Главная страница

Услуги

Марки

Шоссе

Техцентры на карте

Новости

Архив новостей

Вопрос-ответ

Архив ответов

импульсный вариатор. Импульсный вариатор

Импульсный вариатор

Изобретение относится к передачам для бесступенчатого регулирования скорости движения выходного звена. В корпусе импульсного вариатора на кривошипной шейке ведущего вала поворотно установлен шатун. Механизм свободного хода расположен на ведомом валу. Ползун механизма регулирования перемешается вдоль кулисы по направляющим корпуса. Кулиса свободно установлена в отверстии шарнирной опоры механизма регулирования. Один конец кулисы шарнирно связан с ведущей обоймой механизма свободного хода, второй конец кулисы шарнирно связан с шатуном. Шарнирная опора поворотно размещена в расточке ползуна. Такое выполнение импульсного вариатора позволяет упростить конструкцию, повысить несущую способность и надежность и уменьшить затраты на изготовление. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению, в частности к передачам для бесступенчатого регулирования скорости движения выходного звена, и может быть использовано, например, в машинах пищевой, химической, хлопкоочистительной и др. промышленности.

Известен импульсный вариатор (см., например, авт. свид. N 1097851, БИ N 22, 1984), содержащий корпус, установленные на нем ведущий вал с кривошипом, шатун, шарнирно связанный с кривошипом, ведомый вал с установленным на нем гидравлическим механизмом свободного хода, ведущий элемент которого жестко связан с шатуном, и механизм управления, шарнирная опора которого имеет возможность перемещения вдоль направляющих, изготовленных в корпусе, причем шатун подвижно установлен в расточке шарнирной опоры. Но в этом вариаторе можно применять только гидравлические механизмы свободного хода, в которых нет жесткой кинематической связи между ведущими и ведомыми звеньями (элементами), т.е. где ведущее звено механизма воздействует на ведомый вал только с помощью рабочей жидкости. Применение же таких широко распространенных "механических" механизмов свободного хода, как роликовые, клиновые, храповые и т.п., в этом известном импульсном вариаторе невозможно, что существенно снижает область его применения и конкурентоспособность. Известен также импульсный вариатор (см., например, Мальцев В.Ф. Механические импульсные передачи. - М.: Машиностроение, 1978, с. 12, рис. 8), принятый нами за прототип, содержащий корпус, расположенные в нем ведущий вал с кривошипом, шатун, один конец которого шарнирно связан с кривошипом, а другой подвижно установлен в осевом отверстии кулисы, шарнирно соединенной с наружной обоймой механизма свободного хода, установленного на ведомом валу, и механизм управления, состоящий из ползуна, имеющего возможность перемещения вдоль направляющих, изготовленных в корпусе, причем в цилиндрической расточке ползуна поворотно размещена шарнирная опора, в отверстии которой свободно установлена кулиса. Однако известный импульсный вариатор имеет относительно сложную конструкцию и невысокую нагрузочную способность. Из-за того, что звено, передающее движение ведущего вала к ведомому, приходится изготавливать по существу в виде плунжерной пары шатун - кулиса, необходимо применять сложную и дорогостоящую технологию для ее изготовления. Кроме того, поперечное сечение этого звена в итоге получается ослабленным, что усугубляется тем, что и шатун и кулиса здесь работают на изгиб, причем с дополнительными динамическими нагрузками. Цель предлагаемого изобретения - упрощение конструкции, повышение несущей способности и надежности и уменьшение затрат на изготовление. Поставленная цель достигается тем, что предложенный импульсный вариатор содержит корпус, расположенные в нем ведущий вал с кривошипной шейкой, шатун, один конец которого шарнирно связан с кривошипной шейкой, а второй - с кулисой, ведомый вал с установленным на нем механизмом свободного хода, ведущая обойма которого шарнирно соединена со вторым концом кулисы, и механизм регулирования, состоящий из ползуна, имеющего возможность перемещения вдоль кулисы по направляющим, изготовленным в корпусе, и шарнирной опоры, поворотно размещенной в цилиндрической расточке ползуна и в отверстии которой свободно установлена кулиса. Сопоставительный анализ с прототипом показал, что заявляемый вариатор отличается тем, что второй конец шатуна связан с кулисой шарнирно. Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором изображена конструкция предложенного вариатора (его общий вид). Предложенный импульсный вариатор содержит корпус 1, ведущий вал 2 с кривошипной шейкой 3, шатун 4, поворотно установленный на кривошипной шейке 3 и шарнирно связанный с одним концом кулисы 5, и ведомый вал 6 с расположенным на нем механизмом свободного хода, ведущая обойма 7 которого шарнирно связана со вторым концом кулисы 5. В направляющих корпуса 1 размещен ползун 8, в цилиндрической расточке которого поворотно установлена шарнирная опора 9, причем в отверстии опоры 9 свободно установлена кулиса 5. Ползун 8 связан резьбовым соединением с винтом 10, на наружном конце которого, выступающем из корпуса, неподвижно смонтирован маховик 11. Предложенный импульсный вариатор работает следующим образом. Ведущий вал 2 вместе с кривошипной шейкой 3 приводится во вращение в любую сторону. Вращательное движение вала 2 с шейкой 3 преобразуется в плоскопараллельное движение шатуна 4, который в свою очередь сообщает качательное движение кулисе 5, имеющей возможность совершать это движение вокруг оси шарнирной опоры 9. Это качательное движение с помощью ведущей обоймы 7 и всего механизма свободного хода в целом преобразуется в однонаправленное вращательное движение ведомого вала 6. Регулирование частоты вращения ведомого вала осуществляется вращением маховика 11, который поворачиваясь вместе с винтом 10 заставляет перемещаться по направляющим корпуса ползун 8 вдоль кулисы 5, причем вместе с ползуном 8 перемещается и шарнирная опора 9. Когда ось шарнирной опоры 9 совпадает с центром шарнира, соединяющего кулису 5 и ведущую обойму 7, то ведомый вал 6 не вращается. При перемещении ползуна 8 вместе с опорой 9 (на чертеже - влево) угол размаха (качания) кулисы 5, а следовательно, и ведущей обоймы 7 механизма свободного хода увеличивается, а значит, увеличивается и частота вращения ведомого вала 6. Как видно из описания конструкции и принципа действия, в предложенном импульсном вариаторе за счет введения шарнирного соединения шатуна с кулисой удалось избежать применения плунжерной пары шатун - кулиса, что привело к заметному упрощению конструкции, повышению надежности и существенному сокращению затрат на изготовление. Кроме того, кулису теперь можно изготавливать не в виде цилиндра, а в виде стержня, имеющего сплошное сечение, что открывает возможности для увеличения несущей способности вариатора. При этом и шатун имеет форму детали не в виде длинного стержня, а в виде короткого компактного рычага, что приводит к экономии металла при изготовлении. Таким образом, применение отмеченных выше новых разработок позволило заметно упростить конструкцию и технологию изготовления вариатора, повысить его несущую способность и надежность и, как следствие, сократить затраты на изготовление и повысить его конкурентоспособность.

Формула изобретения

Импульсный вариатор, содержащий корпус, расположенные в нем ведущий вал с кривошипной шейкой шатун, поворотно установленный на кривошипной шейке, ведомый вал с расположенным на нем механизмом свободного хода, ведущая обойма которого шарнирно связана с одним из концов кулисы, и механизм регулирования, состоящий из ползуна, имеющего возможность перемещения вдоль кулисы по направляющим, изготовленным в корпусе, и шарнирной опоры, поворотно размещенной в цилиндрической расточке ползуна, в отверстии которой свободно установлена кулиса, отличающийся тем, что шатун шарнирно связан с вторым концом кулисы.

