Трехпоточный фрикционный вариатор

Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ и)41010ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) Авторы изобретения Я. Я. Гайпель и Л, Н, Решетов Пермский машиностроительный завод им. Октябрьской революции(54) ТРЕХПОТОЧНЫЙ фРИКЦИОННЫЙ ВАРИАТОР 1Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах, где требуется плавное регулирование скорости,гИзвестен трехпоточный фрикционныйвариатор, содержащий корпус, центральныйвал с пакетом фрикционных элементов,установленных с возможностью осевогоперемещения и качания вокруг оси, трипериферийных вала с пакетами фрикциониыхэпементов, установленных с возможноостью осевого перемешения и качания вокругоси ивзаимодействуюших с фрикционнымиэлементами центрального вала, и устройствоизменения передаточного отношения 1 .15Недостатком известного вариатора является неравномерное распределение нагрузки по периферийным валам,Целью изобретения является обеспечение автоматического выравнивания нагрузки между периферийными валами по всему диапазону регулирования,Указвнная цель достигается тем, чтовариатор снабжен тремя концентрически 2 ми кольцами, наружное из которых взаимодействует с периферийными валами и имеет два диаметрально расположенных штыря, внутреннее установлено на корпусе, имеет также два диаметрально расположенных штыря и на цилиндрической поверхности два сквозных паза, а в среднем кольце выполнены две пары взаимно пер пендикулярных диаметральных отверстий, в которые соответственно входят штыри наружного и внутреннего колец, размещенными на корпусе упругими элементами проходяшими через пазы внутреннего кольца и взаимодействующими со средним кольцом и шарнирно установленным на корпусе и контактирующим с наружным кольцом рычагом с пружиной, а угол ч установки рычага к горизонтали и упругая сила Р элемента пружины определеЮР ны из соотношений: Япс, К +уЧОп 1 КОКСр 1 тт 0птснапр т Гт3 74101где Яп - вес одного периферийного пакета,Я - вес кольца,- расстояние центра тяжестипакета от оси поворота,- цлина кронштейна, несущегопериферийный пакет,6 - угол между кронштейном ишатуном,К 1 К 2- коэффициенты, эаВисящие от 1011 гкомпоновки,вариатора, определяемые по зависимостям:(т-РиК - , 1 И ) -ЬАСОВ А.15где ) - угол между линиями, соединяющими центр паразитной шестер ни соответственно с центрамивариатора и периферийногопакета при максимально выдвинутых периферийных дисках,угол между линией, соединшо- .1щей центры вариатора н. паразитной шестерни 1 -го пакетаи положительным направлением 25сил тяжести в том же положении,Л - угол, образованный шатуном1 -го пакета с вертикалью,ф определяемый по зависимости: 5 О Х18 ОО+ +6 ргде Г- угол между 0 иНа фиг. 1 дан поперечный разрез вариатора; на фиг. 2 - сечение А-А на35фиг. 1; на фиг. 3 - схема сил, действуюших на элементы вариатора, и расположение упругих элементов.Вариатор состоит из корпуса 1, в котором смонтированы ведущий вал 2, соос40ный с ним центральный вал 3 с пакетомфрикционных элементов 4 на барабане 5,механизмом 6 автоматического измененияусилия прижатия фрикционных элементов454 и пружиной 7 предварительного.прижатия, оси 8, на которых поворотно установлены кронштейны 9 с периферийными валами 10, несущими пакеты фрикциончых элементов 11, взаимодействующихс элементами 4,На валах 10 установлены шестерни12 через паразитные шестерни 1 3 свободно вращакициеся на осях 8, связанные с шестерней 14 вала 2,55Устройство изменения передато ногоотношения представляет собой смонтированный в верхней части корпуса винтовоймеханизм 15, тягой 16 соединенный с 0 фповоротным кольцом 17, установленнымна крьпцке 18 соосно центральному валу3; Кольцо 17 посредством штырей связано с кольцом 19, которое в свою очередь штырями связано с наружным кольцом 20, шатунами 21 соединенным скронштейнами 9 периферийных валов 10.В пазах кольца 17 на опоре 22 установлены упругие элементы 23 и 24, например, фигурные пружины дугообразнойформы, на которые опирается среднеекольцо 19. На крышке 18, перпендикулярно штырям наружного кольца, установленрычаг 25 с упругим элементом, например,пружиной, на который опирается наружноекольцо 20,Вариатор работает следующим образом.Ог электродвигателя через муфту(на фигурах не показаны) вращение передается валу 2 с шестерней 14, от неечерез шестерни 13 и 12 валам 10 сфрикционными элементами 11. Элементы11 передают вращение элементам 4 ичерез барабан 5 - центральному валу 3,Вариатор может работать и в обратномпорядке, когда ведущим будет центральный вал 3, а ведомым - вал 2.