МЕХАНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАВНО РЕГУЛИРУЕМОЙ ПЕРЕДАЧИ
MECHANICAL CONTROLLING DEVICE FOR INFINITELY VARIABLE TRANSMISSION

Область техники
Настоящее изобретение относится к технологии плавного регулирования скорости, в частности, к механическому управляющему устройству для плавно регулируемой передачи.
Уровень техники
Плавное регулирование относится к передаче мощности через устройство регулируемой передачи посредством взаимодействия ведущего колеса и ведомого колеса с переменными рабочими диаметрами для получения плавно изменяемого коэффициента скорости с целью достижения оптимизированного соответствия рабочих условий силовой трансмиссии и двигателя. В уровне техники плавно регулируемая передача обычно включает в себя устройство плавной передачи со стальной лентой, устройство плавной передачи с роликовой поворотной пластиной и т.п.. Проблема устройства плавно регулируемой передачи со стальной лентой состоит в том, что стальная лента подвержена поломке, а проблема устройства плавно регулируемой передачи с роликовой поворотной пластиной заключается в конструктивной сложности и в неудобстве технического обслуживания. Соответственно, существует потребность в новом устройстве плавно регулируемой передачи, способном решить проблемы, существующие в уровне техники.
Сущность изобретения
В соответствии с настоящим изобретением обеспечено механическое управляющее устройство для плавно регулируемой передачи, решающее проблемы известных из уровня техники решений в отношении непрочности стальной ленты, конструктивной сложности и низкой надежности.
Настоящее изобретение заключается в следующем техническом решении: механическое управляющее устройство для плавно регулируемой передачи содержит центральный вал, причем по окружности средней части наружной поверхности центрального вала расположен зубчатый участок; причем наружная поверхность центрального вала входит во втулку вала; причем на наружной поверхности втулки вала предусмотрено множество осевых ограничительных пазов; причем с внутренней поверхностью втулки вала неподвижно соединено множество осевых установочных пластин; причем число осевых установочных пластин совпадает с числом осевых ограничительных пазов, при этом каждая из осевых установочных пластин и каждый из осевых ограничительных пазов расположены вдоль окружного направления на равном расстоянии; причем в каждый осевой ограничительный паз вставлена соединительная пластина; причем на внутренней торцевой стороне каждой соединительной пластины расположен дугообразный сектор зубчатого колеса; причем каждый из дугообразных секторов зубчатого колеса находится в зацеплении с зубчатым участком; причем между каждыми двумя соседними осевыми установочными пластинами установлена шарнирная ось; и причем каждая соединительная пластина соответственно шарнирно прикреплена к двум соседним осевым установочным пластинам посредством соответствующей шарнирной оси.
Устройство работает следующим образом: одно из тарельчатых вогнутых колес действует как ведущее тарельчатое вогнутое колесо, тогда как другое из тарельчатых вогнутых колес действует как ведомое тарельчатое вогнутое колесо. Вращение ведущего тарельчатого вогнутого колеса передается ведомому тарельчатому вогнутому колесу за счет трения, создаваемого между ведущим тарельчатым вогнутым колесом и цилиндрическим колесом или чашеобразным колесом. Во время изменения коэффициента скорости центральный вал или втулка вала перемещается в осевом направлении втулки вала, при этом происходит относительное перемещение между центральным валом и втулкой вала. За счет комбинированного действия относительного перемещения и зацепления между дугообразным сектором зубчатого колеса и зубчатым участком соединительная пластина совершает качательное движение в осевом направлении втулки вала (как показано на фиг. 2, 3, 13 и 14), в результате чего достигается изменение коэффициента скорости. На этой основе могут достигаться множественные изменения коэффициента скорости посредством соединения двух таких механических управляющих устройств для плавно регулируемой передачи последовательно или параллельно. Таким образом, в соответствии с вышеописанным процессом механическое управляющее устройство для плавно регулируемой передачи согласно изобретению представляет новое решение и новый принцип действия и решает проблемы легко повреждаемой стальной ленты при более простой конструкции и обеспечивает более удобное техническое обслуживание по сравнению с известными решениями устройствами плавно регулируемой передачи.
Настоящее изобретение, основанное на новой конструкции и принципе действия, эффективно решает проблемы легко повреждаемой стальной ленты и неудобства технического обслуживания и пригодно для регулируемой передачи транспортных средств.
