ВАРИАТОР
VARIATOR

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для привода в трансмиссиях транспортных, грузоподъемных и сельскохозяйственных машин и агрегатов, в частности высевающих аппаратов сеялок.
Известен вариатор Карпина, состоящий из ведомого вала с установленными двумя обгонными муфтами, ведущие части которых с прикрепленными к ним рычагами и с консольно закрепленными роликами установлены на валу свободно, а ведомая часть муфты - барабан для обеих муфт является общей и с ведомым валом соединена жестко, причем рычаги с консольно закрепленными роликами контактируют посредством пружин с двумя кулачками, установленными на ведущем валу с относительным смещением по фазе на угол 180°, а регулирование скорости ведомого вала осуществляется изменением межцентрового расстояния между ведущим и ведомым валами (Мальцев В.Ф. Механические импульсные вариаторы.- М.: Машиностроение, 1978. - С. 163, 164, рис. 120).
Недостатком описанного вариатора является наличие неравномерной угловой скорости ведомого вала, обусловленное установлением двух кулачков с относительным смещением на 180°, положение которых изменяется при перемещении ведущего вала, и сложность конструкции привода вариатора вследствие регулирования угловой скорости путем перемещения ведущего вала, что требует дополнительного устройства.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является вариатор, содержащий ведущее звено и выходное звено, являющееся выходным валом, на котором смонтированы две обгонные муфты, установленные внутри каждой обоймы, качательное движение которых посредством обгонных муфт преобразуется в непрерывное вращательное движение выходного вала, и рычаг, являющийся кулисой, один конец которого установлен на неподвижной оси вращения, а в круговой прорези установлен ползун, соединенный одной тягой с обоймой и другой тягой с регулятором. При этом ведущее звено является кривошипом с шатуном, рычаг, являющийся кулисой, другим концом соединен с шатуном ведущего звена, а ползун соединен центром двумя тягами с двумя обоймами (Патент RU №2467227, МПК F16H 37/14, опубл. 2011).
Недостатком описанного вариатора является невозможность обеспечения равномерной угловой скорости выходного вала вследствие выполнения ведущего звена в виде кривошипа с шатуном.
Предлагаемое изобретение решает задачу обеспечения равномерной угловой скорости выходного вала вариатора.
Для достижения указанного технического результата вариатор, содержащий ведущее звено и выходное звено, являющееся выходным валом, на котором смонтированы две обгонные муфты, установленные внутри каждой из обойм, качательное движение которых посредством обгонных муфт преобразуется в непрерывное вращательное движение выходного вала, и кулису, один конец которой установлен на неподвижной оси вращения, а в круговой прорези установлен ползун, соединенный одной тягой с обоймой и другой тягой с регулятором, снабжен дополнительной кулисой, один конец которой установлен на неподвижной оси вращения, а в круговой прорези установлен дополнительный ползун, соединенный одной тягой с другой обоймой и другой тягой с регулятором, а также введенными двумя кулачками, жестко закрепленными на ведущем звене, являющемся входным валом, и каждый из кулачков, имеющий несколько рабочих поверхностей, контактирует с соответствующей кулисой посредством пружины, при этом кулачки смещены относительно друг друга на угол, которой определяется по зависимости 360°/n, где n - общее количество рабочих поверхностей кулачков, причем регулятор выполнен в виде винтового механизма.
Обеспечение равномерной угловой скорости выходного вала достигается за счет того, что вариатор снабжен дополнительной кулисой, один конец которой установлен на неподвижной оси вращения, а в круговой прорези установлен дополнительный ползун, соединенный одной тягой с другой обоймой и другой тягой с регулятором, а также введенными двумя кулачками, жестко закрепленными на ведущем звене, являющемся входным валом, и каждый из кулачков, имеющий несколько рабочих поверхностей, контактирует с соответствующей кулисой посредством пружины, при этом кулачки смещены относительно друг друга на угол, которой определяется по зависимости 360°/n, где n - общее количество рабочих поверхностей кулачков, причем регулятор выполнен в виде винтового механизма.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен вариатор, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сбоку. Кроме того, на фиг. 1 показано:
а - рабочая поверхность кулачков;
б - нерабочая поверхность кулачков.
