Вариатор гладких

(22) 26.09.90 Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(57) Использование: машиностроение, вчастности в механизмах для измеренияскорости вращения, Сущность изобретения:на ведомом валу 3 установлен диск 7,параллельно которому на половине диаметраэтого диска установлена пластина 9 собразованием рабочего зазора 10, в когоромпомещено гибкое бесконечное звено 4,надетое на звездочку б, установленную на(51) 6 Р 1 б Н 9/24 И 2 который установлен с смешения в корпусе парал-.и вдоль линии диаметра, а ожной стороны установлен ирующий элемент 24, котоязан с управляющей штангой Об анную тягой 27 с ведущим рнирах П гибкого звена рцовые фиксирующие элеменщие рабочие поверхности, Р контакт с рабочей поверхно(А ведущем валу возможностью лельно своей ос с против опол впускной регул рый тягой 28 св 25, также свя валом, В ша установлены то ты 14, имею приходящие в стью диска, а16, скользя щи поверхности пл на другой стороне - ролик е в рабочем зазоре п стивы, 7 3, и, ф-лы, б илИзобретение относится к механике и может найти применение в различных машинах и механизмах для изменения скорости вращения ведомого вала.Целью изобретения является повышение долговечности, передаваемой нагрузки и КПД.На фиг. 1 изображен вариатор, общий вид сбоку; на фиг,2 - то же, вид сверху; на фиг; 3- вид по стрелке А на фиг 1; на фиг. 4- сечение Б-Б на фиг,1; на фиг. 5 - сечение В-В на фиг, 1; на фиг, 6 - сечение Г-Г на фиг. 5.Вариатор содержит корпус 1, ведущий вал 2, ведомый вал 3, между которыми выполнен узел связи в.виде гибкого бесконечно замкнутого звена, например, в виде цепи 4 с равномерно установленными по ее длине торцовыми фиксирующими элементами 5, смонтированными в каждом шарнире цепи 4. На,ведущем валу 2 укреплен тяговый элемент, например в виде звездочки 6, а на ведомом валу 3 жестко закреплен диск 7 сторцовой рабочей поверхностью 8.В корпусе 1 установлен параллельно поверхности 8 опорный фрикционный элемент, например, в виде пластины 9, закрепленной жестко относительно корпуса 1, Торцовая рабочая поверхность опорного фрикционного элемента - пластины 9 ограничена линией, проходящей через центрдиска 7 и параллельной ей линией, расположенной на расстоянии равном или большем радиуса диска 7, Возможно выполнение опорной поверхности непосредственно на самом корпусе 1:Между поверхностью 8 диска 7 и опорной поверхностью пластины 9 образован рабочий зазор 10 постоянного и неизменного размера "а" и в зазоре 10 расположено гибкое звено 4 с обеспечением взаимодействия со звездочкой 6, а также, определенным образом, с рабочими поверхностями диска 7 и пластины 8,Торцовые фиксирующие элементы 5 содержат расположенную в шарнире цепи 4 симметричную втулку 11 (фиг. 6), в которой с возможностью осевого смещения за счет штифта 12 установлен стержень 13, имеющий с одной стороны рабочую поверхность (фиг. 3) в виде плоской шляпки 14 с рифлениями 15 (фиг. 5), которая при заходе звеньев цепи 4 в зазор 10 приходит в контакт с трением о поверхность 8 диска 7, на которой выполнено фрикционное покрытие, например, аналогичное рифлениям 15, С другой стороны стержня 13 расположен ролик 16, установленный в пазу 17 и контактирующий в зазоре 10 с поверхностью пластины 9, Между втулкой 11 и стержнем 13 установлена круглая пружина 18, обеспечивающая вне рабочего зазора 10 обежим шляпок 14 отповерхности 8 диска 7,Для плавного вхождения роликов 16 взазор 10 предусмотрен и определенным об 5 разом выполнен по всей длине (по радиусу)пластины 9 участок входа - в виде пологоскоса 19. Расстояние между торцем шляпки14 и вершиной ролика 16 равно ширине ра-бочего зазора 10, т,е. размеру "а". Таким10 образом, ролики 16, установленные во всехшарнирах гибкого звена - цепи 4, причемопределенным образом ориентированныесвоими осями по отношению к продольнойоси цепи 4, а именно перпендикулярно, в15 момент захода в зазор 10 ориентированытак, чтобы стало возможным их вращение ивыполнялось бы, следовательно, условиеминимума трения за счет качения по поверхности пластины 9 роликов 16 за все время20 движения в рабочем зазоре 10 по радиусу82Вне рабочего зазора.10 установлен компенсирующий механизм, выполненный ввиде штанги 20, прикрепленной жестко к25 корпусу 1, на которой установлен полэун 21,подпружиненный мягкой, т.