Механизм бесступенчатого автоматического регулирования передаточного отношения

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности может быть применено в коробках передач всех видов транспортных машин для передачи вращения от движителя к рабочему органу. Цель изобретения - повышения надежности и долговечности механизма бесступенчатого автоматического регулирования передаточного отношения. Механизм бесступенчатого автоматического регулирования передаточного отношения содержит вариатор, состоящий из ведущего вала 1, на котором установлен раздвижной шкив, промежуточный вал 4 со шкивом постоянного диаметра, при этом оба шкива соединены между собой клиновым ремнем. Промежуточный вал 4 одновременно является ведущим валом механизма создания реактивного момента, состоящего из ведомого выходного вала 9, установленного в корпусе, поводка 10, установленного шарнирно первым концом на ведомом валу 9, промежуточного вала 4, установленного шарнирно на втором конце поводка 10, и зубчатых колес 7 и 8 на промежуточном валу 4 и ведомом валу 9 соответственно. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности может быть применено в коpобках передач всех видов транспортных машин для передачи вращения от движителя к рабочему органу.

Известна простая клиноременная передача с регулируемым передаточным отношением, содержащая шкив постоянного диаметра, раздвижной шкив, состоящий из двух подпружиненных, подвижных вдоль оси дисков и клиновой ремень, регулирование угловой скорости в которой осуществляется изменением расстояния между осями шкивов при постоянной длине ремня путем перемещения одного из валов, в результате чего ремень, натягиваясь, разводит диски раздвижного шкива и переходит на окружность меньшего диаметра, увеличивая передаточное отношение. При уменьшении межосевого расстояния ремень под действием пружин раздвижного шкива переходит на окружность большего диаметра, уменьшая передаточное отношение.

Недостатком такого вариатора является то, что нужен специальный механизм для изменения межосевого расстояния, который трудно автоматизировать в зависимости от момента сопротивления на ведомом (выходном) валу.

Известен вариатор с автоматическим регулированием передаточного отношения, содержащей сам вариатор фрикционный, состоящий из ведущего и ведомого конических дисков, ведомый диск которого подвижный вдоль оси и подпружинен, и механизм создания реактивного момента состоящий из двух зубчатых колес, валы которых соединены поводком.

При этом нажатие между фрикционными коническими дисками производится за счет реактивного момента на поводке, а изменение передаточного отношения осуществляется за счет осевого перемещения ведомого конического диска, сжимающего пружину, и, поворачивая поводок, в зависимости от изменения момента сопротивления, в данном случае, от увеличения момента сопротивления выходного (ведомого) вала, и как следствие, в зависимости от реактивного момента на поводке.

Таким образом, при увеличении момента сопротивления на ведомом валу увеличивается сила трения между коническими дисками и передаточное отношение.

Недостатком конструкции известного вариатора, состоящего из двух фрикционных конических дисков является то, что для передачи больших моментов нужны и большие усилия нажатия между дисками, а проскальзывания не избежать, это ведет к уменьшению их долговечности, к понижению надежности.

Целью изобретения является создание простого вариатора с автоматическим регулированием передаточного отношения в зависимости от момента сопротивления на ведомом (выходном) валу.

Указанная цель достигается тем, что в известном механизме бесступенчатого автоматического регулирования передаточного отношения, содержащем корпус, механизм создания реактивного момента, состоящий из ведомого вала установленного в корпусе, поводка, установленного шарнирно первыми концами на ведомом валу, промежуточного вала, установленного шарнирно на вторых концах поводка, с возможностью окружного перемещения относительно ведомого вала, взаимодействующих между собой двух зубчатых колес, установленных на ведомом и промежуточном валах соответственно, и вариатор, связанный с промежуточным валом, при этом в качестве вариатора применен, например, простой клиноременный вариатор скорости выполненный в виде установленных на промежуточном и ведущем валах соответственно двух шкивов, каждый из которых состоит из двух конических дисков, диски одного из шкивов выполнены подвижными вдоль оси вала и подпружинены друг к другу, клинового ремня, связывающего шкивы, при этом дополнительная пружина одним концом шарнирно связана с промежуточным валом, а вторым концом закреплена в корпусе. Могут быть применены вариаторы с пластинчатой цепью, плоскозвенной цепью, ремнями с колодками и т. п.

