Каток упругофрикционной передачи

(51)5 г 16 32 НИЕ ИЯ И АТ 0 ИДЕТЕЛЬС ьство СССР/32, 1976,ьство СССР5/32, 1976,ПЕРЕ- Сущ- олницы (2) шарио вала ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54) КАТОК УПРУГОФРИКЦИОН НОИДАЧИ(57) Использование; машиностроениность изобретения; диск имеет дтвльное кольцо (1); надетое на шлвтулки (3), которая перемещается икак(4) по винтовым выступам ведуще(6). Узел ведущего катка имеет вал (б) с винтовыми выступами (10). по которым на шариках (4) может помещаться под нагрузкой в осевом направлении ступица (1 1) ведущего катка. При увеличении .вращающего момента увеличивается вила Г и сила б 1, которая сжимает пружину(13) и перемещает каток с большому диаметру конусов вариатора. Пакет дисков установлен между стенкой (14) ступицы и щекой (15), навинченной на резьбовой конец ступицы (11), При работе ведущий каток создает силы прижатия, пропорциональные передаваемому крутящему моменту, и компенсирует геометрическое и другие виды скольжений в пятнах контакта ведущего катка с конусами, 5 ил.Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к фрикционнымпередачам,Цель изобретения - повышение долговечности, эффективности работы и упрощение изготовления.За счет предложенной конструкции каток имеет следующие преимущества:1. Обод катка зэ счет изгиба наклонныхперемычек создает силы прижатия, пропорциональные передаваемому крутящему моменту, что исключает буксование и 10 45 50 55 пицы и щекой; Обод диска разрезан на секции по числу контактирующих с ободом кинемэтических звеньев, Между разрезами на рабочей поверхности выполнены канавки, число которых кратно числу контактирующих кинематических звеньев, На внутренней поверхности дополнительного кольца нарезаны шлицы для установки дисков на шлицы ступицы. Диски устанавливаются со смещением разрезов и канавок по окружности тэк, чтобы обод катка имел по всей окружности равную упругость, Угол наклона перемычек обеспечивает создание сил прижатия обода катка к контактирующим кинематическим звеньям, пропорциональных позволяет конструировать многопоточныевариаторы для трансформации большихмощностей из-за направления силы прижатия из центра (от ведущего катка).2, Компенсации скольжений в пятнахконтакта за счет перемещения секций ободаотносительно дополнительного кольца диска - обеспечивает высокий КПД передачи, 20работу без смазки рабочих поверхностей ивысокий расчетный коэффициент трения(,и, =0,3),3, Применение наклонных перемычеквместо упругих элементов прототипа упрощает изготовление ведущего катка (штамповка дисков) и увеличивает долговечностьего работы.4, Конструкция катка с дисками и перемычками увеличивает поверхность охлаждения и обеспечивает возможностьустройства самовентиляции катка путем установки упругих колец (резиновых или пластмассовых) с радиальными каналами,Поставленная цель достигается тем, что 35предложенный каток упругофрикционнойпередачи, содержит ступицу со шлицами нанаружной поверхности и пакет тонкихстальных дисков с ободом, дополнительнымкольцом и соединяющими их перемычками, 40наклоненными к радиусу в сторону вращения и имеющими форму консоли равногосопротивления изгибу касательными силами, Диски в пакете удерживаются стенкой ступередаваемому вращающему моменту, Угол наклона перемычки к радиусу определяется по формуле.1 уа 01 (1 и 4 0.407) .42 б4 % (п - 4. 0,407 ) ,где Й 1 - нормальная нагрузка на единицу длины пятна контакта;и - число канавок на рассчетном упругом диске,42 - относительное геометрическое скольжение в зоне расположения расчетного упругого диска,б - диаметр вершин перемычек, 01 - упругая постоянная катка, г 1 - кривизна поверхности обода катка,.Р - половина ширины площади контакта,02 - упругая постоянная взаимодействующего с катком элемента,г 2 - кривизна поверхности взаимодействующего с катком элемента.Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг, 1 изображен диск, ближайший к полюсу качения ведущего катка, на фиг, 2 - конструкция ведущего катка для автоматического многопоточного конусного вариатора; на фиг. 3 - расчетная схема для расчета перемычек; на фиг. 4 - промежуточное упругое кольцо; на фиг, 5 - вид на упругое кольцо сверху, Диск (фиг, 1) имеетдополнительное кольцо 1, одетое на шлицы 2 втулки 3, которая перемещается на шариках 4 по винтовым выступам ведущего вала 6. Обод 7 диска имеет прорези 8, количество и положение которых определяется контактирующими конусами. Секции обода 7 соединены с дополнительным кольцом 1 дискараспорными перемычками 9, наклоненными к радиусу. Другие диски пакета по мере удаления от полюса качения будут иметь на секциях обода канавки шириной 2-4 мм и глубиной 1-2 мм. Они располагаются так, чтобы они одновременно совпадали с пятнами контакта конусов вариатора, Узел ведущего катка (фиг. 2) имеет вал 6 с винтовыми выступами 10, по которым на шарикам 4 может помещаться под нагрузкой в осевом направлении ступица 11 ведущего катка, Винтовые шлицы вала 12 и пружина 13 обеспечивают автоматическое. регулирование передаточного отношения приувеличении вращающего момента. Приувеличении вращающего момента увеличивэется сила 7- (фиг. 2) и сила Рь которая1816920 35 держащий ступицу. обод, выполненный в виде пакета разрезанных упругих