е. имеющейбольшой рабочий ход, пружиной 22, На полэуне 21 укреплен на оси ролик 23, которыйобеспечивает для текущего передаточного30 отношения удержание в натянутом состоянии участка цепи 4, не участвующего в передаче момента и свободноперемещающегося вдоль диска 7, не касаясь его рабочей поверхности 8,35 Наличие компенсирующего механизмапри определенной ориентации вариаторане является строго обязательным, например, при развороте вариатора на 180 относительно изображенного на чертеже и40 работе вэтом положении(участок цепи 4, неучаствующий в передаче момента, расположен внизу и висит под действием силы тяжести) в стационарных условиях.Для захода цепи 4 после прохождения45 ролика 23 в рабочий зазор 10 на определенном радиусе, в вариаторе установлен внерабочего зазора 10 направляющий элемент24, предназначенный для заведения гибкого звена - цепи 4 в рабочий зазор 10 и50 имеющий возможность управляемого смещения в радиальном направлении.Узел регулирования содержит установленную в направляющих регулировочнуюштангу 25, связанную непосредственно с55 органом, обеспечивающим установку требуемого момента (маховик, поршень и т.п.) исоединенную через шарнир 26 с рычагами27 и 28, соединенными через шарниры 29 сузлом смещения на диаметральной линииведущего вала 2 и с узлом смещения на этой.же линии впускного регулирующего элемента 24,Узел смещения ведущего вала 2 содержит обойму - корпус 30, установленный в направляющем прямоугольном уступе 31 со смещением и связанный с рычагом 27, Вал 2 установлен в обойме - корпусе 30 с возможностью вращения и перемещается с ним по диаметральной линии в направляющем прямоугольном окне 31. По этой же линии, что с некоторым параллельным сме-. щением (фиг. 1) выше линии диаметра, установлен с возможностью смещения эа счет связи с рычагом 28 ползун 27, на котором закреплен направляющий элемент 24, выполненный в виде короба с плавным скруглением вертикальных стенок. Ползун 32 установлен в направляющей 33 корпуса 1 или в направляющей 34 опорной пластины 9, либо в той или другой одновременно.Вариатор работает. следующим образом.В исходном состоянии, т,е. до начала вращения ведущего вала 2 и при фиксированном положении штанги 25, соответствующем определенному передаточному отношению, нижний, рабочий участок цепи 4 расположен в рабочем зазоре 10 по некоторому радиусу 82. Верхний же участок цепи 4, расположенный за пределами зазора 10, находится в подвешенном и натянутом состоянии с помощью ролика 23 и пружины 22 и свободен от контакта с другими элементами вариатора,. Крутящиймомент прикладывается к ведущему валу 2, Звездочка 6 за счет взаимодействия с цепью 4 начинает вытягивать ее звенья из рабочего зазора 10, Одновременно звенья свободного верхнего участка цепи 4, опираясь на ролик 23, проходят в направлениях к рабочему зазору 10, входят в направляющий элемент 24, после прохода которого ролики 16, расположенные на торцовых фиксирующих элементах 5, начинают катиться по скосу 19 поверхности пластины 9, смещая стержень 13 в осевом направлеНии. Попадая в рабочую зону "а" элементы 5 оказываются плотно зажатыми между торцовыми рабочими поверхностями пластины 9 и диска 7, Благодаря рифлениям 15, исключается проскальзывание шляпок 14 элементов 5 относительно диска 7, закрепленного на ведомом валу 3 без смещения в осевом направлении., благодаря чему рабочий зазор 10 постоянен на всем протяже. нии контакта торцевых фиксирующих элементов 5 с диском 7, Ролики 16 свободно катятся по рабочей поверхности пластины 9, причем по окружности заданного радиуса Йз, определяемого положения ползуна 32. При выходе звеньев цепи 4 из рабочейэоны "а" торцевые. элементы 5 под воздействием пружин 18 возвращаются в исходноеположение, т.е. исключается контакт торце 5 вых фиксирующих элементов 5 с рабочейповерхностью диска 7.Регулирование радиуса й 2 захода цепи4 в рабочую зону "а" осуществляется посредством смещения регулировочной штан 10 ги 25 в ее осевом направлении. При этомрычаг 28 через шарнир 29 действует на ползун 32, скользящий по направляющим 33 и34, а поскольку к ползуну 32 жестко прикреплен направляющий элемент 24, послед 15 ний смещается, благодаря чему происходитввод звеньев цепи 4 в рабочую зону "а" натекущий задаваемый радиус. Звездочка 6перемещается вместе с ведущим валом 2 засчет связи со штангой 25 обоймы - корпуса20 30, перемещающегося в окне 31, благодарячему обеспечивается расположение "рабочих" зубьев звездочки 6 в месте выходазвеньев цепи 4 из рабочего зазора 10 нарадиусе йт.25Таким образом, ведущая звездочка 6протаскивает звенья гибкого звена - цепи 4через рабочую зону "а", приводят при этомво вращение ведомый диск 7 за счет контак 30 та и при этом сцепления шляпок 14 торцевых фиксирующих элементов 5 с рабочейповерхностью 8 диска 7.