КЛИНОРЕМЕННЫЙ ВАРИАТОР

Область техники, к которой относится полезная модель:
Заявленная полезная модель относится к машиностроению, в частности, к бесступенчатым передачам с гибкой связью, и может найти применение в приводах различных транспортных средств, редукторах и т.п.
Уровень техники:
Известны клиноременные вариаторы, сведения о котором представлены в патентах на изобретение №1805251, №1384861.
Диапазон изменения передаточного числа А в таких вариаторах зависит от угла С, максимально возможного расстояния между шкивами В. Чем меньше угол С, тем на больший радиус вращения могут вытолкнуть ремень (1) шкивы (2) вариатора и тем большее усилие нужно к шкивам приложить при этом уменьшается плавность изменения передаточного числа. Увеличение расстояния В неизбежно влечет за собой увеличение ширины ремня, что многократно увеличивает риск деформации последнего и вероятность выхода из строя механизма из-за скручивания и провала ремня между шкивами. Общим недостатком известных вариаторов является то, что диапазон изменения передаточного числа в них ограничен (см. фиг.1, а)).
В качестве наиболее близкого аналога выбран клиноременный вариатор, описанный в патенте на изобретение KR100992667.
За счет особенностей конструкции данного клиноременного вариатора устранен вышеуказанный недостаток, однако указанный вариатор имеет следующие недостатки:
Отсутствие сплошных поверхностей на шкивах, контактирующих с ремнем, в частности, в верхнем и нижнем положении ремня на шкивах. Следует отметить, что при запуске устройства в начале работы, при разгоне ведущего шкива ремнем передается вращение ведомому шкиву, во время этого действия ремень испытывает наивысшую нагрузку и в связи с тем, что в известном вариаторе отсутствуют сплошные поверхности соприкосновения ремня со шкивами, в разы уменьшается износостойкость ремня.
Кроме того, форма выполнения ступиц в известном вариаторе, а также их соединение с полушкивами являются неррациональными, т.к. ступицы соединены с полушкивами посредством болтового соединения, что усложняет конструкцию, кроме того, полушкивы находятся в подвешенном состоянии и не имеют прямого контакта с валом, а, следовательно, не могут выдерживать значительные нагрузки длительное время.
Настоящее изобретение направлено на исключение вышеперечисленных недостатков.
Раскрытие полезной модели:
Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного устройства является повышение износостойкости ремня за счет создания сплошных поверхностей на шкивах, контактирующих с ремнем, в частности, в верхнем и нижнем положении ремня на шкивах, в связи с чем в начале работы при наращивании скорости ремень, контактируя со сплошными поверхностями образуемыми полушкивами имеет возможность проскальзывать по ним при рывках или чрезмерных нагрузках.
Выполнение ступицы и полушкивов в виде одной детали (как одно целое) повышает прочность конструкции в целом, кроме того, уменьшает нагрузку на ступицы, вследствие чего возможно увеличить при необходимости размеры полушкивов для увеличения передаточного числа без опасения поломки устройства.
При этом остается увеличенным диапазон изменения передаточного числа за счет взаимной стыковки (входа) полушкивов друг в друга.
Указанные технические эффекты достигаются тем, что клиноременный вариатор, содержащий установленные на валах ведущий и ведомый шкивы, каждый из которых состоит из двух подвижных в горизонтальной плоскости полушкивов, на которых выполнены сквозные продольно-радиальные прорези для возможности стыковки (входа) полушкивов друг в друга, и приводной ремень, при этом каждый из полушкивов выполнен в виде одной детали, состоящей из трех тел вращения, имеющих общую ось и соединенных между собой как одно целое, два из них представляют собой разновеликие полые усеченные конусы, направленные в разные стороны и соединенные меньшими основаниями, а третье тело вращения представляет собой ступицу, соединенную с соответствующим из валов (например, посредством шлицевого соединения или любым другим известным способом), с возможностью движения вдоль последнего, и выполнено в виде полого цилиндра, диаметр которого совпадает с меньшим основанием конусов, присоединенного одним концом к меньшему основанию большего из конусов, при этом прорези на полушкивах выполнены от большего основания меньшего из конусов и не доходя до большего основания большего из конусов, а на каждой из ступиц от конца, соединенного с меньшим основанием большего из полушкивов и не доходя до другого конца, выполнены соответствующие продольные сквозные прорези для возможности стыковки (входа) полушкивов друг в друга с образованием сплошной поверхности у центра шкива при стыковке (входе) друг в друга до совмещения меньших оснований полушкивов, и с образованием сплошной поверхности на переферии шкива при полной стыковке (входе) друг в друга, кроме того, приводной ремень выполнен из эластичного материала, с возможностью частичной поперечной деформации его поверхностей, контактирующих с поверхностью шкивов.
