Patent RU-203312-U1 (RU)
Title: Вариатор
IPC: F16H3/42
Filed: 2020-12-25
Granted: 2021-03-31
Abstract: Полезная модель относится к механическим редукторам для передачи вращательного движения и является бесступенчатой трансмиссией.Из уровня техники известны различные варианты механических редукторов, позволяющие передавать вращательное усилие между двумя или более валами. Назначение этих редукторов состоит в согласовании моментов на входном (ведущем) и выходном (ведомом) валах, с ведомого вала его крутящее усилие поступает на исполнительный механизм. Такое построение механического редуктора базируется на соотношении длин окружностей шкивов, установленных на входном и выходном валах. В качестве средства передачи механического усилия от одного шкива к другому шкиву выступает ремень, выполняемый гибким, в виде кольца, что позволяет ему обтягивать в натяг шкивы. К недостаткам таких решений является необходимость натяга ремня, который теряет эластичность и усилие обжатия шкивов в процессе работы. Это требует обеспечения компенсации растягивания ремня.Также известен выбранный за основной прототип, в котором для передачи механического усилия между валами используется передаточное кольцо, выполняемое в виде окружности из металла, покрытое резиной для увеличения коэффициента трения с поверхностями шкивов. Использование размещенных совместно шкивов конической формы во взаимно-обратном расположении обеспечивает постоянство угла наклона в зазоре между ними. Передаточное кольцо выполняется с наклоном краев, имеющим тот же угол, что и наклон боковых поверхностей конических шкивов, и может передвигаться вдоль оси вращения шкивов. К недостаткам такого решения относится сцепление на силах трения между поверхностями.В предлагаемом решении используется передаточное кольцо, имеющее резьбу червячного типа на обеих поверхностях (наружной и внутренней), так что угол наклона витков червячной резьбы соответствует наклону витков резьбы шкивов. Таким образом, передаточное кольцо позволяет согласовать шаг резьбы двух шкивов и обеспечить передачу усилия между ними.Шкивы в предлагаемом решении выполняются с резьбой червячного типа, причем выполняются с разным профилем. Входной (крутящий) шкив выполнен в виде конуса, принимающий (выходной) шкив выполнен в виде цилиндра с равномерным шагом резьбы. Резьба входного шкива, имеющего конусообразный профиль, имеет постоянный угол наклона, благодаря чему ее шаг меняется вдоль оси вращения шкива. Изменение диаметра при равном угле наклона резьбы приводит к изменению ее шага. Таким образом, в работе при повороте вращающего шкива в разном положении передаточного кольца, ему будет соответствовать разный угол поворота принимающего шкива. Угол наклона витков резьбы на передаточном кольце соответствует с каждой стороны углу наклона шкива, и заклинивания резьбы не происходит.В зависимости от положения передаточного кольца между шкивами, происходит изменение коэффициента преобразования вращения входного шкива в выходную скорость вращения принимающего шкива. В отличие от известных из уровня техники ременных вариаторов, обеспечивается жесткое механическое сцепление двух валов между собой. Таким образом, исключено проскальзывание валов при большой механической нагрузке, а также разрыв, характерный для ременных передач (повышение надежности). Передаточное кольцо служит в таком случае промежуточным звеном, оснащенным двумя контактными поверхностями с разным шагом резьбы.В применяемых в промышленности автоматических коробках передач используется ступенчатое регулирование передаточного числа редуктора, а в вариаторах снегоходов и других транспортных средств используются ремни, обеспечивающие сцепление за счет трения - что снижает их способность к передаче больших вращающих моментов. Предлагаемое решение позволяет реализовать вариатор (коробку передач) со сцеплением через механическую передачу и плавной регулировкой оборотов.Предлагаемая конструкция обеспечивает преобразование вращения на входе в скорость вращения на выходе с возможностью плавной регулировки коэффициента преобразования, при жестком механическом сцеплении.