Вариатор

 

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в станках и других машинах взамен коробок скоростей, редукторов и двигателей постоянного тока в приводах подач для перемещения подвижного органа. Целью изобретения является повышение надежности . Вариатор содержит подвешенный ор ган 1. ведущий вал 6, контактирующие с ним тела вращения, установленные с возможностью наклона их осей к оси ведущего вала, кинематически связанный с телами вращения подвижный элемент 2 и систему изменения наклона тел вращения. Тела вращения выполнены в виде внутреннего кольца 11, имеющего в поперечном сечении внутреннего криволинейную выпуклую поверхность 12, а на наружной поверхности 13 внутреннего кольца 11 имеется желоб, контактирующий через тело качения 14 с желобом внутренней поверхности наружного кольца 15, шарнирно через рычаг 16 соединенного с приводом механизма управления, например гидроцилиндром 28, и одновременно шарнирно через другой рычаг 24 соединенный его щупом 21, имеющим возможность контактировать поочередно с подвижными копирами 33 и 32. Внутреннее кольцо 11 тела вращения может быть установлено во внутреннем кольце подшипника качения, например шарикоподшипника. 1 .з.п ф-лы, 4 ил. Б (Л С 4 . Ю сл 00 f .. Фиг. / Б

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s Г 16 Н 13/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

I9,1 I о 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

71 Г 70 У Ф

41

Я

57

Л фу

А уу

Фиг 7

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4659241/28 (22) 06.03.89 (46) 23.07.92; Бюл, М 27 (71) Самарское станкостроительное производственное объединение (72) Н.Ф.Спицин и Б.В.Косвинцев (56) Энциклопедический справочник "Машиностроение", — М.; Машгиз, 1978, т.11, с. 401, рис, 85.

Патент. США

N . 3046800, кл. 74-24, 1962. (54) ВАРИАТОР (57) Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в станках и других машинах взамен коробок скоростей, редукторов и двигателей постоянного тока в приводах подач для перемещения подвижного. органа, Целью изобретения является повышение надежности. Вариатор содержит подвешенный орган 1. ведущий вал 6, контактирующие с ним тела вращения, установленные с возможно° °,, И,1749581 А 1 стью наклона их осей к оси ведущего вала, кинематически связанный с телами вращения подвижный злемент 2 и систему изме-.. нения наклона тел вращения. Тела вращения выполнены в виде внутреннего кольца 11, имеющего в поперечном сечении внутреннего криволинейную выпуклую поверхность 12, а на наружной поверхности 13 внутреннего кольца 11 имеется желоб, контактирующий через тело качения 14 с желобом внутренней поверхности наружного кольца 15, шарнирно через рычаг 16 соединенного с приводом механизма управления, например гидроцилиндром 28, и одновременно шарнирно через другой рычаг 24 соединенный его щупом 21, имеющим возможность контактировать поочередно с подвижными копирами 33 и 32. Внутреннее . кольцо 11 тела вращения может быть установлено во внутреннем кольце подшипника качения, например шарикоподшипника. 1 з.п, ф-лы, 4 ил, 1749581

Изобретение относится к машиностроениЮ и предназначено для использования в станках и других машинах взамен коробок скоростей, редукторов и двигателей постоянного тока и приводах подач для, åðåìåщения подвижного органа, Известно устройство, которое состоит иэ вала и тел вращения.

Недостатками известного устройства

10 являются большие габариты, так как тела вращения, ролики, размещены на поверх ности-вала в местах контакта роликов и вала возникают контактные напряжения больwoQ величины. вызванные тем,. что вал и ролики каСаются один другого выпуклыми поверхностями, при этом увеличение контактных напряжений обуславливается также тем, что в устройстве используются ролики только малого диаметра (TBK как при использовании poflMKGB большего диаметра 20 значительно возрастают габариты устройства). Низкая надежность роликов и вала вызвана наличием больших контактных напряжений в месте контакта роликов и вала.

