ПЛАНЕТАРНЫЙ КОНИЧЕСКИЙ ВАРИАТОР

Изобретение относится к бесступенчатым трансмиссиям и может быть использовано в конструкциях различных транспортных средств. Как известно, вариатор - это устройство, передающее крутящий момент и способное бесступенчато менять передаточное отношение в некотором диапазоне регулирования.
Известны различные конструкции вариаторов. Одна из наиболее распространенных - клиноременный вариатор, состоящий из двух (ведущего и ведомого) раздвижных шкивов, а также соединяющего их клинового ремня. Сдвигая и раздвигая между собой половинки каждого из шкивов, можно увеличивать или уменьшать радиусы ведущего и ведомого шкивов, тем самым изменяя передаточное отношение.
Из уровня техники также известно устройство, фрикционный вариатор, содержащий ведущий конус, выполненный перемещаемым вдоль ведущего вала и взаимодействующим с несколькими паразитными коническими роликами, приводящими в движение барабан ведомого вала с внутренней конической рабочей поверхностью. Оси паразитных роликов перемещаются в пазах, расположенных перпендикулярно к валам. Необходимая сила прижатия конической поверхности ведомого конуса к паразитным роликам и последних к ведущему конусу обеспечивается пружинами, воздействующими на ведомый барабан (Авторское свидетельство СССР №149987, кл. 47h, 14, 1962). Однако данный вариатор довольно сложно устроен и имеет невысокий диапазон регулирования.
Из уровня техники также известно устройство, фрикционный вариатор, содержащий установленное на ведущем валу центральное колесо со сферической наружной поверхностью, которое может перемещаться вдоль вала на шлицах. С этим колесом находятся в контакте конические ролики-сателлиты, оси которых установлены на водиле. Вторым коническим участком поверхности ролики-сателлиты соприкасаются с конической поверхностью второго центрального колеса, установленного неподвижно в корпусе. При вращении колеса сателлиты обкатываются по неподвижному колесу и приводят в движение ведомый вал. Создание необходимых усилий прижатия сателлитов к колесам осуществляется с помощью шарового механизма автоматического нажатия. Благодаря соответствующей форме поверхностей канавок, между которыми размещены шарики, при относительном повороте этих поверхностей, принадлежащих водилу и ведомому валу, возникает осевое усилие тем большее, чем больше сопротивление вращению ведомого вала. Изменение величины передаточного числа осуществляется за счет изменения радиуса окружности качения сателлита при перемещении центрального колеса вдоль вала с помощью винтового механизма. Недостатком этой конструкции вариатора является ограниченная его нагрузочная способность, обусловленная точечным контактом поверхностей колес и сателлитов. Вследствие этого способность фрикционной пары передавать большие нагрузки благодаря выпукло-вогнутому контакту не может быть реализована.
(К.И. Заблонский, А.Е. Шустер «Плавно-регулируемые передачи», Техника, Киев, 1975, с. 95).
Целью нашего изобретения является упрощение конструкции вариатора, увеличение передаваемой нагрузки.
Поставленная цель достигается тем, что конический вариатор имеет как минимум 3 ролика-конуса-сателлита, углы раствора наружных рабочих поверхностей каждого из которых составляют половину угла раствора коронного конуса с внутренней рабочей поверхностью. За счет этого увеличивается нагрузочная способность пар коронный конус-сателлит, а нагрузочная способность пар сателлит - солнечный ролик увеличивается с увеличением количества роликов-сателлитов в конструкции вариатора за счет увеличения количества выпукло-вогнутых контактов. При этом конструкция упрощается за счет того, что вместо второго колеса сложной формы используется коронный конус с внутренней рабочей поверхностью.
Необходимая сила прижатия конусов-сателлитов к коронному конусу и к ролику может обеспечиваться за счет пружин или под действием силы тяжести.
Управляется планетарный конический вариатор передвижением ролика вдоль образующих конусов-сателлитов, прижимаемых к нему.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен главный вид конического вариатора; на фиг. 2 - то же, в сечении.
Планетарный конический вариатор (фиг. 1, 2) содержит коронный конус 1 с внутренней рабочей поверхностью, внутри которого находятся как минимум три конуса-сателлита 2 с наружными рабочими поверхностями. Сателлиты 2 устанавливаются и вращаются на осях 3, которые связаны водилами 4 и 5, к водилу 5 крепится ведомый вал 6, а ведущий вал 7 соединен с роликом 8, который находится между конусами-сателлитами 2 и прижимается ими. Образующие конусов-сателлитов 2, прижимаемые к ролику 8, параллельны друг другу, а управление вариатором происходит за счет передвижения ролика 8 вдоль этих образующих. При этом в любой момент можно останавливать передачу вращения на ведомый вал 6, ослабляя силу прижатия конусов-сателлитов 2 к коронному конусу 1 и к ролику 8.
Планетарный конический вариатор работает следующим образом. В начальный момент времени, когда конусы-сателлиты 2 не прижаты к ролику 8, крутящий момент с вращающегося ведущего вала 7 на ведомый вал 6 не передается. Во время прижатия конусов-сателлитов 2 к коронному конусу 1 и к ролику 8 крутящий момент с ведущего вала 7 через ролик 8 передается на конусы-сателлиты 2, которые начинают вращаться внутри опорного коронного конуса 1 и вокруг собственных осей 3, увлекая за собой оси вместе с водилами 4, 5, а вместе с ними вращается и ведомый вал 6.
Как видно из схемы на фиг. 2, передаточное отношение равно:
1+(d1/D1)·(D2/d1);
где d1=d2=d3=d4,
d1 - средний диаметр рабочей части конуса-сателлита 2, соприкасающейся с роликом 8;
D1 - средний диаметр рабочей части ролика 8,
D2 - диаметр рабочей части коронного конуса 1, соприкасающейся со средними диаметрами рабочих частей конусов-сателлитов 2, соприкасающихся с роликом 8.
Передаточное отношение подобной передачи можно выразить следующим образом:
1+D2/D1
При перемещении ролика 8 слева направо (фиг. 1) вдоль образующих конусов-сателлитов 2 передаточное число будет плавно уменьшаться, а при перемещении ролика справа налево - плавно увеличиваться.
Технический результат - упрощение конструкции вариатора, увеличение диапазона регулирования.