КЛИНОРЕМЕННЫЙ ВАРИАТОР
V-BELT VARIATOR

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для регулирования скорости вращения ведомого вала.
Известен клиноременный вариатор, содержащий ведущий и ведомый валы, установленные на них ведущий и ведомый шкивы, каждый из которых образован двумя полушкивами из конических дисков со ступицами, клиновой ремень, охватывающий шкивы, и регулятор по моменту. При этом шкив, установленный на ведущем валу, образован неподвижными полушкивами, а шкив, установленный на ведомом валу, являющийся регулируемым, образован неподвижным полушкивом и подвижным полушкивом, имеющим возможность осевого перемещения и подпружиненным к неподвижному полушкиву. Регулировка передаточного отношения осуществляется изменением межосевого расстояния иежду ведущим и ведомым валами клиноременной передачи (Пронин Б.А. Бесступенчатые клиноременные и фрикционные передачи / Б.А. Пронин, Г.А. Ревков. - М.: Машиностроение, 1980. - С.20, рис.3а).
Основным недостатком описанного устройства является малый диапазон изменения передаточного отношения, поскольку оно обеспечивается лишь одним регулируемым шкивом.
Наиболее близким, принятым за прототип, является клиноременный вариатор, содержащий ведущий и ведомый валы, установленные на них ведущий и ведомый шкивы, каждый из которых образован двумя полушкивами из конических дисков со ступицами, клиновой ремень, охватывающий шкивы, двуплечие рычаги, расположенные симметрично относительно шкивов, контактирующие с полушкивами и имеющие промежуточные опоры, предназначенные для обеспечения возможности перемещения полушкивов ведущего и ведомого валов в противоположных направлениях. Промежуточные опоры размещены между точками контакта рычагов с подвижными полушкивами. Один полушкив каждого шкива выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении, то есть является подвижным, а другой полушкив каждого шкива является неподвижным. Одна промежуточная опора выполнена нерегулируемой, а другая промежуточная опора выполнена регулируемой. Взаимное смещение подвижных полушкивов осуществляется двуплечими рычагами. Взаимное угловое смещение двуплечих рычагов позволяет плавно изменять расстояние между полушкивами ведущего и ведомого шкивов и, соответственно, передаточное отношение клиноременной передачи (Пронин Б.А. Бесступенчатые клиноременные и фрикционные передачи / Б.А. Пронин, Г.А. Ревков. - М.: Машиностроение, 1980. - С.20, рис.3б).
Основным недостатком вышеописанного устройства является невысокая долговечность вследствие отсутствия возможности компенсации износа ремня и его удлинения в процессе эксплуатации. Кроме того, в клиноременном вариаторе отсутствует возможность отключения без остановки вращения ведущего вала.
Изобретением решается задача, заключающаяся в повышении долговечности работы клиноременного вариатора.
Для решения поставленной задачи в клиноременном вариаторе, содержащем ведущий и ведомый валы, установленные на них ведущий и ведомый шкивы, каждый из которых образован двумя полушкивами из конических дисков со ступицами, клиновой ремень, охватывающий шкивы, двуплечие рычаги, контактирующие с полушкивами и имеющие промежуточные опоры, предназначенные для обеспечения возможности перемещения полушкивов ведущего и ведомого валов в противоположных направлениях, при этом один из полушкивов каждого шкива выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении, а одна из промежуточных опор выполнена нерегулируемой, согласно изобретению каждый шкив образован неподвижным полушкивом и полушкивом, имеющим возможность перемещения в осевом направлении. Промежуточные опоры соединены общей осью и выполнены подвижными в поперечной плоскости вариатора, причем промежуточная опора одного из двуплечих рычагов выполнена регулируемой с обеспечением возможности взаимного смещения полушкивов ведущего и ведомого валов для контроля их давления на боковые поверхности клинового ремня.
Кроме того, для обеспечения возможности отключения клиноременного вариатора без остановки вращения ведущего вала клиноременный вариатор снабжен механизмом отключения, выполненным в виде четырех шарнирно связанных стержней, два из которых выполнены большей длины, чем два других, причем шарниры, связывающие стержни большей длины и стержни меньшей длины между собой, установлены на общей оси, соединяющей промежуточные опоры двуплечих рычагов.
Повышение долговечности работы клиноременного вариатора обусловлено тем, что выполнение промежуточной опоры двуплечего рычага регулируемой, когда каждый шкив образован неподвижным полушкивом и полушкивом, имеющим возможность перемещения в осевом направлении, и промежуточные опоры соединены общей осью и выполнены подвижными в поперечной плоскости вариатора, позволяет в процессе эксплуатации контролировать давление опорных поверхностей полушкивов на боковые поверхности клинового ремня и его рабочее натяжение, тем самым обеспечивая оптимальную работу вариатора в области высоких кпд и минимального износа.
Дополнительное введение механизма отключения позволяет выключать клиноременный вариатор в необходимых случаях без остановки вращения ведущего вала.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 изображена кинематическая схема клиноременного вариатора; на фиг.2 представлен механизм отключения клиноременного вариатора; на фиг.3 - разрез по линии А-А фиг.2; на фиг.4 - разрез по линии Б-Б фиг.2.
