зубчатый вариатор нефрикционного типа

Формула изобретения

Зубчатый вариатор нефрикционного типа, содержащий корпус, усеченные конусы, на которых нарезаны зубья с переменной шириной и одинаковой высотой зубьев по длине конусов, паразитное колесо выполнено сборным и включает внутреннюю и внешнюю обоймы с возможностью относительного перемещения обойм и зубья, закрепленные в одной из обойм, винтовой механизм поступательного перемещения паразитного колеса, отличающийся тем, что внутренняя обойма паразитного колеса выполнена цельной, внешняя обойма паразитного колеса выполнена сборной и включает втулку и зубья, причем зубья выполнены в виде упругих дугообразных элементов и закреплены жестко во втулке, а ось винтового механизма поступательного перемещения паразитного колеса параллельна образующим усеченных конусов.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению и предназначено для плавного изменения передаточного отношения (например, в трансмиссиях машин).

Известен вариатор нефрикционного типа [Патент RU № 2313019 С2, МПК⁷ F16H 29/00. Высокомоментный вариатор нефрикционного типа / Б.В.Пылаев (РФ). - № 2005140991/11. - Заявлено 28.12.2005. - Опубл. 20.12.2007, Бюл. № 35], содержащий входной и выходной валы, в котором вращающий момент от входного к выходному валу передается посредством колебательных механизмов с колебательными валами. Данный вариатор имеет сложную конструкцию и высокие массогабаритные параметры.

Известен также зубчатый механизм бесступенчатого регулирования [Патент RU 2310114 С1, МПК⁷ F16H 3/74, F16H 25/06. Зубчатый автоматический вариатор / Ю.Ф.Ващенко (РФ), Г.Е.Соколов (РФ), Е.Ю.Соколова (РФ). - № 2006111920/11. - Заявлено 10.04.2006. - Опубл. 10.11.2007, Бюл. № 31], содержащий корпус, ведущий и нагрузочный валы, соединительные элементы, в том числе паразитную шестерню. Данный зубчатый вариатор имеет сложную конструкцию и высокую трудоемкость обслуживания и ремонта.

Известен также вариатор фрикционный конический [Патент RU № 2222736 С1,

МПК⁷ F16H 15/01. Фрикционный конический вариатор / Д.М.Белый (РФ). - № 20022128097. - Заявлено 18.10.2002. - Опубл. 27.01.2004, Бюл.3]. Вариатор допускает непостоянство заданного значения передаточного отношения в используемой точке диапазона регулирования частоты вращения выходного вала вариатора.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является зубчатый вариатор нефрикционного типа [Патент RU 2208189 С2, МПК⁷ F16H 3/42. Зубчатый вариатор / И.Н.Бакшеев (РФ), С.А.Пашуков (РФ). - № 2001122687/28. - Заявлено 10.08.2001. - Опубл. 10.07.2003, Бюл. № 19], который содержит корпус, одинаковые усеченные конусы, паразитное колесо, винтовой механизм поступательного перемещения паразитного колеса. На конусах нарезаны зубья с переменной шириной и одинаковой высотой зубьев по длине конуса. Паразитное колесо выполнено зубчатым, сборным и имеет возможность изменения шага за один оборот. Корпус паразитного зубчатого колеса состоит из двух половин, стянутых винтами. Внешняя обойма вращается внутри корпуса. Зубья крепятся к внутренней обойме с помощью цилиндрических шарниров и расположены в отверстиях направляющих внешней обоймы с возможностью поступательного движения. Ось паразитного зубчатого колеса параллельна осям вращения внутренней и внешней обойм.

Однако данная конструкция содержит сложный механизм изменения шага шарнирно закрепленных во внутренней обойме паразитного колеса зубьев и жестко закрепленные во внешней обойме упругодеформируемые элементы, в результате чего прототип имеет значительные радиальные габариты и сложен в обслуживании.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и расширение технологических возможностей вариатора - увеличение диапазона его регулирования.

Техническая задача решается таким образом: в зубчатом вариаторе нефрикционного типа, содержавшем корпус, усеченные конусы, на которых нарезаны зубья с переменной шириной и одинаковой высотой зубьев по длине конусов, паразитное колесо, которое выполнено сборным и включает внутреннюю и внешнюю обоймы с возможностью относительного перемещения обойм и зубья, закрепленные в одной из обойм, винтовой механизм поступательного перемещения паразитного колеса, внутренняя обойма паразитного колеса выполнена цельной, внешняя обойма паразитного колеса выполнена сборной и включает втулку и зубья, причем зубья выполнены в виде упругих дугообразных элементов и закреплены жестко во втулке, а ось винтового механизма поступательного перемещения паразитного колеса параллельна образующим усеченных конусов.

