ВАРИАТОР "МИГ"
"MIG" VARIATOR

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в механизмах с бесступенчатым регулированием скорости ведомого вала.
Известны вариаторы по а.с. №1272035 и 1357634. Мкл. F16H 15/30, которые предназначены для бесступенчатого регулирования скорости ведомого вала.
Однако в известных вариаторах не обеспечены повороты промежуточных звеньев навстречу друг другу с целью регулирования скорости ведомого звена, т.е. обеспечено только передаточное отношение 1:1 или близко к этому.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение поворотов навстречу друг другу промежуточных звеньев вариатора путем замены одних соседних параллельных прямоугольных в плане тяг другими соседними  -образными в плане тягами, симметричными относительно плоскости, перпендикулярной осевой вариатора, проходящей через ось поворотов среднего двуплечего рычага.
Это достигается тем, что в вариаторе, содержащем корпус, размещенные в нем соосные ведущий и ведомый валы со полусферическими полыми фрикционными элементами, с установленными симметричными промежуточными фрикционными звеньями, диаметром, меньшим внутреннего диаметра полусферических полых фрикционных элементов, и механизмом изменения передаточного отношения, выполненным в виде среднего двуплечего рычага, соединенного с ним шарнирно, тяг, представляющих собой каждая последовательно расположенные дугообразные элементы, шарнирно соединенные с крайними двумя двуплечими рычагами, связанными каждый с соответствующим промежуточным фрикционным звеном, при этом на поверхности каждого промежуточного фрикционного звена в плоскости его поворота образован дуговой паз, и зафиксированными в корпусе и расположенными одна против другой осями с установленными на них втулками, расположенными в дуговых пазах, дугообразные элементы выполнены системой из двух -образных в плане и дугообразных при виде сбоку тяг, каждая с наклонной и параллельными между собой концевыми частями и двух параллельных в плане и дугообразных при виде сбоку тяг.
Каждая -образная тяга одной концевой частью шарнирно посредством полых сферических оболочек из одного центра соединена с прямолинейной в плане тягой. Концевая часть каждого плеча двуплечего рычага выполнена цапфой с образованным на торце сферическим утолщением диаметром больше диаметра цапфы примерно в 1,6 раза, а внутренний диаметр сферической оболочки концевой части прямолинейной тяги равен диаметру сферического утолщения цапфы.
Наружный диаметр сферической оболочки концевой части прямолинейной тяги равен внутреннему диаметру сферической оболочки концевой части -образной тяги.
В сферических оболочках контактируемых -образных и параллельных тяг образованы внутренние цилиндрические отверстия.
В наружной сферической оболочке каждой -образной тяги внутреннее цилиндрическое отверстие расположено вдоль -образной тяги и равно диаметру наружной сферической оболочки прямолинейной тяги, а во внутренней сферической оболочке прямолинейной тяги внутреннее цилиндрическое отверстие расположено поперечно прямолинейной тяге.
В цилиндрических отверстиях сферических оболочек -образных и прямолинейных тяг закреплены на резьбе в каждой соответствующее резьбовое кольцо со сферической торцевой поверхностью радиусом, равным радиусу сферической оболочки, в которой смонтировано резьбовое кольцо.
В резьбовых кольцах и соответствующих сферических оболочках концевых частей -образных и прямолинейных тяг образовано в каждой окно раструбом на угол поворота плеч двуплечих рычагов и шириной, равной диаметру стержня цапфы концевой части двуплечих рычагов.
Наружное резьбовое кольцо навернуто на наружную концевую часть наружной сферической оболочки, а внутреннее резьбовое кольцо ввернуто на внутреннюю резьбу цилиндрической части внутренней сферической оболочки прямолинейной тяги.
Смонтированные сферические оболочки каждой -образной и прямолинейной тяги на сферическом утолщении каждой цапфы плеча двуплечего рычага обеспечивает возвратно-поворачивающиеся и возвратно-поступательные перемещения тяг и рычагов относительно друг друга.
Наклонные стойки -образных тяг контактируют между собой в средней части, образуя перекрестие под углом примерно 60°.
Другая концевая часть каждой -образной тяги шарнирно сферически соединена со сферической концевой частью плеча крайнего двуплечего рычага соответствующего промежуточного фрикционного звена.
В месте контактирования -образных тяг и посредине прямолинейных тяг поперечно сверху закреплены на бобышках-корпусах планки концевыми частями для -образных тяг и в средней части для прямолинейных тяг с обеспечением возвратно-поворачивающихся и возвратно-поступательных перемещений относительно друг друга тяг.