РИСУНКИ

Рисунок 1

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к импульсным приводам, и может быть использовано в технологических, транспортных и горных машинах

Изобретение относится к машиностроению , преимущественно к механизмам бесступенчатого регулирования скорости ведомого вала

Изобретение относится к общему машиностроению , в частности к механизмам для осуществления прерывистого вращения

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах

Изобретение относится к машиностроению

Изобретение относится к машиностроению , а именно к храповым механизмам

Изобретение относится к регулируемым механическим передачам, в частности к передачам для сообщения вращательного движения , и может быть использовано при механизации и автоматизации производства

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в механизмах для прерывистого вращения исполнительных устройств

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах машин и механизмов

Изобретение относится к передачам для бесступенчатого регулирования скорости движения выходного звена

Изобретение относится к машиностроению, в частности к импульсным автоматическим бесступенчатым передачам, и может быть использовано в приводах промысловых машин, грузоподъемных машин, автомобилей и др

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к импульсным автоматическим бесступенчатым передачам

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к храповым передачам, предназначенным для понижения скорости вращения при постоянном передаточном отношении

Изобретение относится к управлению транспортными средствами на поворотах. Модуль управления транспортного средства для использования в транспортном средстве, включающем в себя двигатель внутреннего сгорания, электромотор, аккумулятор и трансмиссию, причем, когда определяется движение транспортного средства в повороте посредством устройства определения движения в повороте, запрещается переключение передач в трансмиссии. Когда состояние накопления аккумулятора удовлетворяет первому условию накопления и определяется окончание движения транспортного средства в повороте, разрешается усиление помощи от электромотора, а переключение передач в трансмиссии остается запрещенным. Изобретение также относится к способу управления транспортным средством согласно вышеописанному устройству. Достигается плавное ускорение при движении в повороте. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к механизмам преобразования вращательного движения в поступательное или колебательное. Кривошипно-шатунный механизм состоит из кривошипа (1), шарнирно соединенного с ведомым звеном (2), которое может быть ползуном или коромыслом, шатунов (3) и (4) и коромысла-шатуна (5). Шатуны (3, 4) и коромысло-шатун (5) образуют шарнирный трехзвенник. Коромысло-шатун (5) имеет подвижную опору (7) в направляющей (6). Достигается увеличение функциональных возможностей. 5 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к кулачковым высокомоментным вариаторам. Вариатор содержит корпус (1), установленные в корпусе входной (2) и выходной (3) валы, механизм изменения передаточного отношения с рукояткой управления (17), посаженный на входной вал с возможностью совместного вращения пространственный кулачок (4), трехвальный зубчатый дифференциал, вал водила которого является выходным валом. Валы колес дифференциала (24а, 24b) снабжены двумя приводными механизмами. Каждый из механизмов включает установленную на подшипниках в корпусе параллельно входному валу пару колебательных валов и пару обгонных муфт, с кинематически связанными с валом колеса дифференциала ведомыми полумуфтами. Каждая ведущая полумуфта кинематически связана с колебательным валом. На колебательных валах установлены карусельно в одной плоскости контактирующее с пространственным кулачком рычаги (6), с возможностью изменения рукояткой управления относительного положения пространственного кулачка и рычагов. Оси колебательных валов установлены на одинаковом расстоянии от оси входного вала. Оси каждой пары колебательных валов смонтированы в проходящей через ось входного вала плоскости. Плоскости перпендикулярны для разных пар колебательных валов, при этом колебательные валы в каждой паре кинематически связаны с возможностью поворота с одинаковой по модулю разнонаправленной угловой скоростью, например цепной передачей (19). Достигается упрощение и удешевление конструкции. 9 ил.

Изобретение относится к передачам для бесступенчатого регулирования скорости движения выходного звена

www.findpatent.ru

Импульсный вариатор

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах машин и механизмов, в том числе в передаче основной мощности в транспортных средствах, в качестве регулируемой бесступенчатой передачи, в частности в автомобилестроении, мотоциклостроении, при производстве сельскохозяйственной, строительной техники, велосипедов. Импульсные регулируемые передачи (вариаторы) обычно включают в свой состав следующие функционально связанные механизмы: генератор механических колебаний (ГМК), средство регуляции амплитуды ГМК и выпрямитель механических колебаний (выпрямитель) с механизмами свободного хода (МСХ). Далее в описании движения элементов импульсных вариаторов (ИВ), непосредственно связанных с передачей мощности от входного на выходное звенья, будут называться главным движением, в отличие от движений, связанных с регулировкой амплитуды ГМК, которая обеспечивает изменение передаточного отношения.

Известен ИВ (В.Ф.Мальцев. «Механические импульсные передачи». М., Машиностроение, 1978, с.11, рис.7), выбранный как аналог. Недостатками аналога являются паразитные колебания мгновенного передаточного отношения (МПО), осложненные тем, что форма кривой паразитных колебаний отношения МПО к среднему передаточному отношению меняется при изменении амплитуды колебаний ГМК, что значительно затрудняет полную компенсацию паразитных колебаний МПО для всех штатных передаточных отношений, удается полностью устранить паразитные колебания МПО только для одного передаточного отношения.

Известен (А.с. 1414990 СССР, F16H 29/04) ИВ, содержащий: ГМК, включающий два кривошипа или эксцентрика; средство регуляции амплитуды колебаний ГМК; выпрямитель с МСХ; выбранный как прототип. Преимуществом прототипа является постоянная форма кривой паразитных колебаний отношения МПО к среднему передаточному отношению для всех амплитуд колебаний ГМК, связанная с синусоидальным движением возвратно-поступательного ползуна шотландского механизма по отношению к вращению зацепленного с ним кривошипа или эксцентрика. Недостатком прототипа являются повышенные габариты, что связанно с конструктивной особенностью, а именно – выпрямитель прототипа включает в себя два вала главного движения, причем оба вала не совмещены с валом, соединяющим кривошипы или эксцентрики.

Техническая задача изобретения заключается в достижении технического результата – уменьшения габаритов ИВ. Технический результат достигается совокупностью ограничительных и отличительных признаков. Ограничительные признаки - ИВ, содержащий: ГМК, включающий два кривошипа или эксцентрика; средство регуляции амплитуды колебаний ГМК; выпрямитель с МСХ. Отличительные признаки - выпрямитель включает в себя единственный вал главного движения (выпрямительный вал), причем выпрямительный вал выполнен полым и установлен поверх вала, соединяющего кривошипы или эксцентрики.

Действительно, из-за того что выпрямительный вал единственный и, кроме того, установлен поверх вала, соединяющего кривошипы или эксцентрики, габариты ИВ в проекции на плоскость перпендикулярной выпрямительному валу значительно сокращаются.

На фиг. 1 показана кинематическая схема ИВ.

Пример 1 реализации ИВ на двойном кривошипе (фиг 1): ИВ содержит ГМК, включающий входное коромысло 1, закрепленное на первичном валу 2, приводящее в движение двойной кривошип 3 с согласованно регулируемыми плечами. Средство регулировки длины плеч двойного кривошипа обозначено как 4 и может быть выполнено как в прототипе. Плечи двойного кривошипа разнесены на 90 градусов. Каждый палец двойного кривошипа 5 зацеплен с возвратно-поступательным ползуном 6. Двойной кривошип с возвратно-поступательными ползунами образует пару шотландских механизмов переменной амплитуды. На каждом возвратно-поступательном ползуне вырезаны или установлены зубчатые рейки 7 по разные стороны от вала, соединяющего кривошипы, причем вершины зубцов зубчатых реек направлены к этому валу. Каждая зубчатая рейка сцеплена со своей шестерней главного движения (ШГД) 8. ШГД могут иметь полную или неполную (из двух зубчатых секторов) зубчатую окружность. Каждая ШГД соединена через обгонную муфту 9, выполняющую роль МСХ, с выпрямительным валом 10. Все обгонные муфты установлены для передачи вращения от ШГД на выпрямительный вал в одном направлении. Обгонные муфты и выпрямительный вал образуют выпрямитель ИВ. Для снятия вращения с выпрямительного вала служит зубчатое колесо или звездочка 11.