Краткий перечень чертежей
На фиг. 1 схематически представлен первый структурный вид согласно настоящему изобретения.
На фиг. 2 представлен справочный вид по фиг. 1 в рабочем режиме.
На фиг. 3 представлен справочный вид по фиг. 1 в другом рабочем режиме.
На фиг. 4 схематически представлен структурный вид части представленного на фиг. 1.
На фиг. 5 представлен вид сверху по фиг. 4.
На фиг. 6 представлен вид снизу по фиг. 4.
На фиг. 7 схематически представлен структурный вид еще одной части представленного на фиг. 4.
На фиг. 8 представлен вид сверху по фиг. 7.
На фиг. 9 схематически представлен структурный вид еще одной части представленного на фиг. 4.
На фиг. 10 представлен вид справа по фиг. 9.
На фиг. 11 представлен вид сверху по фиг. 10.
На фиг. 12 схематически представлен второй структурный вид согласно настоящему изобретения.
На фиг. 13 представлен справочный вид по фиг. 12 в рабочем режиме.
На фиг. 14 представлен справочный вид по фиг. 12 в другом рабочем режиме.
На фиг. 15 схематически представлен структурный вид части представленного на фиг. 14.
На фиг. 16 представлен вид сверху по фиг. 15.
На фиг. 17 представлен вид снизу по фиг. 15.
На фиг. 18 схематически представлен структурный вид части представленного на фиг. 1.
На фиг. 19 представлен вид сверху по фиг. 18.
На чертежах используются следующие ссылочные обозначения: 1 - центральный вал; 2 - зубчатый участок; 3 - втулка вала; 4 - осевой ограничительный паз; 5 - осевая установочная пластина; 6 - соединительная пластина; 7 - дугообразный сектор зубчатого колеса; 8 - шарнирная ось; 9 - тарельчатое вогнутое колесо; 10 - цилиндрическое колесо; 11 - головка колеса; 12 - втулка колеса; 13 - тарельчатое колесо; 14 - держатель колеса.
Подробное раскрытие вариантов осуществления изобретения
Вариант осуществления 1
Механическое управляющее устройство для плавно регулируемой передачи содержит центральный вал 1. По окружности средней части наружной поверхности центрального вала 1 расположен зубчатый участок 2. На наружную поверхность центрального вала 1 надета втулка 3 вала. На наружной поверхности втулки 3 вала выполнено множество осевых ограничительных пазов 4. С наружной поверхностью втулки вала 3 неподвижно соединено множество осевых установочных пластин 5. Число осевых установочных пластин 5 совпадает с числом осевых ограничительных пазов, при этом каждая из осевых установочных пластин 5 и каждый из ограничивающих пазов 4 поочередно расположены в окружном направлении на одинаковом расстоянии. В каждый осевой ограничительный паз 4 вставлена соединительная пластина 6. Дугообразный сектор 7 зубчатого колеса расположен на внутренней торцевой стороне каждой соединительной пластины 6. Каждый из дугообразных секторов 7 зубчатого колеса находится в зацеплении с зубчатым участком 2 вала. Между каждыми двумя соседними осевыми установочными пластинами 5 установлена шарнирная ось 8. Каждая соединительная пластина 6 соответственно шарнирно присоединена к двум соседним осевым установочным пластинам 5 посредством соответствующей шарнирной оси 8.
В этом варианте осуществления зубчатый участок 2 является участком с кольцевой нарезкой зубьев постоянного шага, или зубчатый участок может быть участком с косозубой нарезкой зубьев, ориентированной под углом относительно центрального вала.
На каждом конце центрального вала 1 установлено тарельчатое вогнутое колесо 9, причем тарельчатые раскрывы двух тарельчатых вогнутых колес 2 обращены друг к другу.
Через центры оснований двух чашеобразных колес 2 проходят два конца втулки 9 вала. Через центры оснований двух чашеобразных колес 2 проходят два конца центрального вала.
