ЦЕПНАЯ ПЕРЕДАЧА (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к передачам, и может быть использована, например, в станках, транспортных, сельскохозяйственных и других машинах для передачи движения между параллельными валами, расположенными на значительном расстоянии, в конвейерах, элеваторах, мотоциклах, велосипедах в качестве привода для регулирования скорости движения в зависимости от нагрузки.
Известна цепная передача для привода велосипеда (RU 2184673 С2, МПК В62М 9/14, В62М 9/08, заявл. 10.03.2000, опубл. 10.07.2002), содержащая ведущую и ведомую звездочки, цепь, механизм регулирования. Недостаток этой передачи - громоздкость конструкции, связанная с наличием дополнительной ступени, а, следовательно, повышенная материалоемкость конструкции, большой вес и повышенные, габариты.
Наиболее близкой по технической сущности к полезной модели является цепная передача (RU 2069634 С1, МПК В62М 9/08, заявл. 16.05.1989, опубл. 27.11.1996), содержащая ведущую и ведомую звездочки, цепь, механизм регулирования. В этой передаче ведущая звездочка имеет переменный диаметр и выполнена в форме овала. Передача предназначена для изменения передаточного числа.
Недостаток этой передачи заключается в том, что передача может изменять лишь мгновенное передаточное число в пределах одного оборота ведущей звездочки, но не может менять среднее передаточное число за полный оборот ведущей звездочки так как ведущая звездочка имеет переменный диаметр, то мгновенное передаточное число в пределах одного оборота этой звездочки меняется, но средний диаметр ведущей звездочки остается неизменным. Число зубьев ведущей и ведомой звездочек не меняется, и цепь движется без проскальзывания. Поэтому среднее передаточное число передачи за полный оборот ведущей звездочки остается постоянным даже при изменении положения ведущей звездочки относительно шатунов педалей. То есть, передача имеет ограниченные функциональные возможности, она позволяет менять лишь мгновенное передаточное число, но не меняет среднее передаточное число, а, следовательно, не позволяет регулировать режим работы в зависимости от нагрузки при установившемся движении.
Техническая задача полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей передачи, ее способности изменять среднее передаточное число за полный оборот ведущей звездочки, тем самым, позволяя регулировать режим работы передачи в зависимости от нагрузки.
Поставленная задача решается тем, что в цепной передаче, содержащей ведущую и ведомую звездочки, цепь, механизм регулирования, согласно предложению на ведущей звездочке закреплены направляющие, в которых с возможностью радиального перемещения установлено дополнительное звено с зубчатым венцом, а механизм регулирования выполнен в виде пальца, расположенного в дополнительном звене и фиксируемого в одном из отверстий, выполненных в ведущей звездочке в радиальном направлении.
В цепной передаче на ведущей звездочке могут быть закреплены, по крайней мере, две направляющих, в каждой из которых установлено дополнительное звено с зубчатым венцом и которые расположены со сдвигом в окружном направлении относительно друг друга.
По другому варианту в цепной передаче, содержащей ведущую и ведомую звездочки, цепь, механизм регулирования, согласно предложению на ведущей звездочке закреплены направляющие, в которых с возможностью радиального перемещения установлено дополнительное звено с зубчатым венцом, а механизм регулирования выполнен в виде пружины, взаимодействующей с ведущей звездочкой и дополнительным звеном.
На фиг.1 изображена кинематическая схема цепной передачи, на фиг.2 - то же (вариант), с механизмом регулирования в виде пружины.
Цепная передача (фиг.1) содержит ведущую 1 и ведомую 2 звездочки, цепь 3, дополнительное звено 4 с зубчатым венцом, установленное с возможностью радиального перемещения в направляющих 5, жестко связанных с ведущей звездочкой, механизм регулирования радиального положения дополнительного звена, выполненный в виде пальца 6, установленного в этом дополнительном звене. При этом в ведущей звездочке в радиальном направлении выполнены отверстия 7 для фиксации указанного пальца.
Для обеспечения автоматического и бесступенчатого регулирования передаточного числа в зависимости от нагрузки механизм регулирования по другому варианту может быть выполнен в виде пружины 8 (фиг.2), подпружинивающей дополнительное звено в радиальном направлении.
Цепная передача работает следующим образом.
