ВАРИАТОР

Полезная модель относится к машиностроению, применяется в трансмиссиях транспортных средств для передачи крутящего момента и в приводах самого различного технологического оборудования.
Известен автоматический импульсный вариатор (RU 2148747 С1 F16H 29/02), содержащий корпус, коническую пару, промежуточный вал с эксцентриками и опорой, ведомый вал с механизмами свободного хода, эксцентриковые втулки и пружины растяжения. Установленные на эксцентриках эксцентриковые втулки связаны через шатуны и коромысла с механизмами свободного хода и подпружинены пружинами растяжения. Пружина растяжения связана штифтами с эксцентриковой втулкой и опорой.
Известен автоматический импульсный вариатор (RU 2162971 С2 F16H 29/02), содержащий корпус, коническую зубчатую пару, промежуточный вал и ведомый вал с муфтами свободного хода (МСХ). На промежуточном валу закреплены неподвижно ползуны, на которые подвижно установлены пазами подпружиненные диски. Диски связаны шатунами с подпружиненными коромыслами. Коромысла контактируют с боковыми плоскостями ведущих эксцентриков муфт свободного хода.
Недостатком вышеописанных вариаторов является сложность конструкции и использование МСХ, которая является ненадежным и недолговечным звеном.
Цель полезной модели: регулирования скорости вращения ведомого вала в зависимости от величины момента сопротивления на ведомом валу, повышение КПД устройства, снижение тепловых потерь, улучшение надежности и долговечности устройства.
Это достигается тем, что вариатор снабжен ретардером, с помощью которого передается крутящий момент от ведущего вала к ведомой шестерне через систему планетарных рядов и зубчатые передачи. Долговечность предложенного устройства по сравнению с прототипом выше, так как нет необходимости устанавливать МСХ. Это повышает и эффективность работы, так как отсутствуют потери энергии, связанные с работой МСХ.
На фиг. 1 изображена кинематическая схема вариатора.
На фиг. 2 таблица переключения передач вариатора.
На фиг. 3 изображен чертеж ретардера №1 в разрезе.
На фиг. 4 изображен чертеж ретардера №1 в разрезе.
На фиг. 5 изображен чертеж ретардера №1 в разрезе.
На фиг. 6 изображен чертеж ретардера №1 в разрезе.
На фиг. 7 изображен чертеж ретардера №2 в разрезе.
На фиг. 8 изображен чертеж ретардера №2 в разрезе.
Вариатор, содержащий (фиг. 1) корпус 1, в котором установлены ведущий вал 2, ведомая шестерня 3, шестерня 4, водило 5, сателлиты 6, шестерня 7, шестерня 8, сателлиты 9, водило 10, шестерня 11, шестерня 12, шестерня 13, шестерня 14, шестерня 15, сателлиты 16, водило 17, шестерня 18, шестерня 19, шестерня 20, ретардер R.
Ведущий вал 2 и ведомая шестерня 3 шарнирно установлены в корпусе 1. Ведущий вал 2 жестко соединен с водилом 10 и водилом 17. Сателлиты 16 шарнирно установлены на водиле 17 и соединены зубчатым зацеплением с шестерней 18 и шестерней 15. Шестерня 15 жестко соединена с шестерней 19, которая соединена зубчатым зацеплением с шестерней 20, которая жестко соединена с ретардером R. Шестерня 18 жестко соединена с шестерней 14, которая соединена зубчатым зацеплением с шестерней 13, которая соединена зубчатым зацеплением с шестерней 12, которая жестко соединена с шестерней 11. Шестерня 13 шарнирно установлена в корпусе 1. Сателлиты 9 шарнирно установлены на водиле 10 и соединены зубчатым зацеплением с шестерней 11 и шестерней 8. Шестерня 8 жестко соединена с шестерней 4. Сателлиты 6 шарнирно установлены на водиле 5 и соединены зубчатым зацеплением с шестерней 4 и шестерней 7. Муфта С1 соединяет шестерню 3 и водило 5. Муфта С2 соединяет шестерню 3 и шестерню 7. Муфта С3 соединяет шестерню 15 и водило 17. Тормоз В1 соединяет корпус 1 и шестерню 7. Тормоз В2 соединяет корпус 1 и водило 5.
Работа вариатора заключается в следующем.