При подаче вращения на первичный вал и далее на двойной кривошип через входное коромысло, пальцы кривошипа приводят в движение возвратно-поступательные ползуны. Возвратно-поступательные ползуны через зубчатые рейки приводят в колебательное движение ШГД, которое передается на обгонные муфты. Обгонные муфты переводят колебательные движения ШГД во вращение выпрямительного вала. Вращательные и возвратно-поступательные кинематические пары могут быть связаны через подшипники скольжения или качения.

Данный пример демонстрирует решение технической задачи, а именно: за счет того, что выпрямительный вал единственный и, кроме того, установлен поверх вала, соединяющего кривошипы или эксцентрики, габариты ИВ в проекции на плоскость, перпендикулярной выпрямительному валу, значительно сокращаются.

Пример 2 реализации ИВ на двойном эксцентрике, который отличается от реализации ИВ на двойном кривошипе тем, что двойной кривошип заменен на двойной эксцентрик, а средство регуляции амплитуды колебаний ГМК выполнено, как описано в В.Ф.Мальцев. «Механические импульсные передачи». М., Машиностроение, 1978 стр. 122 рис. 9 в.

Для устранения паразитных колебаний МПО при фиксированной амплитуде колебаний ГМК, ИВ, как и прототип, может быть дополнен средством выравнивания МПО. Для уменьшения габаритов ИВ в направлении оси первичного вала ШГД могут быть вырезаны или установлены непосредственно на внешней обойме обгонных муфт. ГМК может быть выполнено с возможностью плавной регулировки амплитуды колебаний вплоть до нулевого значения амплитуды. Этот частный результат достигается в том случае, если центр кривошипных пальцев при регулировке достигает оси вращения кривошипа или центр эксцентриков при регулировке достигает оси вращения эксцентриков, что позволяет начинать движение без каких-либо рывков и без проскальзываний в трансмиссии и в контакте между движетелями и поверхностью передвижения. Для автоматизации подстройки передаточного отношения ИВ к параметрам внешнего привода и/или внешней нагрузки средство регуляции амплитуды колебаний ГМК может быть выполнено автоматическим. Одним из примеров автоматической регулировки может служить вариатор, описанный в книге В.Ф.Мальцев. «Механические импульсные передачи». М., Машиностроение, 1978, стр. 124, рис. 11 или в А.С. SU155373. Средство автоматической регулировки также может быть выполнено как на основе механического привода, так и на основе гидравлического, пневматического, электромагнитного приводов или их комбинации. Также средство автоматической регулировки может содержать блок электронного управления. Для уменьшения дисбаланса в ИВ может быть вставлено средство балансировки: для балансировки кривошипа, например, грузик с регулируемым радиусом его вращения, как в RU2185897; для балансировки рамок, например, грузик, двигающийся возвратно-поступательно и оппозитно возвратно-поступательному ползуну, приводимый от возвратно-поступательного ползуна через шестерню, установленную в корпусе так же, как балансир для затворной группы в автомате AEK 971 (ru.wikipedia.org/wiki/%C0%C5%CA-971). Для повышения максимальной частоты работы ИВ обгонные муфты могут быть заменены на управляемые фрикционные муфты с принудительным приводом их замыкания и/или размыкания от первичного вала механическим (например, кулачковый механизм замыкания фрикционной муфты в RU2297565 или другие замыкающие и/или размыкающие кулачково-рычажные или кулачково-толкательные механизмы), или гидравлическим, или пневматическим, или электромагнитным способами или комбинацией указанных приводов. При этом управляющие кулачки могут крепиться на двойной кривошип, или на вал, соединяющий кривошипы или эксцентрики, или на специальный управляющий вал, вращающийся синхронно кривошипу или первичному валу с периодом обращения равным или кратным периоду вращения первичного вала. Фрикционные муфты могут быть выполнены с одной или несколькими фрикционными парами, характеризуемыми мокрым или сухим трением. Заметим, что ИВ с МСХ, в виде фрикционных муфт с принудительным приводом, обладают свойством обратимости, то есть ИВ может передавать вращение от выпрямительного вала на первичный вал.

edrid.ru

импульсный вариатор - патент РФ 2229643

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортных средствах, в приводах рабочих органов технологических машин. Импульсный вариатор содержит корпус 1, ведущий вал 2, качающуюся шайбу 4, два механизма 13 и 14 изменения угла наклона шайбы, передаточные звенья с механизмами свободного хода и ведомый вал 23. Качающаяся шайба 4 снабжена втулками 5 и 6, осью 11, размещенной между втулкой 5 и подшипником 7 и установленной перпендикулярно оси 3. Дополнительный механизм 14 изменения угла наклона шайбы содержит поводок, концы которого соединены с торцом втулки 6 и с ведущим валом 2. При необходимости уменьшения передаточного отношения вторым механизмом 14 изменения угла наклона увеличивают амплитуду колебания шайбы 4. Технический результат - увеличение диапазона и тонкого бесступенчатого регулирования передаточного отношения, сокращение габаритов вариатора. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортных средствах, в приводах рабочих органов технологических машин.Известен бесшатунный механизм с качающейся шайбой, снабженный закрепленным на шайбе параллельно опорному боковым пальцем, установленным с возможностью вращения и осевого перемещения кулисой, причем оси вращения кулис перпендикулярны штокам, а в кулисах выполнены цилиндрические отверстия, в которых размещены соответствующие пальцы, поршни со штоками, установленные с возможностью возвратно-поступательного движения в цилиндрах и посредством кулис и пальцев воздействующие на наклонную шайбу (RU № 2085792, МПК6 F 16 Н 23/04, 1997).Технический недостаток известного бесшатунного механизма с качающейся шайбой: повышенная сложность конструкции, невозможность регулирования угла наклона шайбы, большая неравномерность вращения выходного вала, ограниченные функциональные возможности.Известен также автоматический импульсный вариатор, содержащий 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 (SU № 1019152 А, МПК3 F 16 H 29/04, 1983).Технический недостаток данного вариатора: недостаточно широкие эксплуатационно-технологические показатели вследствие повышенных габаритов, ограниченного диапазона изменения углов наклона шайбы и грубого регулирования передаточного отношения.Техническая задача - повышение эксплуатационно-технологических показателей за счет увеличения диапазона и тонкого бесступенчатого регулирования передаточного отношения, сокращения габаритов вариатора.Согласно изобретению качающаяся шайба снабжена дополнительной втулкой с осью, размещенной между внутренней втулкой и подшипником, ось дополнительной втулки установлена перпендикулярно оси внутренней втулки, при этом вариатор снабжен дополнительным механизмом изменения угла наклона шайбы, выполненным в виде поводка, концы которого соединены с торцом указанной дополнительной втулки и с ведущим валом.Наряду с этим механизмы изменения угла наклона шайбы размещены по разные стороны качающейся шайбы и каждый из них снабжен размещенным на ведущем валу шлицевым ползуном, обоймой с управляющим рычагом и радиально-упорным подшипником, посредством которого обойма смонтирована на ползуне, при этом управляющий рычаг выведен за пределы корпуса; величина смещения ползунов и длина поводков выполнены из возможности одновременного и независимого изменения угла наклона внутренней и дополнительной втулок качающейся шайбы на углы от 0 до 30 импульсный вариатор, патент № 2229643

