Дисковый планетарный вариатор

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для механических приводов как с автоматическим, так и с принудительным регулированием передаточного отношения. Дисковый планетарный вариатор включает внешние и внутренние центральные фрикционные диски (1) и (2), промежуточные конические фрикционные диски-сателлиты (3) и водило (5). Концы поворотных рычагов (4), противоположные тем, на которых закреплены сателлиты (3), снабжены толкателями-роликами (7), обкатывающимися по рабочим поверхностям профильных отверстий регуляторного звена-диска (10), связанного с выходным валом (11) вариатора. Поворотные рычаги подпружинены относительно водила так, чтобы сателлиты (3) под действием пружин (6) стремились к центру вариатора, что соответствует уменьшению передаточного отношения. Поворотные рычаги (4) связаны с корпусом (23) механическими связями, преобразующими поворот поворотных рычагов (4) на вращающемся водиле (5) в осевое перемещение втулки (21), которая приводится в движение рычажно-кулисным механизмом (12). Принудительное изменение передаточных отношений вариатора осуществляют поворотом рычага вручную или с помощью сервопривода. Вариатор позволяет осуществлять помимо автоматического режима работы также и режим работы с принудительным изменением передаточного отношения. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для механических приводов как с автоматическим, так и с принудительным регулированием передаточного отношения.

Из уровня техники известен дисковый планетарный вариатор, обладающий свойством автоматичности, обеспечиваемым регуляторным звеном-диском с вырезанными в нем профильными отверстиями, с рабочими поверхностями которых взаимодействуют толкатели в виде роликов, расположенные на поворотных рычагах и связанные с промежуточными коническими фрикционными дисками-сателлитами. При угловом перемещении регуляторного звена под действием крутящего момента на выходе вариатора меняется положение толкателей и связанных с ними сателлитов, что вызывает автоматическое изменение передаточного отношения вариатора (см. патент РФ №2091637, F16Н 15/50, 1997, автор - Н.В.Гулиа). Это устройство принято за аналог.

Устройству-аналогу присущ недостаток, заключающийся в том, что толкатели подгружены к рабочим поверхностям профильных отверстий центробежными силами, вызванными неуравновешенностью поворотного рычага относительно его оси вращения. Такое выполнение весьма ненадежно нагружает регуляторное звено, что ведет к неточности регулирования. При изменении частоты вращения тихоходного (выходного) вала, например, в пять раз (а это реальные условия эксплуатации устройства), центробежная сила меняется в 25 раз, а крутящий момент - всего в пять раз. Такое расхождение в изменении сил на регуляторном звене и момента резко снижает точность регулирования вариатора.

Описанный недостаток устранен в техническом решении-прототипе. За прототип принято техническое решение, обладающее максимальной совокупностью общих признаков (по патенту РФ №2138710, F16Н 15/50, 1999, автор - Н.В.Гулиа. Дисковый планетарный вариатор по патенту РФ №2138710, F16Н 15/50, 1999, автор - Н.В.Гулиа), включает внешние и внутренние центральные фрикционные диски, первые из которых закреплены в корпусе, а вторые - на входном валу, входящие в контакт с промежуточными коническими фрикционными дисками-сателлитами, зафиксированными с возможностью вращения на поворотных рычагах, закрепленных с возможностью поворота на вращающемся водиле, причем концы поворотных рычагов, противоположные тем, на которых закреплены сателлиты, снабжены толкателями-роликами, обкатывающимися по рабочим поверхностям профильных отверстий 1 регуляторного звена, выполненного в виде диска, связанного с выходным валом вариатора, а сами поворотные рычаги подпружинены относительно водила так, чтобы сателлиты под действием пружин стремились к центру вариатора, что соответствует уменьшению передаточного отношения.

Недостатком устройства-прототипа является невозможность, наряду с автоматическим, также и принудительного изменения передаточного отношения бесступенчатой передачи-вариатора, что ограничивает использование технического решения в мотор-вариаторах.

Задачей изобретения является создание универсального дискового планетарного вариатора, позволяющего использовать его как в автоматическом режиме, так и в режиме принудительного регулирования передаточного отношения.