Как показано на фиг 1-11, между тарельчатыми раскрывами двух тарельчатых вогнутых колес 9 предусмотрено множество цилиндрических колес 10, расположенных равномерно по окружности. Число цилиндрических колес 10 совпадает с числом соединительных пластин 6. Каждый конец каждого цилиндрического колеса 10 снабжен головкой 11 колеса. Две головки 4 каждого цилиндрического колеса 3 соответственно находятся в контакте с внутренними поверхностями двух тарельчатых вогнутых колес 9. На наружную поверхность каждого цилиндрического колеса 10 надета втулка 12 колеса. Наружная поверхность каждой втулки 12 колеса соответственно прикреплена к наружной торцевой поверхности соединительной пластины 6. Каждая шарнирная ось 8 соответственно прикреплена к наружной поверхности одной втулки 12 колеса.
Зубчатый участок с кольцевой нарезкой зубьев постоянного шага имеет поперечное сечение в виде равностороннего прямоугольника с зубчатыми кромками, число которых совпадает с числом соединительных пластин.
На практике тарельчатое вогнутое колесо и втулка вала или центральный вал могут образовывать между собой компоновку типа подшипник-вал. Цилиндрическое колесо и втулка колеса также могут образовывать компоновку типа подшипник-вал. Во время изменения коэффициента скорости тарельчатое вогнутое колесо вращается вокруг центрального вала или вокруг втулки вала, тогда как центральный вал или втулка вала не вращаются вместе. Дополнительно предусмотрено множество вспомогательных устройств, которые симметрично установлены на втулках 12 колес и обеспечивают энергию для качательного движения, при этом число симметричных устройств совпадает с числом втулок 12 колес. Вспомогательные устройства могут обеспечивать энергию для качательного движения, так что срок службы механического управляющего устройства для плавно регулируемой передачи продлевается. Втулка 3 вала и два тарельчатых вогнутых колеса 9 управляются независимо, а именно - втулка 3 вала и два тарельчатых вогнутых колеса 9 не имеют связи для того, чтобы двигаться совместно.
Вариант осуществления 2
Механическое управляющее устройство для плавно регулируемой передачи содержит центральный вал 1. По окружности средней части наружной поверхности центрального вала 1 расположен зубчатый участок 2. На наружную поверхность центрального вала 1 надета втулка 3 вала. На наружной поверхности втулки 3 вала выполнено множество осевых ограничительных пазов 4. С наружной поверхностью втулки вала 3 неподвижно соединено множество осевых установочных пластин 5. Число осевых установочных пластин 5 совпадает с числом осевых ограничительных пазов, при этом каждая из осевых установочных пластин 5 и каждый из ограничивающих пазов 4 поочередно расположены в окружном направлении на одинаковом расстоянии. В каждый осевой ограничительный паз 4 вставлена соединительная пластина 6. Дугообразный сектор 7 зубчатого колеса расположен на внутренней торцевой стороне каждой соединительной пластины 6. Каждый из дугообразных секторов 7 зубчатого колеса находится в зацеплении с зубчатым участком 2 вала. Между каждыми двумя соседними осевыми установочными пластинами 5 установлена шарнирная ось 8. Каждая соединительная пластина 6 соответственно шарнирно присоединена к двум соседним осевым установочным пластинам 5 посредством соответствующей шарнирной оси 8.
В этом варианте осуществления зубчатый участок 2 является участком со спиральной нарезкой.
На каждом конце центрального вала 1 установлено тарельчатое вогнутое колесо 9, причем тарельчатые раскрывы двух тарельчатых вогнутых колес 2 обращены друг к другу.
Как показано на фиг 1-11, между тарельчатыми раскрывами двух тарельчатых вогнутых колес 9 предусмотрено множество цилиндрических колес 10, расположенных равномерно по окружности. Число цилиндрических колес 10 совпадает с числом соединительных пластин 6. Каждый конец каждого цилиндрического колеса 10 снабжен головкой 11 колеса. Две головки 4 каждого цилиндрического колеса 3 соответственно находятся в контакте с внутренними поверхностями двух тарельчатых вогнутых колес 9. На наружную поверхность каждого цилиндрического колеса 10 надета втулка 12 колеса. Наружная поверхность каждой втулки 12 колеса соответственно прикреплена к наружной торцевой поверхности соединительной пластины 6. Каждая шарнирная ось 8 соответственно прикреплена к наружной поверхности одной втулки 12 колеса.