колец, навнешней поверхности каждого из которых выполнены равномерно расположенные по 40 45 смаке=,йо9В п,(2) ступицы, каждое упругое кольцо разрезано на секции, количество разрезов выбрано равным количеству взаимодействующих с катком элементов, а упругие элементы выполнены в виде связывающих каждое дополнительное кольцо с секциями соответствующего упругого кольца перемычек, имеющих форму консоли равного сопротивления изгибу тангенциальной силой и наклоненных к радиусу упругого диска в 50 55 сжимает пружину 13 и перемещает каток к боль пму диаметру конусов вариатора. Ступица 11 имеет шлицы. на которые посажены диски фиг, 1 гак, чтобы обод 7 имеет равномерную упругость по всей окружности Это достигается смещением соседних дисков на шлицах ступицы 11, Пакет дисков (фиг, 1) установлен между стенкой 14 ступицы и щеткой 15, которая навинчена на резь- бовой конец ступицы 11, В щетке 15 и стенке 14 просверлены отверстия и радиальные канавки в поясках прилегания к ободу 7 для создания самовентиляции катка при вращении. При работе ведущий каток (фиг, 2) создает силы прижатия, пропорциональные передаваемому крутящему моменту и компенсирует геометрическое и другие виды скольжений в пятнах контакта ведущего катка с конусами, Создание силы прижатия осуществляется за счет компенсации геометрического скольжения, при котором в рабочей зоне пятна контакта окружная скорость обода 7 (фиг. 1) катка больше, чем скорость поверхности конуса. При отсутствии скольжения обод 7 отстает от ступицы 11, которая имеет угловую скорость, соот-. ветствующую скорости полоса качения. Эта разность скоростей обода 7 и дополнительного кольца диска компенсируется изгибом перемычек, т,к. работой их "против шерсти", что приводит к увеличению радиуса обода 7 на величину Л(фиг, 3), При отсутствии скольжения в пятне контакта обода 7 диска возникает касательная сила Р 1 (фиг, 3), которая передается на перемычку в виде силы Гл, эта сила изгибает перемычку ОА, которая после изгиба занимает положение ОА 1 При этом отела изгиба 1 пропорциональна геометрическому скольжению на длине дуги между соседними канавками, а увеличение радиуса составит А В= А, Величина угла йопределяет силу прижатия и определяется по формуле (1), Касательная сила на каждой секции изменяется от нуля до максимума, которая для одного диска определяется по формуле (2) где со - коэффициент трения покоя;9 - сила прижатия на единицу длины пятна контакта;В - толщина диска;щ - число контактирующих конусов, Расчетная сила вращающегося момента равна половине максимальной, При достижении максимума касательной силы обод 7 каждого диска попадает прорезями или канавками под конусы. теряет сцепление с 5 10 15 2.0 25 30 конусами и силой упругпсги перемычек 9 обод 7 возвращается в свободное положе ние, Следующий конус входит на тот же сектор диска, и процесс повторяется, При этом отсутствует скольжение в пятнах контакта, и потери энергии будут минимальные, как при чистом качении, Поэтому каток работает без смазки рабочих поверхностей. Для вариаторов с большой частотой вращения ведущего вала, как вариант устройства обода ведущего катка. можно применить резиновые или пластмассовые кольца, устанавливаемые между ободами стальных дисков. Эти кольца (фиг, 4, 5) имеют на боковых поверхностях радиальные каналы 16, которые при вращении катка за счет центробежных сил создают вентиляцию катка. и следовательно, его охлаждение. Кроме этого, при соприкосновении ободов 7 дисков и их относительном перемещении при работе может возникнуть фреттинг-коррозия. Установка резиновых или пластмассовых колец между стальными дисками исключает это явление и обеспечивает интенсивное охлаждение обода 7 катка. При сжатии обода 7 катка с упругими кольцами, например резиновыми. они будут выдавливаться и прижиматься к конусам Это будет способствовать передаче крутящего момента с большим коэффициентом трения (для резины по стали,и 0,3-0,5) Формула изобретения Каток упругофрикцион ной передачи, соокружности осевые канавки, смещенные относительно канавок соседних упругих колец в окружном направлении, и упругие элементы, связывающие обод со ступицей, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения долговечности, эффективности работы и упрощения изготовления, на наружной повер хности ступицы выполнены шпицы, каток снабжен пакетом дополнительных колец со шлицами для взаимодействия со шлицамисторону заданного направления вращенияпод углом а, определяемым из формулытра =- 01 1 п - + 0,407 ) +4 йп гг+ % ( п -" -. о 4 0.7 ) 1,где й 1 - нормальная нагрузка на единицудлины пятна контакта;10и - число канаво на расчетном упругомдиске; 2 - относительное геометрическое скольжение в зоне расположения расчетного упругого диска:д - диаметр вершин перемычек, 01 - упругая постоянная катка;г - кривизна поверхности обода катка; Р - половина ширины площади контакта;02 - упругая постоянная взаимодействующего с катком элемента;г 2 - кривизна поверхности взаимодействующего с катком элемента.1816920 г,Редактор Т.Шагов роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 аказ 171 ВНИИ оставитель М.Вавиловехред М.Моргентал Корректор М,Максимиши Тираж Подписноесударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5