Вариатор

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к передачам для бесступенчатого регулирования скорости вращения ведомого вала в приводах машин и механизмов, и может быть использована в трансмиссиях транспортных, грузоподъемных и прочих машин и механизмов.
Известен вариатор, содержащий корпус, расположенный внутри корпуса коленчатый ведущий вал, взаимодействующий с ведомым выходным валом посредством рычажного приводного механизма бесступенчатого привода, в котором на кривошипной шейки коленчатого ведущего вала установлен шатун, передающий возвратно-поступательное движение приводной кулисе кулисного механизма, взаимодействующего с установленной на ведомом выходным валом обгонной муфтой, обойма которой шарнирно соединена с одним из концов приводной кулисы (см. Мальцев В.Ф. Механические импульсные передачи. - М.: Машиностроение, 1978, с. 12).
Известный вариатор имеет относительно сложную конструкцию, невысокую нагрузочную способность, а также неравномерность движения выходного вала и невозможность регулировки во время работы.
Наиболее близким по технической сущности является вариатор, содержащий корпус, расположенный внутри корпуса коленчатый ведущий вал, взаимодействующий с ведомым выходным валом посредством рычажного приводного механизма бесступенчатого привода, в котором на кривошипной шейки коленчатого ведущего вала установлен шатун, передающий возвратно-поступательное движение приводной кулисе кулисного механизма, взаимодействующего с установленной на ведомом выходным валом обгонной муфтой, обойма которой шарнирно соединена с одним из концов приводной кулисы (см. патент РФ №2127385 по МПК F16H 29/02, опубл 10.03.1999 г.).
Недостатком известного вариатора является большая неравномерность вращения ведомого выходного вала, высокие динамические нагрузки на механизмы свободного хода и невозможность регулировки скорости вращения ведомого выходного вала во время работы.
Технической проблемой является обеспечение равномерного вращения ведомого выходного вала с возможностью регулирования в процессе работы скорости вращения ведомого выходного вала и передаточного отношения
Техническим результатом предлагаемого вариатора является обеспечение равномерное вращение ведомого выходного вала с возможностью регулирования в процессе работы скорости вращения ведомого выходного вала и передаточного отношения.
Вариатор, содержащий корпус, расположенный внутри корпуса коленчатый ведущий вал, взаимодействующий с ведомым выходным валом посредством кулисного приводного механизма бесступенчатого привода, в котором на кривошипной шейки коленчатого ведущего вала установлен шатун, передающий возвратно-поступательное движение приводной кулисе кулисного приводного механизма, взаимодействующего с установленным на ведомом выходным валу механизмом свободного хода, обойма которого шарнирно соединена с одним из концов приводной кулисы, согласно полезной модели коленчатый ведущий вал выполнен с тремя кривошипными шейками для шатунов бесступенчатого привода, выполненного с тремя кулисными приводными механизмами, каждый из которых дополнительно снабжен регулировочной кулисой, образуя совместно с приводной кулисой приводную кулисную пару, в которой обе кулисы одним концом шарнирно соединены с шатуном, второй конец приводной кулисы шарнирно закреплен на обойме механизма свободного хода, а второй конец регулировочной кулисы шарнирно закреплен на поворотно установленной в боковых стенках корпуса опорной вилке, взаимодействующей с механизмом взаимодействующей с механизмом изменения частоты вращения ведомого выходного вала, расположенным с наружной стороны корпуса. Опорная вилка выполнена в виде рамки с двумя параллельными осями, скрепленными между собой боковыми крепежными пластинами с опорными осями, поворотно установленными в боковых стенках корпуса. Механизм изменения частоты вращения ведомого выходного вала выполнен в виде винтовой передачи кинематически связывающей опорную ось опорной вилки с рукояткой, расположенной с наружной стороны корпуса. Механизмы свободного хода выполнены в виде обгонных муфт.
Сущность заявляемого устройства поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен вариатор, вид спереди; на фиг. 2 - вариатор, вид сбоку; на фиг. 3 - фрагмент вариатора с изображением механизма изменения частоты вращения ведомого выходного вала; на фиг. 4 - изображен шатун с приводной кулисной парой в аксонометрии; на фиг. 5 - опорная вилка; на фиг. 6 - изображена опорная вилка в сборе с тремя приводными кулисными парами в аксонометрии.
Вариатор содержит корпус 1, расположенный внутри корпуса 1 коленчатый ведущий вал 2 с тремя кривошипными шейками 3 для шатунов 4 бесступенчатого привода, выполненного с тремя кулисными приводными механизмами, взаимодействующими с ведомым выходным валом 5. Кулисные приводные механизмы выполнены в виде приводной кулисной пары, состоящей из приводных кулис 6 и регулировочных кулис 7, выполненных в виде сдвоенных с зазором плоских загнутых рычагов. Обе кулисы приводной кулисной пары одним концом шарнирно соединены с шатуном 4, второй конец приводной кулисы 6 шарнирно закреплен на обойме обгонной муфты 8, а второй конец регулировочной кулисы 7 шарнирно закреплен на поворотно установленной в боковых стенках корпуса 1 опорной вилке 9, взаимодействующей с механизмом изменения частоты вращения ведомого выходного вала 5, выполненного в виде винтовой передачи 10 кинематически связывающей опорную вилку 9 с рукояткой 11, расположенной снаружи корпуса 1.
В корпусе 1 расположен приводной вал 12 привода вариатора, взаимодействующий с коленчатым ведущим валом 2 посредством конического зубчатого зацепления с шестернями 13 и 14. Вариатор имеет шкалу 15, с помощью которой устанавливается необходимое передаточное отношение, путем поворота опорной вилки 9. Корпус 1 выполнен разъемным и состоит из левой и правой частей. Правая часть корпуса 1 выполняет роль крышки, что делает процесс технического обслуживания легким и удобным.
Работа вариатора осуществляется следующим образом.
Коленчатый ведущий вал 2 приводится во вращение посредством приводного вала 12 привода вариатора. Расположенные на трех сдвинутых относительно друг друга на 120 градусов кривошипных шейках 3 шатуны 4, совершая возвратно-поступательное движение, приводят в качательное движение шарнирно закрепленные на обоймах обгонных муфт 8 приводные кулисные пары. Качательные движения приводных кулис 6 и регулировочных кулис 7 приводных кулисных пар преобразуются посредством обгонных муфт 8 в однонаправленное равномерное вращение ведомого выходного вала 5.
Регулирование частоты во время работы вариатора происходит за счет поворота опорной вилки 9. Вращая рукоятку 11, соединенную винтовой передачей 10 с опорным вилкой 9, поворачивают опорную вилку 9 относительно оси вращения так, что регулировочные кулисы 7 изменяют угол направления движения приводной кулисы 6, сокращая или увеличивая ее ход, что передается на обоймы обгонных муфт 8, увеличивая или уменьшая частоту вращения ведомого выходного вала 5.
При повороте опорной вилки 9 меняется плечо приводной кулисной пары, тем самым обгонные муфты 8 совершают вокруг ведомого выходного вала 5 больший поворот или меньший, регулируя "передаточное отношение", которое составляет от 0,05 до 0,7 от оборотов коленчатого ведущего вала 2.
Предлагаемый вариатор обеспечивает непрерывное равномерное вращение ведомого выходного вала с возможностью регулировки во время работы, увеличение диапазона регулирования передаточного отношения, снижение динамических нагрузок на механизмы свободного хода.
Предлагаемый вариатор имеет простую и надежную конструкцию с широкими технологическими возможностями, что позволяет добиться возможности его установки в различные технологические схемы с широкими диапазонами изменения скорости вращения ведомого выходного вала.