Наличие сложного механизма управления изменением угла поворота ролика относительно оси вала вызвано необходимостью управления каждым роликом (в устройстве может быть неСколько рядов роликов и, сле30 довательно, необходимо иметь несколько механизмов управления). Наиболее близким по технйческой сущности к предлагаемому является устройство. s котором при вращении с постоянной,скоростью приведенного вала перемеще- 35 ние подвижного органа вдоль оси вала производится вэриатором, в котором ролики, касаясь наружной поверхностью ведущего вала, задают величину скорости перемещения подвижного органа. Это осуществляет- 40 ся путем наклона оси ролика относительно оси ведущего вала, так как их оси скрещиваются под углом в зависимости от требуемой величины скорости, 45

Недостатками известного устройства являются большие габариты, так как тела . вращения (ролики) размещены на поверхности вала, Низкая надежность работы, вызванная возникновением в месте контакта роликов и вала больших контактных напряжений из-за того, что вал и ролики касаются один другого выпуклыми поверхностями.

При этом увеличение контактных напряжений обуславливается также тем; что ь уст50 ройстве используются ролики только 55 малого диаметра (так как при использовании роликов только большого диаметра значительно возрастают габариты устройства). Наличие сложногб механизма управления изменением угла поворота ролика относительно оси вала вызвано необходи мостью управления каждым роликом (в устройстве. может быть несколько роликов и, следовательно, необходимо иметь несколько механизмов управления, Цель изобретения — повышение надежности, Поставленная цель достигается тем, что с целью повышения надежности каждое тело вращения выполнено в виде внутреннего кольца, внутренняя поверхность которого в поперечном сечении выполнена. криволинейной и выпуклой, а на наружной поверхности которого выполнен желоб, наружного кольца, охватывающего внутреннее кольцо и выполненного с желобом на внутренней поверхности, и тел качения, размещенных в желобах колец. Для упрощения устройства кольца тела вращения могут быть связаны между собой с помощью подшипника качения.

На фиг.1 изображен вариатор, разрез; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1 нэ фиг,3 -, разрез Б на фиг,1: на фиг.4 — тело вращения, вариант.

Предлагаемый вариатор содержит неподвижный орган — станину 1, на которой расположен подвйжный элемент — стол 2. В станине t размещены подшипники 3-5, в которых смонтирован с возможностью вращения ведущий вал 6, соединенный через муфту 7 с двигателем 8 и проходящий через отверстия 9 корпуса 10, смонтированного на подвижном элементе 2, В корпусе 10 размещен вариатор. включающий по крайней мере одно тело вращения, выполненное в виде внутрейнего кольца 11, имеющего в поперечном сечении внутреннюю криволинейную выпуклую поверхнрсть 12.

Нэ наружной поверхности 13 внутреннего кольца 11 тела вращения выполнен желоб, контактирующий через тела 14 качения с желобом, выполненным на внутренней поверхности наружного кольца 15. Внутреннее кольцо 11 тела вращения допускает вращение относительно наружного кольца

15, но не допускает их относительно осевого смещения. Размер криволинейной поверхности 12 зо внутреннем кольце 11 тел вращения берется из условия R 0,515d; где R — радиус отверСтия, d — диамЕтр вала.

Наружное кольцо 15 соединено с механизмом управления, содержащим рычаги 16 и 17, соединенные шарнирами 18 и 19 с тягами 20 и 21. которые,.в свою очередь, через шарниры 22 и 23 соединены с рычагом

24, Рычаг 24 через шарнир 25 соединен с корпусом 10. Левые концы тяг 20.и 21 соединены со штоками 26 и 27 гидроцилиндров

28 и 29. п.редназначенных для Осуществле1749581 ния качания рычага 24 и соответственно наклона наружного кольца 15 в ту или другую сторону относительно ведущего вала 6 на угол а. В средней части рычаг 24 имеет еще одно плечо 30 со щупом (роликом) 31, кон- 5 тактирующим поочередно с противоположно расположенными копирами 32 и 33, которые соединены со штоком 34 и поршнем 35 гидроцилиндра 36, снабженного в боковой поверхности отверстиями 37-39, 10 предназначенными для фиксации поршня

35 в определенном положении при помощи последовательного открытия попеременно .. золотников 40-42. B гидроцилиндре 36 выполнены также отверстия 43 и 44 для осуще- 15 ствления периодической подачи жидкости в этот гидроцилиндр, с целью обеспечения возвратно-поступательного перемещенияпоршня 35 и копиров 32 и 33 вправо или влево. - ..:.: .- .. .:;:". :-., 20 . Наружное кольцо 15 через подшипники

45 и 46 соединено с осями 47 и 48, которые допускают проворот наружйого кольца 15, но исключают его радиальное смещение на осях 47 й48, На осях 48 размещены подшил- 25 ники 49 и помещена тарелка 50, упирающая в пружину 51, допускающую смещение наружйого кольца 15 вправо или влево и поджимающая внутренние кольца 11 тел вращения к ведущему валу 6, 30

Более упрощенной конструкцией тела . вращения является вариант тела вращения. по которому внутреннее кольцо 11 тела вращения установлено во внутреннем кольце шарикоподшипнйка.: . 35

Вариатор работает следующим обра, зом.

