ВЕДОМЫЙ ШКИВ КЛИНОРЕМЁННОГО ВАРИАТОРА
DRIVEN PULLEY OF V-BELT VARIATOR

Изобретение относится к бесступенчатым регулируемым передачам с гибкой связью и может быть использовано в конструкциях ведомых шкивов в приводах различных машин, в основном в трансмиссиях транспортных средств: мотоциклов, мотороллеров, малолитражных автомобилей, в частности в трансмиссиях снегоходов.
Одним из характерных режимов транспортных средств является движение с осуществлением торможения двигателем, при котором момент сил сопротивления изменяет свое направление.
Известен ведомый шкив автоматического клиноременного вариатора (описание к авторскому свидетельству SU 1796830, МПК F16Н 55/56, заявл. 18.01.91, опубл. 23.02.93), который содержит вал, подвижный и неподвижный в осевом направлении, конические диски, имеющие возможность окружного перемещения. Ведомый шкив снабжен плоскими кулачковыми профилями, которые жестко закреплены на подвижных в осевом направлении конических сателлитах, зацепляющимися с центральными коническими колесами, имеющими полумуфты, входящие попеременно в контакт с установленной между ними подвижной в осевом и окружном направлении полумуфтой. Шкив также содержит средство для передачи окружного усилия от неподвижного в осевом направлении диска к подвижному, содержащее кольцо из антифрикционного материала, установленное в канавке подвижного диска, на которое опирается стальное кольцо, с которым взаимодействуют кулачковые профили.
Такой шкив включает сложные по конструкции и изготовлению детали: конические колеса с кулачками на торцах, сателлиты, плоские кулачковые профили с ползунами и т.д.
При передаче окружного усилия от неподвижного в осевом направлении диска к подвижному происходит перемещение стального кольца по антифрикционному кольцу, при этом действуют силы трения скольжения. Кроме того, изменение направления крутящего момента сопровождается ударом полумуфт конических колес и центральной полумуфты. Это снижает межремонтный интервал и ресурс ведомого шкива.
Известен ведомый шкив клиноременного вариатора (свидетельство РФ на полезную модель №29110, МПК F16H 55/52, заявл. 11.09.2002, опубл. 27.04.2003), содержащий вал, подвижный и неподвижный в осевом направлении, конические диски, имеющие возможность совместного окружного перемещения, кулачковую муфту, включающую подвижную полумуфту с опорой, размещенную со стороны неподвижного диска, жестко связанную с подвижным диском, неподвижную в осевом направлении полумуфту и пружину кручения, одним концом контактирующую с неподвижной полумуфтой, а другим - с подвижным диском. Ведомый шкив снабжен средством передачи окружного усилия от дисков шкива к неподвижной полумуфте, включающим вырез в одной из полумуфт, поверхность одной стенки которого выполнена винтовой, и ответный элемент, имеющий с этой стенкой возможность контакта. Ответный элемент представляет собой вкладыш, причем при его перемещении действуют силы трения скольжения.
При действии реверсивного момента, который возникает из-за наличия инерционных сил в шкиве или при применении реверсивного двигателя, подвижный диск перемещается вдоль оси от неподвижной полумуфты, и при этом происходит отрыв вкладышей от винтовой поверхности стенки выреза и его перемещение в пределах выреза с образованием большого зазора между ним и винтовой стенкой. При следующей смене направления крутящего момента происходит возвращение вкладыша и его удар по винтовой поверхности стенки, что приводит к износу как вкладыша, так и винтовой поверхности стенки выреза неподвижной полумуфты.
К износу шкива также приводит трение скольжения между вкладышем и винтовой поверхностью выреза в неподвижной полумуфте.
В такой конструкции ведомого шкива силовое замыкание вкладыша с винтовой поверхностью выреза осуществляется с помощью пружины кручения, которая в процессе работы должна находиться под влиянием постоянной нагрузки, что требует от нее повышенной жесткости и прочности.
Техническим результатом, на который направлено изобретение, является исключение соударения элементов шкива при действии реверсивного момента путем ограничения их относительного перемещения, что позволит предотвратить износ винтовых поверхностей полумуфты и контактирующих с ними ответных элементов и увеличить межремонтный интервал и ресурс шкива.
Технический результат достигается тем, что ведомый шкив клиноременного вариатора содержит вал, подвижный и неподвижный в осевом направлении конические диски, имеющие возможность совместного окружного перемещения, муфту, включающую подвижную в осевом направлении полумуфту с опорой, размещенную со стороны неподвижного диска, жестко связанную с подвижным диском, неподвижную полумуфту и пружину, одним концом связанную с неподвижной полумуфтой. Ведомый шкив также снабжен средством передачи окружного усилия от конических дисков к неподвижной полумуфте, включающим вырез в одной из полумуфт, поверхность одной стенки которого выполнена винтовой, и ответный элемент, при этом винтовая стенка имеет возможность силового взаимодействия с ответным элементом для передачи окружного усилия к неподвижной полумуфте в прямом направлении.