При вращении ведущей звездочки 1 по направлению часовой стрелки (фиг.1) цепь вращает ведомую звездочку 2. Радиальное положение дополнительного звена 4 с зубчатым венцом относительно ведущей звездочки 1 можно менять, переставляя это звено в радиальном направлении и фиксируя его положение посредством пальца 6, устанавливая палец в одно из отверстий ведущей звездочки. Если дополнительное звено 4 с зубчатым венцом занимает положение, при котором это звено не выходит за радиальные границы ведущей звездочки 1, цепная передача работает как обычная нерегулируемая передача. При этом звездочка 1 работает как ведущая в течение всего своего оборота. Если дополнительное звено 4 с зубчатым венцом занимает положение, выходящее за радиальные границы ведущей звездочки, как показано на фиг.1, то при вращении ведущей звездочки по направлению стрелки (по часовой стрелке) это звено займет положение A, при котором зубчатый венец дополнительного звена 4 войдет во взаимодействие с цепью и, двигаясь в том же окружном направлении, поднимет верхний участок цепи 3. При этом цепь будет двигаться по дуге L, с большим по сравнению с ведущей звездочкой радиусом до тех пор, пока дополнительное звено не займет положение Б. В положениях А и Б дополнительное звено с зубчатым венцом схематично показано на фиг.1 пунктирными линиями. При движении цепи по дуге L, ведущим является не звездочка 1, а дополнительное звено 4 с зубчатым венцом. В положении Б участок цепи 3, находящийся по направлению движения за дополнительным звеном 4, войдет в зацепление со звездочкой 1. При этом звездочка 1 будет опять выполнять функции ведущей.
Двигаясь по дуге L, дополнительное звено 4 «перебрасывает» часть цепи относительно ведущей звездочки 1. Изменяя с помощью механизма регулирования радиальное положение дополнительного звена 4 (переставляя дополнительное звено в радиальном направлении относительно ведущей звездочки и фиксируя его положение с помощью пальца 6), можно изменять радиус дуги L, и ее длину. При этом изменяется длина «перебрасываемой» относительно ведущей звездочки части цепи, а, следовательно, изменяется среднее передаточное число передачи за полный оборот ведущей звездочки. При небольшом сопротивлении движению можно установить дополнительное звено, значительно выходящим за радиальные границы ведущей звездочки. Тогда радиус дуги L также будет значительно превышать радиус ведущей звездочки. Длина дуги L также будет большой. Так как часть своего движения цепь совершает по дуге L, то за один оборот ведущей звездочки цепь пройдет большое расстояние, повернув при этом ведомую звездочку на большое число оборотов.
При увеличении сопротивления движению можно установить дополнительное звено так, чтобы оно выходило за радиальные границы ведущей звездочки на меньшую величину. При этом уменьшается радиус дуги L и ее длина, следовательно, при одном обороте ведущей звездочки цепь пройдет меньшее расстояние, повернув при этом ведомую звездочку на меньшее число оборотов. Таким образом, можно менять передаточное число передачи в зависимости от сопротивления движению.
Как указано выше в зависимости от нагрузки механизм регулирования может быть выполнен в виде пружины 8 (фиг.2), подпружинивающей дополнительное звено в радиальном направлении.
При таком конструктивном решении цепной передачи оптимальное радиальное положение звена 4 и изменение этого положения автоматически и бесступенчато обеспечивается силой натяжения активного (верхнего) участка цепи 3. Действительно, натяжение активного (верхнего) участка цепи 3 зависит от передаваемого момента. В случае сильного сопротивления движению крутящий момент также должен иметь большую величину. При этом верхний участок цепи 3 будет сильно натянут. Сила натяжения T (фиг.2) будет значительной. Но тогда при входе дополнительного звена 4 в зацепление с цепью 3 (фиг.2) пружина 8 будет не в состоянии преодолеть усилие натяжения цепи 3 и поднять эту цепь. При этом движение цепи происходит по ведущей звездочки 1. При уменьшении сопротивления движению уменьшается натяжение верхнего участка цепи. Тогда сила упругости пружины 8 через дополнительное звено с зубчатым венцом поднимет верхний участок цепи, движение цепи при этом будет происходить по дуге L, как это было рассмотрено в предыдущем примере (фиг.1), имеющей больший по сравнению с ведущей звездочкой радиус. Передаточное число изменится.
Под воздействием силы натяжения T активного участка цепи и силы упругости пружины 8 устанавливается определенное радиальное положение дополнительного звена 4. В зависимости от сопротивления движению меняется сила натяжения T активного участка цепи, следовательно, меняется высота подъема этого участка под воздействием пружины 8, меняется длина дуги L, на которой ведущим является дополнительное звено 4. Таким образом, происходит автоматическое и бесступенчатое изменение передаточного числа передачи в зависимости от нагрузки.
Отличаясь от обычной нерегулируемой цепной передачи, содержащей ведущую и ведомую звездочки и цепь, по существу лишь наличием звена с зубчатым венцом и пружины, предложенная передача позволяет бесступенчато и автоматически регулировать в широком диапазоне режим работы в зависимости от действующей нагрузки. При этом исключается необходимость установки блоков ведущих и ведомых звездочек, механизмов для перемещения цепи с одной пары звездочек на другую. Значительно снижаются материалоемкость, габаритные размеры цепной передачи по сравнению с известными конструкциями.
Для увеличения равномерности движения передачи может быть установлено несколько дополнительных звеньев с зубчатым венцом со сдвигом в окружном направлении относительно друг друга. Эти дополнительные звенья, вступая во взаимодействие с цепью. По очереди становятся ведущими, что приводит к более равномерному движению передачи.