.На фиг.1 изображен импульсный вариатор, вид сбоку, в разрезе; на фиг.2 - вариатор, вид в плане, в разрезе, фрагмент; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1.Импульсный вариатор содержит корпус 1, в котором на подшипниках смонтирован ведущий вал 2, на котором посредством оси 3 установлена качающаяся шайба 4. Последняя включает внутреннюю втулку 5, дополнительную втулку 6, на которой посажен подшипник 7, промежуточное кольцо 8 и связанное с ним осями 9 наружное кольцо 10. Внутренняя втулка 5 соединена осью 11, перпендикулярной оси 3, с дополнительной втулкой 6. По разные стороны шайбы 4 на ведущем валу 2 на шлицевых участках 12 подвижно установлены механизмы 13 и 14 изменения угла наклона шайбы. Последние снабжены поводками 15 и 16 различной длины, шарнирно связанными с внутренней 5 и дополнительной 6 втулками соответственно. Длина поводков и расположение их на механизмах 13 и 14, на дополнительной 6 и внутренней 5 втулках выбраны из возможности отклонения внутренней и дополнительной втулок во взаимно перпендикулярных плоскостях.Наружное кольцо 10 снабжено опорами 17, которые смонтированы в корпусе 1 на подшипниках. Продолжением опор 17 являются выведенные за пределы корпуса цапфы, на которых посредством механизмов свободного хода 18 посажены конические шестерни 19 и 20. Последние находятся в зацеплении с коническим колесом 21, скрепленным с фланцем 22; в свою очередь фланец жестко соединен с ведомым (выходным) валом 23, который расположен соосно ведущему валу 2. Механизмы 13 и 14 изменения угла наклона качающейся шайбы 4 состоят из шлицевых ползунов 24 и 25, на которых посредством радиально-упорных подшипников 26, 27 смонтированы обоймы 28 и 29 с управляющими рычагами 30 и 31, выведенными за пределы корпуса 1.Импульсный вариатор работает следующим образом.В нейтральном положении ползун 24 с обоймой 28 и управляющим рычагом 30 механизма 13 изменения угла наклона шайбы - ее внутренней втулки 5 находится в крайнем левом положении, а ползун 25 с обоймой 29 и управляющим рычагом 31 другого механизма 14 изменения угла наклона шайбы - дополнительной втулки 6 находится в крайнем правом положении (фиг.1, 2). В этом случае наклонная шайба 4 располагается перпендикулярно геометрической оси ведущего вала 2 - угол наклона шайбы 0=0. При вращении ведущего вала шайба не совершает качательных движений, вследствие чего опоры 17 с цапфами наружного кольца 10 шайбы, шестерни 19, 20 и зубчатое коническое колесо 21 с фланцем 22 и ведомым валом 23 остаются неподвижными.Для осуществления начала движения необходимо рычагом управления 30 плавно переместить механизм 13 изменения угла наклона шайбы - внутренней втулки 5 вправо. При этом наклонная шайба начнет совершать качательные движения и крутящий момент через цапфы 17, механизмы свободного хода 18 и шестерни 19 и 20, сглаживаясь инерционными силами вращающихся масс, передается на коническое колесо 21 и через фланец 22 на выходной вал 23. Установкой двух механизмов 18 свободного хода, преобразующих колебательное движение наклонной шайбы 4 во вращательное движение конических шестерен 19 и 20, достигается непрерывность движения выходного вала 23 и уменьшение неравномерности его движения за счет сообщения коническому колесу 21 последовательных импульсов в одном направлении. Перемещение рычага управления 30 вправо осуществляется до достижения требуемого передаточного отношения. Если механизм 13 изменения угла наклона шайбы - внутренней 5 втулки перемещен в крайнее правое положение (угол наклона внутренней втулки максимальный), а требуемое передаточное отношение не достигнуто, тогда рычагом управления 31 механизма 14 следует, плавно перемещая влево, изменить угол наклона дополнительной втулки. При этом амплитуда качательного движения шайбы увеличится по определенной зависимости, а следовательно, уменьшится передаточное отношение вариатора.Возможно изменение вначале угла наклона дополнительной 6 втулки, а затем внутренней 5, а также одновременное.Удобство управления заключается в следующем: при выходе вариатора на основной рабочий режим (один из механизмов в промежуточном положении, а другой в начальном), т.е. при достижении требуемого передаточного отношения, появляется необходимость (снижение нагрузки на ведомом валу) уменьшить передаточное отношение на небольшой промежуток времени, тогда вторым механизмом изменения угла наклона увеличиваем амплитуду колебания шайбы (при этом настройка основного рабочего режима сохраняется). При необходимости вернуть вариатор в основной рабочий режим второй механизм изменения угла наклона возвращается в исходное положение.Таким образом, в предлагаемом вариаторе простыми средствами достигается: бесступенчатое регулирование угловой скорости ведущего вала, включая полную остановку; широкий диапазон регулирования с варьированием углов наклона качающейся шайбы при включенном приводном двигателе и вращающемся ведущем вале 2; простота и компактность конструкции; снижение габаритов; относительно равномерное вращение ведомого вала 23 из-за наличия двух механизмов свободного хода 18, включающихся поочередно. В связи с этим обеспечивается повышение стабильности и надежности работы вариатора, удобство управления.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Импульсный вариатор, содержащий 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, отличающийся тем, что качающаяся шайба снабжена дополнительной втулкой с осью, размещенной между внутренней втулкой и подшипником, ось дополнительной втулки установлена перпендикулярно оси внутренней втулки, при этом вариатор снабжен дополнительным механизмом изменения угла наклона шайбы, выполненным в виде поводка, концы которого соединены с торцом указанной дополнительной втулки и с ведущим валом.2. Вариатор по п.1, отличающийся тем, что механизмы изменения угла наклона шайбы размещены по разные стороны качающейся шайбы и каждый из них снабжен размещенным на ведущем валу шлицевым ползуном, обоймой с управляющим рычагом и радиально-упорным подшипником, посредством которого обойма смонтирована на ползуне, при этом управляющий рычаг выведен за пределы корпуса.3. Вариатор по п.1 или 2, отличающийся тем, что величина смещения ползунов и длина поводков выполнена из возможности одновременного и независимого изменения угла наклона внутренней и дополнительной втулок качающейся шайбы на углы от 0 до 30 импульсный вариатор, патент № 2229643

www.freepatent.ru

импульсный вариатор - патент РФ 2410589

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к импульсным вариаторам. Импульсный вариатор содержит корпус, ведущий вал, ведомый вал, качающуюся шайбу, снабженную внутренней втулкой и подшипником, который установлен в промежуточном кольце. Промежуточное кольцо соединено осями с наружным кольцом, которое снабжено цапфами. Указанные оси расположены по отношению к цапфам под углом, равным двойному значению угла делительного конуса передаточных звеньев в виде конических шестерен, установленных посредством механизмов свободного хода на указанных цапфах. Конические шестерни входят в зацепление с коническим колесом, жестко соединенным с ведомым валом. При этом механизм изменения угла наклона шайбы снабжен двумя зубчатыми секторами, находящимися в зацеплении с двумя цилиндрическими шестернями. Кинематическая связь цилиндрических шестерен с внутренней обоймой подшипника механизма изменения угла наклона качающейся шайбы выполнена в виде зубчатых реек. Решение направлено на увеличение диапазона регулирования передаточного отношения, улучшение массогабаритных характеристик вариатора, уменьшение неравномерности вращения выходного вала. 4 ил. импульсный вариатор, патент № 2410589

Рисунки к патенту РФ 2410589

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортных средствах и в приводах технологических машин.

Известен автоматический импульсный вариатор, содержащий корпус, соосные ведущий и ведомый валы, преобразующий механизм в виде наклонной шайбы с регулируемым углом наклона, механизм автоматического регулирования угла наклона шайбы, передаточные звенья с механизмами свободного хода (SU № 1019152 A, МПК3 F16H 29/04, опубл. 23.05.1983, Бюл. № 19).