Указанная задача решается тем, что предложен дисковый планетарный вариатор, включающий внешние и внутренние центральные фрикционные диски, первые из которых закреплены в корпусе, а вторые - на входном валу, входящие в контакт с промежуточными коническими фрикционными дисками-сателлитами, зафиксированными с возможностью вращения на поворотных рычагах, закрепленных с возможностью поворота на вращающемся водиле, причем концы поворотных рычагов, противоположные тем, на которых закреплены сателлиты, снабжены толкателями-роликами, обкатывающимися по рабочим поверхностям профильных отверстий регуляторного звена, связанного с выходным валом вариатора, а сами поворотные рычаги подпружинены относительно водила так, чтобы сателлиты под действием пружин стремились к центру вариатора, что соответствует уменьшению передаточного отношения, при этом поворотные рычаги на вращающемся водиле связаны с перемещающейся в осевом направлении без возможности вращения вокруг своей оси втулкой, установленной на осевой направляющей, неподвижно связанной с корпусом, механическими связями, преобразующими поворот поворотных рычагов на вращающемся водиле в осевое перемещение втулки, а сама втулка связана с механизмом, осуществляющим ее осевое перемещение.

Еще одним отличием предложенного вариатора является то, что механические связи, преобразующие поворот поворотных рычагов в осевое перемещение втулки, выполнены в виде рычажно-кулисных механизмов, кинематически связывающих упомянутые рычаги и втулку.

Следующим отличием предложенного вариатора является то, что механизм, приводящий втулку в осевое перемещение, выполнен в виде вала, закрепленного с возможностью поворота в корпусе, один из концов которого, расположенный внутри корпуса, содержит рычаг с вилкой, соединенный со втулкой штырями, сообщающими этому элементу осевое перемещение при повороте вала, а наружный конец вала снабжен рычагом, связанным с приводом управления описанным рычажным механизмом.

Следующим отличием предложенного вариатора является то, что привод управления рычажным механизмом содержит пружину, соединяющую рычажный механизм с корпусом, с возможностью регулирования ее натяжения и упруго подгружающую этот механизм относительно корпуса при автоматическом режиме работы вариатора, и механизм фиксации положения рычажного механизма относительно корпуса.

Технический результат изобретения состоит в том, что предложенный вариатор может осуществлять помимо автоматического режима работы, где передаточное отношение вариатора устанавливается автоматически в зависимости от крутящего момента (нагрузки) на выходном валу, также и режим работы с принудительным изменением передаточного отношения, причем последний режим устанавливается без устранения каких-либо деталей и механизмов, осуществляющих автоматический режим. Установленное вручную или с помощью сервопривода передаточное отношение фиксируется с прекращением автоматического режима работы вариатора, а при расфиксировании этого передаточного отношения вариатор самостоятельно возвращается к автоматическому режиму работы.

Сущность поясняется чертежами, где на фиг.1 и фиг.2 изображены схемы вариатора (продольные разрезы) в положениях, соответственно, максимального и минимального передаточного отношений; на фиг.3 изображен вид по А на фиг.1, а на фиг.4 - вид по Б на фиг.3.

Устройство состоит из центральных фрикционных дисков 1 и 2, соответственно, внешних и внутренних, входящих в контакт с промежуточными коническими фрикционными дисками-сателлитами 3, зафиксированными с возможностью вращения на поворотных рычагах 4, посаженных с возможностью поворота на водиле 5. Поворотные рычаги 4 подпружинены относительно водила 5 с помощью пружин 6 так, чтобы сателлиты 3 под действием пружин стремились к центру вариатора, что соответствует уменьшению его передаточного отношения. Поворотные рычаги 4 на своих концах, противоположных тем, где посажены сателлиты 3, содержат толкатели-ролики 7, закрепленные с возможностью вращения на осях 8 и контактирующие с рабочими поверхностями профильных отверстий 9 (см. фиг.3) регуляторного звена, выполненного в виде диска 10, связанного с выходным валом 11 вариатора. Механические связи 12 (выделены на фиг.1 и 2 штриховой линией) выполнены в виде изогнутых рычагов 13, по количеству равных числу поворотных рычагов 4, шарнирно закрепленных на диске 14, установленном с возможностью поворота вокруг оси вращения вала 11, причем сами рычаги 13 выполнены с прорезями-кулисами 15 и 16 на обоих концах. В кулису 15 входит палец 17 на оси 8, а в кулису 16 - палец 18 на вращающейся обойме 19, сидящей на подшипнике 20 на втулке 21, посаженной с возможностью скольжения, но без возможности вращения на направляющей, например, на цилиндрической трубе 22 на корпусе 23 вариатора. На втулке 21 закреплена кольцевая направляющая 24, в которую входит вилка 25 на рычаге 26, закрепленном с возможностью поворота на корпусе 23 на валу 27, на одном из концов которого закреплен рычаг 28 (фиг.3 и 4). Рычаг 28 подпружинен пружиной растяжения 29 в сторону кронштейна 30, прикрепленного к корпусу 23. На свободном конце рычага 28 в отверстии закреплен болт 31 с головкой 32 и гайкой 33 на резьбовом конце 34 болта 31. Болт 31 входит в дуговую прорезь 35 (фиг.4) в кронштейне 36, закрепленном на корпусе 23. Кронштейн 36 содержит шкалу 37 для определения передаточного отношения вариатора или частоты вращения выходного вала 11. Входной вал 38 (фиг.1 и 2) соединен с дисками 2 возможностью передачи крутящего момента.

