Фрикционный вариатор планетарного типа
Владельцы патента RU 2616084:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" (ВСГУТУ) (RU)
Изобретение относится к области механических передач и может быть использовано в различных областях машиностроения, в частности в устройствах бесступенчатого регулирования оборотов ведомого вала. Фрикционный вариатор планетарного типа включает солнечное колесо, выполненное в виде конуса. На одной оси вращения с колесом установлено водило, на котором закреплены сателлиты, установленные с возможностью осевого перемещения. Коронное колесо выполнено с конической внутренней поверхностью. Образующие солнечного колеса и коронного колеса выполнены параллельными друг другу. Обеспечивается плавное бесступенчатое регулирование оборотов ведомого вала. 2 ил.
Предлагаемое изобретение относится к области механических передач и может быть использовано в различных областях машиностроения, в частности в устройствах бесступенчатого регулирования оборотов ведомого вала.
Известна фрикционная передача (см. Решетов Д.Н. Детали машин. Учебник для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов. 4-е издание. - М.: Машиностроение, 1989 г., стр. 267, рис. 13.1а), состоящая из двух цилиндрических роликов, которые для передачи нагрузки прижимаются друг к другу с заданной силой.
Основным недостатком данной передачи является то, что для получения полезной окружной силы необходимое усилие прижатия значительно превышает окружную силу. Усилие прижатия воспринимается опорными подшипниками, которые имеют значительные габариты. Вследствие этого, диаметры валов, на которых установлены ролики с подшипниками, также имеют большие габариты для обеспечения требуемой изгибной жесткости.
Наиболее близким к заявленному техническому решению по выполняемой функции и достигаемому эффекту является выбранная в качестве прототипа фрикционная планетарная соосная передача (SU 355413, М. кл. F16h 13/10, 23.10.1972), содержащая солнечное колесо, упругое коронное колесо, выполненное неподвижным, и сателлиты, установленные в нем с натягом.
Достоинством известной планетарной фрикционной соосной передачи является устранение радиальных нагрузок, достигнутое путем выполнения передачи по планетарной схеме. Однако недостатком известной планетарной фрикционной соосной передачи является постоянство передаточного числа вследствие зависимости его от диаметральных размеров солнечного и коронного колес.
Техническим результатом изобретения является возможность плавного изменения передаточного числа за счет осевого перемещения сателлитов, что позволяет плавно регулировать скорость рабочих органов технологических машин.
Указанный технический результат достигается тем, что во фрикционном вариаторе планетарного типа, включающем солнечное колесо, сателлиты, коронное колесо, образующие солнечного колеса и коронного колеса выполнены параллельными друг другу, согласно изобретению солнечное колесо выполнено в виде конуса, коронное колесо выполнено с конической внутренней поверхностью, сателлиты установлены на водиле, солнечное колесо и водило имеют одну ось вращения.
Сравнение заявляемого фрикционного вариатора с прототипом показывает, что отличием является новое конструктивное исполнение известных элементов, а именно выполнение солнечного колеса в виде конуса, коронного колеса - с конической внутренней поверхностью, солнечного колеса и водила с одной осью вращения.
Выполнение солнечного колеса и внутренней поверхности коронного колеса коническим позволяет плавно изменять передаточное число за счет изменения диаметральных размеров контактирования сателлитов с солнечным колесом. Это достигается путем осевого перемещения сателлитов вдоль конических образующих солнечного и коронного колес. При этом достигается плавное регулирование скорости рабочих органов технологических машин.
Таким образом, выявленные отличительные признаки заявляемого вариатора планетарного типа обеспечивают достижение технического результата, заключающегося в плавном изменении передаточного числа.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена кинематическая схема заявляемого фрикционного вариатора планетарного типа, на фиг. 2 - вид А фиг. 1.
Фрикционный вариатор планетарного типа включает солнечное колесо 1, выполненное в виде конуса. На одной оси вращения с колесом 1 установлено водило 2, на котором закреплены сателлиты 3, установленные с возможностью осевого перемещения. Сателлиты 3 выполнены в виде цилиндрических катков. Коронное колесо 4 выполнено с конической внутренней поверхностью 5. Образующие солнечного колеса 1 и коронного колеса 4 выполнены параллельными друг другу.
Фрикционный вариатор планетарного типа работает следующим образом.
В начальном положении, до начала вращения ведущего вала, сателлиты 3 зажаты в рабочем зазоре в выбранном положении с заданным диаметром d1, т.е. при заданном передаточном числе между образующими конических поверхностей контактирования солнечного колеса 1 и коронного колеса 4.
В установившемся режиме работы вариатора ведущий вал солнечного колеса 1 вращается с угловой скоростью ω1. При этом солнечное колесо 1 диаметром d1 передает вращение сателлитам 3 диаметром d2, расположенным на водиле 2, являющемся ведомым, которое вращается с угловой скоростью ω2.
При изменении передаточного числа сателлиты 3 перемещаются вдоль оси вращения водила 2 на заданное расстояние. При этом изменяются диаметры d1 солнечного колеса и d3 коронного колеса 4, за счет чего происходит плавное изменение передаточного числа вариатора.
Фрикционный вариатор планетарного типа, включающий солнечное колесо, цилиндрические сателлиты, коронное колесо, образующие солнечного колеса и коронного колеса выполнены параллельными друг другу, отличающийся тем, что солнечное колесо выполнено в виде конуса, коронное колесо выполнено с конической внутренней поверхностью, сателлиты установлены на водиле, которое с солнечным колесом имеет одну ось вращения.