Угловая скорость вращения вала 3 определяется из соотношения35 а/со 1 = 81 Я 2. Увеличение радиуса В 2 добиваютсяуменьшения угловой скорости вращения ведомого вала 3,Вариатор данной конструкции позволя 40 ет без потерь на трение между рабочимиповерхностями передавать и изменять момент вращения ведущего вала 2 на ведомыйвал 3. Это достигается из-за отсутствия смещения контактирующих поверхностей одна45 относительно другой, что ведет также к увеличению долговечности работы, Увеличению передаваемой мощности способствуетотсутствие в звеньях передачи крутящегомомента эластичных материалов.В отличие от известных вариаторов вданном вариаторе передача крутящего момента осуществляется по контактирующимповерхностям не точечного или линейногохарактера, а распределенного по полуок 55 ружности контакта многочисленных элементов, причем плоскостных, находящихсяв зоне контакта на одном и том же удалении. от центра ведомого диска 3, т.е. величине,равной радиусу И 2. Эти контактирующие1816065 элементы имеют суммарную площадь взаимодействия на передаче выше, чем вариаторы с конструкциями контактирующих формула изобретения.бвдридтор глддких1. Вариатор, содержащий корпус, ведущий и ведомый валы, узел связи между ведущим и ведомым валом и 10 узел регулирования, отличающийся тем, что; с целью повышения долговечности, нагрузочной способности и КПД, узел связи включает в себя тяговый элемент, жестко закрепленный на ведущем валу, .1 диск с торцевой рабочей поверхностью, закрепленный на ведомом валу, опор-. ный фрикционный элемент с торцевой рабочей оеросю, расположенной параллельно торцевой рабочей поверхности диска с образованием рабочего зазора и ограниченной линией, проходящей через центральную часть диска и параллельной ей линией, расположен ной на расстоянии, равном или большем радиуса диска, гибкое бесконечное замкнутое звено, охватывающее тяговый элемент и несущее установленные на нем с равным шагом торцевые фикси рующие элементы, для периодического взаимодействия с торцевыми рабочими поверхностями соответственно диска и опорного фрикционного элемента, а вариатор снабжен компенсирующим меха н измом для натяжения гибкого звена, размещенным вне рабочего зазора; и, направляющим элементом для заведения гибкого звена в рабочий зазор на задаваемом радиусе диска. установлен ным с возможностью смещения в радиальном направлении и соединенном кинематически через узел регулирования с ведущим валом, также установленными с возможностью смещения в радиальном 45 направлении.2. Вариатор по пп. 1 и 2, отучаю щийся тем, что гибкое звено выполнено в виде цепи, а торцевые фиксирующие б 0 элементы выполнены в виде размещен-.а поверхностей точечного или линейного типа, в соответствии с этим многократно увеличивается передаваемая мощность,ных с одного торца цепи тел качениядля взаимодействия с опорным фрикционным элементом, а с другого торца - .в виде рабочих поверхностей для взаимодействия с диском,3, Вариатор по п.1, отличающийсятем, что тяговый элемент выполнен ввиде звездочки,4 Вариатор по пп. 1 и 3, оаиичающийся тем, что рабочие поверхноститорцевых фиксирующих элементов подпружинены относительно звеньев цепидля отжатия рабочих поверхностей от1диска вне рабочего зазора 1, Вариатор по пп, 1 и 3, отучаю ,щийся тем, что опорный фрикционныйэлемент выполнен в виде пластины, же-,стко закрепленной в корпусе.6. Вариатор по п.1, отличающийсятем, что компенсирующий механизм вы-:полнен в виде жестко закрепленной вкорпусе штанги с шарнирно установлен-.ном на последнем ползуном с роликомподпружиненным к корпусу.7. Вариатор по пп. 1 и 3, отаеающит тем, что рабочие поверхности,торцевых фиксирующих элементов и 1торцевая . рабочаяповерхность диска,выполнены рифлеными.8. Вариатор по п.1, опивиающийсятем, что узел регулирования выполненв виде двух направляющих, установлен-ных в первых направляющих регулирввочной штанги, размещенной во вторых(направляющих с возможностью перемещения обоймы с установленными в нейв подшипниках ведущего вала, полэуна,закрепленного на направляющем элементе с возможностью перемещения вовторых направляющих, двух рычагов,шарнирно установленных одним концомна регулировочной штанге, а другимиконцами на обойме и ползуне соответственно."Г Г Составитель В. Гладкиехред М,Моргентал орректор А. Козори Редактор Е.Зубиетова Тираж ПоНПО "Поиск" Роспатента 13035, Москва, Ж, Раушскэя на аказ 14 писное