Кроме этого на чертеже дополнительно обозначено следующее:
- двумя горизонтальными линиями со стрелками, обращенными в противоположные стороны, показаны направления перемещения полушкивов;
- одной горизонтальной штриховой линией со стрелками, обращенными в противоположные стороны, показано направление перемещения общей оси промежуточных опор;
- двумя круговыми линиями со стрелками, обращенными в одну сторону, показаны направления вращения ведущего и ведомого валов;
- двумя вертикальными горизонтальными дугообразными линиями со стрелками, обращенными в противоположные стороны, показаны направления перемещения стержней большей длины механизма отключения.
Клиноременный вариатор содержит ведущий вал 1 и ведомый вал 2. На ведущем валу 1 и ведомом валу 2 установлены ведущий и ведомый шкивы соответственно. Ведущий шкив образован неподвижным полушкивом 3 и подвижным полушкивом 4, имеющим возможность перемещения в осевом направлении. Ведомый шкив образован неподвижным полушкивом 5 и подвижным полушкивом 6, имеющим возможность перемещения в осевом направлении. Каждый из полушкивов 3, 4, 5, 6 выполнен из конического диска со ступицей.
Клиновой ремень 7 вариатора установлен охватывающим ведущий и ведомые шкивы.
Клиноременный вариатор также снабжен двуплечим рычагом 8 с промежуточной опорой 10, контактирующим с полушкивами 3 и 6, и двуплечим рычагом 9 с промежуточной опорой 11, контактирующим с полушкивами 4 и 5. Промежуточные опоры 10 и 11 предназначены для обеспечения возможности перемещения полушкивов ведущего вала 1 и ведомого вала 2 в противоположных направлениях. Промежуточная опора 10 двуплечего рычага 8 выполнена регулируемой с обеспечением возможности взаимного смещения полушкивов ведущего вала 1 и полушкивов ведомого вала 2 для контроля их давления на боковые поверхности клинового ремня 7. Промежуточная опора 11 двуплечего рычага 9 выполнена нерегулируемой. Промежуточные опоры 10 и 11 соединены подвижной общей осью 12 и выполнены подвижными в поперечной плоскости вариатора.
Промежуточная опора 10 снабжена пружиной 13, обеспечивающей давление двуплечих рычагов 8 и 9 на подвижные полушкивы 6 и 4 соответственно. Пружина 13 в свою очередь снабжена поджимной гайкой 14 для регулировки давления. Взаимосвязанное изменение расстояний между полушкивами ведущего вала 1 и полушкивами ведомого вала 2 и, соответственно, необходимое передаточное отношение привода обеспечивается при осуществлении возможности поворота двуплечего рычага 9 в поперечной плоскости клиноременного вариатора.
Механизм отключения выполнен в виде четырех шарнирно связанных стержней 15, 16, 17, 18, Два стержня 15 и 16 выполнены большей длины, чем два стержня 17 и 18. Шарнир 19, связывающий стержни 15 и 16 большей длины между собой, размещен на общей оси 12, соединяющей промежуточные опоры 10 и 11 двуплечих рычагов 8 и 9 соответственно, в месте установки промежуточной опоры 11. Шарнир 20, связывающий стержни 17 и 18 меньшей длины между собой, размещен на общей оси 12, соединяющей промежуточные опоры 10 и 11 двуплечих рычагов 8 и 9 соответственно, в месте установки промежуточной опоры 10. Шарнир 21, связывающий стержни 16 и 18 между собой, установлен в месте соединения этих стержней. Шарнир 22, связывающий стержни 15 и 17 между собой, установлен в месте соединения этих стержней.
Клиноременный вариатор работает следующим образом. При вращении ведущего вала 1 благодаря давлению конических поверхностей полушкивов 3 и 4 на боковые поверхности клинового ремня 7 возникают силы трения в зоне их контакта и ремень 7 также приходит во вращение. За счет сил трения между коническими поверхностями полушкивов 5 и 6 и боковыми поверхностями клинового ремня 7 приходит во вращение ведомый вал 2. При изменении расстояния между полушкивами ведущего вала 1 и ведомого вала 2 меняется радиус охвата клиновым ремнем 7 соответствующих шкивов и, соответственно, передаточное отношение привода.
Для выключения клиноременного вариатора сближаются концы больших стержней 15 и 16, при этом увеличивается расстояние между шарнирами 19 и 20. Под действием последних увеличивается расстояние между подвижными опорами 10 и 11 двуплечих рычагов 8 и 9, благодаря чему подвижные полушкивы 4 и 6 перемещаются в сторону увеличения расстояния между полушкивами ведущего 1 вала и ведомого 2 вала. Устраняется контакт между боковыми поверхностями клинового ремня 7 и коническими поверхностями полушкивов. Клиновой вариатор отключается без остановки вращения ведущего вала 1.
Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет повысить долговечность работы клиноременной передачи.