Работа устройства происходит следующим образом. Вращение от входного вала 38 к выходному валу 11 передается через внутренние центральные фрикционные диски 2, закрепленные на входном валу 38, к сателлитам 3, также входящим в контакт с внешними центральными фрикционными дисками 1, неподвижно закрепленными в корпусе 23. Из-за планетарной схемы работы устройства вращение от сателлитов 3, установленных с возможностью вращения в поворотных рычагах 4, установленных с возможностью поворота относительно водила 5 и подпружиненных относительно него пружинами 6, передается к жестко связанному с выходным валом 11 регуляторному звену, выполненному в виде диска 10 с отверстиями 9, с профильными поверхностями которых контактируют ролики 7, установленные на осях 8, закрепленных на концах поворотных рычагов 4, противоположных тем, на которых установлены сателлиты 3. При использовании вариатора в автоматическом режиме ролики 7 занимают относительно рабочих поверхностей профильных отверстий 9 диска 10 положение, соответствующее силовому равновесию между действующим на выходной вал 11 крутящим моментом, стремящимся посредством рабочих поверхностей профильных отверстий 9 переместить ролики 7 к центру, а сателлиты 3 - от центра, что увеличивает передаточное отношение вариатора, и усилием пружин 6, и 29 и в меньшей степени прижимом сателлитов 3 внешними фрикционными дисками 1, переместить ролики 7 от центра, а сателлиты 3 - к центру, что уменьшает передаточное отношение вариатора. Таким образом, у вариатора автоматически устанавливается необходимое передаточное отношение на полном диапазоне их изменения, например, от 1,3 до 9, т.е. в диапазоне, равном примерно 7.

Для принудительного изменения передаточного отношения вариатора рычаг 28 вручную или с помощью сервопривода поворачивают, поворачивая вместе с ним вал 27, рычаг 26 и перемещают вилку 25 и кольцевую направляющую 24, а с ней и втулку 21 с подшипником 20, обоймой 19, пальцем 18, кулисой 16. При этом поворачиваются рычаги 13, шарнирно закрепленные на диске 14, и кулиса 15 перемещает в радиальном направлении палец 17 и ось 8 ролика 7, тем самым изменяя передаточное отношение вариатора, контролируемое шкалой 37 на кронштейне 36, а соответственно и частоту вращения входного вала 38. Рычаг 28 можно зафиксировать закруткой гайки 33 на резьбовой части 34 болта 31. При раскрутке гайки 33 рычаг 28 снова становится свободным, а вариатор снова приобретает свойство автоматичности.

1. Дисковый планетарный вариатор, включающий внешние и внутренние центральные фрикционные диски, первые из которых закреплены в корпусе, а вторые - на входном валу, входящие в контакт с промежуточными коническими фрикционными дисками-сателлитами, зафиксированными с возможностью вращения на поворотных рычагах, закрепленных с возможностью поворота на вращающемся водиле, причем концы поворотных рычагов, противоположные тем, на которых закреплены сателлиты, снабжены толкателями-роликами, окатывающимися по рабочим поверхностям профильных отверстий регуляторного звена, связанного с выходным валом вариатора, сами поворотные рычаги подпружинены относительно водила так, чтобы сателлиты под действием пружин стремились к центру вариатора, что соответствует уменьшению передаточного отношения, отличающийся тем, что поворотные рычаги на вращающемся водиле связаны с перемещающейся вдоль продольной оси вариатора без возможности вращения вокруг этой оси втулкой, установленной на осевой направляющей, неподвижно связанной с корпусом механическими связями, преобразующими поворот поворотных рычагов на вращающемся водиле в осевое перемещение втулки, а сама втулка связана с механизмом, осуществляющим ее осевое перемещение.