На фиг.1 показана принципиальная схема зубчатого вариатора нефрикционного типа; на фиг.2 - сечение вариатора по оси винтового механизма перемещения паразитного колеса; на фиг.3 - поперечное сечение вариатора плоскостью, перпендикулярной оси паразитного колеса, со схемой передачи вращательного движения.

Предлагаемый зубчатый вариатор нефрикционного типа содержит корпус (условно не показан), установленные на валах «В1» и «В2» ведущий 1 и ведомый 2 усеченные конусы с зубьями «З» переменной ширины и одинаковой высоты по длине конусов, размещенное между конусами сборное паразитное колесо 3, включающее внутреннюю 4 и внешнюю 5 обоймы с возможностью относительного перемещения обойм, внутренняя обойма 4 паразитного колеса выполнена цельной, внешняя обойма 5 паразитного колеса выполнена сборной и включает втулку 6 и зубья 7, причем зубья 7 выполнены в виде упругих дугообразных элементов 8 и закреплены жестко во втулке 6, а также ось 9 винтового механизма (собственно механизм не показан) поступательного перемещения паразитного колеса 3 параллельно образующим 10 и 11 ведущего и ведомого усеченных конусов 1 и 2 соответственно.

Зубчатый вариатор нефрикционного типа работает следующим образом. Зубья «З» ведущего усеченного конуса 1 при вращение вала «В1» (например, электродвигателем, условно не показан) набегают на паразитное колесо 3, раздвигают зубья 7 паразитного колеса 3 и деформируют упругие дугообразные элементы 8 зубьев 7, жестко закрепленные во втулке 6 внешней обоймы 5 паразитного колеса 3, вплоть до начала вращения внешней обоймы 5 паразитного колеса 3 относительно внутренней обоймы 4 паразитного колеса 3 с угловой скоростью, зависящей от соотношения значений диаметров условных контактных поверхностей ведущего усеченного конуса 1 и паразитного колеса 3. Зубья 7 паразитного колеса 3 при вращении последнего набегают на зубья «З» ведомого усеченного конуса 2, которые раздвигают зубья 7 паразитного колеса 3 и деформируют упругие дугообразные элементы 8 зубьев 7 вплоть до начала вращения ведомого усеченного конуса 2 с валом «В2» с угловой скоростью, зависящей от соотношения значений диаметров условных контактных поверхностей паразитного колеса 3 и ведомого усеченного конуса 2.

В конечном итоге отношение угловых скоростей 1 и 2 валов «В1» и «В2» соответственно (передаточное отношение i вариатора) определяется соотношением переменных значений диаметров условных контактных поверхностей D1(var) ведущего усеченного конуса 1 и D2(var) ведомого усеченного конуса 2 и постоянного значения D3 паразитного колеса 3 по зависимости:

i= 1/ 2=(D3/D1(var))·(D2(var)/D3)=D2(var)/D1(var).

Перемещением внутренней обоймы 4 паразитного колеса 3 по оси 9 параллельно образующим 10 и 11 ведущего и ведомого усеченных конусов 1 и 2 достигается требуемое бесступенчатое изменение соотношения значений диаметров D1(var) и D2(var) условных контактных поверхностей ведущего усеченного конуса 1 и ведомого усеченного конуса 2 соответственно с паразитным колесом 3 (требуемого значения передаточного отношения i вариатора) в пределах диапазона регулирования вариатора, определяемого осевыми и диаметральными размерами ведущего и ведомого усеченных конусов 1 и 2.

Благодаря исключению сложного механизма изменения шага шарнирно закрепленных во внутренней обойме паразитного колеса зубьев в прототипе и использованию жестко закрепленных во внешней обойме упругодеформируемых элементов в предлагаемом решении существенно упрощаются конструкция, радиальные габариты и обслуживание вариатора. Это, в свою очередь, позволяет при сохранении габаритов прототипа увеличить диапазон регулирования вариатора. Дополнительно, использование упругодеформируемых элементов позволяет повысить плавность и бесшумность вариатора.

Таким образом, по сравнению с прототипом, достигается цель изобретения - упрощение конструкции и расширение технологических возможностей вариатора - увеличение диапазона регулирования вариатора.