Внутреннее кольцо 11 тела вращения наклонено к оси ведущего вала 6 под углом а . Наклон тел вращения осуществлен сле- 40 дующим образом: при подаче жидкости в гидроцилиндр 29 плечо 30 прижимает щуп 31 к копиру 32, а рычаг 24 перемещает тяги

20 и 21 на соответствующую одинаковую величину. Тяги 20 и 21 через шарниры 18 и 45

19, рычаги 16 и 17.поворачивают наружное кольцо l5 и тело вращения на.требуемый угол. Для изменения величины этого угла копир 32 совместно с копиром 33 смещается влево или вправо (в зависимости от того; 50 какой из золотников 40-42 будет открыт) при помощи поршня 35 гидроцилиндра 36.

Перемещение копиров осуществляется следующим образом: в отверстия 43 и 44 гидроцилиндра .36 подается жидкость, а 55 отверстие 37 соединяется со сливом, в результате чего поршень 35 занимает положение, показанное на фиг,1. Для фиксации поршня 35 s двух других положениях открываются одно иэ двух отверстий 38 или 39, а отверстие 37 закрывают. Таким образом, в зависимости от положения поршня 35. штока 34 и копиров 32 и 33 зависит положение рычага 30, а следовательно, и положение тел вращения, т.е. их наклон к оси вала так как рычаг 30 соединен через рычаг 24 с тягой

20 и рычагом 16 с одной стороны, а с другой стороны соединен с тягой 21 и рычагом 17.

Установив внутренние кольца 11 на определенный (требуемый угол) наклона к оси вала

6, включают двигатель 8 (предположим задается вращение по часовой стрелке). Внутренние кольца, контактируя с ведущим валом 6 также получают вращение по часо- вой стрелке, а за счет сил трения, возникающих в результате наклона тел вращения к оси вала 6 возникает осевая сйла F, направлейная вправо и увлекающая за собой через подшипники 45 и 46, оси 47 и 48 и корпус 10 стола 2.

Для осуществйения перемещения стола

2 в противоположную сторону тела вращения наклоняют в противойоложное положение, Для этого жидкость подают в гидроцилиндр 28, в результате чего рычаг 24 будет поворачиваться по часовой стрелке до тех пор, пока щуп 31 не упрется в копир 33, Величина угла наклона тел вращения в этом случае будет. задаваться таким же образом, как в укаэанном варианте, т.е, в зависимости от того, какое отверстие будет открыто с гидроцилиндре 36. В этом случае осевая сила F, возникающая между телами вращения и валом 6 будет направлена влево и будет. увлекать за собой через подшипники 45 и

46, оси 47 и 48 и корпус 10 стол 2 также влево.

В случае, если внутренние кольца 11 установить перпендикулярно к оси вала 6, то подвижный орган — стол 2 перемещаться не будет, так как отсутствует осевая сила F.

Формула изобретения

1. Вариатор, содержащий ведущий вал, контактирующие с ним тела вращения, установленные с возможностью наклона их осей к оси ведущего вала, кинематически связанный с телами вращения подвижный элемент и систему изменения угла наклона осей тел вращения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, каждое тело вращения выполнено в виде внутреннего кольца, внутренняя поверхность которого в поперечном сечении выполнена криволинейной vi в bы п уYкKл оoй, на наружной поверхности которого выполнен желоб, наружного

1749581 кольца, охватывающего внутрейнее кольцо и выполненного с желобом на внутренней поверхности, и тел качения, размещенных в желобах колец.

4 A.

Составитель 3, Бондаренко

Техред М„Моргентал Корректор С. арии

Редактор H.Яцола

Заказ 25&1 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35. Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Я

2, Вэриатор поп.1,отл ича ащийс я тем, что кольца тела вращения связаны между собой посредством подшипника качения.

2 7