На практике тарельчатое вогнутое колесо и втулка вала или центральный вал могут образовывать между собой компоновку типа подшипник-вал. Цилиндрическое колесо и втулка колеса также могут образовывать компоновку типа подшипник-вал. Во время изменения коэффициента скорости тарельчатое вогнутое колесо вращается вокруг центрального вала или вокруг втулки вала, тогда как центральный вал или втулка вала не вращаются вместе. Дополнительно предусмотрено множество вспомогательных устройств, которые симметрично установлены на втулках 12 колес и обеспечивают энергию для качательного движения, при этом число симметричных устройств совпадает с числом втулок 12 колес. Вспомогательные устройства могут обеспечивать энергию для качательного движения, так что срок службы механического управляющего устройства для плавно регулируемой передачи продлевается. Втулка 3 вала и два тарельчатых вогнутых колеса 9 управляются независимо, а именно - втулка 3 вала и два тарельчатых вогнутых колеса 9 не имеют связи для того, чтобы двигаться совместно.
Вариант осуществления 3
Механическое управляющее устройство для плавно регулируемой передачи содержит центральный вал 1. По окружности средней части наружной поверхности центрального вала 1 расположен зубчатый участок 2. На наружную поверхность центрального вала 1 надета втулка 3 вала. На наружной поверхности втулки 3 вала выполнено множество осевых ограничительных пазов 4. С наружной поверхностью втулки вала 3 неподвижно соединено множество осевых установочных пластин 5. Число осевых установочных пластин 5 совпадает с числом осевых ограничительных пазов, при этом каждая из осевых установочных пластин 5 и каждый из ограничивающих пазов 4 поочередно расположены в окружном направлении на одинаковом расстоянии. В каждый осевой ограничительный паз 4 вставлена соединительная пластина 6. Дугообразный сектор 7 зубчатого колеса расположен на внутренней торцевой стороне каждой соединительной пластины 6. Каждый из дугообразных секторов 7 зубчатого колеса находится в зацеплении с зубчатым участком 2 вала. Между каждыми двумя соседними осевыми установочными пластинами 5 установлена шарнирная ось 8. Каждая соединительная пластина 6 соответственно шарнирно присоединена к двум соседним осевым установочным пластинам 5 посредством соответствующей шарнирной оси 8.
В этом варианте осуществления зубчатый участок 2 является участком с кольцевой нарезкой зубьев постоянного шага, или зубчатый участок может быть участком с косозубой нарезкой зубьев, ориентированной под углом относительно центрального вала.
На каждом конце центрального вала 1 установлено тарельчатое вогнутое колесо 9, причем тарельчатые раскрывы двух тарельчатых вогнутых колес 2 обращены друг к другу.
Как показано на фиг 12-19, между тарельчатыми раскрывами двух тарельчатых вогнутых колес 9 предусмотрено множество тарельчатых колес 13, расположенных равномерно по окружности. Число тарельчатых колес 13 совпадает с числом соединительных пластин 6. Обод каждого из цилиндрических колес 13 контактирует с внутренним поверхностями двух тарельчатых вогнутых колес 9. На наружную поверхность каждого тарельчатого колеса 13 надет держатель 14 колеса. Наружная поверхность каждого держателя 14 колеса соответственно прикреплена к наружной торцевой поверхности соединительной пластины 6. Каждая шарнирная ось 8 соответственно прикреплена к наружной поверхности одного держателя 14 колеса.
Участок с кольцевой нарезкой зубьев постоянного шага имеет поперечное сечение в виде равностороннего прямоугольника с зубчатыми кромками, число которых совпадает с числом соединительных пластин.
На практике тарельчатое вогнутое колесо и втулка вала или центральный вал могут образовывать между собой компоновку типа подшипник-вал. Цилиндрическое колесо и втулка колеса также могут образовывать компоновку типа подшипник-вал. Во время изменения коэффициента скорости тарельчатое вогнутое колесо вращается вокруг центрального вала или вокруг втулки вала, тогда как центральный вал или втулка вала не вращаются вместе. Дополнительно предусмотрено множество вспомогательных устройств, которые симметрично установлены на держателях 14 колес и обеспечивают энергию для качательного движения, при этом число симметричных устройств совпадает с числом держателей 14 колес. Вспомогательные устройства могут обеспечивать энергию для качательного движения, так что срок службы механического управляющего устройства для плавно регулируемой передачи продлевается. Втулка 3 вала и два тарельчатых вогнутых колеса 9 управляются независимо, а именно - втулка 3 вала и два тарельчатых вогнутых колеса 9 не имеют связи для того, чтобы двигаться совместно.