Полусферические полые фрикционные элементы ведущего и ведомого валов вариатора удалены друг от друга на расстояние, равное примерно 0,97 их внутреннего диаметра сферы, а каждая пара контактируемых сферических оболочек -образных и прямолинейных в плане тяг и сферические концевые части плеч среднего двуплечего рычага являются концентрическими.
Соседние -образные в плане тяги расположены симметрично относительно плоскости, перпендикулярной осевой вариатора и проходящей через ось поворота среднего двуплечего рычага.
На фиг.1 изображен вариатор в разрезе /при передаточном отношении 1:3,8/; на фиг.2- разрез по А-А на фиг.1 /при передаточном отношении 1:1/; на фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.2/ в развертке при максимальном передаточном отношении/; на фиг.4- разрез по В-В на фиг.3; на фиг.5 - разрез по Г-Г на фиг.3; на фиг.6 - вид 1 на фиг.3; на фиг.7 - разрез по Д-Д на фиг.3 повернуто при передаточном отношении 1:1/; на фиг.8 - кинематическая схема положения валов и промежуточных элементов при передаточном отношении 1:1; на фиг.9 и 10 - левая -образная тяга в 2-х проекциях; на фиг.11 и 12 - правая -образная тяга в 2-х проекциях; на фиг.13 - разрез по Е-Е на фиг.9 и на фиг.14 - сферическая оболочка концевой части прямолинейной тяги в разрезе.
Вариатор содержит корпус 1 с боковыми крышками, в одной из которых установлен ведущий вал 2 с жестко закрепленными на нем ведущим полусферическим полым фрикционным элементом 3, а в другой кромке - соосно с ведущим валом 2 установлен ведомый вал 4 с ведомым полусферическим полым фрикционным элементом 5 /см. фиг.1 и 2/.
Внутри полусферических полых фрикционных элементов 3 и 5 расположены взаимодействующие с ними промежуточные фрикционные звенья 6 и 7, соответственно верхнее и нижнее /см. фиг.1 и 2/, диаметром, меньшим внутреннего диаметра полусферических полых фрикционных элементов.
На наружной верхней цилиндрической поверхности корпуса 1 вариатора /см фиг.2/ смонтирован механизм изменения передаточного отношения, выполненный в виде системы двуплечих рычагов, соединенных с ними шарнирно тягами, представляющими собой каждая последовательно расположенные дугообразные элементы, шарнирно соединенные с крайними двумя двуплечими рычагами 11, связанными каждый с соответствующим промежуточным фрикционным звеном 6 и 7 /см. фиг.2/.
На поверхности каждого промежуточного фрикционного звена 6 и 7 в плоскости его поворота образован дуговой паз 12, а вариатор снабжен закрепленными в корпусе 1 и расположенными одна против другой осями с установленными на них втулками 13, расположенными в дуговых пазах 12 /см фиг.1 и 2/.
Дугообразные элементы выполнены системой из двух -образных в плане и дугообразных при виде сбоку тяг 14 и 15, каждая с наклонной и параллельными между собой концевыми частями, и двух параллельных в плане и дугообразных при виде сбоку тяг 9 и 10 /см фиг.3/.
Каждая -образная тяга 14 или 15 одной концевой частью шарнирно посредством полых сферических оболочек из одного центра соединена с прямолинейной в плане тягой соответственно 9 и 10 /см фиг.3/.
Концевая часть каждого плеча среднего двуплечего рычага 8 и крайних двуплечих рычагов 11 /см фиг.3) выполнена цапфой 16 с образованным на конце сферическим утолщением 17 диаметром больше диаметра цапфы примерно в 1,6 раза, а внутренний диаметр сферической оболочки 18 концевой части прямолинейной тяги 9 или 10 равен диаметру сферического утолщения цапфы 16 / см фиг.3, 6 и 14/.
Наружный диаметр сферической оболочки 19 концевой части прямолинейной тяги 9 или 10 равен внутреннему диаметру сферической оболочки 19 концевой части -образной тяги 14 или 15 /см фиг.7/.
В сферических оболочках 18 и 19 контактируемых -образных и прямолинейных тяг соответственно 9, 10, 14 и 15 образованы внутренние цилиндрические отверстия 20 и 21 соответственно.