Вариатор содержит ведущее 1 звено и выходное 2 звено, являющееся выходным валом, на котором смонтированы две обгонные муфты 3 и 4, установленные внутри каждой из обойм 5 и 6, качательное движение которых посредством обгонных муфт 3 и 4 преобразуется в непрерывное вращательное движение выходного вала 2, и кулису 7, один конец которой установлен на неподвижной оси вращения 8, а в круговой прорези установлен ползун 9, соединенный одной тягой 10 с обоймой 5 и другой тягой 11 - с регулятором. Вариатор снабжен дополнительной кулисой 12, один конец которой установлен на неподвижной оси вращения 8, а в круговой прорези установлен дополнительный ползун 13, соединенный одной тягой 14 с другой обоймой 6 и другой тягой 15 с регулятором, а также введенными двумя кулачками 16 и 17, жестко закрепленными на ведущем 1 звене, являющемся входным валом, и каждый из кулачков 16 и 17, имеющий несколько рабочих поверхностей (а), контактирует с соответствующей кулисой 7 или 12 посредством пружины 18 или 19, которые одними концами закреплены в нижней части каждой из кулис 7 и 12, а другими концами закреплены на корпусе вариатора (на чертеже не показано). При этом кулачки 16 и 17 смещены относительно друг друга на угол, которой определяется по зависимости 360°/n, где n - общее количество рабочих поверхностей (а) кулачков 16 и 17. Регулятор выполнен в виде винтового механизма, состоящего из винта 20 и гайки 21. Винт 20 одним концом соединен муфтой 22 с двигателем 23, например шагового электрического или гидравлического типа, оснащенного ручкой 24, а другим концом соединен посредством шарнира 25 с неподвижной осью вращения 8. Гайка 21 соединена посредством тяги 11 с ползуном 9 и тяги 15 с дополнительным ползуном 13. Кулиса 7 и дополнительная кулиса 12 контактируют соответственно с кулачком 16 и дополнительным кулачком 17 посредством, например, роликов 26 и 27. Вариатор работает следующим образом.
При вращении входного вала 1 при контакте ролика 26 с рабочей поверхностью (а) кулачка 16 кулиса 7 поворачиваются относительно неподвижной оси вращения 8, растягивая пружину 18. Ползун 9, удерживаемый тягой 11 от перемещения в круговой прорези кулисы 7, перемещает тягу 10, что приводит к рабочему повороту обоймы 5 обгонной муфты 3 и, таким образом, к повороту выходного вала 2. В это время кулачок 17 контактирует нерабочей поверхностью (б) с роликом 27, под действием пружины 19 кулиса 12 поворачивается относительно неподвижной оси вращения 8 в обратном направлении относительно кулисы 7, что приводит к перемещению тяги 14 и холостому повороту обоймы 6. Смещение кулачка 16 и дополнительного кулачка 17 относительно друг друга на угол, который определяется по зависимости 360°/n, где n - общее количество рабочих поверхностей кулачков 16 и 17, позволяет добиться равномерного воздействия на выходной вал 2. Расчетом установлено, что формами рабочих поверхностей кулачка 16 и дополнительного кулачка 17 достигается перекрытие рабочих поворотов обойм 5 и 6, обеспечивая равномерность вращения выходного вала 2. Изменение передаточного отношения обеспечивается вращением винта 20, что приводит посредством гайки 21 и тяг 11 и 15 к перемещению ползунов 9 и 13 ближе или дальше относительно неподвижной оси вращения 8 и, как следствие, к изменению величины перемещения тяг 10 и 14 и к изменению угла поворота обойм 5 и 6. Вращение винта 20 осуществляется двигателем 23 или ручкой 24.
Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет обеспечивать равномерную угловую скорость выходного вала вариатора.