ВЕДУЩИЙ ШКИВ ВАРИАТОРА
DRIVE PULLEY OF VARIATOR

Заявляемое изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам, предназначенным для регулирования скорости вращения валов, например вариаторам транспортных средств.
Аналогом заявляемого изобретения является ведущий шкив клиноременной передачи (вариатора), содержащий вал, на котором расположены два полушкива, один из которых подвижен в осевом направлении, упор, в котором выполнены четыре пары выступов, причем в каждой паре между выступами установлен ролик, а в подвижном полушкиве шарнирно закреплены четыре центробежных грузика, контактирующих с роликами, ведущий шкив снабжен антифрикционными вкладышами, пары выступов упора расположены Х-образно, при этом в подвижном полушкиве в двух противолежащих секторах между грузиками выполнены проточки, а на упоре дополнительные выступы, которые размещены в этих проточках, при этом антифрикционные вкладыши установлены в дополнительных выступах упора (см. патент RU 121331, МПК F16H 9/14, 2012 г.). Существенные признаки аналога «вал, на котором расположены два полушкива, один из которых подвижен в осевом направлении, упор, в котором выполнены четыре пары выступов, причем в каждой паре между выступами установлен ролик, а в подвижном полушкиве шарнирно закреплены четыре центробежных грузика, контактирующих с роликами, ведущий шкив снабжен вкладышами, пары выступов упора расположены X-образно, при этом в подвижном полушкиве в двух противолежащих секторах между грузиками выполнены проточки, а на упоре дополнительные выступы, которые размещены в этих проточках, при этом вкладыши установлены в дополнительных выступах упора» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.
Недостатком аналога является ухудшение эксплуатационных характеристик вариатора из-за возможности повышенного износа подвижного полушкива вследствие применения антифрикционных вкладышей, материал которых по прочностным характеристикам близок к материалу полушкива, что может привести к преждевременному выходу шкива вариатора из строя (вкладыш - сменный элемент, а полушкив - основной элемент ведущего шкива).
Прототипом заявляемого изобретения является ведущий шкив вариатора, включающий вал, на котором установлены два полушкива (конуса), один из которых подвижен в осевом направлении и снабжен двумя направляющими, упор, в котором выполнены четыре пары выступов, причем в каждой паре между выступами установлен ролик, а в подвижном полушкиве шарнирно закреплены четыре центробежных грузика, контактирующих с роликами, при этом ведущий шкив снабжен вкладышами, пары выступов упора расположены крестообразно, в подвижном полушкиве в двух противоположных секторах между грузиками выполнены проточки, а на упоре выполнены дополнительные выступы, которые размещены в этих проточках, при этом вкладыши установлены в дополнительных выступах упора и выполнены фрикционными из фрикционного материала, имеющего коэффициент трения от 0,44 до 0,73 в диапазоне температур от 30°С до 70°С (см. патент RU 151942, МПК F16H 9/18, 2015 г.). Существенные признаки прототипа «вал, на котором установлены два полушкива, один из которых подвижен в осевом направлении и снабжен двумя направляющими, упор, в котором выполнены четыре пары выступов, причем в каждой паре между выступами установлен ролик, а в подвижном полушкиве шарнирно закреплены четыре центробежных грузика, контактирующих с роликами, при этом ведущий шкив снабжен вкладышами, пары выступов упора расположены крестообразно, в подвижном полушкиве в двух противоположных секторах между грузиками выполнены проточки, а на упоре выполнены дополнительные выступы, которые размещены в этих проточках, при этом вкладыши установлены в дополнительных выступах упора и выполнены фрикционными» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.
Недостатком прототипа является ухудшение эксплуатационных характеристик вариатора из-за повышенных потерь на трение при изменениях скоростей вращения вала вследствие применения фрикционных вкладышей (выполненных из фрикционного материала).
Задачей, на решение которой направлена заявляемое изобретение, является улучшение эксплуатационных характеристик вариатора путем снижения потерь на трение при изменении скорости вращения вала за счет применения пары трения с оптимальными триботехническими характеристиками.
Для достижения указанного технического результата ведущий шкив вариатора, содержащий вал, на котором расположены два полушкива, один из которых подвижен в осевом направлении и снабжен двумя направляющими, упор, в котором выполнены четыре пары выступов, причем в каждой паре между выступами установлен ролик, а в подвижном полушкиве шарнирно закреплены четыре центробежных грузика, контактирующих с роликами, при этом ведущий шкив снабжен вкладышами, пары выступов упора расположены крестообразно, в подвижном полушкиве в двух противоположных секторах между грузиками выполнены проточки, а на упоре выполнены дополнительные выступы, которые размещены в этих проточках, при этом вкладыши установлены в дополнительных выступах упора и выполнены фрикционными из фрикционного материала, направляющие подвижного полушкива выполнены антифрикционными из антифрикционного материала с коэффициентом трения от 0,01 до 0,25; а соприкасающиеся поверхности вкладышей и направляющих выполнены не плоскими.
Существенные признаки заявляемого изобретения «направляющие подвижного полушкива выполнены антифрикционными из антифрикционного материала с коэффициентом трения от 0,01 до 0,25; а соприкасающиеся поверхности вкладышей и направляющих выполнены не плоскими» являются отличительными от признаков прототипа.
Ведущий шкив вариатора содержит вал, на котором расположены подвижный в осевом направлении полушкив (может называться подвижный конус), неподвижный полушкив (может называться неподвижный конус) и упор. В упоре выполнены четыре пары выступов, в каждой паре между выступами установлен ролик. В подвижном полушкиве шарнирно закреплены четыре центробежных грузика, контактирующих с роликами. Пары выступов упора расположены крестообразно (Х-образно), в подвижном полушкиве в двух противолежащих секторах между грузиками выполнены проточки, а на упоре имеются дополнительные выступы, которые размещены в проточках. Ведущий шкив снабжен фрикционными вкладышами, выполненными из фрикционного материала, например фрикционного полимерного композита. Фрикционные вкладыши установлены в дополнительных выступах упора внутри проточек подвижного полушкива. Между фрикционным вкладышем и выступом упора может быть установлена пружина сжатия, а между торцами фрикционных вкладышей и торцами выступов упора могут быть установлены демпфирующие кольца. Направляющие подвижного полушкива выполнены из антифрикционного материала, значения коэффициента трения определяются при испытаниях на машине трения и составляют от 0,01 до 0,25. При этом соприкасающиеся поверхности элементов пары трения, то есть поверхности, которые в процессе работы перемещаются (скользят) относительно друг друга, выполнены не плоскими (например, в виде части поверхности эллиптического цилиндра).
Изготавливаться заявляемое изобретение может известными способами, при этом фрикционные вкладыши могут быть изготовлены из полимерного материала формованием в пресс-форме, а направляющие подвижного полушкива (как и сам полушкив) - из антифрикционного сплава, например, отливкой.
Конкретным примером заявляемого изобретения является ведущий шкив вариатора, фрикционные вкладыши которого изготовлены из полимерного материала, а направляющие из алюминиевого сплава. Соприкасающиеся поверхности пары трения выполнены в виде частей цилиндрической поверхности.
Выполнение направляющих из антифрикционного материала с не плоскими рабочими поверхностями улучшает эксплуатационные характеристики вариатора за счет обеспечения лучших характеристик трибоконтакта при изменении скоростей вала.