2. Вариатор по п.1, отличающийся тем, что механические связи, преобразующие поворот поворотных рычагов в осевое перемещение втулки, выполнены в виде рычажно-кулисных механизмов, кинематически связывающих упомянутые поворотные рычаги и втулку.

3. Вариатор по п.1 или 2, отличающийся тем, что механизм, приводящий втулку в осевое перемещение, выполнен в виде вала, закрепленного с возможностью поворота в корпусе, один из концов которого - расположенный внутри корпуса, содержит рычаг с вилкой, соединенный со втулкой штырями, сообщающими этому элементу осевое перемещение при повороте вала, а наружный конец вала снабжен рычагом, связанным с приводом управления описанным рычажным механизмом.

4. Вариатор по п.3, отличающийся тем, что привод управления рычажным механизмом содержит пружину, соединяющую рычажный механизм с корпусом, с возможностью регулирования ее натяжения и упруго подгружающую этот механизм относительно корпуса при автоматическом режиме работы вариатора и механизм фиксации положения рычажного механизма относительно корпуса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для механических приводов как с автоматическим, так и с принудительным регулированием передаточного отношения.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, в частности, в трансмиссиях транспортных средств, в первую очередь автомобилей. .

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

Изобретение относится к машиностроению, предназначается для использования в транспортных средствах, в основном в автомобилях, в качестве механизма согласования мощности мотора с крутящим моментом ведущих колес и регулирования скорости.

Изобретение относится к машиностроению и может применяться в различных его областях для машин, характеризующихся переменным характером внешней нагрузки и, как следствие, потребностью в непрерывном и плавном преобразовании крутящего момента и скорости вращения.

Изобретение относится к области машиностроения, и может быть использовано как в общем машиностроении, так и для бесступенчатой трансмиссии автомобилей. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к вариаторам, предназначается для использования в транспортных средствах в качестве автоматического механизма согласования мощности двигателя с крутящим моментом ведущих колес транспортного средства и регулирования его скорости.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве бесступенчатой коробки передач автомобилей и других транспортных средств

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в качестве бесступенчатой коробки передач автомобилей и бесступенчатой трансмиссии гибридных силовых агрегатов с маховичным накопителем энергии

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в качестве бесступенчатой коробки передач автомобильных и бесступенчатой трансмиссии гибридных силовых агрегатов с маховичным накопителем энергии