Технический недостаток данного вариатора: недостаточно широкие эксплуатационно-технологические показатели вследствие повышенных габаритов, узкий диапазон регулирования.

Известен также импульсный вариатор, содержащий корпус, ведущий вал, качающуюся шайбу, снабженную внутренней втулкой с осью и подшипником, механизм изменения угла наклона шайбы, передаточные звенья в виде конических шестерен с механизмами свободного хода и ведомый вал с коническим зубчатым колесом (RU № 2258853, МПК7 F16H 29/04, опубл. 20.08.2005, Бюл. № 23).

Технический недостаток известного импульсного вариатора: ограниченный диапазон регулирования передаточного отношения, повышенные динамические нагрузки на механизмы свободного хода, большая неравномерность вращения выходного вала.

Техническая задача - повышение эксплуатационно-технологических показателей за счет увеличения диапазона регулирования передаточного отношения, сокращение габаритов вариатора, снижение динамических нагрузок на механизмы свободного хода и уменьшение неравномерности вращения ведомого вала.

Согласно изобретению в импульсном вариаторе, содержащем корпус, ведущий вал, качающуюся шайбу, снабженную внутренней втулкой с осью и подшипником, посаженным в промежуточное кольцо, соединенное осями с наружным кольцом, имеющим цапфы, механизм изменения угла наклона шайбы, передаточные звенья в виде конических шестерен с механизмами свободного хода и ведомый вал с коническим зубчатым колесом, при этом оси соединения наружного кольца с промежуточным кольцом расположены по отношению к осям цапф под углом, равным двойному значению угла делительного конуса конических шестерен, а механизм изменения угла наклона шайбы снабжен двумя параллельно расположенными с каждой стороны ведущего вала зубчатыми секторами, жестко соединенными с внутренней втулкой качающейся шайбы и находящимися в зацеплении с двумя цилиндрическими шестернями, размещенными на одной оси, параллельной оси качания внутренней втулки, а кинематическая связь цилиндрических шестерен с внутренней обоймой подшипника механизма изменения угла наклона шайбы выполнена в виде зубчатых реек.

Решение технической задачи обусловлено расширением диапазона регулирования передаточного отношения за счет увеличения угла отклонения качающейся шайбы, который в конструкции реализуется через поворот зубчатых секторов, получающих перемещение через цилиндрические шестерни от зубчатых реек, соединенных с внутренней обоймой подшипника механизма изменения угла наклона шайбы, в которой мгновенная ось поворота промежуточного кольца совпадает с образующей делительного конуса конических шестерен. Последнее обеспечивает компактность вариатора, благоприятные условия заклинивания механизмов свободного хода, что приводит к уменьшению динамических нагрузок и снижает неравномерность вращения выходного вала.

На чертежах, на фиг.1 изображен импульсный вариатор, вид сбоку, в разрезе; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.3.

Импульсный вариатор содержит корпус 1, в котором на подшипниках смонтирован ведущий вал 2 с установленной на нем посредством оси 3 качающейся шайбой 4. В ее состав входят: внутренняя втулка 5, на которой посажен подшипник 6, промежуточное кольцо 7 и связанное с ним осями 8 наружное кольцо 9, которое снабжено цапфами. На цапфах установлены, посредством механизмов свободного хода 10, передаточные звенья в виде конических шестерен 11 и 12, находящиеся в зацеплении с коническим зубчатым колесом 13, жестко соединенным с ведомым валом 14, который установлен соосно ведущему валу 2. Оси 8 расположены под углом импульсный вариатор, патент № 2410589 к цапфам, равным двойному значению угла делительного конуса конических шестерен 11 и 12.

На ведущем валу 2 с возможностью осевого перемещения посажен механизм 15 изменения угла наклона шайбы 4, который через внутреннюю обойму подшипника и зубчатые рейки 16 кинематически взаимодействует с цилиндрическими шестернями 17, расположенными на одной оси 18 по разные стороны ведущего вала 2. Ось 18 параллельна оси 3 внутренней втулки 5 качающейся шайбы 4 и расположена перпендикулярно оси ведущего вала 2. Каждая цилиндрическая шестерня 17 входит в зацепление с зубчатым сектором 19, жестко соединенным с внутренней втулкой 5 качающейся шайбы 4.

Импульсный вариатор работает следующим образом.

При вращении ведущего вала 2, отклоненная на угол импульсный вариатор, патент № 2410589 на оси 3, внутренняя втулка 5 качающейся шайбы 4 совершает сложное колебательное движение, вращательная составляющая которого отсекается подшипником 6, а качательная составляющая передается через промежуточное кольцо 7, оси 8 и наружное кольцо 9 на цапфы. Далее механизмы свободного хода 10 выпрямляют движение и посредством передаточных звеньев в виде конических шестерен 11 и 12 с углом импульсный вариатор, патент № 2410589 образующей делительного конуса передают однонаправленный вращающий момент через коническое зубчатое колесо 13 на ведомый вал 14.

Таким образом, за один оборот ведущего вала 2 на ведомый вал 14 передается два однонаправленных импульса движения, причем их величина зависит от угла импульсный вариатор, патент № 2410589 наклона внутренней втулки 5 качающейся шайбы 4, а также от угла расположения осей 8 по отношению к цапфам наружного кольца 9.

При импульсный вариатор, патент № 2410589 =2 мгновенная ось поворота промежуточного кольца 7 совпадает с образующей делительного конуса конических шестерен 11 и 12, что снижает динамические нагрузки и обеспечивает благоприятные условия заклинивания механизмов свободного хода 10, это способствует снижению неравномерности вращения ведомого вала 14.

Варьирование значением угла импульсный вариатор, патент № 2410589 наклона внутренней втулки 5 приводит к изменению наклона качающейся шайбы 4, а следовательно, и передаточного отношения вариатора. Перемещая вдоль оси ведущего вала 2 механизм 15 изменения угла наклона качающейся шайбы 4, зубчатые рейки 16 приводят во вращение цилиндрические шестерни 17, которые поворачивают зубчатые секторы 19 и связанную с ними внутреннюю втулку 5 качающейся шайбы 4 относительно оси 3, что обеспечивает выбор необходимого скоростного режима. Максимальный угол импульсный вариатор, патент № 2410589 ограничивается диаметром ступени ведущего вала 2 под установку качающейся шайбы 4 и размерами внутренней втулки 5. Значение угла импульсный вариатор, патент № 2410589 =0 исключает колебательное движение качающейся шайбы 4, что обеспечивает полную остановку ведомого вала 14 при вращающемся ведущем вале 2.

Таким образом, в предлагаемом вариаторе простыми средствами достигается: увеличение диапазона регулирования передаточного отношения; сокращение габаритов вариатора; снижение динамических нагрузок на механизмы свободного хода 10 и уменьшение неравномерности вращения ведомого вала 14.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Импульсный вариатор, содержащий корпус, ведущий вал, качающуюся шайбу, снабженную внутренней втулкой с осью и подшипником, посаженным в промежуточное кольцо, соединенное осями с наружным кольцом, имеющим цапфы, механизм изменения угла наклона шайбы, передаточные звенья в виде конических шестерен с механизмами свободного хода и ведомый вал с коническим зубчатым колесом, отличающийся тем, что оси соединения наружного кольца с промежуточным кольцом расположены по отношению к осям цапф под углом, равным двойному значению угла делительного конуса конических шестерен, при этом механизм изменения угла наклона шайбы снабжен двумя параллельно расположенными с каждой стороны ведущего вала зубчатыми секторами, жестко соединенными с внутренней втулкой качающейся шайбы и находящимися в зацеплении с двумя цилиндрическими шестернями, размещенными на одной оси, параллельной оси качания внутренней втулки, а кинематическая связь цилиндрических шестерен с внутренней обоймой подшипника механизма изменения угла наклона шайбы выполнена в виде зубчатых реек.

www.freepatent.ru

Импульсный вариатор

Сотов Советсинк

Социалистических

Ресну4лни

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

F 16 H 29/04 с присоединением заявки И (23) Приоритет

9твуддрвтмнный квинтет

ССС0. ао делан нвебретвний н открытий (53) УДК 621.835

{088. 8)

Дата опубликования описания 23.1 0,82 (22) Автор изобретения

В. H. Богуславский (71) Заявитель

{S4) ИМПУЛЬСНЦЙ ВАРИАТОР!