При включении первой передачи включаются муфта С1, тормоз В1 и ретардер R (фиг. 2). Под воздействием крутящего момента ведущий вал 2 начинает вращаться (фиг. 1). От ведущего вала 2 вращение передается на водило 17 и сателлиты 16. От сателлитов 16 поток мощности делится на два потока, один поток - на шестерню 18, а второй поток - на шестерню 15. От шестерни 15 вращение передается на шестерню 19, шестерню 20 и ретардер R. При вращении шестерни 20 ретардер R создает тормозной момент, который передается от шестерни 20 к шестерни 19, шестерни 15 и сателлитам 16. Под воздействием тормозного момента сателлиты 16 замедляют скорость вращения, а шестерня 18 увеличивает скорость вращения. Тормозной момент передается от ретардера R на шестерню 20, шестерню 19, шестерню 15. Так как на водиле 17 создается крутящий момент от ведущего вала 2, а на шестерне 15 создается тормозной момент, то будет создаваться крутящий момент на шестерне 18. Таким образом, передается вращение от ведущего вала 2 через водило 17 на шестерню 18, далее на шестерню 14, шестерню 13, шестерню 12, шестерню 11. Так как на водиле 10 создается крутящий момент от ведущего вала 2, а на шестерне 11 также создается крутящий момент, но в обратном направлении, то будет создаваться крутящий момент на шестерне 8. От шестерни 8 крутящий момент передается на шестерню 4, сателлиты 6, водило 5, ведомую шестерню 3.
При включении второй передачи включаются муфта С1, тормоз В1 и муфта С3 (фиг. 2). Под воздействием крутящего момента ведущий вал 2 начинает вращаться (фиг. 1). От ведущего вала 2 вращение передается на водило 17 и сателлиты 16. При включении муфты С3 будет заблокировано вращение водила 17 относительно шестерни 15, а ретардер R будет выключен, поэтому крутящий момент будет передаваться без использования ретардера R, от водила 17 через шестерню 18 на шестерни 14, 13, 12, 11. Шестерня 11 будет вращаться в противоположном направлении относительно вращения водила 10, поэтому шестерня 8 будет вращаться в том же направлении в котором вращается водило 10. Далее вращение от шестерни 8 будет передаваться на шестерню 4, сателлиты 6, водило 5, через муфту С1 на ведомую шестерню 3.
При включении передачи заднего хода (Rev) включаются муфта С2, тормоз В2 и ретардер R (фиг. 2). Под воздействием крутящего момента ведущий вал 2 начинает вращаться (фиг. 1). От ведущего вала 2 вращение передается на водило 17 и сателлиты 16. От сателлитов 16 поток мощности делится на два потока, один поток - на шестерню 18, а второй поток - на шестерню 15. От шестерни 15 вращение передается на шестерню 19, шестерню 20 и ретардер R. При вращении шестерни 20 ретардер R создает тормозной момент, который передается от шестерни 20 к шестерни 19, шестерни 15 и сателлитам 16. Под воздействием тормозного момента сателлиты 16 замедляют скорость вращения, а шестерня 18 увеличивает скорость вращения. Тормозной момент передается от ретардера R на шестерню 20, шестерню 19, шестерню 15. Так как на водиле 17 создается крутящий момент от ведущего вала 2, а на шестерне 15 создается тормозной момент, то будет создаваться крутящий момент на шестерне 18. Таким образом, передается вращение от ведущего вала 2 через водило 17 на шестерню 18, далее на шестерню 14, шестерню 13, шестерню 12, шестерню 11. Так как на водиле 10 создается крутящий момент от ведущего вала 2, а на шестерне 11 также создается крутящий момент, но в обратном направлении, то будет создаваться крутящий момент на шестерне 8. От шестерни 8 крутящий момент передается на шестерню 4, сателлиты 6, шестерню 7, муфту С2, ведомую шестерню 3. Таким образом будет реализовано вращение ведомой шестерни 3 в обратную сторону относительно вращения ведущего вала 2.
Ретардер №1 состоит из неподвижного корпуса 21 (фиг. 3), в котором установлены ведущий вал 22, ведущая шестерня 23, втулка 24, червячный вал 25, корпус 26, шпонка 27, промежуточный вал 28, рамка 29, рамка 30, диск 31 (фиг. 5), рамка 32 (фиг. 6), ведомый вал 33, ведомая шестерня 34. Ведущий вал 22 шарнирно установлен в корпусе 26 и соединен шпоночным соединением с ведущей шестерней 23, которая шарнирно установлена в корпусе 21. Втулка 24 шарнирно установлена в корпусе 21, соединена червячной передачей с червячным валом 25, соединена винтовой передачей с корпусом 26, который установлен в корпусе 21 на продольных направляющих. Шпонка 27 установлена на дугообразных направляющих на ведущем валу 22 и шарнирно соединена с промежуточным валом 28, который шарнирно установлен в рамке 29, которая шарнирно установлена в рамке 30, которая шарнирно установлена в корпусе 21. Рамка 30 шарнирно соединена с диском 31 (фиг. 6), который шарнирно соединен с рамкой 32 (фиг. 5), которая шарнирно соединена с ведомым валом 33, который шарнирно соединен с корпусом 21. Ведомая шестерня 34 шарнирно соединена с корпусом 21 и соединена шпоночным соединением с ведомым валом 33. Ведомая шестерня 34 соединена зубчатым зацеплением с ведущей шестерней 23 с передаточным отношением 1:1.