Выполнение приводного ремня из эластичного материала, с возможностью частичной деформации его поверхностей, контактирующей с поверхностью шкивов позволяет улучшить сцепление ремня с несплошной поверхностью шкивов (см. фиг.11), а также увеличить силу трения между ними (достигается эффект «зубчатого ремня»).
На поверхностях приводного ремня, соприкасающихся с поверхностями полушкивов, вдоль всей его длины могут быть выполнены металлические элементы, соприкасающиеся друг с другом, например, в виде пластин или стержней, закрепленных на ремне посредством клеевого слоя или любым другим известным способом.
Следует отметить, что выполнение металлических элементов на приводном ремне увеличивает износостойкость последнего за счет того, что исключен прямой контакт ремня с полушкивами, кроме того, при поперечном смещении металлических элементов достигается эффект «зубчатого ремня», кроме того, повышается эффективность сцепления ремня с полушкивами за счет контакта металла с металлом (а не металла с ремнем).
Краткое описание чертежей:
На фигуре 1, б) наглядно представлены начальная и конечная стыковки полушкивов при работе заявленного устройства.
На фигуре 2 наглядно представлен полушкив в трех ракурсах.
На фигуре 3 наглядно представлены полушкивы на валу, максимально сдвинутые вместе с образованием сплошной поверхности на переферии шкива.
На фигуре 4 наглядно представлены полушкивы на валу с образованием сплошной поверхности у центра шкива при стыковке при совмещении меньших оснований полушкивов.
На фигуре 5 наглядно представлены верхнее и нижнее положение ремня на шкивах.
На фигуре 6 наглядно представлена частичная поперечная деформация ремня при контакте с неравномерной поверхностью полушкивов с образованием эффекта «зубчатого ремня».
На фигуре 7 наглядно представлены два полушкива, расположенные на валу перед стыковкой их друг в друга.
На фигуре 8, а) наглядно представлена погрешность в работе известного клиноременного вариатора в случае износа приводного ремня, а именно, уменьшение передаточного числа при износе рабочих поверхностей ремня (расстояние б), по сравнению с неизношенным ремнем (расстояние а).
На фигуре 8, б) наглядно представлена неизменность передаточного числа при износе рабочих поверхностей ремня (расстояние с)
На фигуре 9 наглядно представлен приводной ремень с наборными элементами (эффект зубчатого ремня»).
Осуществление полезной модели:
Перед началом работы ведущий и ведомый шкивы собирают посредством стыковки (входа) полушкивов друг в друга (см. фиг.5).
Заявленный клиноременный вариатор работает следующим образом:
При работающем двигателе вращение ведущего шкива ремнем передается ведомому шкиву, при стыковке друг в друга полушкивов через продольно радиальные прорези полушкивов и продольные сквозные прорези на ступицах ведомого шкива ремень выжимается к переферии шкива, а на ведущем шкиве перемещается к центру и разжимает ведущий шкив. Скорость на ведомом шкиве уменьшается. И наоборот, при расстыковке полушкивов ведомого шкива ремень перемещается к центру, т.е. уменьшает его диаметр, а на ведущем шкиве ремень выжимается от центра к переферии шкива, увеличивая его диаметр, что приводит к увеличению скорости вращения ведомого шкива.
Заявленное устройство имеет возможность регулирования плавности изменения передаточных чисел за счет конструктивного изменения угла С (см. фиг.1), кроме того, в заявленном устройстве точность изменения передаточных чисел не зависит от износа ремня.