Изобретение относится к машиностроению, а именно к передачам с бесступенчатым регулированием частоты вращения ведомого вала.

Известен вариатор скорости, содержащий ведущий вал, размещенные в нем эксцентрики со сквозными осевыми пазами, предназначенными для обеспечения перемещения эксцентриков, связанный с эксцентриками механизм изменения эксцентриситета, ведомый вал, размещенные на нем муфты свободного хода и связанные с ним коромысла, взаимодействующие с эксцентриками 11), Наиболее близким к изобретению по технической сущности является импульсный вариатор, содержащий корпус, ве-. дущий вал, размещенные в нем эксцентрики, механизм изменения эксцентриситета, ведомый вал с установленными на нем механизмами свободного хода и свя" занные с .ними коромысла, взаимодействующие с эксцентриками. Механизмы свободного входа выполнены роликовыми(23.

Однако известные. вариаторы недостаточно надежны вследствие функционирования эксцентриков в ударных режимах. . Цель изобретения - повышение надеж5

Ф ности импульсного вариатора.

Поставленная цель достигается тем, что импульсный вариатор, содержащий ведущий вал, размещейные в нем эксцен. трики, механизм изменения эксцентриситета, ведомый вал с установленными на нем механизмами свободного хода и связанные с ними коромысла, взаимодействующие с эксцентриками, снабжен неподвижно установленным в корпусе промежуточным валом с размещенными на нем кулачками, кинематически связанными с эксцентриками, а механизм своgp бодного хода выполнен в виде поводка с сателлитами, представляющими собой косозубые зубчатые колеса, взаимодействующие с каждым из них центральные двухвенцовые колеса, на подвижные в

3 9685 осевом направлении венцы которых воздействуют кулачки.

На чертеже изображен импульсный вариатор.

Импульсный вариатор содержит установленный в корпусе 1 ведущий вал 2, размещенные.на нем эксцентрики 3 и 4, механизм изменения эксцентриситета (перемещения эксцентриков) в виде пальцев 5 и 6 и клинового валика 7, пе.- 0 ремещаемых в расточке вала 2 тягой 8, ведомый вал 9 с установленными на нем механизмами свободного хода (на черте; же показан один) и связанные с ним коромысла 10 и 11, взаимодействующие t$ с эксцентриками 3 и 4 соответственно посредством пальцев 12 и 13.

Механизм свободного хода выполнен в виде поводка 14 с сателлитами 15 и

16, представляющими собой косозубые 0 колеса, установленные с возможностью вращения на жестко закрепленных в поводке 14 пальцах 17 и 18;С каждым из колес 15 и 16 взаимодействуют центральные двухвенцовые ко-2з леса 19 и 20, установленные на проме"жуточном валу 21, неподвижно закрепленном в корпусе l. Венцы 22 и 23 колес 19 и 20 соответственно имеют возможность осевого перемещения под воз- З0 действием тарельчатых пружин 24 и 25, размещенных между венцами колес 19 и

20.

Поводок 14 взаимодействует с шестерней 26, жестко закрепленной на ведомом валу 9. На промежуточном валу

21 размещены кулачки 27 и 28, кинематически связанные с эксцентриками 3 и 4.

Кинематическая связь представляет собой зубчатое зацепление, которое включает в себя жестко установленные на ведущем валу 2 две шестерни 29 и

30 и взаимодействующие с ними две кулачковые шестерни 31 и 32, подвижно установленные на валу 21 и воздействующие кулачками 27 и 28 на шарики 33 и 34 и упорные подшипники 35 и 36, обеспечивая тем самым силовое .замыка" ние коромысел с эксцентриками. Со сто$0 роны нерабочих. торцов кулачковые шестерни 31 и 32 поджаты тарельчатыми пружинами 37 и 38.

Вариатор работает следующим образом.

При вращении вала 2 получают вращение и эксцентрики 3 и 4, эксцентри- . ситеты которых смещены в противоположных направлениях относительно оси

49 я вала 2. При выполнении рабочего хода, например, коромыслом 10 поворот его на некоторый угол передается.двухвенцовому колесу 20. При этом кулачки 27 кулачковой шестерни 31 надавят на шарики 33, которые через упорный подшипник 35 сместят венец 23 колеса 20 влево. При осевом сближении венцов двухвенцового колеса 20 благодаря косым зубьям разноименные поверхности зубьев двухвенцового колеса 20 с си" лой прижмутся к разноименным поверхностям зубьев сателлита 15, предотвращая возможность его поворота вокруг пальца 17.

Благодаря распорному усилию, возникшему на поверхностях колеса 20 и сателлита 15 крутящий момент передается поводку-шестерне 14 и далее через шестерню .26 ведомому валу 9. После поворота вала 2 и эксцентрика 3 о на угол 180 закончится рабочий ход коромысла 10 и начнется его обратный ход, холостой, при повороте вала на последующие 180 .

При этом благодаря жесткой кинема-, тической связи шестерни 29 и кулачковой шестерни 31 шарик 33 сойдет с кулачка 27. При этом венец 23 сместится в правое крайнее положение под действием тарельчатой пружины 25. Благодаря этому при отработанном холостом ходе коромысла !О сателлит 15 свободно вращается на пальце 17, а также обкатывается по колесу 20 под действием поводка- 14, который теперь вращается под действием коромысла 11, которое в этот момент смещено вправо вместе с косозубым венцом 22 двухвенцового колеса 19 под действием кулач- . ка 28 кулачковой шестерни 32. Осевое смещение венца 22 вправо аналогично создает распорное усилие на зубьях двухвенцового колеса 19 и сателлита

16. Затем в работу вновь вступает коромысло 10 и т. д.

Изменение передаточного отношения и частоты вращения вала 9 осуществляется посредством тяги 8„ перемещающей клиновый валик 7, посредством наклонных поверхностей которого смещаются пальцы 5 и 6, которые, в свою очередь, вызывают радиальное смещение эксцентриков 3 и 4, в результате чего происходит изменение величины эксцентриситета и, соответственно, изменяется угол колебания коромысел 10 и 11.

Поступательное движение клинового валика 7 вдоль расточки вала 2 вызы96854 вает синхронное и разнонаправленное .радиальное движение эксцентриков 3 и

4. Реверсирование оборотов ведомого вала 9 осуществляется изменением направления вращения вала 2. S

Пружины 37 и 38 позволяют компенсировать разнотолщинность зубьев шестерен и также являются предохранительным звеном вариатора.