Использование клиноременного вариатора скорости в механизме бесступенчатого автоматического регулирования передаточного отношения имеет то преимущество, что есть возможность применить многодисковый вариатор для передачи больших крутящих моментов, КПД вариатора высок - до 96% , он долговечен и бесшумен по сравнению с прототипом - фрикционным вариатором из двух конических дисков, в котором при передаче больших моментов возникают большие удельные давления между дисками, разрушающие их рабочие поверхности, возможно и проскальзывание, что снижает надежность вариатора.

На фиг. 1 во фронтальной диметрической проекции показана общая схема механизма бесступенчатого автоматического регулирования передаточного отношения, корпус, в котором должен быть смонтирован механизм, не показан; на фиг. 2 - схема клиноременного вариатора, вид по стрелке Б в разрезе на фиг. 1.

Механизм бесступенчатого автоматического регулирования состоит из самого клиноременного вариатора, содержащего ведущий вал 1, на котором с возможностью осевого перемещения установлены диски, образующие раздвижной шкив 2, при этом диски прижаты друг к другу пружинами 3 на промежуточном ведомом валу 4 установлен шкив 5 постоянного диаметра, а на шкивах установлен клиновой ремень 6. На промежуточном валу 4 клиноременного вариатора установлено зубчатое колесо 7, взаимодействующее с ответным зубчатым колесом 8, установленным на ведомом (выходном) валу 9, при этом валы 4 и 9 соединены поводком 10. Вал 4 с зубчатым колесом 7, вал 9 с зубчатым колесом 8 и поводок 10 образуют механизм создания реактивного момента. Колесо 7 вала 4 свободно обкатывается вокруг колеса 8, поэтому для создания предварительного натяга ремня на шкивах 2 и 5 предусмотрена пружина 11, один конец которой шарнирно связан с промежуточным валом 4, а второй конец закреплен в корпусе.

Работает механизм бесступенчатого автоматического регулирования передаточного отношения следующим образом.

От двигателя (не показан) вращение получает вал 1, а через раздвижной шкив 2 и ремень 6, предварительно натянутый пружиной 11, вращение передается шкиву 5 и валу 4 с колесом 7. При неподвижном колесе 8 колесо 7 обкатывается по колесу 8 по направлению стрелки В, и изменяется межосевое расстояние А в сторону увеличения.

Ремень 6, натягиваясь, разводит диски раздвижного шкива 3 и переходит на окружность меньшего диаметра. Таким образом, получаем максимальное передаточное число вариатора, в целом механизма и максимальный момент на ведомом валу 9.

Сила трения между ремнем и шкивами 2 и 5 необходимая для передачи движения, обеспечивается силами упругости пружин 3.

Преодолев момент сопротивления Мх на ведомом (выходном) валу 9, вращение от колеса 7 передается колесу 8, следовательно, валу 9.

При уменьшении момента сопротивления Мх на ведомом валу 9 под действием сил упругости пружин 3 диски раздвижного шкива 2 сходятся, ремень 6 переходит на окружность большого диаметра, при этом межосевое расстояние А вариатора уменьшается.

Таким образом, получаем минимальное передаточное отношение вариатора и максимальные обороты на ведомом валу 9.

Применение такого механизма позволяет получить автоматическое бесступенчатое регулирование передаточного отношения в зависимости от момента сопротивления на ведомом (выходном) валу при простоте и надежности конструкции.

Использование описанного механизма в коробках передач всех видов транспортных машин может дать значительную экономию топлива, улучшит динамические качества, упростит управление, увеличит долговечность трансмиссии и уменьшит износ шин.

Формула изобретения

МЕХАНИЗМ БЕССТУПЕНЧАТОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЕРЕДАТОЧНОГО ОТНОШЕНИЯ, содержащий корпус, механизм создания реактивного момента, состоящий из ведомого вала, установленного в корпусе, поводка, установленного шарнирно первым концом на ведомом валу, промежуточного вала, установленного шарнирно на втором конце поводка с возможностью окружного перемещения относительно ведомого вала, взаимодействующих между собой двух зубчатых колес, установленных на ведомом и промежуточном валах соответственно, установленный в корпусе ведущий вал, вариатор, связывающий ведущий и промежуточный валы, и пружину, связанную первым концом с промежуточным валом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности, вариатор выполнен в виде установленных на промежуточном и ведущем валах соответственно двух шкивов, каждый из которых состоит из двух конических дисков, диски одного из шкивов выполнены подвижными вдоль оси вала и подпружинены друг к другу, клинового ремня, связывающего шкивы, пружина связана первым концом с промежуточным валом шарнирно, а вторым концом закреплена в корпусе.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2