем генератор волн, выходной вал и соединенное с ним гибкое колесо, о т л и ча ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения чисто электрического управления изменением передаточ 35 Фного отношения вариатора, повышения компактности, упрощения и обеспечения возможности регулирования средней за оборот скорости вращения ведомого вала,он снабжен установленными на выходном и 40 входном валах посредством подшипниковцевой формы, магнитопроводом для 45образована полость, в которую помещена магнитореологическая жидкость2. Вариаторпоп.1,отличающийсятем, что торцевые поверхности полюсных наконечников, обращенные к гибкому колесу, выполнены конусными,у втулками, размещенными на них ферромагнитными полюсными наконечниками кольми на магнитопроводе, гибкое колесо расположено между наконечниками, а между втулками, наконечниками и гибким колесом 50 10 наконечников 10 и 11 с корпусным кольцом 15. В остальном варианг по фиг.9 аналоги-. чен варианту по фиг.1.Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/б