В наружной сферической оболочке 19 каждой -образной тяги 14 и 15 внутреннее цилиндрическое отверстие 21 /см фиг.6 и 13/ расположено вдоль -образной тяги и равно диаметру наружной сферической оболочки 18 прямолинейной тяги 9 и 10, а во внутренней сферической оболочке 18 прямолинейной тяги внутреннее цилиндрическое отверстие 20 расположено поперечно прямолинейной тяге /см фиг.6, 7 и 14/.
В цилиндрических отверстиях 20 и 21 сферических оболочек 18 и 19 -образных 14 и 15 и прямолинейных 9 и 10 тяг закреплены на резьбе в каждой соответствующее резьбовое кольцо 20 и 23 соответственно со сферической торцевой поверхностью радиусом, равным радиусу сферической оболочки, в которой смонтировано резьбовое кольцо /см фиг.13 и 14/.
В резьбовых кольцах 22 и 23 и соответствующих сферических оболочках 18 и 19 концевых частей -образных 14 и 15 и прямолинейных 9 и 10 тяг образовано окно 24 /см фиг.3, 6, 13 и 14/ с раструбом на угол поворота плеч двуплечих рычагов 8 и 11 и шириной, равное диаметру стержня цапфы 16 концевой части двуплечих рычагов.
Наружное резьбовое кольцо 23 навернуто /см фиг.13/ на наружную концевые часть наружной сферической оболочки 19, а внутреннее резьбовое кольцо 22 ввернуто на внутреннюю резьбу цилиндрической части внутренней сферической оболочки 18 прямолинейной тяги 9 и 10.
Смонтированные сферические оболочки 18 и 19 каждой -образной и прямолинейной тяг на сферическом утолщении 17 каждой цапфы плеча двуплечего рычага 8 обеспечивают возвратно-поворачивающиеся и возвратно-поступательные перемещения тяг и рычагов относительно друг друга.
Наклонные стойки 25 -образных тяг 14 и 15 контактируют между собой в средней части, образуя перекрестие под углом примерно 60°.
Другая концевая часть каждой -образной тяги 14 и 15 шарнирно сферически соединена со сферической концевой частью плеча двуплечего рычага 11 соответствующего промежуточного фрикционного звена /см фиг.3 /.
В месте контактирования -образных тяг 14 и 15 и посредине прямолинейных тяг 9 и 10 поперечно сверху закреплены на бобышках-корпуса планки 26 и 27 /см. фиг.3, 4 и 5/ концевыми частями для -образных тяг и в средней части для прямолинейных тяг с обеспечением возвратно-поворачивающихся и возвратно-поступательных перемещений относительно друг друга тяг.
Полусферические полые фрикционные элементы 3 и 5 ведущего и ведомого валов соответственно 2 и 4 вариатора удалены друг от друга на расстояние, равное примерно 0,97 их внутреннего диаметра сферы, а каждая пара контактируемых сферических оболочек 19 и 20 -образных 14 и 15 и прямолинейных 9 и 10 в плане тяг и сферические концевые части 17 плеч среднего двуплечего рычага 8 являются концентрическими.
Соседние -образные в плане тяги 14 и 15 /см. фиг.3/ расположены симметрично относительно плоскости, перпендикулярной осевой вариатора и проходящей через ось поворота среднего двуплечего рычага 8.
Работает вариатор в следующей последовательности.
Для получения нужного передаточного отношения штурвал 28 поворачивают на определенный угол. При этом связанный со штурвалом 28 средний двуплечий рычаг 8 при повороте перемещает -образные 14 и 15 и прямолинейные 9 и 10 тяги в противоположные друг от друга стороны, причем прямолинейные тяги 9 и 10 поворачивают крайний правый двуплечий рычаг 11 в ту же сторону /см. фиг.3/, что и средний 8, а -образные тяги 14 и 15 поворачивают левый двуплечий рычаг 11 в противоположную от среднего рычага 8 сторону, обеспечивая тем самым повороты соответствующих звеньев 6 и 7 навстречу друг другу /см. фиг.1/.
Передача вращения соответствующих промежуточных фрикционных звеньев 6 и 7 происходит от ведущего вала 2 со полусферическим полым фрикционным элементом 3 на промежуточные фрикционные звенья 6 и 7 и далее на ведомый полусферический полый фрикционный элемент 5 и ведомый вал 4 на соответствующий угол.
Устройство и работа остальных элементов вариатора подробно описаны в а.с. №1272035 и 1357634.
Предлагаемый вариатор обеспечивает надежное бесступенчатое регулирование скорости ведомого вала в диапазоне ±3,8 раза.