Новым в изобретении является то, что неподвижная полумуфта также расположена со стороны неподвижного диска, вырез выполнен в подвижной полумуфте, поверхность второй его стенки также выполнена винтовой, и винтовые линии, образующие противоположные стенки выреза, расположены эквидистантно. Средство передачи окружного усилия от конических дисков к неподвижной полумуфте снабжено вторым ответным элементом. Вторая стенка выреза имеет возможность силового взаимодействия со вторым ответным элементом для передачи усилия в противоположном (реверсивном) направлении, ответные элементы установлены в неподвижной полумуфте, второй конец пружины взаимодействует с опорой подвижной полумуфты.
Также для увеличения межремонтного интервала и ресурса шкива путем замены трения скольжения между частями шкива на трение качения ответные элементы выполнены в виде тел качения, например шариков, цилиндрических или конических роликов.
Для снижения металлоемкости шкива, его габаритов и веса пружина выполнена в виде пружины сжатия.
Для обеспечения удобства ремонта и обслуживания шкива опора подвижной полумуфты выполнена в виде отдельной детали и имеет с ним разъемное соединение.
На прилагаемых чертежах изображен ведомый шкив клиноременного вариатора:
фиг.1 - общий вид;
фиг.2 - разрез А-А фиг.1.
Ведомый шкив клиноременного вариатора содержит вал 1, подвижный 2 и неподвижный 3 в осевом направлении конические диски, имеющие возможность совместного окружного перемещения. Шкив также содержит муфту, включающую подвижную 4 и неподвижную 5 в осевом направлении полумуфты, размещенные со стороны неподвижного диска 3. Неподвижная полумуфта 5 прилегает к торцу неподвижного диска 3, а подвижная полумуфта 4 пропущена через неподвижную полумуфту 5 и неподвижный диск 3 и жестко связана с подвижным диском 2 с помощью резьбовых элементов 6.
Ведомый шкив снабжен средством передачи окружного усилия от конических дисков 2, 3 к неподвижной полумуфте 5. Оно выполнено в виде выреза 7 в подвижной полумуфте 4. Стенки 8, 9 выреза 7 выполнены винтовыми, при этом винтовые линии, образующие противоположные стенки 8 и 9, расположены эквидистантно. Стенка 8 контактирует с ответными элементами 10 при передаче прямого окружного усилия к неподвижной полумуфте 5, а стенка 9 контактирует с ответными элементами 11 при передаче усилия при реверсе. Расстояние между стенками 8 и 9 выреза 7 выбрано из условия силового взаимодействия ответных элементов 10 и 11 с одной из стенок для передачи усилия в одном из направлений. Элементы 10 и 11 установлены в неподвижной полумуфте 5 на осях 12 и выполнены в виде тел качения, например шариков, конических или цилиндрических роликов.
Подвижная полумуфта 4 снабжена опорой 13, выполненной в виде отдельной детали, соединенной с полумуфтой 4 резьбовыми элементами 14.
Шкив снабжен пружиной 15 сжатия, расположенный между опорой 13 подвижной полумуфты 4 и неподвижной полумуфтой 5.
Ведомый шкив работает следующим образом. Ремень 16, расположенный между неподвижным диском 3 и подвижным диском 2, создает на их конических поверхностях окружное усилие. Подвижный диск 2 перемещается вдоль вала 1 вместе с подвижной полумуфтой 4 в сторону от неподвижного диска, пружина 15 при этом сжимается.
Стенка 8 полумуфты 4 за счет окружной силы ремня 16 поджимается к ответным элементам 10, оказывает на них силовое воздействие, и они, перекатываясь по стенке 8, предают вращение на неподвижную полумуфту 5 и далее на вал 1, одновременно за счет наклона винтовой поверхности 8 к оси шкива создается осевое усилие, сжимающее ремень 16.
При этом стенка 9 и ответные элементы 11 не имеют силового контакта и взаимодействуют по подвижной посадке.
При реверсивном движении стенка 9 выреза 7 подвижной полумуфты 4 поджимается к ответным элементам 11, которые перекатываются по ней в противоположном направлении, стенка 9 вступает с элементами 11 в силовой контакт, они передают окружную силу на неподвижную полумуфту 5 и далее на вал 1. Стенка 8 выреза 7 при этом не оказывает силового воздействия на ответные элементы 10, т.к. взаимодействие между ними происходит по подвижной посадке.
При такой конструкции ведомого шкива стенки 8 и 9 выреза 7, кроме своей основной функции - передачи окружной силы к неподвижной полумуфте 5 и далее к валу 1, выполняют еще дополнительную функцию - не позволяют контактным элементам 10 и 11 отрываться от них, что исключает соударение элементов шкива при действии реверсивного момента путем ограничения их относительного перемещения.
Пружина 15 сжатия в такой конструкции выполняет функцию поджатия подвижного диска 2 к неподвижному диску 3 на холостом ходу и при реверсе, а также одновременно стенок 8 и 9 выреза 7 в подвижной полумуфте 4 к ответным элементам 10 и 11. Поскольку пружина 15 сжатия обладает большей потенциальной энергией, чем пружина кручения, использованная в прототипе, и, кроме того, в таком шкиве используется трение качения, то это позволяет изготавливать пружину меньших габаритов и меньшего веса.
Использование в конструкции в качестве ответных элементов 10 и 11 тел качения также уменьшает износ деталей шкива.
Выполнение опоры 13 в виде отдельной детали повышает ремонтопригодность шкива.