Вариант осуществления 4
Механическое управляющее устройство для плавно регулируемой передачи содержит центральный вал 1. По окружности средней части наружной поверхности центрального вала 1 расположен зубчатый участок 2. На наружную поверхность центрального вала 1 надета втулка 3 вала. На наружной поверхности втулки 3 вала выполнено множество осевых ограничительных пазов 4. С наружной поверхностью втулки вала 3 неподвижно соединено множество осевых установочных пластин 5. Число осевых установочных пластин 5 совпадает с числом осевых ограничительных пазов, при этом каждая из осевых установочных пластин 5 и каждый из ограничивающих пазов 4 поочередно расположены в окружном направлении на одинаковом расстоянии. В каждый осевой ограничительный паз 4 вставлена соединительная пластина 6. Дугообразный сектор 7 зубчатого колеса расположен на внутренней торцевой стороне каждой соединительной пластины 6. Каждый из дугообразных секторов 7 зубчатого колеса находится в зацеплении с зубчатым участком 2 вала. Между каждыми двумя соседними осевыми установочными пластинами 5 установлена шарнирная ось 8. Каждая соединительная пластина 6 соответственно шарнирно присоединена к двум соседним осевым установочным пластинам 5 посредством соответствующей шарнирной оси 8.
В этом варианте осуществления зубчатый участок 2 является участком со спиральной нарезкой.
На каждом конце центрального вала 1 установлено тарельчатое вогнутое колесо 9, причем тарельчатые раскрывы двух тарельчатых вогнутых колес 2 обращены друг к другу.
Как показано на фиг 12-19, между тарельчатыми раскрывами двух тарельчатых вогнутых колес 9 предусмотрено множество тарельчатых колес 13, расположенных равномерно по окружности. Число тарельчатых колес 13 совпадает с числом соединительных пластин 6. Обод каждого из цилиндрических колес 13 контактирует с внутренним поверхностями двух тарельчатых вогнутых колес 9. На наружную поверхность каждого тарельчатого колеса 13 надет держатель 14 колеса. Наружная поверхность каждого держателя 14 колеса соответственно прикреплена к наружной торцевой поверхности соединительной пластины 6. Каждая шарнирная ось 8 соответственно прикреплена к наружной поверхности одного держателя 14 колеса.
На практике тарельчатое вогнутое колесо и втулка вала или центральный вал могут образовывать между собой компоновку типа подшипник-вал. Цилиндрическое колесо и втулка колеса также могут образовывать компоновку типа подшипник-вал. Во время изменения коэффициента скорости тарельчатое вогнутое колесо вращается вокруг центрального вала или вокруг втулки вала, тогда как центральный вал или втулка вала не вращаются вместе. Дополнительно предусмотрено множество вспомогательных устройств, которые симметрично установлены на держателях 14 колес и обеспечивают энергию для качательного движения, при этом число симметричных устройств совпадает с числом держателей 14 колес. Вспомогательные устройства могут обеспечивать энергию для качательного движения, так что срок службы механического управляющего устройства для плавно регулируемой передачи продлевается. Втулка 3 вала и два тарельчатых вогнутых колеса 9 управляются независимо, а именно - втулка 3 вала и два тарельчатых вогнутых колеса 9 не имеют связи для того, чтобы двигаться совместно.
В вариантах осуществления 1-4 центральный вал, в качестве примера, имеет поперечное сечение круглой формы, однако при желании он может иметь другую форму, такую как равносторонний треугольник, квадрат и т.п.. В вариантах осуществления 1 и 2 предусмотрено по пять осевых установочных пластин и осевых ограничительных пазов. В вариантах осуществления 3 и 4 предусмотрено по три осевых установочных пластины и осевых ограничивающих паза.
В вариантах осуществления 1 и 3 зубчатый участок является участком с кольцевой нарезкой зубьев постоянного шага, так что осевое перемещение центрального вала достигается за счет следующего: на конце центрального вала выполнен участок со спиральной нарезкой, на который насажена гайка, которую вращает внешний двигатель, при этом гайка не может совершать осевое перемещение, за счет чего обеспечивается изменение скорости. В вариантах осуществления 2 и 4 зубчатый участок является участком со спиральной нарезкой, так что за счет вращения центрального вала обеспечивается качательное перемещение, при этом обеспечивается изменение коэффициента скорости.