Использование изобретения позволит30 создать надежные импульсные вариаторы, способные передавать большие крутящие моменты. Надежность вариатора обеспечивается силовым замыканием механивма свободного хода, управляемым iS жесткой кинематической связью. формула изобретения

Импульсный вариатор, содержащий 20 корпус, ведущий вал, размещенные в нем эксцентрики, механизм изменения эксцентриситета, ведомый вал с уста9 d новленными на нем механизмами свободного хода и связанные с ними коромысла, взаимодействующие с эксцентриками, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен неподвижно установленным в корпу" се промежуточным валом,с размещенными на нем кулачками, кинематически связанными с эксцентриками, а механизм свободного хода выполнен в виде поводка с сателлитами, представляки ими собой косозубые зубчатые колеса, взаимодействующие с каждым иэ них центральные двухвенцовые колеса, на подвижные в осевом направлении венцы которых воздействуют кулачки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мальцев В. Ф. Импульсные вариа-. торы. М., Машгиэ, 1963, с. 23, фиг. 14, 2. Авторское свидетельство СССР

tr 643/91, кл. F 16 Н 29/04, 1977

www.findpatent.ru

Импульсный вариатор

Изобретение относится к регулируемой бесступенчатой передаче в автомобилестроении, мотоциклостроении, при производстве велосипедов. Импульсный вариатор содержит генератор механических колебаний (ГМК), включающий два кривошипа или эксцентрика, средство регуляции амплитуды колебаний ГМК, выпрямитель механических колебаний (выпрямитель) с механизмами свободного хода. Выпрямитель включает в себя единственный вал главного движения - выпрямительный вал, выполненный полым и установленный поверх вала, соединяющего кривошипы или эксцентрики. Достигается уменьшение габаритов.10 з.п. ф-лы, 1 ил.

На фиг. 1 показана кинематическая схема ИВ.

1. Импульсный вариатор, содержащий: генератор механических колебаний (ГМК), включающий два кривошипа или эксцентрика; средство регуляции амплитуды колебаний ГМК; выпрямитель механических колебаний (выпрямитель) с механизмами свободного хода; отличающийся тем, что выпрямитель включает в себя единственный вал главного движения - выпрямительный вал, причем выпрямительный вал выполнен полым и установлен поверх вала, соединяющего кривошипы или эксцентрики.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что кривошипы или эксцентрики в составе ГМК входят, каждый, в состав своего шотландского механизма.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ГМК содержит несколько кинематических пар рейка - шестерня.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что включает средство снижения или устранения паразитных колебаний передаточного отношения.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ГМК выполнено с возможностью плавной регулировки амплитуды колебаний вплоть до нулевого значения амплитуды.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средство регулировки амплитуды колебаний ГМК выполнено с автоматическим управлением.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что включает одно или несколько средств балансировки.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм свободного хода содержит управляемые фрикционные муфты и средство их принудительного замыкания и/или размыкания.

9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что управляемые фрикционные муфты выполнены с одной или несколькими фрикционными парами, характеризуемыми мокрым или сухим трением.

10. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что средство принудительного замыкания и/или размыкания управляемых фрикционных муфт включает в себя механические, или гидравлические, или пневматические, или электромагнитные приводы, или комбинацию указанных приводов.

11. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что характеризуется обратимостью по передаче вращения от первичного вала на выпрямительный вал и наоборот.

www.findpatent.ru

импульсный вариатор - патент РФ 2297565

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах машин и механизмов в качестве регулируемой бесступенчатой передачи. Импульсный вариатор содержит генератор механических колебаний, регулирующий механизм и выпрямляющий механизм. Выпрямляющий механизм дополнительно содержит суммирующий механизм с двумя входными валами, управляемые муфты для соединения суммирующего механизма с генератором механических колебаний и устройство управления муфтами для обеспечения равномерности вращения ведомого вала на всех режимах работы, реверсирования вариатора и повышения надежности работы. 4 з.п. ф-лы, 2 ил. импульсный вариатор, патент № 2297565

Рисунки к патенту РФ 2297565

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах машин и механизмов в качестве регулируемой бесступенчатой передачи.

Импульсные регулируемые передачи (вариаторы) включают в свой состав следующие функционально связанные механизмы: генератор механических колебаний, регулирующий механизм и механизмы свободного хода (выпрямители механических колебаний). Вариаторы позволяют получать широкий диапазон регулирования скорости, однако имеют три существенных недостатка.

Во-первых, для них характерен большой коэффициент неравномерности хода выходного вала, что является негативным фактором за исключением специальных случаев. Для улучшения равномерности разработаны конструкции генераторов колебаний, которые обеспечивают в период рабочего хода приблизительно постоянную скорость движения ведомого звена, т.е. имеющих постоянное передаточное число на некотором угле поворота ведущего вала. Среди таких механизмов известны: механизм R-V-R (А.А.Благонравов. «Механические бесступенчатые передачи нефрикционного типа». М., Машиностроение, 1977, с.108, рис.57), кулисные (А.А.Благонравов. «Механические бесступенчатые передачи нефрикционного типа». М., Машиностроение, 1977 с.108, рис.58), (А.с. 1260620 СССР, МКИ F16H 29/00), кулачковые (В.Ф.Мальцев. «Механические импульсные передачи». М., Машиностроение, 1978, с.27, рис.23), (А.с. 1321971 СССР, МКИ F16H 29/00), (А.с. 712572 СССР, МКИ F16H 29/00). Как разновидность кулачковых для улучшения равномерности вращения выходного вала разработаны генераторы с некруглыми зубчатыми колесами (А.с. 1414990 СССР, МКИ F16H 29/04), основанные на том же принципе - обеспечения приблизительно постоянной скорости в период рабочего хода выпрямителя (механизма свободного хода).

Другой путь снижения неравномерности движения ведомого вала заключается в установке на главных валах вариатора упругих звеньев (А.А.Благонравов. «Механические бесступенчатые передачи нефрикционного типа». М., Машиностроение, 1977), (А.с. 1425394 СССР, МКИ F16H 29/00).

Однако все упомянутые устройства обеспечивают равномерность движения лишь в определенной мере, оставляя ее зависимой от передаточного числа, а также от внешних условий работы бесступенчатой передачи.

Во-вторых, неуправляемый процесс включения и выключения механизмов свободного хода происходит под нагрузкой при относительном скольжении ведущих и ведомых звеньев, что ведет к быстрому выходу из строя этих деталей. Предлагаемые решения этого вопроса сводятся к конструктивным изменениям механизмов свободного хода с целью снижения напряжений в трущихся поверхностях или снижения относительной скорости скольжения трущихся поверхностей (А.А.Благонравов. "Механические бесступенчатые передачи нефрикционного типа". М., Машиностроение, 1977), (В.Ф.Мальцев. "Механические импульсные передачи". М., Машиностроение, 1978), (А.И.Леонов. "Микрохраповые механизмы свободного хода". М., Машиностроение, 1982). Но все конструкции выпрямителей не устраняют органически присущие им отмеченные выше недостатки.

В-третьих, вариаторы с механизмами свободного хода без принятия специальных мер могут передавать мощность только в одном направлении от двигателя к выходному валу, поэтому является затруднительным изменение направления передачи мощности в том случае, когда ведомый вал в процессе работы становится ведущим.

Наиболее близкой по конструктивным признакам к предлагаемой конструкции вариатора является механическая импульсная передача (А.с. 712572 СССР, МКИ F16H 29/02), содержащая кулачковый генератор механических колебаний, регулирующий механизм, две группы механизмов свободного хода, самотормозящие червячные передачи, установленные на валах конического дифференциала, водило которого жестко связано с ведомым валом. Две группы механизмов свободного хода и дифференциал с самотормозящими передачами образуют механизм реверса, управляемый дистанционно. Данная конструкция импульсной передачи позволяет осуществлять реверсирование выходного вала. Однако не устраняет первые два недостатка вариаторов, отмеченные выше.

Для обеспечения равномерности вращения ведомого вала вариатора на всех режимах его работы за счет сложения смещенных по фазе колебаний угловой скорости трапецеидальной формы, повышения надежности работы вариатора за счет использования управляемого режима работы выпрямителей и обеспечения реверсирования вариатора за счет управляемого режима работы выпрямителей импульсный вариатор, содержащий генератор механических колебаний, регулирующий механизм и выпрямитель, дополнительно содержит управляемые муфты, ведущие звенья которых связаны с ведомыми звеньями генератора, устройство включения-выключения управляемых муфт и механизм, суммирующий колебания скорости. При этом генератор вырабатывает колебательное движение ведомых звеньев с трапецеидальным законом изменения их скорости и фазами, последовательно смещенными друг относительно друга на четверть периода, а работа муфт синхронизирована с работой генератора.