Для изменения передаточного отношения вращением маховичка перемещаютгайку винтовой пары. Гайка через тягу16 поворачивает кольцо 17, а вместе сним и кольца 19 и 20, Кольцо 20 черезшатуны 21 поворачивает кронштейны 9с периферийными валами 10, увеличиваяили уменьшая межцентровое расстоя-ние между фрикционными пакетами центрального и периферийного валов. Упругиеэлементы 23 и 24 и рычаг 25 обеспечивают концентрическое расположение колец 19 и 20 относительно кольца 17,не давая им опускаться под действиемсил тяжести, Причем рычаг 25 уравновешивает силы тяжести периферийных пакетов, шатунов и наружного кольца, аупругие элементы 23 и 24 - среднегокольца. Упругие элементы 23 и 24 работают поочерецно в .зависимости отнаправления силы, стремящейся переместить вдоль штырей среднее кольцо. Еслимежцентровые расстояния одинаковы длявсех валов, последние будут передаватьодинаковый крутящий момент, равныйобщему крутящему моменту, деленномуна число периферийных валов, и системабудет нахоциться в равновесии,В случае, если один пакет вошел глубже, то есть расстояние 001 с 00 передаточное отношение этого пакета будетбольше, чем у другого, и он будет передавать большую мощность, Окружноеусилие Я во фрикционком зацеплениии реактивная сила К в зубчатом зацеплении будут больше усилий Я 2 и Й.Результирующая Я. и Я пройдетчерез центр пакета и разложится на двесоставляющие, из которых одна перпендикулярна кронштейну 9 и направлена отцентра вариатора, Эта сила повернет кронштейн 9 с пакетом фрикционных элементов вокруг оси 8, увеличивая расстояние00. Поворот кронштейна 9 вызовет перемещение шатуна 21, связанного с системойконцентрических колец, Так каквнутреннее кольцо 17 удерживается самотормозящим винтовым механизмомот поворота, происходит перемещениесреднего и наружного колец 1 9 и 20в двух взаимно перпендикулярных направлениях. При этом кронштейн 9 повернется в обратном направлении и уменьшится расстояние 002.Когда межцентровые расстояния вновьбудут одинаковы, система придет в равновесие и уравнительное движение прекратится.Автоматическое выравнивание нагрузки между периферийными валами повысит КПД вариатора и увеличит долговечность его, исключит циркуляцию паразит-.ной мощности и уменьшит потери отпроскальзывания фрикционных элементов.Установка упругих элементов с определенными упругими силами под расчетнообоснованным углом к вертикали обеспечит одинаковое выравнивание нагрузкипо всему диапазону регулирования передаточного отношения,Формула изобретенияТрехпоточный фрикционный вариатор,содержащий корпус, центральный вал спакетом фрикционных элементов, установленных с возможностью осевого перемещения и качания вокруг оси, три периферийных вала с пакетами фрикционныхэлементов, установленных с возможностьюосевого перемещения и качания вокругоси и взаимодействующих с фрикционными элементами центрального вала, и устройство изменения передаточного отношения, о т л и ч а ю щ и й с я тем что,с целью обеспечения автоматического выравнивания нагрузки между периферийными валами по всему диапазону регулиро.вания он снабжен тремя концентрическими кольцами, наружное из которых вза 41010 6имодействует с периферийными валами иимеет два диаметрально расположенныхштыря, внутреннее установлено на корпусе, имеет также два диаметрально5 расположенных штыря и на цилиндрической поверхности два сквозных паза, а всреднем кольце выполнены две парывзаимно перпендикулярных диаметральных отверстий, в которые соответственно входят штыри наружного и внутреннего колец, размещенными на корпусе упругими элементами, проходящими черезпазы внутреннего кольца и взаимодействующими со средним кольцом и шарнирно установленным на корпусе и контактирующим с наружным кольцом рычагомс пружиной, а угол 4 установки рычагак гоРизонтали и УпРУгаЯ сила Рчп элемента пружины определены из соотношений20 СК КФл 9 ="пч кгпфП 11Чпр 6251 ПЙ 51 Игде Цп - вес одногопериферцйного па 251кета;С, - вес кольца,-. расстояние центра тяжести пакета от оси поворота;- длина кронштейна, несущего2периферийный пакет,б - угол между кронштейном и шатуном,К- коэффициенты, зависящие отФ 2.компоновки вариатора, определяемые по зависимостям:К= Е жп Я-Ьб 1 н Лд "ц Х 1;СО 53.;где - - угол между линиями, соединяющими центр паразитной лестерни соответственно с центрамивариатора и периферийного пакета прц максимально выдвинутых периферийных дискахЬ - угол между линией, соединяю- щей центры варцатора и паразитной шестерни 1 -го пакета ц положительным направ"ленцем сцл тяжести в том жеположении,Л - уол, образованный шатуном1 -го пакета с вертикалью,определяемый по зависимости;А=Во-р -тТ+к,где О - угол между 6 (55Источники информации,принятые во внимание прц экспертиз1. Патент ФРГ М 1033985,кл, 47 Н 141938 (прототип).741010 тавитель Н. Левинскийхред Н. Ковалева Коррек Аристов ед аз 3181/39ЦНИИПИпо113035, Мос Тираж 1 098 ЛодписноГосударственного комитета СССРлам изобретений и открытийва, Ж, Раушская наб., д. 4/8 Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная