Зубчато-импульсный вариатор

Изобретение относится к области общего и транспортного машиностроения, в частности к чисто механическим бесступенчатым коробкам передач для передачи вращательного движения. Импульсный вариатор включает соосные входной и выходной основные валы, пару снабженных механизмами свободного хода коаксиальных конических зубчатых колес с осью вращения, пересекающей перпендикулярно ось основных валов, и входящих в зацепление с закрепленной на выходном валу конической шестерней, регулирующее кольцо с возможностью его отклонения на ограниченный угол вокруг своей диаметральной оси, перпендикулярной оси основных валов. Ось пары конических колес способна вращаться в плоскости, перпендикулярной оси основных валов. На данной оси колес установлен качающийся рычаг, находящийся внутри периметра не вращающегося относительно корпуса отклоняемого кольца и всегда занимающий положение, перпендикулярное геометрической оси данного кольца, за счет непрерывного подвижного контакта с последним посредством тел вращения. Механизмы свободного хода колес связаны с качающимся рычагом. В результате создан компактный и технологичный в изготовлении вариатор, способный воспринимать большие нагрузки при бесступенчатом регулировании. 2 ил.

Техническая задача, решаемая в изобретении: принципиальная переработка конструкции прототипа, обеспечивающая выполнение и улучшение всех прежних функций с добавлением новых и недостижимых ранее кинематических и эксплуатационных свойств. Использована центрально-симметричная схема компоновки, снижающая рабочие нагрузки, упрощающая систему регулирования, изготовление и монтаж. Решена задача жидкостной смазки всех деталей с надежным уплотнением зон выхода элементов управления. С этими целями преобразовывается исходная кинематическая структура прототипа. Предлагается применить механизм, содержащий оси парных конических шестерен, вращаемых в пространстве вокруг общей оси входного и выходного валов. Исключено постоянное качание и вращение наклонной шайбы в составе рабочих движений.

Изобретение относится к областям общего и транспортного машиностроения, в частности к механическим вариаторам для передачи крутящего момента. Предлагаемый импульсный вариатор - зубчатого типа и не содержит фрикционных элементов. Бесступенчатое регулирование скорости вращения выходного вала производится изменением положения одного из звеньев. Может использоваться в составе управляемых приводов механизмов самого широкого назначения и различной мощности, в том числе рабочих органов любых технологических или специализированных машин.

Известен импульсный вариатор, включающий корпус, ведущий вал, качающуюся шайбу, снабженную внутренней втулкой с осью и подшипником; механизм изменения угла наклона шайбы; передаточные звенья с механизмами свободного хода и ведомый вал. В данном устройстве качающаяся шайба снабжена дополнительной втулкой с осью, размещенной между внутренней втулкой и подшипником, причем ось дополнительной втулки установлена перпендикулярно оси внутренней втулки. Описываемый вариатор снабжен вторым механизмом изменения угла наклона шайбы, выполненным в виде поводка, концы которого соединены с торцом дополнительной втулки и с ведущим валом (Патент RU №2229643, МПК7 F16H 29/04, 01.07.2002 г.).

Технические недостатки данного вариатора: относительно-малый диапазон передаточного числа; громоздкость компоновки и сложность конструкции; выполнение регулировки передаточного числа двумя приводами; наличие значительных рабочих нагрузок на тяги управления качающейся шайбы из-за ее малых размеров и ассимметричности приложения сил; проблема уплотнения пазов в зонах выхода рычагов; размещение вне корпуса открытых зубчатых зацеплений, подшипниковых узлов и механизмов свободного хода, что затрудняет их защиту и не позволяет жидкостную смазку; ведомая коническая шестерня, связанная с выходным валом очень большого размера и опирается на подшипник скольжения с повышенным трением, либо потребует установки стандартного подшипника качения большого диаметра. Еще одним недостатком данного устройства (принимаемого за прототип) является неспособность механизма обеспечить ряд дополнительных кинематических свойств, связанных с функцией изменения передаточного отношения. В том числе, при реверсировании вращения входного вала либо инвертировании потока мощности механизма. А также, трудность создания удобных конструктивных исполнений, относительно просто реализуемых в предлагаемом вариаторе, в том числе и по модульному принципу.

Техническая задача, решаемая в изобретении: принципиальная переработка конструкции прототипа, обеспечивающая выполнение и улучшение всех прежних функций с добавлением новых и недостижимых ранее кинематических и эксплуатационных свойств. Использована центрально-симметричная схема компоновки, снижающая рабочие нагрузки, упрощающая систему регулирования, изготовление и монтаж. Решена задача жидкостной смазки всех деталей с надежным уплотнением зон выхода элементов управления. С этими целями преобразовывается исходная кинематическая структура прототипа. Предлагается применить механизм, содержащий оси парных конических шестерен, вращаемых в пространстве вокруг общей оси входного и выходного валов. Исключено постоянное качание и вращение наклонной шайбы в составе рабочих движений.

Изобретение поясняется следующими графическими материалами:

на Фиг. 1 изображен чертеж одного из вариантов исполнения вариатора;

на Фиг. 2 показан разрез устройства по плоскости А-А с Фиг 1.