Работа ретардера №1 заключается в следующем.
От ведущего вала 22 крутящий момент (фиг. 3) передается на шпонку 27 и промежуточный вал 28, из-за чего возникает вращательное движение ведущего вала 22 и промежуточного вала 28. Если угол В (фиг. 4) равен нулю, то вращательное движение промежуточного вала 28 не передается на рамку 29 и рамку 30. Червячный вал 25 передает вращательное движение на втулку 24, которая через винтовую передачу преобразует вращательное движение в поступательное движение корпуса 26, который двигаясь продольно перемещает ведущий вал 22, который перемещает шпонку 27 по дугообразным направляющим, находящимся на ведущем валу 22. Шпонка 27 поворачивает промежуточный вал 28 на угол В. Вращательное движение промежуточного вала 28 передается через рамку 29 на рамку 30 и преобразуется в качательное движение рамки 30 и диска 31. Вращательное движение ведущего вала 22 передается на ведущую шестерню 23, далее на ведомую шестерню 34, далее на ведомый вал 33, далее на рамку 32, далее на диск 31. Таким образом, на диск 31 передается качательное движение и вращательное движение одновременно, что вызывает возникновение гироскопического момента и тормозного момента. Тормозной момент передается от диска 31 на рамку 32, ведомый вал 33, ведомую шестерню 34, ведущую шестерню 23, ведущий вал 22. Если угол В равен нулю, то тормозной момент отсутствует, а если угол В больше нуля, то тормозной момент возникает и увеличивается пропорционально увеличению угла В и скорости вращения диска 31. Регулирование тормозного момента осуществляется с помощью поворота червячного вала 25 и, таким образом, изменения величины угла В и, тем самым, изменения величины тормозного момента.
Ретардер №2 состоит из неподвижного корпуса 35 (фиг. 7), в котором установлены ведущий вал 36, ведущая шестерня 37, втулка 38, червячный вал 39, корпус 40, шпонка 41, промежуточный вал 42, рамка 43, рамка 44, пружина 45(фиг. 8), пружина 46, ползун 47, ползун 48. Ведущий вал 36 шарнирно установлен в корпусе 40 и соединен шпоночным соединением с ведущей шестерней 37, которая шарнирно установлена в корпусе 35. Втулка 38 шарнирно установлена в корпусе 35, соединена червячной передачей с червячным валом 39, соединена винтовой передачей с корпусом 40, который установлен в корпусе 35 на продольных направляющих. Шпонка 41 установлена на дугообразных направляющих на ведущем валу 36 и шарнирно соединена с промежуточным валом 42, который шарнирно установлен в рамке 43, которая шарнирно установлена в рамке 44, которая шарнирно установлена в корпусе 35. Рамка 44 шарнирно соединена с ползуном 47 (фиг. 8) и ползуном 48, которые установлены на направляющих в пружинах 45 и 46 соответственно.
Работа ретардера №2 заключается в следующем.
От ведущего вала 36 крутящий момент (фиг. 7) передается на шпонку 41 и промежуточный вал 42, из-за чего возникает вращательное движение ведущего вала 36 и промежуточного вала 42. Если угол В (фиг. 7) равен нулю, то вращательное движение промежуточного вала 42 не передается на рамку 43 и рамку 44. Червячный вал 39 передает вращательное движение на втулку 38, которая через винтовую передачу преобразует вращательное движение в поступательное движение корпуса 40, который двигаясь продольно перемещает ведущий вал 36, который перемещает шпонку 41 по дугообразным направляющим, находящимся на ведущем валу 36. Шпонка 41 поворачивает промежуточный вал 42 на угол В. Вращательное движение промежуточного вала 42 передается через рамку 43 на рамку 44 и преобразуется в качательное движение рамки 44, которая перемещает ползуны 47 и 48 (фиг. 8) и нажимает на пружины 45 и 46, что вызывает возникновение тормозного момента на ведущем валу 36 из-за затухания пружин 45 и 46. Если угол В равен нулю, то тормозной момент отсутствует, а если угол В больше нуля, то тормозной момент возникает и увеличивается пропорционально увеличению угла В. Регулирование тормозного момента осуществляется с помощью поворота червячного вала 39 и, таким образом, изменения величины угла В и, тем самым, изменения величины тормозного момента.