Сумма таких однонаправленных колебаний является постоянной по величине (для установленного передаточного числа) и равной амплитудному значению колебаний. Для того чтобы получить однонаправленные колебания скорости, а затем суммировать их, выпрямляющий механизм содержит суммирующий ряд в виде симметричного дифференциала, на каждом входном валу которого установлено по две управляемые муфты. Ведомые звенья муфт жестко соединены с валом, а ведущие соединены с генератором. Управляемые муфты включаются и выключаются синхронно в соответствии с фазами работы генератора с помощью устройства управления муфтами, работа которого синхронизирована с работой генератора механических колебаний.

Переключение муфт происходит во время выстоя при нулевой скорости ведущих и ведомых звеньев. Длительность периода переключения муфт зависит от их свойств, которые известны, и может быть учтена заранее при проектировании. В связи с этим буксование ведущих и ведомых деталей отсутствует, что невозможно осуществить в известных конструкциях.

В период переключения муфт обеспечивается постоянная связь ведомых и ведущих деталей вариатора, т.к. в это время синхронно изменяются тяговые возможности муфт, но в сумме остаются постоянными. Это позволяет вариатору передавать мощность в обоих направлениях.

На фиг.1 показана схема импульсного вариатора.

На фиг.2 приведены графики изменения скоростей на валах суммирующего механизма.

Импульсный вариатор состоит из входного звена - кулачка 1, двуплечих толкателей 2 и 2', причем длина одного плеча толкателя, сопряженного с кулисой 3 (3'), может изменяться при помощи специального механизма (В.Ф.Мальцев. «Механические импульсные передачи». М., Машиностроение, 1978), не показанного на схеме. Кулиса 3 (3') жестко соединена с зубчатой рейкой 4 (4'), совершающей возвратно-поступательное движение. В зацеплении с рейкой находится прямозубое колесо, образующее звено 5 (5') с коническим колесом. Коническое зубчатое колесо звена 5 (5') находится в зацеплении с колесами 6 (6') и 7 (7'). Эти колеса свободно установлены на валу 8 (8'), но периодически поочередно соединяются с валом при помощи муфт 9 (9'). Муфты 9 (9') периодически переключаются при помощи механизма 10 (10'), связанного с кулачком 1 и поэтому работающего с ним синхронно. На валах 8 и 8' установлены центральные шестерни 11 и 11' симметричного дифференциала - суммирующего механизма 12. Водило этого дифференциала является выходным звеном вариатора.

На фиг.2 изображены диаграммы скоростей звеньев 6, 7, 8 и 6', 7', 8' и водила дифференциала 12 за один период движения вариатора. На диаграммах сплошными линиями изображены участки, соответствующие фазам движения, когда соответствующие звенья жестко соединены с валами 8 и 8', а пунктирными, когда эти звенья не передают вращение на валы. Сплошной горизонтальной линией изображена скорость движения водила дифференциала 12 как сумма участков диаграмм, изображенных сплошными линиями, но принадлежащих указанным выше звеньям. На фиг.2 цифрами от 1 до 8 обозначены характерные участки диаграмм, соответствующие фазам движения звеньев.

При вращении кулачка 1 движение от него передается толкателям 2 и 2', совершающим вращательно-колебательное движение. Толкатели расположены так, что фазы их колебаний смещены друг относительно друга на четверть периода. Толкатели сообщают возвратно-поступательное движение кулисам 3 и 3'. Причем амплитуда колебаний кулисы может изменяться за счет изменения длины плеча толкателя, сопряженного с кулисой. Вместе с кулисами перемещаются зубчатые рейки 4 и 4', сообщая движение блокам зубчатых колес 5 и 5'. От конических колес этих блоков приводятся во вращательно-колебательное разнонаправленное движение колеса 6 и 7 и 6' и 7'. За счет формы профиля кулачка, диаграммы скоростей движения этих колес имеют трапецеидальный вид, указанный на фиг.2.

На первой фазе движения (фиг.2) зубчатое колесо 6 жестко соединяется с валом 8 при помощи муфты 9, а колесо 6' с валом 8' при помощи муфты 9'. При этом скорость колеса 11 изменяется от 0 до + импульсный вариатор, патент № 2297565 , а скорость колеса 11' от + до 0. Скорости колес 11 и 11' складываются суммирующим механизмом 12 и его водило движется с постоянной скоростью + импульсный вариатор, патент № 2297565 .

На второй фазе движения колесо 6 жестко соединено с валом 8 и движется с ним со скоростью + импульсный вариатор, патент № 2297565 . Колесо 7 не соединено с валом 8 и движение не передает. Колеса 6' и 7' неподвижны вместе с валом 8'. На этой фазе муфта 9' приводится в действие при помощи механизма 10' и разъединяет колесо 6' и вал 8', а колесо 7' жестко соединяет с валом 8'. Сумма скоростей валов 8 и 8' на этой фазе равна + импульсный вариатор, патент № 2297565 .

На третьей фазе колесо 6 движется вместе с валом 8 со скоростью, которая линейно изменяется от + импульсный вариатор, патент № 2297565 до 0. Колесо 7 вращение на вал 8 не передает. Колесо 7' движется вместе валом 8' со скоростью, которая линейно изменяется от 0 до + . Колесо 6' вращение на вал не передает. Сумма скоростей валов 8 и 8' на водиле 12 равна + импульсный вариатор, патент № 2297565 .

На четвертой фазе колеса 6 и 7 неподвижны вместе с валом 8. При помощи механизма 10 муфта 9 отсоединяет колесо 6, а колесо 7 соединяет с валом 8. Колесо 7' жестко соединено с валом 8' и движется вместе с ним со скоростью + импульсный вариатор, патент № 2297565 . Колесо 6' не передает вращение на вал. Сумма скоростей валов 8 и 8' на водиле 12 равна .

Во второй половине движения периода на фазах 5, 6, 7 и 8 работа вариатора осуществляется аналогично описанной выше. Таким образом, скорость движения выходного звена вариатора в течение всего периода является постоянной равной + импульсный вариатор, патент № 2297565 .

Переключение муфт 9 (фазы 4 и 8) и 9' (2 и 6) происходит в течение времени, которое заранее выбирается для данного типа муфт. Ведомые и ведущие элементы муфт остаются неподвижными, т.е. потерь мощности на буксование нет. А механическая связь между звеньями вариатора постоянно сохраняется, т.к. снижение сцепления одного из зубчатых колес с валом 8 или 8' сопровождается увеличением сцепления другого колеса с этим валом. Поэтому вариатор позволяет передавать движение в обоих направлениях.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Импульсный вариатор, содержащий генератор механических колебаний, регулирующий механизм и выпрямляющий механизм, отличающийся тем, что выпрямляющий механизм дополнительно содержит суммирующий механизм с двумя входными валами, управляемые муфты для соединения суммирующего механизма с генератором и устройство управления муфтами.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на каждом входном валу суммирующего механизма установлено по две управляемые муфты, работающие в противофазе.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что работа устройства управления муфтами синхронизирована с работой генератора.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для обеспечения равномерного вращения выходного вала генератор вырабатывает две серии колебательных движений ведомых звеньев с трапецеидальным законом изменения скоростей и с фазами, смещенными друг относительно друга на четверть периода, а эти серии колебаний подаются соответственно на первый и второй валы суммирующего механизма через включенные муфты.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для повышения надежности работы вариатора переключение муфт происходит на фазе выстоя ведомых и ведущих звеньев муфт.

www.freepatent.ru

Станции

Районы

Округа