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в качестве бесступенчатой коробки передач автомобильных и бесступенчатой трансмиссии гибридных силовых агрегатов с маховичным накопителем энергии. Широкодиапазонный бесступенчатый привод содержит бесступенчатую передачу (1) с обратимыми электро- и гидромашинами, соединенными между собой, и бесступенчатую передачу (1). Выходное звено (11) и входной вал (2) бесступенчатой передачи (1), объединенный с входным валом супервариатора, кинематически соединены с дифференциальным механизмом бесступенчатой передачи, а также с дифференциальной передачей (3). Выходное звено (11) соединяется с дифференциальными механизмами (5, 6) дифференциальной передачи (3) попеременно посредством подвижного блока (18) с зубчатыми колесами на нем. Зубчатое колесо (20) периодически соединяется с дополнительной планетарной передачей (24), выполняющей роль нейтрали, реверса и блокировки. Элементы дифференциальной передачи (3) кинематически связаны с зубчатыми парами (40), (38) и (36), передающими вращение на выходной вал (35) согласующей передачи (4) и всего привода - супервариатора. Изобретение позволяет упростить управление и повысить КПД супервариатора, уменьшить установочную мощность и массу обратимых машин. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в качестве бесступенчатой коробки передач автомобильных и бесступенчатой трансмиссии гибридных силовых агрегатов с маховичным накопителем энергии. Широкодиапазонный бесступенчатый привод содержит бесступенчатую передачу (1) с соединенными между собой обратимыми электро- и гидромашинами. Бесступенчатая передача кинематически соединена с дифференциальной (4) и согласующей (5) передачами. Передаточные отношения зубчатых пар, образованных кинематической связью дифференциальной и согласующей передач, выполнены такими, чтобы при максимальном и минимальном передаточных отношениях бесступенчатой передачи вращение двух любых зубчатых колес, свободно сидящих на валу (20) и вступающих в периодическое одновременное соединение с этим валом, совпадало по направлению и частоте вращения. Выходное звено бесступенчатой передачи имеет периодическую связь с валом (20) согласующей передачи (5) через механизм реверса. Входные валы бесступенчатой передачи и всего супервариатора имеют периодическую кинематическую связь с валом (20) согласующей передачи при отключении от него звеньев дифференциальных механизмов дифференциальной передачи. Изобретение позволяет упростить управление супервариатором, а также повысить его КПД и уменьшить установочную мощность и массу обратимых машин. 12 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве бесступенчатой коробки передач автомобилей и других транспортных средств. Дисковый планетарный вариатор содержит корпус (1), ведущий вал (2), на котором закреплены внутренние и внешние центральные фрикционные диски (5, 6), и фрикционные сателлиты (8), закрепленные на осях поворотных рычагов (11) с возможностью их радиального перемещения на водиле (13). Как минимум одна группа центральных фрикционных дисков связана друг с другом соединением, допускающим осевое перемещение с передачей крутящего момента. Соединенные друг с другом центральные фрикционные диски помещены в обоймы (4) и (7). Один торец обоймы (4) или (7) взаимодействует с примыкающим к этому торцу центральным фрикционным диском (5) или (6) с помощью тел качения, например, шариков (21), помещенных в канавки с наклонными заходом и выходом, а другой центральный фрикционный диск контактирует своим торцом с примыкающим торцом обоймы с односторонней фиксацией в осевом направлении, но с возможностью свободного поворота без передачи крутящего момента. Вариатор может содержать один или несколько рядов фрикционных сателлитов (8). Изобретение позволяет увеличить углы наклона участков захода и выхода тел качения, что повысит точность нажима центральных фрикционных дисков на фрикционные сателлиты. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к непрерывно регулируемым трансмиссиям. Тороидальный тяговый привод с регулируемой скоростью содержит ведущий диск (11) и ведомый диск (10). Диски (10, 11) имеют общую ось вращения. Внутренняя поверхность каждого диска (10, 11) отформована с получением формы, обратной тороиду. Кроме того, привод содержит роликовые блоки, которые расположены между дисками (10, 11) и каждый из которых содержит ролик (1). Диски (10,11) совместно поджаты к расположенным между ними роликовым блокам прижимным усилием. Каждый блок соединен с соответствующей поворачиваемой цапфой (28). При повороте цапфы (28) вокруг ее оси поворота цапфа (28) прикладывает управляющее усилие к соответствующему роликовому блоку в точке (38, 39), относящейся к соответствующему блоку. Приложенное управляющее усилие обеспечивает управление роликом (1) соответствующего блока и присвоение ему других точек (38, 39) контакта, причем точка, в которой приложено управляющее усилие, расположена со смещением от оси поворота цапфы на фиксированное расстояние и со смещением от линии, пересекающей точки (38, 39) контакта. Достигается увеличение диапазона изменения передаточного отношения. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к бесступенчатым трансмиссиям и способу управления. Трансмиссия содержит первый диск, несколько наклоняемых шаров, расположенных под углом вокруг продольной оси и соприкасающихся с первым диском; второй диск, соприкасающийся с несколькими наклоняемыми шарами; ролик, радиально расположенный внутри наклоняемых шаров и соприкасающийся с ними, клетку, соединенную с несколькими шарами. Также содержит первое сцепление в сборе, соединенное с клеткой и первым диском, второе сцепление в сборе, соединенное с клеткой и первым диском. Два из следующего: первый диск, второй диск, ролик и клетка приспособлены для получения входной мощности. При этом одно из следующего: первый диск, второй диск, ролик и клетка приспособлено для предоставления выходной мощности. Достигается упрощение конструкции, снижение стоимости и размера устройства. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 22 ил..
Наверх