АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВАРИАТОР С КОСОЙ ШАЙБОЙ

Полезная модель относится к области машиностроения.
Известен автоматический лобовой вариатор [А.с. №2120070, к F16H 15/00, 1998], содержащий в своей конструкции упругие элементы, допускающие значительную деформацию, они представлены упругой осью, установленной на подпружиненной опоре, способной под действием осевых сил совершать поступательное движение. Управляющее движение реализуется угловым движениям круговой торовой активной поверхности от вертикали на угол, больший угла трения во фрикционных контактах.
Недостатком такого механизма является сложность конструкции для обеспечения требуемого управляющего движения.
Наиболее близким, принятым за прототип выбран фрикционно-планетарный механизм Кузнецова с косой шайбой с ручным управлением [Артоболевский И.И. Справочник. Механизмы в современной технике. Издание 4-е переработанное, с. Ил., №1135, с. 322]. Ведущее звено - кривошип передает движение ведомому валу с помощью ролика, прижимающего косую шайбу к неподвижной конической поверхности, сообщая ей сложное пространственное движение. От шайбы через кулису и ползуна движение передается вилке, вращающейся вместе с ведомым валом, перестановкой которой можно изменять число оборотов в минуту ведомого вала.
Недостатком такого механизма является то, что передаточное отношение изменяется вручную, а не автоматически с изменением силового момента нагрузки на ведомом валу.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является автоматическое управление передаточным отношением для обеспечения постоянства внешнего силового нагружения.
Указанный технический результат достигается тем, что автоматический вариатор с косой шайбой, содержащий ведущее звено - кривошип, ведомый вал, ролик, косую шайбу во фрикционном контакте с неподвижным основанием, согласно заявляемой полезной модели автоматический вариатор дополнительно снабжен шарниром Гука, установленным с обеспечением двухподвижного соединения между косой шайбой и промежуточным валом, который жестко соединен с ведомым валом, причем между ведомым и промежуточным валами располагаются упругий элемент и нажимное устройство, кроме того на ведущем звене - кривошипе установлен силовой элемент, обеспечивающий силовое замыкание косой шайбы с поверхностью неподвижного основания.
На фиг. 1 показан - общий вид автовариатора с косой шайбой.
Предложенный автоматический вариатор с косой шайбой содержит ведущее звено - кривошип 1, консоль которого заканчивается роликом 2, создающим подвижный фрикционный контакт с косой шайбой 3, контактирующей с активной поверхностью неподвижного основания 4. Фрикционное замыкание в контакте обеспечивается силовым элементом 5, установленным на ведущем звене - кривошипе. Косая шайба 3 имеет шарнир Гука 6, обеспечивающий двухподвижное соединение с промежуточным валом 7. Ведомый вал 8 соединен с промежуточным валом 7, посредством соединения 9, выполненным, например, по типу скользящей шпонки или шлицев, а также нажимным устройством 10 и упругим, элементом 11.
Устройство работает следующим образом.
Ведущее звено - кривошип 1 совершает вращательное движение и своей консолью, заканчивающейся роликом 2, создает подвижный фрикционный контакт косой шайбы 3 как с роликом 2, так и с активной поверхностью основания 4. Фрикционный контакт поддерживается за счет усилия силового элемента 5.
При реализации фрикционного взаимодействия активные поверхности косой шайбы 3 и основания 4 проходят за один оборот ведущего звена - кривошипа 1 разным путем, а именно путь косой шайбы равен 2 πρ, а путь контакта по неподвижному основанию 4 равен 2πR и эта разница дает угловое перемещение промежуточному валу 7:
.
Следовательно, передаточное отношение V от ведущего звена - кривошипа 1 к промежуточному валу 7 будет определятся по формуле:
,
Где ρ - радиус движения ролика 2, R - радиус вращения неподвижного основания 4, Δφ - угловое перемещение промежуточного вала 7.
При изменении внешней нагрузки на ведомом валу 8 нажимное устройство 10, взаимодействуя с упругим элементом 11, дает осевое движение промежуточному валу 7, при этом изменяется угол γ установки косой шайбы и, как следствие, изменяется величина ρ. В случае γ=0 значение ρ=R и передаточное отношение U увеличивается, достигая в пределе бесконечности U→∞.
Таким образом, предложенная модель позволяет автоматически изменять передаточное отношение в зависимости от внешнего силового нагружения.